آیا در هنگام طراحی PCB ها باید اشک ها اضافه شوند؟

این سوال می تواند بحث طولانی را بین مهندسان جدید و با تجربه در صنعت الکترونیک ایجاد کند: برخی اصرار دارند که اشک ها باید به کل تخته اضافه شوند،که آن را "عملیات نجات دهنده زندگی" برای بهبود قابلیت اطمینان می نامد.برخی دیگر به شدت با آن مخالفت می کنند و شکایت می کنند که اضافه کردن آنها به صفحه های فرکانس بالا به طور مستقیم باعث شکست سیگنال می شود.حتی بیشتر گیج کننده است که مهندسان با تجربه روش های کاملا متضاد دارند.

در واقع، هیچ پاسخ استاندارد "باید اضافه شود" یا "به طور کامل نباید اضافه شود" برای اشک ها وجود ندارد. کلید این است که عملکرد واقعی آنها را درک کنیم و سناریوهای مناسب استفاده را پیدا کنیم.ما منطق اصلی اشک های PCB را به صورت ساده توضیح خواهیم داد، پس ديگه لازم نيست نگران اين موضوع باشي

Ⅰ، این را درک کنید: اشک ها "زینت بخش" نیستند، بلکه مجموعه ای از ۵ عملکرد عملی هستند.

قطره های اشک، مناطقی از مس انتقالی در شکل قطره یا شکل قوس بین آثار PCB و پد ها یا ویاس ها هستند. آنها ممکن است بی اهمیت به نظر برسند، اما پنج عملکرد اصلی را پنهان می کنند:

1. پيوند رو تقويت کنيم:
مثل نوار های تقویت کننده در بخیه های لباس، اشک ها منطقه تماس بین اثر و پد را افزایش می دهند، و نیروهای خارجی را منتشر می کنند.وصل کردن و جدا کردن در طول استفاده، یا نگهداری بعدی و برداشتن کانکتور، از پاره شدن پد و ردی جلوگیری می کند، به طور مستقیم مقاومت مکانیکی را دو برابر می کند.

2. محافظت از پد ها از "شکست":
در طول چرخه های متعدد جوش، پد ها به طور مکرر تحت فشار گسترش حرارتی و انقباض قرار می گیرند، که به راحتی منجر به انحراف و پوست شدن می شود.حکاکی نامناسب در طول تولید و از طریق عدم تراز نیز می تواند باعث ترک باد شود. قطرات اشک مانند یک بافر عمل می کنند، فشار حرارتی را جذب می کنند و این خطرات شکست را کاهش می دهند.

3. اطمینان از انتقال بدون مشکل سیگنال:
هنگامی که پهنای ردیاب و پد به طور ناگهانی تغییر می کند، سیگنال ها مستعد بازتاب و تضعیف هستند. انتقال صاف قطره اشک باعث کاهش تغییرات مقاومت می شود.اجازه می دهد تا انتقال سیگنال بدون مشکل و جلوگیری از ترافیک. "

4. بهبود تولید "محصول":
قطعات حفاری به طور اجتناب ناپذیر انحرافات اندکی در طول حفاری دارند. تسهیلات مس اضافی "پوشک های" اشک آور در برابر این، جلوگیری از ترک ناشی از انحراف حفاری؛همچنین مشکلات بیش از حد حکاکی را در طول فرآیند حکاکی کاهش می دهد، به کارخانه ها تحمل بیشتری برای خطاها در طول تولید می دهد.

5. يه "بونوس" زيبايي:
در مقایسه با اتصالات سخت زاویه راست، قطرات اشک باعث می شود انتقال بین ردیف ها و پد ها طبیعی تر باشد و ظاهر کلی PCB را بهبود بخشد.هیئت مدیره سازمان یافته تر و حرفه ای تر به نظر میاد، و اثر بصری به طور مستقیم ارتقا یافته است.

Ⅱدر این سناریوها، اشک ها "باید داشته باشند" و حذف آنها به طور اجتناب ناپذیر منجر به مشکلات می شود.

بر اساس سناریوهای کاربردی واقعی، توصیه می شود برای کاهش قابل توجهی خطر خرابی محصول، اضافه کردن قطرات اشک در 4 وضعیت زیر اولویت بندی شود:

1محیط های با فشارهای مکانیکی بالا: اضافه کردن اجباری
محصولات مانند الکترونیک خودرو، کنترل کننده های صنعتی و رابط های اتصال به طور مکرر متصل / جدا شده در معرض لرزش ، برخورد یا اتصال مکرر / جدا شدن هستند.ارتباط بین ردیف ها و پد ها یک "نقطه ضعیف" است که در آن استرس متمرکز می شودتوصیه می شود که قطره های اشک دار گرد و یا شکل "مرد برفی" را انتخاب کنید، که می تواند به طور موثر استرس را از بین ببرد و از شکست شکستگی در طول استفاده جلوگیری کند.

2سناریوهای سیگنال فرکانس بالا/سرعت بالا: با احتیاط اضافه کنید
مدارهای با فرکانس بالا و سرعت بالا مانند ماژول های ارتباطی 5G و رابط های حافظه با سرعت بالا دارای الزامات بسیار بالایی برای یکپارچگی سیگنال هستند.صاف، قطرات اشک منحنی باید اولویت داشته شوند و تطابق موانع باید از طریق شبیه سازی برای جلوگیری از تحریف سیگنال ناشی از قطرات اشک تأیید شود.

3PCB های دارای تراکم بالا: افزودن انتخابی
صفحه های با تراکم بالا مانند صفحه اصلی تلفن همراه و دستگاه های پوشیدنی فضای مسیریابی بسیار محدودی دارند.اضافه کردن قطرات اشک به کل تخته فضای اضافی را اشغال می کند و بر تراکم مسیر تاثیر می گذاردتوصیه می شود که آنها را فقط به پد های حیاتی و ویاس ها اضافه کنید و آنها را در مناطق غیر حیاتی حذف کنید تا قابلیت اطمینان و کارایی مسیر را متعادل کنید.

4سناریوهای بهینه سازی تولید انبوه: در صورت نیاز تنظیم کنید
برای محصولات الکترونیکی مصرفی ارزان قیمت، اگر قابلیت های فرآیند تولید کننده PCB متوسط باشد (به عنوان مثال دقت حفاری پایین)منطقه پوشش قطره اشک را می توان به طور مناسب افزایش داد تا کمبودهای فرآیند را جبران کند و بهره تولید انبوه را بهبود بخشد.اگر فرآیند سازنده بالغ باشد، می توان از اندازه معمولی برای جلوگیری از اتلاف فضا استفاده کرد.

Ⅲ، اضافه کردن اشک در این سه مکان معادل... اضافه کردن اشک: با احتیاط عمل کنید!

همه سناریوها برای اضافه کردن اشک مناسب نیستند. اضافه کردن آنها به صورت کورکورانه در شرایط زیر فقط متناقض خواهد بود:

1مناطق حساس به مقاومت:
برای مناطقی که نیاز به مقاومت بسیار بالا دارند، مانند آنتن ها و جفت های دیفرانسیل، باید قبل از اضافه کردن قطرات اشک، تأیید مقاومت انجام شود.اگر قطرات اشک باعث عدم تطابق مقاومت شوند، به طور مستقیم بر عملکرد محصول تاثیر می گذارد و باعث می شود بدتر از اضافه کردن آنها باشد.

2. تخته های با تراکم فوق العاده بالا:
برای محصولاتی مانند سنسورهای کوچک و مادربرد های بسیار فشرده تلفن همراه، که در آن تراکم سیم کشی در حال حاضر به حداکثر رسیده است، قطرات اشک فضای مسیری را بیشتر فشرده می کنند،که به طور بالقوه منجر به مشکلات مسیر یا حتی خطرات مدار کوتاه می شود.قبل از تصمیم گیری در مورد اضافه کردن آنها، ارزیابی دقیق لازم است.

3مدارهای کم پیچیدگی:
برای تخته های کنترل ساده و الکترونیک مصرفی معمولی، که نیاز کمتری به قدرت مکانیکی و یکپارچگی سیگنال دارند، مزایای اضافه کردن قطرات اشک محدود است.و این فقط زمان طراحی را افزایش می دهدبرای ساده سازی فرآیند و بهبود بهره وری، طراحی قطره اشک می تواند حذف شود.

خلاصه مطلب: اصل اصلی اشک ها این است که "در صورت لزوم با شرایط سازگار شوید".

قطره های اشکی PCB اساساً یک طراحی بهینه سازی "گرده روی کیک" هستند ، نه یک عنصر اصلی که عملکرد مدار را تعیین می کند. آنها نه یک "علاج همه چیز" هستند و نه یک "موضوع اضافی":

• هنگامی که به دنبال قابلیت اطمینان هستند و با محیط های پیچیده برخورد می کنند، آنها یک "پوشنده محافظ" برای کاهش خطرات هستند.
• هنگامی که با مسیرهای چگالی بالا و سیگنال های فرکانس بالا/سرعت بالا مواجه می شوند، آنها یک "تفصیلی" هستند که نیاز به کنترل دقیق دارند.
• در مدارهای ساده و محصولات تولید شده به صورت انبوه با فرآیندهای بالغ، آنها یک "انتخاب بهینه سازی" هستند که می توانند انعطاف پذیر انتخاب شوند.

طراحی PCB عالی هرگز به طور کورکورانه روی ویژگی ها جمع نمی شود، بلکه دقیقاً با نیازهای محصول سازگار می شود.تسلط بر سناریوهای قابل استفاده و تکنیک های طراحی قطرات اشک برای پیدا کردن بهترین تعادل بین قابلیت اطمینان ضروری است، عملکرد و کارایی.