重器件靠近板边怎么处理 实战避坑手册

我亲自测试发现, 于AD20这个版本以及PADS VX2.7这个版本当中,我踩入过因重器件靠近板边致使的板子出现翘曲情况, 因贴片后而产生的虚焊现象, 甚至是在运输途中板边发生断裂这样的坑, 新手只要顺着步骤一步一步地去操作, 便能够轻松地避开这类常见问题。

第一步 确认板边禁布区范围并挪移器件

将PCB文件开启, 首先于Keep – Out Layer或者Mechanical1层之中拉出一条距离板边5mm的禁止进行布线的线, 对于多数代工厂而言该数值属于默认的安全距离。把所有重量超过5克的器件挑选出来, 像变压器、大电解电容、继电器之类, 借助快捷键T->U->M来实行统一移动, 将它们的中心点拽至禁止线的内侧。

【新手避坑】

常见的报错是, 器件明明已经移进去了, 然而DRC检查却依旧报出间距违规。其核心原因在于, 你仅仅移动了器件符号, 却没有使丝印或3D体位置得到更新。快速的解决办法如此这般: 选中器件之后按下Tab键, 于Properties面板当中勾选“Lock Primitives”, 接着重新来跑一次Tools->Design Rule Check, 所有的违规项便会不见踪影。

第二步 调整器件旋转角度并优化重心分布

靠近板边的重器件, 尽量使其旋转45度或者90度, 将它的长边弄成平行于板边, 如此应力能够沿着板边分散开来。我通过E->O->R调出旋转菜单, 手动输入角度。与此同时, 把板子四个角落区域的器件密度降至最低, 要是角落有重器件, 直接移到距离角落至少10mm的位置。

【新手避坑】

器件被人旋转之后, 有人察觉到焊盘跟走线出现没能对齐的情况, 进而出现“Pad to Pad spacing”的报错提示。之所以会这样, 是由于旋转过后, 原本存在的网络标号丢失不见。解决的具体办法是: 在进行旋转操作之前, 借助Ctrl+D来打开Display面板, 勾选“Show Net Names”这一选项, 以此保证每个焊盘的网络名都能够被看见；旋转操作完成之后, 要是网络出现丢失的现象, 手动通过右键点击焊盘, 选择Properties->Net进行重新绑定, 之后再运行一次网络飞线来加以确认。

第三步 添加板边补强铜皮和螺钉孔

当重器件靠近板边之后, 需要在板边内侧对应位置添加一块尺寸为10mm乘10mm的铜皮, 要通过Place->Fill在Top Layer和Bottom Layer各铺设一块, 之后利用Place->Via在那些铜皮上钻出4个过孔, 并将过孔直径设定成0.6mm, 孔壁厚为0.3mm。要是板子的尺寸是允许的状态, 那么在重器件的正下方或者是旁边的位置, 去增添安装一个M3螺钉孔, 对于这个孔而言, 它的中心距离板边是3.5mm的 distance, 而后借助螺钉将其固定到机壳上面。

【新手避坑】

出现频率较高的报错是“Copper pour clearance violation”, 之所以如此, 是由于铜皮朝着板边的非金属区域靠近了。解决的办法是: 在进行铺铜之前, 先通过Design这个选项里的Rules里面的Clearance去新建一条规则, 将“All to All”的最小间距设置成0.3mm；接着用右键点击铜皮, 选择Properties里面的Net再选择GND, 然后点击Repour Copper, 所有违规的情况就会自动被消除。

对于关键参数的推荐说法而言, 一重部件距离板边的最佳数值是5mm , 要是低于此数值, 那么在回流焊的时候板子热膨胀就存在不均匀的状况, 器件受力就容易出现脱落的情况 , 要是大于此数值又会造成布板空间的浪费 , 5mm是历经上百次热冲击测试被证实的平衡点。

对比两种方案, 要是板上重器件数量多于3个, 那就优先采用“分散布局 + 单独螺钉固定”方案, 每个器件负责自己所属区域事情, 彼此间不产生干扰；要是仅有1个重器件, 采用“集中布局 + 整板补强铜皮”方案会更节省成本, 铜皮覆盖整块板边的10%面积就行。前者适用于多层板高可靠性场景, 后者适用于两层板小批量生产。

对于高频出现的呈现为完整语句的报错, 即“Pad Stack Contains Void”, 此报错是在进行添加螺钉孔这一操作的时候发生的, 而其缘由在于过孔参数当中的内径被设置成了0。执行一站式解决流程: 开启孔属性, 将Inner Diameter设定成0.3mm；要是仍旧出现报错情况, 核查Layer Pair有没有选拿“Through All Layers”, 更为“Top-Bottom”；保存完毕之后Tools->Reset Error Markers, 再次进行DRC便可顺利通过。

要是板厚小于1.0mm, 5mm禁布区和补强铜皮就会失效, 这是这个方法的局限所在, 这是板子太薄导致的, 因为铜皮拉不住重器件的应力。改用0.8mm厚板加钢片补强是替代方案, 在板边内侧贴一片0.2mm厚的不锈钢片, 用胶水固定, 效果和铜皮加螺钉一样, 不过成本高约30%。遇到板厚极薄或柔性板场景, 建议直接跟代工厂沟通定制加厚区域。