組み込み PCB プロジェクトの変更を回避する方法

1、コンポーネントの選択

ECO を回避するには、コンポーネントの仕様をよく読むことが重要です。 PCB 設計者は、コンポーネントの電気的およびエンジニアリングデータ、ならびに製品の寿命と有用性を定期的にチェックします。ただし、コンポーネントが市場プロモーションの初期段階にある場合、データマニュアルにはすべての重要な指標が含まれていない場合があります。コンポーネントが市場に出てから数か月しか経っていない場合、または少量のサンプルしか提供できない場合、現在入手可能な信頼性データは普遍的でなく、十分に詳細ではない可能性があります。たとえば、最終的には、サイトの故障率に関する十分な信頼性データまたは品質保証データを提供できない場合があります。

pcb board

仕様の表面的な記事が非常に重要であるとは思わないでください。コンポーネントのサプライヤに積極的に連絡して、コンポーネントの特性と、これらの特性を設計に適用する方法についてできるだけ多くのことを学んでください。

良い例は、コンポーネントが処理する必要がある最大予想電流または電圧です。選択した要素が十分な電流または電圧を処理できない場合、要素は焼損する可能性があります。

現在、特に LGA デバイスに関連する穴の IPC 規格はありません。現在、場合によっては、ボイドレベルが最大で 30% の LGA デバイスが信頼できると見なされています。ただし、一般的には、ボイドレベルが 25% まで低い方が良く、20% の方が良いです。

空のデータがない場合、設計エンジニアは経験、スキル、常識に頼って、生産をすぐに停止せず、複数のチャネルから入手でき、市場で簡単に見つけて設計を実行できるコンポーネントを使用する必要があります。 .

コンポーネントの選択時に、ピーク性能での電流または電圧の計算など、追加の分析と計算を実行することも重要です。コンポーネントは、特定のピーク温度と電流値でのパフォーマンスインデックスを指定する場合があります。ただし、特定の設計の場合、PCB 設計者はこれらの重要な計算を自分で行うようにする必要があります。

エンジニアは、単一のコンポーネントを計算するだけでなく、特定の設計で使用されるコンポーネントと他のコンポーネントとの関係も考慮する必要があります。たとえば、この計算は、熱出力の高いアナログコンポーネントでは特に重要です。たとえば、多くのアナログコンポーネントは、回路基板の同じ側に並べて配置されます。これらのコンポーネントはかなりの電力を生成するため、生成される熱は回路基板の反対側 (当然のことながらデジタルコンポーネント) よりもはるかに高くなります。この場合、シミュレータいっぱいの面でソルダーレジストが剥がれる場合があります。

コンポーネント回路のアナログ部分は多くの熱を発生します。過熱によりソルダーマスクが剥がれ、最悪の場合、部品が焼損する可能性があります。

設計およびレイアウトエンジニアは、レイアウト設計段階でコンポーネントのレイアウトに協力して、コンポーネントが回路基板の端に近づきすぎたり、他のコンポーネントに近づきすぎたりしないようにして、コンポーネント間に十分なスペースが残らないようにする必要があります。パソコン上で部品配置を設計するのは簡単ですが、部品実装がレイアウト通りに正確に作成されていないと、マウンタがこれらの部品を完全に並べることができない場合があります。たとえば、図 4 は、コンポーネントが回路基板からわずかに突き出ていることを示しています。

2、メモリ

同じ原則がメモリの選択にも当てはまります。新世代のより高度な DRAM およびフラッシュメモリが常に市場に出回っているため、PCB 設計者は、テクノロジの最前線に留まり、メモリ仕様の変更が更新された設計にどのように影響するかをタイムリーかつ正確に判断したい場合、非常に困難なタスクを抱えています。

PCB 設計者は、いつでも DDR4 の台頭に注意を払い、OEM 顧客と緊密に協力する必要があります。これは、OEM 顧客が次世代の組み込みシステムを発売するときに DDR4 DRAM を含める可能性が高いためです。彼らは、設計の満足とその結果としてのエンジニアリング変更命令を回避するために、新しい機能と機能のダイナミクスを十分に把握する必要があります。注意すべきもう 1 つの点は、メモリの価格が変動することです。

3、湿度感度レベル（MSL）

湿度感度レベル (MSL) は簡単に無視されます。 OEM が設計で MSL を無視し、主要な MSL 仕様が正しく扱われていない場合、ユーザーは MSL 情報を考慮せず、回路が現場で使用されたときに回路が正しく機能しない可能性があります。この可能性は、実際の MSL レベルが 3、4、または 5 の場合に高くなります。この場合、ベーキングが正常に完了せず、ボイドから水分が侵入し、設計変更命令が下される可能性があります。 LGA が関与する場合、PCB アセンブリ会社は PCB 上のこれらのパッケージを交換する必要があります。

4、テスト容易化のための設計

テスト容易化のための設計 (DFT) は、生産プロセスにおける PCB のテストとデバッグにとって非常に重要です。基板上に部品を配置する際は、DFT検出ポイントの配置位置や、コンタクトビアやパッドなどのテストポイントにプローブを伸ばす角度に注意することが重要です。

DFTが許可される前の初期設計の初期段階で、テストが大きな問題になり、ECOが発生しました。極端な場合、ECO で問題を解決できない場合は、再設計して問題を解決する必要があります。

5、冷却、ラジエーターおよび熱膨張係数

PCB 設計では冷却方法は無視されがちですが、設計の初期段階で冷却要件を慎重に評価することで、多くの場合、ECO を回避できます。

いくつかのタイプの冷却は水冷です。たとえば、データ集約型アプリケーション (アニメーション、画像、ビデオ処理など) 用に多数の BGA とマイクロプロセッサを搭載した大規模な専用コンピュータボードのほとんどは、水冷を必要とします。

ヒートシンクを使用する場合、PCB または加熱デバイスは通常シャーシに接続され、周囲の環境に熱を放散します。多くの場合、図 6 に示すラジエーターは、熱の放散を助けるためにも使用されます。正しいラジエータが指定されていない場合、設計変更命令が生成される場合があります。ラジエーターを正常に加熱するには、この設計変更命令を作成して導入する必要があります。

PCB 設計者は、コンポーネントが熱性能の点で熱膨張係数 (CTE) に一致し、関連するすべての計算を実行していることを確認する必要があります。コンポーネントとそのパッケージサイズが互いに一致するだけでなく、PCB 材料 (FR4、ロジャース、テフロンなど) も一致していることを確認して、大量の熱の発生や、コンポーネント間の熱膨張係数の違いの発生を回避する必要があります。そして回路基板。