Info & suggerimenti su come ”Ottimizzare” il layout di un circuito stampato

Con il fine di fornire sempre utili suggerimenti, desideriamo informare su alcune ”semplici regole” da tener presente per ”ottimizzare” il layout di un circuito stampato in merito all’ assemblaggio ed al test. Se seguite, tali informazioni ”giocano” un ruolo chiave nell’ assemblaggio della scheda!
Le macchine di assemblaggio componenti sia Smt che Pth (assiali e/o radiali), i sistemi per la deposizione di crema saldante e anche le macchine da test (collaudo) richiedono sempre almeno 2 punti di riferimento (fiducial mark) che di solito vengono posizionati in prossimità degli angoli della scheda, è importante prevederli.
Tali fiducial possono essere costituiti da due pallini di rame scoperti da solder di diametro 1.5 mm . (I fiducial mark possono essere di varie forme: Quadrati, rombi, cerchi, etc).
Le dimensioni dei circuiti stampati di solito non devono scendere sotto una soglia minima (a titolo di esempio possiamo considerare 50 mm x 50 mm), in tal caso è bene prevedere un pannello* a più figure multiplato sia nell’ asse X che nell’ asse Y (* vedere a tal proposito la specifica nel sito o richiederla al nostro Questo indirizzo e-mail %C3%A8 protetto dallo spam bot. Abilita Javascript per vederlo. “>ufficio tecnico).
In riferimento invece alle dimensioni massime, nella norma, è bene non eccedere in X i 400 mm ed in Y i 250 mm.
Prime Srl in un’ ottica di specializzazione in alcune applicazioni, riesce ad assemblare schede di dimensioni ”importanti”, fino a 645 mm in X e 400 mm in Y.
Considerare che, le schede e/o i pannelli, scorrono all’ interno delle macchine tramite delle guide: risulta quindi importante in tali zone che ci siano almeno 4/5 mm liberi da componenti . Se ciò non è possibile (componenti troppo vicino a l bordo) va prevista una bandella. (Molte volte ottimizzando in maniera opportuna il quadrotto, si riesce ad evitare di mettere le bandelle nella scheda, risparmiando, consultare il nostro Questo indirizzo e-mail %C3%A8 protetto dallo spam bot. Abilita Javascript per vederlo. “>ufficio tecnico).
Quando possibile, tenere i componenti Smt, per moduli che possono essere saldati solo una volta, e Pth da un solo lato.
Se ciò non è possibile, prevedere di mettere i componenti Smt attivi ed il Pth da un lato ed i passivi Smt dall’ altro; questo permetterà comunque la saldatura ad onda della scheda.
A tal proposito risulta importante nel lato dei passivi dimensionare i pad in maniera opportuna e far si che i componenti siano tutti nella medesima direzione, facendo attenzione che non vi siano zone d’ombra. (Consultare nostro Questo indirizzo e-mail %C3%A8 protetto dallo spam bot. Abilita Javascript per vederlo. “>ufficio tecnico).
Evitare vias di passaggio sulle piazzole (portare il vias a lato della piazzola): questo infatti funge anche da via di fuga per la crema saldante.
Prevedere la possibilità di accesso a tutte le zone della scheda nel caso in cui siano previste saldature e/o rilavorazioni manuali.

Desideriamo sottoporre ora alcuni ”suggerimenti” per far si che la scheda con uno sforzo minimo possa essere anche ”testabile” dai sistemi a sonde mobili.
Il nostro sistema di test è costituito da 4 sonde mobili indipendenti in grado di eseguire collaudi di tipo in-circuit, funzionale e visivo su un qualsiasi tipo di scheda elettronica.
Per una corretta misurazione dei dati, si necessita che gli aghi (sonde) della macchina abbiano una corretta contattazione con i punti di test della scheda.
Quelle che seguono sono delle semplici norme che, se tenute presenti in fase di sviluppo dei circuiti stampati, costituiscono un valido apporto all’ attività di collaudo automatico in termini di affidabilità, senza aggravo di costi.
Per avere una buona copertura di test della scheda assicurarsi che ogni singola poligonale del circuito da collaudare sia accessibile dalle sonde mobili. A tale proposito posizionare, quando possibile, i punti di test tutti sullo stesso lato (che sarà quello utilizzato per il collaudo).

Caratteristiche del punto di test:
I punti di contattazione migliori per le sonde mobili sono:
– piazzole di test libere da solder resist, fori di via, reofori di componenti through hole (Pth), piazzole di componenti Smd.
– la dimensione minima del punto di test e’ di 7 mils (consigliato 12 mils), con un interasse di 16 mils tra un punto e l’ altro (consigliato 20mils).
– I fori di via devono avere un diametro minimo di 12 mils (consigliato 16 mils), devono sempre essere occlusi e non coperti da solder resist.
– Se si prevede di effettuare il collaudo con probe capacitivo mobile, posizionare, se possibile, tutti i circuiti integrati dallo stesso lato.
– Posizionare eventuali componenti meccanici (dissipatori, supporti) in modo che non impediscano l’ eventuale posizionamento di sonde fisse sul lato opposto a quello di test. (Ad esempio desideriamo portare due alimentazioni in una zona specifica, tramite due sonde fisse)
– Prevedere per componenti di tipo Smd, soprattutto per quelli con passo inferiore ai 25 mils, la piazzola di saldatura leggermente più lunga del pin del componente in modo che il probe dell’ apparecchiatura di collaudo possa contattare il punto di test non sul pin ma sulla piazzola di saldatura stessa.
– In fase di realizzazione dello schema elettrico della piastra, prevedere i nomi segnale anche sui pin non connessi dei componenti per effettuarne comunque il collaudo.
– Se il CAD lo prevede, associare un numero di canale di test per ogni poligonale, in fase di sviluppo della scheda.
– Prevedere due nomi di segnale sulla stessa poligonale quando si e’ in presenza di resistenze con valore inferiore a 100 ohm.

Se si prevede di effettuare il collaudo alimentando la piastra:
I. Il modo migliore per collegare i punti di alimentazione e di massa della piastra e gli alimentatori del sistema e’ quello di utilizzare un connettore. Se il progetto della piastra non prevede questa soluzione, vengono utilizzate due piazzole dal lato opposto a quello di collaudo, che devono avere le caratteristiche descritte qui di seguito.
II. Le piazzole di alimentazione e massa devono essere sufficientemente grandi (min. 2 x 2 mm) per permettere di posizionare agevolmente i punti di alimentazione fissa. Devono inoltre essere distanti tra loro minimo 4 cm per permettere di posizionare gli aghi di test a ritenzione magnetica che presentano una base metallica di diametro 2 cm.
III. Assegnare sempre gli stessi numeri di canale ai punti di alimentazione e massa, anche su schede diverse, in modo da identificare velocemente i suddetti punti (soprattutto in fase di debug del programma).
Condensatori
Non assegnare lo stesso nome componente a condensatori elettrolitici e ceramici. Avendo due nomi diversi, si possono associare due diverse macro di test in fase di stesura del programma di collaudo.