PCB layout design techniques for shortcircuit (bridging) reduction due to wave soldering in electronic board assembly

Orientador: Yuzo IanoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Este trabalho de Mestrado tem como objetivo contribuir para a área de placa de circuito impresso no que se refere ao projeto de layout focado não só em satisfazer as conexões das trilhas, mas nas regras de projeto com foco na redução de curto circuito de solda para o processo de solda por onda. Projetos de PCB (Printed Circuit Board) ou PCI (Placa de Circuito Impresso) envolvem uma série de conhecimentos no que se refere ao entendimento das funcionalidades dos circuitos e para tanto é importante que se faça o correto posicionamento dos componentes em grupos de circuitos pela funcionalidade; além disso, é importante que se conheça as regras de capacidade de corrente, de distâncias de isolação em função das tensões aplicadas, características de impedância, áreas de restrição mecânica entre outras. O que será visto neste trabalho está focado na aplicação de conceitos e considerações ligadas ao processo de montagem da placa eletrônica por solda a onda. Muitos dos defeitos que ocorrem num processo de montagem da PCB são atribuídos ao processo de montagem da PCB como, por exemplo, a temperatura da solda, o tempo de solda, quantidade de fluxo aplicado na placa, altura da onda de solda, etc. Recomendações sobre posicionamento de componentes PTH (Pin Through Hole) e SMD (Surface Mounting Devise) em relação ao sentido em que a PCB entra em direção à solda a onda, recursos de aplicação de serigrafia, tipos de laminados, de formato das ilhas de solda, adição de técnica de ladrão de solda e as recomendações da IPC (Association Connecting Electronics Industries) serão descritos neste trabalho. O correto entendimento dos defeitos que ocorrem durante o processo de montagem da PCB reflete na constante melhoria e aperfeiçoamento do projeto do layout da placa, que por sua vez resulta num processo de montagem de placa com menos ocorrência de defeitos de fabricação e consequentemente melhor qualidade do produto. Menos retrabalho nas PCBs significa menos custo de produção que reflete em maior lucro para as empresas. As propostas apresentadas neste trabalho são fruto de resultados práticos vivenciados na indústria e de pesquisa em literatura dos assuntos relacionados a defeitos em PCB e processos de solda por onda. O conjunto destas recomendações e seus resultados estão aqui descritos e ilustrados para servirem de referência aos futuros pesquisadores e leitoresAbstract: This work aims to contribute to the area of the printed circuit board in regard to layout design focused not only on satisfying the connections of the tracks but the design rules focused on reducing short- circuit solder for wave solder process . Projects PCB (Printed Circuit Board) involve a lot of knowledge when it comes to understanding the features of both circuit and is important to make the correct positioning of components into groups of circuits for feature addition is important to know the rules of current capacity, isolation distances depending on the applied voltage, impedance characteristics, areas of mechanical restrictions among others. What will be seen in this work is focused on application of concepts and considerations involved in the process of mounting the electronic board by solder wave. Many of the defects which occur in the process of assembling the PCB are assigned to the PCB assembly process such as the temperature of the solder, weld time , amount of flux applied to the board, solder wave height, etc. Recommendations on positioning components PTH( Pin Through Hole) and SMD( Surface Mounting Devise) relative to the direction in which the PCB goes toward the wave solder , screen printing application features , format type of solder lands , techniques of solder thief and the IPC ( Association Connecting Electronics Industries) recommendations will be described on this work . The correct understanding of the defects that occur during the assembly process of the PCB reflects on constant improvement and refinement of the board layout design, which in turn results in a process of mounting plate with fewer occurrences of defects in workmanship and consequently better quality product. Less rework means less PCBs in production cost which reflects in higher profits for companies. The proposals presented in this paper are the result of practical results experienced in industry and research literature on the subjects related to defects in PCB and wave solder processes. All these recommendations and their results are described and illustrated to better serve as reference for future researchers and readersMestradoTelecomunicações e TelemáticaMestre em Engenharia Elétric