Ως βασικό μέρος των ηλεκτρονικών προϊόντων, τυπωμένου κυκλώματος (PCB) παίζει βασικό ρόλο στην πραγματοποίηση της λειτουργίας των ηλεκτρονικών προϊόντων, γεγονός που οδηγεί στην ολοένα και πιο σημαντική σημασία του σχεδιασμού PCB, επειδή η απόδοση του σχεδιασμού PCB καθορίζει άμεσα τη λειτουργία και το κόστος των ηλεκτρονικών προϊόντων. Ο καλός σχεδιασμός PCB μπορεί να αποτρέψει τα ηλεκτρονικά προϊόντα από πολλά προβλήματα, διασφαλίζοντας έτσι ότι τα προϊόντα μπορούν να κατασκευαστούν ομαλά και να καλύψουν όλες τις ανάγκες πρακτικών εφαρμογών.

Από όλα τα στοιχεία που συμβάλλουν στον σχεδιασμό PCB, ο σχεδιασμός κατασκευής (DFM) είναι απολύτως απαραίτητος επειδή συνδέει τον σχεδιασμό PCB με την κατασκευή PCB προκειμένου να βρεθούν έγκαιρα προβλήματα και να επιλυθούν εγκαίρως καθ ‘όλη τη διάρκεια ζωής των ηλεκτρονικών προϊόντων. One myth is that the complexity of PCB design will increase as manufacturability of electronics is considered at the PCB design stage. In the design life cycle of electronic products, DFM can not only make electronic products participate in automatic production smoothly, and save labor costs in the manufacturing process, but also effectively shorten the manufacturing time to ensure the timely completion of the final electronic products.

Κατασκευή PCB

Συνδυάζοντας τη δυνατότητα κατασκευής με το σχεδιασμό PCB, ο σχεδιασμός κατασκευής αποτελεί βασικό παράγοντα που οδηγεί σε αποδοτική κατασκευή, υψηλή ποιότητα και χαμηλό κόστος. The research of PCB manufacturability covers a wide range, usually divided into PCB manufacturing and PCB assembly.

LPCB production

For PCB manufacturing, the following aspects should be considered: PCB size, PCB shape, process edge and Mark point. Εάν αυτές οι πτυχές δεν ληφθούν πλήρως υπόψη στο στάδιο του σχεδιασμού PCB, οι αυτόματες μηχανές πλαστικοποίησης τσιπ ενδέχεται να μην μπορούν να δεχτούν προκατασκευασμένες σανίδες PCB, εκτός εάν ληφθούν πρόσθετα μέτρα επεξεργασίας. Για να γίνουν τα πράγματα χειρότερα, ορισμένες πλάκες δεν μπορούν να κατασκευαστούν αυτόματα χρησιμοποιώντας χειροκίνητη συγκόλληση. As a result, the manufacturing cycle will be longer and labor costs will increase.

1. PCB size

Κάθε πρόγραμμα εγκατάστασης τσιπ έχει το δικό του επιθυμητό μέγεθος PCB, το οποίο ποικίλλει ανάλογα με τις παραμέτρους του κάθε προγράμματος εγκατάστασης. Για παράδειγμα, το πρόγραμμα εγκατάστασης τσιπ δέχεται μέγιστο μέγεθος PCB 500mm * 450mm και ελάχιστο μέγεθος PCB 30mm * 30mm. Αυτό δεν σημαίνει ότι δεν μπορούμε να χειριστούμε εξαρτήματα πλακέτας PCB μικρότερα από 30mm επί 30mm και μπορούμε να βασιστούμε σε σανίδες παζλ όταν απαιτούνται μικρότερα μεγέθη. Όταν μπορείτε να βασιστείτε μόνο στη χειροκίνητη εγκατάσταση και το κόστος εργασίας αυξάνεται και οι κύκλοι παραγωγής είναι ανεξέλεγκτοι, οι μηχανές τσιπ SMT δεν θα δεχτούν ποτέ πλακέτες PCB που είναι πολύ μεγάλες ή πολύ μικρές. Therefore, in the PCB design stage, the PCB size requirements set by automatic installation and manufacturing must be fully considered, and it must be controlled within the effective range.

Το παρακάτω σχήμα απεικονίζει το έγγραφο σχεδίασης της πλακέτας PCB που έχει συμπληρωθεί από το λογισμικό Huaqiu DFM. Ως πίνακας 5 × 2, κάθε τετραγωνική μονάδα είναι ένα ενιαίο κομμάτι, διαστάσεων 50mm επί 20mm. The connection between each unit is achieved by V-cut/V-scoring technology. In this image, the entire square is shown with a final size of 100mm by 100mm. Σύμφωνα με τις παραπάνω απαιτήσεις, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι το μέγεθος της σανίδας είναι εντός του αποδεκτού εύρους.

2. PCB shape

In addition to PCB size, all chip SMT machines have requirements for PCB shape. Ένα κανονικό PCB πρέπει να έχει ορθογώνιο σχήμα με λόγο μήκους προς πλάτος 4: 3 ή 5: 4 (το καλύτερο). If the PCB is irregularly shaped, additional measures must be taken prior to SMT assembly, resulting in increased costs. Για να αποφευχθεί αυτό, το PCB πρέπει να σχεδιάζεται σε κοινό σχήμα κατά τη φάση σχεδιασμού του PCB για να πληροί τις απαιτήσεις SMT. Ωστόσο, αυτό είναι δύσκολο να γίνει στην πράξη. Όταν το σχήμα ορισμένων ηλεκτρονικών προϊόντων πρέπει να είναι ακανόνιστο, πρέπει να χρησιμοποιούνται οπές σφραγίδας για να δώσουν στο τελικό PCB ένα κανονικό σχήμα. Όταν συναρμολογούνται, τα περιττά βοηθητικά διαφράγματα μπορούν να αφαιρεθούν από το PCB για να ικανοποιήσουν τις αυτόματες απαιτήσεις εγκατάστασης και χώρου.

Η παρακάτω εικόνα δείχνει το PCB με ακανόνιστο σχήμα και η άκρη επεξεργασίας προστίθεται από το λογισμικό Huaqiu DFM. The whole circuit board size is 80mm * 52mm, and the square area is the size of the actual PCB. The size of the upper right corner area is 40mm by 20mm, which is the auxiliary craft edge produced by the bridge of the stamp hole.

2.png

3. Πλευρά διαδικασίας

To meet the requirements of automatic manufacturing, process edges must be placed on the PCB to secure the PCB.

Στο στάδιο του σχεδιασμού PCB, η άκρη διαδικασίας πλάτους 5 mm θα πρέπει να παραμεριστεί εκ των προτέρων, χωρίς να αφήσετε εξαρτήματα και καλωδίωση. Ο τεχνικός οδηγός τοποθετείται συνήθως στη μικρή πλευρά του PCB, αλλά η μικρή πλευρά μπορεί να επιλεγεί όταν ο λόγος διαστάσεων υπερβαίνει το 80%. Μετά τη συναρμολόγηση, το άκρο της διαδικασίας μπορεί να αφαιρεθεί ως βοηθητικός ρόλος παραγωγής.

4. Mark point

For PCBS with components installed, Mark points should be added as a common reference point to ensure that component locations are accurately determined for each assembly device. Ως εκ τούτου, τα σημεία σήμανσης είναι σημεία αναφοράς SMT που απαιτούνται για την αυτοματοποιημένη κατασκευή.

Components require 2 Mark points and PCBS require 3 Mark points. These marks should be placed on the edges of the PCB board and cover all SMT components. Η κεντρική απόσταση μεταξύ του σημείου σήμανσης και του άκρου της πλάκας πρέπει να είναι τουλάχιστον 5 mm. Για PCBS με εξαρτήματα SMT διπλής όψης, τα σημεία σήμανσης πρέπει να τοποθετούνται και στις δύο πλευρές. If the components are too close together to place Mark points on the board, they can be placed on the edge of the process.

LPCB assembly

Το συγκρότημα PCB, ή εν συντομία PCBA, είναι στην πραγματικότητα η διαδικασία συγκόλλησης εξαρτημάτων σε γυμνές σανίδες. Προκειμένου να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις της αυτόματης κατασκευής, το συγκρότημα PCB έχει ορισμένες απαιτήσεις για τη συσκευασία συναρμολόγησης και τη διάταξη συναρμολόγησης.

1. Συσκευασία εξαρτημάτων

Κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού PCBA, εάν τα πακέτα εξαρτημάτων δεν πληρούν τα κατάλληλα πρότυπα και τα εξαρτήματα είναι πολύ κοντά μεταξύ τους, δεν θα πραγματοποιηθεί αυτόματη εγκατάσταση.

Προκειμένου να επιτευχθεί η καλύτερη συσκευασία εξαρτημάτων, θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί επαγγελματικό λογισμικό σχεδιασμού EDA για να συμμορφωθεί με τα διεθνή πρότυπα συσκευασίας εξαρτημάτων. During PCB design, the aerial view area must not overlap with other areas, and the automatic IC SMT machine will be able to accurately identify and mount the surface.

2. Component layout

Η διάταξη εξαρτημάτων είναι μια σημαντική εργασία στο σχεδιασμό PCB επειδή η απόδοσή του σχετίζεται άμεσα με την πολυπλοκότητα της εμφάνισης και της διαδικασίας κατασκευής PCB.

Κατά τη διάταξη των εξαρτημάτων, πρέπει να προσδιορίζονται οι επιφάνειες συναρμολόγησης των εξαρτημάτων SMD και THD. Εδώ, ορίζουμε το μπροστινό μέρος του PCB ως πλευρά του συστατικού Α και το πίσω μέρος ως πλευρά του στοιχείου Β. The assembly layout should consider the assembly form, including single layer single package assembly, double layer single package assembly, single layer mixed package assembly, Side A mixed package and side B single package assembly and side A THD and side B SMD assembly. Η διαφορετική συναρμολόγηση απαιτεί διαφορετικές διαδικασίες και τεχνικές κατασκευής. Therefore, in terms of component layout, the best component layout should be selected to make manufacturing simple and easy, so as to improve the manufacturing efficiency of the whole process.

In addition, consideration must be given to the orientation of component layout, spacing between components, heat dissipation, and component height.

Γενικά, ο προσανατολισμός των συστατικών πρέπει να είναι συνεπής. Components are laid out in accordance with the principle of minimum tracking distance, based on which components with polarity markers should have uniform polarity directions, and components without polarity markers should be neatly aligned along the X or Y axis. Το ύψος του εξαρτήματος πρέπει να είναι έως 4mm και η κατεύθυνση μετάδοσης μεταξύ του εξαρτήματος και του PCB πρέπει να είναι 90 °.

Για να βελτιωθεί η ταχύτητα συγκόλλησης των εξαρτημάτων και να διευκολυνθεί η επακόλουθη επιθεώρηση, η απόσταση μεταξύ των εξαρτημάτων θα πρέπει να είναι συνεπής. Components in the same network should be close to each other and a safe distance should be left between different networks according to the voltage drop. Η μεταξοτυπία και το μαξιλάρι δεν πρέπει να επικαλύπτονται, διαφορετικά δεν θα εγκατασταθούν εξαρτήματα.

Due to the actual operating temperature of the PCB and the thermal characteristics of the electrical components, heat dissipation should be considered. Η διάταξη των εξαρτημάτων θα πρέπει να επικεντρώνεται στη διάχυση θερμότητας. Εάν είναι απαραίτητο, χρησιμοποιήστε ανεμιστήρα ή ψύκτρα. Τα κατάλληλα θερμαντικά σώματα πρέπει να επιλέγονται για τα εξαρτήματα ισχύος και τα θερμοευαίσθητα εξαρτήματα πρέπει να τοποθετούνται μακριά από τη θερμότητα. Το υψηλό συστατικό πρέπει να τοποθετείται μετά το χαμηλό.

Περισσότερες λεπτομέρειες θα πρέπει να εστιάζονται στο PCB DFM και η εμπειρία θα πρέπει να συσσωρεύεται στην πράξη. Για παράδειγμα, οι απαιτήσεις σχεδιασμού PCB σήματος υψηλής ταχύτητας έχουν ειδικές απαιτήσεις σύνθετης αντίστασης και θα πρέπει να συζητηθούν με τον κατασκευαστή της πλακέτας πριν από την πραγματική κατασκευή για να καθορίσουν τις πληροφορίες σύνθετης αντίστασης και στρωματοποίησης. Προκειμένου να προετοιμαστούν για παραγωγή σε πλακέτες μικρού μεγέθους PCB με πυκνή καλωδίωση, το ελάχιστο πλάτος καλωδίωσης και η παραγωγική ικανότητα διαμέτρου οπής θα πρέπει να συζητηθούν με τον κατασκευαστή του PCB για να εξασφαλιστεί η ομαλή παραγωγή αυτών των PCBS.