به عنوان بخش اساسی محصولات الکترونیکی ، تخته مدار چاپی (PCB) نقش اساسی در تحقق عملکرد محصولات الکترونیکی ایفا می کند ، که به اهمیت فزاینده طراحی PCB منجر می شود ، زیرا عملکرد طراحی PCB به طور مستقیم عملکرد و هزینه محصولات الکترونیکی را تعیین می کند. طراحی خوب PCB می تواند محصولات الکترونیکی را از بسیاری مشکلات باز دارد ، بنابراین اطمینان حاصل می شود که محصولات می توانند به راحتی تولید شوند و تمام نیازهای برنامه های کاربردی را برآورده کنند.

از بین همه عناصری که به طراحی PCB کمک می کند ، طراحی تولید (DFM) کاملاً ضروری است زیرا طراحی PCB را با تولید PCB پیوند می دهد تا مشکلات را زود پیدا کرده و در طول چرخه عمر محصولات الکترونیکی آنها را به موقع حل کند. 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.

قابلیت تولید PCB

با ترکیب قابلیت تولید با طراحی PCB ، طراحی تولید یک عامل کلیدی است که منجر به تولید کارآمد ، کیفیت بالا و هزینه کم می شود. 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. اگر این جنبه ها در مرحله طراحی PCB به طور کامل در نظر گرفته نشوند ، ماشین های لمینت اتوماتیک تراشه ممکن است نتوانند تخته های PCB پیش ساخته را بپذیرند مگر اینکه اقدامات پردازشی بیشتری انجام شود. برای بدتر شدن شرایط ، برخی از صفحات را نمی توان به طور خودکار با استفاده از جوشکاری دستی ساخت. As a result, the manufacturing cycle will be longer and labor costs will increase.

1. PCB size

هر نصب کننده تراشه دارای اندازه PCB دلخواه خود است که با توجه به پارامترهای هر نصب کننده متفاوت است. به عنوان مثال ، نصب کننده تراشه حداکثر اندازه PCB 500mm * 450mm و حداقل اندازه PCB 30mm * 30mm را می پذیرد. این بدان معنا نیست که ما نمی توانیم اجزای برد مدار چاپی کوچکتر از 30 میلی متر در 30 میلی متر را اداره کنیم و در صورت نیاز به اندازه های کوچکتر می توانیم به تخته های اره منبت کاری ارجاع دهیم. هنگامی که فقط می توانید به نصب دستی تکیه کنید و هزینه های کار افزایش می یابد و چرخه های تولید از کنترل خارج می شود ، دستگاه های تراشه SMT هرگز تخته های PCB بزرگ یا خیلی کوچک را نمی پذیرند. 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.

شکل زیر سند طراحی برد مدار چاپی را نشان می دهد که توسط نرم افزار Huaqiu DFM تکمیل شده است. به عنوان یک تخته 5 × 2 ، هر واحد مربع یک قطعه واحد است و اندازه آن 50 میلی متر در 20 میلی متر است. 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. با توجه به الزامات فوق ، می توان نتیجه گرفت که اندازه تخته در محدوده قابل قبول است.

2. PCB shape

In addition to PCB size, all chip SMT machines have requirements for PCB shape. یک PCB معمولی باید به شکل مستطیل با نسبت طول به عرض 4: 3 یا 5: 4 (بهترین) باشد. If the PCB is irregularly shaped, additional measures must be taken prior to SMT assembly, resulting in increased costs. برای جلوگیری از این اتفاق ، PCB باید در مرحله طراحی PCB به شکل مشترک طراحی شود تا شرایط SMT را برآورده کند. با این حال ، انجام این کار در عمل دشوار است. هنگامی که شکل برخی از محصولات الکترونیکی باید نامنظم باشد ، باید از سوراخ های مهر و موم استفاده شود تا PCB نهایی شکل معمولی داشته باشد. هنگامی که مونتاژ می شود ، بافل های کمکی اضافی را می توان از PCB جدا کرد تا نصب و فضا مورد نیاز خود را برآورده کند.

تصویر زیر PCB را با شکل نامنظم نشان می دهد و لبه پردازش توسط نرم افزار Huaqiu DFM اضافه شده است. 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. طرف فرآیند

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

در مرحله طراحی PCB ، لبه فرایند 5 میلی متر باید از قبل کنار گذاشته شود ، بدون اینکه هیچ قطعه و سیم کشی باقی بماند. راهنمای فنی معمولاً در قسمت کوتاه PCB قرار می گیرد ، اما زمانی که نسبت تصویر از 80٪ بیشتر شود ، می توان سمت کوتاه را انتخاب کرد. پس از مونتاژ ، لبه فرآیند را می توان به عنوان نقش تولید کمکی حذف کرد.

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. بنابراین ، نقاط Mark معیارهای تولید SMT مورد نیاز برای تولید خودکار هستند.

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. فاصله مرکز بین نقطه علامت و لبه صفحه باید حداقل 5 میلی متر باشد. برای PCBS با اجزای SMT دو طرفه ، نقاط علامت گذاری باید در هر دو طرف قرار گیرد. 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

مونتاژ PCB یا به اختصار PCBA ، در واقع فرآیند جوشکاری اجزای روی تخته های برهنه است. به منظور برآوردن الزامات تولید اتوماتیک ، مونتاژ PCB دارای برخی الزامات برای بسته مونتاژ و طرح مونتاژ است.

1. بسته بندی قطعات

در طول طراحی PCBA ، اگر بسته های کامپوننت استانداردهای مناسب را رعایت نکنند و اجزاء خیلی نزدیک به هم باشند ، نصب خودکار رخ نمی دهد.

به منظور دستیابی به بهترین بسته بندی قطعات ، باید از نرم افزار حرفه ای طراحی EDA برای مطابقت با استانداردهای بین المللی بسته بندی قطعات استفاده کرد. 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

چیدمان قطعات یک وظیفه مهم در طراحی PCB است زیرا عملکرد آن به طور مستقیم با پیچیدگی ظاهر PCB و فرایند تولید ارتباط دارد.

در طول طرح قطعات ، سطوح مونتاژ اجزای SMD و THD باید تعیین شود. در اینجا ، جلوی PCB را به عنوان قسمت کامپوننت A و پشت را به عنوان قسمت B قرار می دهیم. 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. مونتاژ متفاوت نیاز به فرایندها و تکنیک های مختلف تولید دارد. 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.

به طور کلی ، جهت گیری جزء باید سازگار باشد. 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. ارتفاع قطعه باید تا 4 میلی متر باشد و جهت انتقال بین قطعه و PCB باید 90 درجه باشد.

برای بهبود سرعت جوشکاری اجزاء و تسهیل بازرسی بعدی ، فاصله بین اجزاء باید یکسان باشد. اجزای یک شبکه باید نزدیک یکدیگر باشند و با توجه به افت ولتاژ ، بین شبکه های مختلف فاصله ایمن ایجاد شود. صفحه ابریشم و پد نباید روی هم قرار بگیرند ، در غیر این صورت اجزاء نصب نمی شوند.

Due to the actual operating temperature of the PCB and the thermal characteristics of the electrical components, heat dissipation should be considered. طرح اجزاء باید بر اتلاف گرما متمرکز باشد. در صورت لزوم ، از فن یا هیت سینک استفاده کنید. رادیاتورهای مناسب باید برای اجزای قدرت انتخاب شوند و اجزای حساس به حرارت باید دور از گرما قرار گیرند. جزء بالا باید بعد از جزء کم قرار گیرد.

جزئیات بیشتر باید بر روی PCB DFM متمرکز شود و تجربه باید در عمل جمع آوری شود. به عنوان مثال ، الزامات طراحی PCB سیگنال با سرعت بالا دارای الزامات امپدانس خاصی است و باید قبل از ساخت واقعی با سازنده تخته مورد بحث قرار گیرد تا اطلاعات امپدانس و لایه بندی مشخص شود. به منظور آماده شدن برای تولید روی تخته های PCB با اندازه های کوچک با سیم کشی متراکم ، حداقل عرض سیم کشی و ظرفیت تولید قطر از طریق سوراخ باید با تولید کننده PCB مورد بحث قرار گیرد تا از تولید روان این PCBS اطمینان حاصل شود.