As an essential part of electronic products, piirilevy (PCB) on avainasemassa elektroniikkatuotteiden toiminnan ymmärtämisessä, mikä johtaa PCB -suunnittelun kasvavaan merkitykseen, koska PCB -suunnittelun suorituskyky määrittää suoraan elektronisten tuotteiden toiminnan ja kustannukset. Hyvä piirilevyrakenne voi pitää elektroniikkatuotteet monilta ongelmilta ja varmistaa siten, että tuotteet voidaan valmistaa sujuvasti ja täyttää kaikki käytännön sovellusten tarpeet.

Kaikista piirilevyjen suunnitteluun vaikuttavista tekijöistä valmistussuunnittelu (DFM) on ehdottoman välttämätöntä, koska se yhdistää piirilevyjen suunnittelun piirilevyjen valmistukseen, jotta ongelmat löydetään ajoissa ja ratkaistaan ​​ajoissa koko elektroniikkatuotteiden elinkaaren ajan. 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.

PCB -valmistettavuus

Yhdistämällä valmistettavuus PCB -suunnitteluun, valmistussuunnittelu on avaintekijä, joka johtaa tehokkaaseen valmistukseen, korkeaan laatuun ja alhaisiin kustannuksiin. 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. Jos näitä näkökohtia ei oteta täysin huomioon piirilevyjen suunnitteluvaiheessa, automaattiset sirulaminaattikoneet eivät ehkä pysty hyväksymään esivalmistettuja piirilevyjä, ellei toteuteta lisäkäsittelytoimenpiteitä. Mikä pahempaa, joitakin levyjä ei voida tehdä automaattisesti käyttämällä manuaalista hitsausta. As a result, the manufacturing cycle will be longer and labor costs will increase.

1. PCB size

Jokaisella siruasentajalla on oma haluttu piirilevyn koko, joka vaihtelee kunkin asentajan parametrien mukaan. Esimerkiksi sirujen asennusohjelma hyväksyy piirilevyn enimmäiskoko 500 mm * 450 mm ja piirilevyn vähimmäiskoko 30 mm * 30 mm. Tämä ei tarkoita, että emme pysty käsittelemään PCB -levyjen osia, jotka ovat pienempiä kuin 30 mm x 30 mm, ja voimme luottaa palapelilevyihin, kun tarvitaan pienempiä kokoja. Kun voit luottaa vain manuaaliseen asennukseen ja työvoimakustannukset kasvavat ja tuotantosyklit ovat hallinnassa, siru SMT -koneet eivät koskaan hyväksy liian suuria tai liian pieniä piirilevyjä. 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.

Seuraava kuva havainnollistaa piirilevyjen suunnitteluasiakirjan, jonka Huaqiu DFM -ohjelmisto on täydentänyt. As a 5×2 board, each square unit is a single piece, measuring 50mm by 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. Edellä esitettyjen vaatimusten mukaisesti voidaan päätellä, että levyn koko on hyväksyttävällä alueella.

2. PCB shape

In addition to PCB size, all chip SMT machines have requirements for PCB shape. Normaalin PCB: n tulisi olla suorakulmainen ja pituuden ja leveyden suhde 4: 3 tai 5: 4 (paras). If the PCB is irregularly shaped, additional measures must be taken prior to SMT assembly, resulting in increased costs. Tämän estämiseksi piirilevy on suunniteltava yhtenäiseen muotoon piirilevyn suunnitteluvaiheessa SMT -vaatimusten mukaisesti. Tämä on kuitenkin vaikea tehdä käytännössä. Jos joidenkin elektroniikkatuotteiden muodon on oltava epäsäännöllinen, lopullisen piirilevyn normaalin muodon saamiseksi on käytettävä leimareikiä. Asennettuna ylimääräiset lisäohjaimet voidaan poistaa piirilevystä automaattisen asennuksen ja tilaa koskevien vaatimusten täyttämiseksi.

Alla olevassa kuvassa on epäsäännöllisen muotoinen piirilevy, ja Huaqiu DFM -ohjelmisto on lisännyt käsittelyreunan. 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. Prosessin puoli

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

In PCB design stage, 5mm wide process edge should be set aside in advance, without leaving any components and wiring. Tekninen opas sijoitetaan yleensä piirilevyn lyhyelle puolelle, mutta lyhyt sivu voidaan valita, kun kuvasuhde ylittää 80%. Kokoonpanon jälkeen prosessin reuna voidaan poistaa aputoimintaroolina.

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. Therefore, Mark points are SMT manufacturing benchmarks required for automated manufacturing.

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. Merkkipisteen ja levyn reunan välisen etäisyyden tulee olla vähintään 5 mm. For PCBS with double-sided SMT components, Mark points should be placed on both sides. 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

PCB assembly, or PCBA for short, is actually the process of welding components onto bare boards. Automaattisen valmistuksen vaatimusten täyttämiseksi PCB -kokoonpanolla on joitain vaatimuksia kokoonpanopaketille ja kokoonpanon asettelulle.

1. Komponenttien pakkaus

Jos komponenttipaketit eivät täytä asianmukaisia ​​standardeja ja komponentit ovat liian lähellä toisiaan, PCBA -suunnittelun aikana automaattista asennusta ei tapahdu.

Parhaan komponenttipakkauksen saamiseksi on käytettävä ammattimaista EDA -suunnitteluohjelmistoa, joka on kansainvälisten komponenttipakkausstandardien mukainen. 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

Komponenttien asettelu on tärkeä tehtävä piirilevyjen suunnittelussa, koska niiden suorituskyky liittyy suoraan piirilevyjen ulkonäön ja valmistusprosessin monimutkaisuuteen.

Komponenttien asettelun aikana on määritettävä SMD- ja THD -komponenttien kokoonpanopinnat. Tässä asetamme piirilevyn etuosan komponentin A puolelle ja takaosan komponentin B puolelle. 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. Eri kokoonpano vaatii erilaisia ​​valmistusprosesseja ja tekniikoita. 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.

In general, component orientation should be consistent. 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. Komponentin korkeuden tulisi olla enintään 4 mm ja siirtosuunnan komponentin ja piirilevyn välillä 90 °.

Komponenttien hitsausnopeuden parantamiseksi ja myöhemmän tarkastuksen helpottamiseksi komponenttien välisen etäisyyden tulee olla tasainen. 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. Silkscreen and pad must not overlap, otherwise components will not be installed.

Due to the actual operating temperature of the PCB and the thermal characteristics of the electrical components, heat dissipation should be considered. Komponenttien asettelun tulisi keskittyä lämmöntuottoon. Käytä tarvittaessa tuuletinta tai jäähdytyselementtiä. Tehokomponenteille on valittava sopivat lämpöpatterit ja lämpöherkät komponentit on sijoitettava pois lämmöstä. The high component should be placed after the low component.

More details should be focused on PCB DFM, and experience should be accumulated in practice. Esimerkiksi suurten nopeuksien signaalilevyjen suunnitteluvaatimuksilla on erityiset impedanssivaatimukset, ja niistä tulisi keskustella levyn valmistajan kanssa ennen varsinaista valmistusta impedanssin ja kerrostustietojen määrittämiseksi. Jotta valmisteltaisiin tuotantoa pienikokoisilla PCB-levyillä, joissa on tiheä johdotus, johdotuksen vähimmäisleveydestä ja läpimitan läpimitan valmistuskapasiteetista on keskusteltava piirilevyvalmistajan kanssa näiden PCBS-levyjen tasaisen tuotannon varmistamiseksi.