Como parte esencial dos produtos electrónicos, placa de circuíto impreso (PCB) desempeña un papel fundamental na realización dos produtos electrónicos, o que leva á importancia cada vez máis destacada do deseño de PCB, porque o desempeño do deseño de PCB determina directamente a función e o custo dos produtos electrónicos. Un bo deseño de PCB pode protexer os produtos electrónicos de moitos problemas, garantindo así que os produtos se poidan fabricar sen problemas e satisfacer todas as necesidades de aplicacións prácticas.

De todos os elementos que contribúen ao deseño de PCB, o deseño de fabricación (DFM) é absolutamente esencial porque vincula o deseño de PCB coa fabricación de PCB co fin de atopar problemas cedo e resolvelos a tempo ao longo do ciclo de vida dos produtos electrónicos. Un mito é que a complexidade do deseño de PCB aumentará a medida que se considere a fabricabilidade de produtos electrónicos na fase de deseño de PCB. No ciclo de vida do deseño de produtos electrónicos, DFM non só pode facer que os produtos electrónicos participen sen problemas na produción automática e aforrar custos laborais no proceso de fabricación, senón que tamén acurtan de forma efectiva o tempo de fabricación para garantir a terminación oportuna dos produtos electrónicos finais.

Fabricabilidade de PCB

Ao combinar a fabricabilidade co deseño de PCB, o deseño de fabricación é un factor clave que leva a unha fabricación eficiente, de alta calidade e baixo custo. A investigación sobre a fabricabilidade de PCB abarca unha ampla gama, normalmente dividida en fabricación de PCB e montaxe de PCB.

Produción de LPCB

Para a fabricación de PCB, débense considerar os seguintes aspectos: tamaño do PCB, forma do PCB, bordo do proceso e punto de marca. Se estes aspectos non se teñen totalmente en conta na fase de deseño do PCB, as máquinas de laminación automática de chips poden non ser capaces de aceptar placas de PCB prefabricadas a non ser que se tomen medidas de procesamento adicionais. Aínda por riba, algunhas placas non se poden fabricar automaticamente mediante soldadura manual. Como resultado, o ciclo de fabricación será máis longo e os custos laborais aumentarán.

1. Tamaño do PCB

Cada instalador de chips ten o seu propio tamaño de PCB desexado, que varía segundo os parámetros de cada instalador. Por exemplo, o instalador de chips acepta un tamaño máximo de PCB de 500 mm * 450 mm e un tamaño mínimo de PCB de 30 mm * 30 mm. Isto non significa que non poidamos manexar compoñentes de placas PCB inferiores a 30 mm por 30 mm e que poidamos confiar en placas de serra mecánica cando se requiran tamaños máis pequenos. Cando só podes confiar na instalación manual e os custos de man de obra aumentan e os ciclos de produción están fóra de control, as máquinas chip SMT nunca aceptarán placas PCB demasiado grandes ou demasiado pequenas. Polo tanto, na fase de deseño do PCB, débense considerar plenamente os requisitos de tamaño do PCB establecidos pola instalación e fabricación automáticas e deben controlarse dentro do rango efectivo.

A seguinte figura ilustra o documento de deseño da tarxeta PCB completado polo software Huaqiu DFM. Como un taboleiro 5 × 2, cada unidade cadrada é unha soa peza, que mide 50 mm por 20 mm. A conexión entre cada unidade conséguese mediante tecnoloxía V-cut / V-scoring. Nesta imaxe, móstrase todo o cadrado cun tamaño final de 100 mm por 100 mm. De acordo cos requisitos anteriores, pódese concluír que o tamaño do taboleiro está dentro do rango aceptable.

2. Forma de PCB

Ademais do tamaño do PCB, todas as máquinas SMT con chip teñen requisitos para a forma do PCB. Un PCB normal debería ter unha forma rectangular cunha relación de lonxitude a anchura de 4: 3 ou 5: 4 (mellor). Se o PCB ten unha forma irregular, deberanse tomar medidas adicionais antes do montaxe SMT, o que provocará un aumento dos custos. Para evitar que isto ocorra, o PCB debe estar deseñado nunha forma común durante a fase de deseño do PCB para cumprir os requisitos SMT. Non obstante, isto é difícil de facer na práctica. Cando a forma dalgúns produtos electrónicos debe ser irregular, débense empregar furados de selo para darlle ao PCB final unha forma normal. Cando se montan, os deflectores auxiliares redundantes pódense retirar do PCB para cumprir os requisitos de instalación e espazo automáticos.

Na imaxe de abaixo móstrase o PCB con forma irregular e o software procesador Huaqiu DFM engade o bordo de procesamento. Todo o tamaño da placa de circuíto é de 80 mm * 52 mm e a área cadrada é o tamaño do PCB real. O tamaño da área da esquina superior dereita é de 40 mm por 20 mm, que é o bordo da embarcación auxiliar producido pola ponte do burato do selo.

2.png

3. Lado do proceso

Para cumprir os requisitos de fabricación automática, os bordos do proceso deben colocarse no PCB para fixalo.

Na fase de deseño do PCB, o bordo do proceso de 5 mm de ancho debe reservarse con antelación, sen deixar ningún compoñente nin cableado. A guía técnica adoita colocarse no lado curto do PCB, pero pódese seleccionar o lado curto cando a relación de aspecto supera o 80%. Despois da montaxe, o bordo do proceso pódese eliminar como papel de produción auxiliar.

4. Marca o punto

Para PCBS con compoñentes instalados, os puntos Mark deben engadirse como punto de referencia común para garantir que as localizacións dos compoñentes se determinen con precisión para cada dispositivo de montaxe. Polo tanto, os puntos Mark son referentes de fabricación SMT necesarios para a fabricación automatizada.

Os compoñentes requiren 2 puntos Mark e os PCBS requiren 3 puntos Mark. Estas marcas deben colocarse nos bordos da placa PCB e cubrir todos os compoñentes SMT. A distancia central entre o punto de marca e o bordo da placa debe ser de polo menos 5 mm. Para PCBS con compoñentes SMT de dobre cara, os puntos de marca deben colocarse nos dous lados. Se os compoñentes están moi xuntos para colocar os puntos Mark no taboleiro, pódense colocar no bordo do proceso.

Montaxe LPCB

A montaxe de PCB ou, en breve, PCBA, é realmente o proceso de soldar compoñentes en placas espidas. Para cumprir os requisitos de fabricación automática, a montaxe de PCB ten algúns requisitos para o paquete de montaxe e o deseño da montaxe.

1. Envasado de compoñentes

Durante o deseño PCBA, se os paquetes de compoñentes non cumpren os estándares adecuados e os compoñentes están demasiado xuntos, non se producirá a instalación automática.

Para obter o mellor empaquetado de compoñentes, débese empregar un software profesional de deseño EDA para cumprir as normas internacionais de empaquetado de compoñentes. Durante o deseño do PCB, a área de vista aérea non debe superpoñerse a outras áreas e a máquina automática IC SMT poderá identificar e montar con precisión a superficie.

2. Disposición de compoñentes

O deseño de compoñentes é unha tarefa importante no deseño de PCB porque o seu rendemento está directamente relacionado coa complexidade da aparencia e proceso de fabricación de PCB.

Durante a disposición dos compoñentes, deberían determinarse as superficies de montaxe dos compoñentes SMD e THD. Aquí configuramos a parte frontal do PCB como o lado do compoñente A e a parte traseira como o lado do compoñente B. O deseño do conxunto debe considerar o formulario de montaxe, incluído o conxunto dunha soa capa de paquete único, o conxunto de paquete único de dúas capas, o conxunto de paquete mixto dunha soa capa, o paquete mixto de lado A e o conxunto de paquete único lado B e o conxunto A THD e o lado B SMD. A montaxe diferente require diferentes procesos e técnicas de fabricación. Polo tanto, en canto ao deseño de compoñentes, debería seleccionarse o mellor deseño de compoñentes para que a fabricación sexa sinxela e sinxela, de xeito que mellore a eficiencia de fabricación de todo o proceso.

Ademais, débese ter en conta a orientación do deseño dos compoñentes, o espazamento entre compoñentes, a disipación de calor e a altura dos compoñentes.

En xeral, a orientación dos compoñentes debe ser consistente. Os compoñentes dispóñense de acordo co principio da distancia mínima de seguimento, en función dos cales os compoñentes con marcadores de polaridade deben ter direccións de polaridade uniformes e os compoñentes sen marcadores de polaridade deben estar perfectamente aliñados ao longo do eixe X ou Y. A altura do compoñente debe ser de ata 4 mm e a dirección de transmisión entre o compoñente e o PCB debe ser de 90 °.

Para mellorar a velocidade de soldadura dos compoñentes e facilitar a inspección posterior, o espazo entre compoñentes debe ser consistente. Os compoñentes da mesma rede deben estar próximos entre si e hai que deixar unha distancia de seguridade entre diferentes redes segundo a caída de tensión. A serigrafía e o pad non deben superpoñerse, se non, non se instalarán compoñentes.

Debido á temperatura de funcionamento real do PCB e ás características térmicas dos compoñentes eléctricos, débese considerar a disipación de calor. A disposición dos compoñentes debería centrarse na disipación de calor. Se é necesario, use un ventilador ou disipador de calor. Os radiadores adecuados deben ser seleccionados para os compoñentes de enerxía e os compoñentes sensibles á calor deben estar afastados do calor. O compoñente alto debe colocarse despois do compoñente baixo.

Máis detalles deberían centrarse no PCB DFM e a experiencia debería acumularse na práctica. Por exemplo, os requisitos de deseño de PCB de sinal de alta velocidade teñen requisitos especiais de impedancia e deben ser discutidos co fabricante da placa antes da fabricación real para determinar a impedancia e a información de capas. Para prepararse para a produción en placas de PCB de pequeno tamaño con cableado denso, débese discutir co fabricante do PCB o ancho mínimo de cableado e a capacidade de fabricación do diámetro do orificio pasante para garantir unha produción fluída destes PCBS.