כחלק חיוני ממוצרים אלקטרוניים, המעגל המודפס (PCB) ממלא תפקיד מרכזי במימוש הפונקציה של מוצרים אלקטרוניים, מה שמוביל לחשיבות הבולטת יותר ויותר של עיצוב PCB, מכיוון שהביצועים של עיצוב PCB קובעים ישירות את תפקוד ועלות המוצרים האלקטרוניים. עיצוב PCB טוב יכול להמנע ממוצרים אלקטרוניים מבעיות רבות, ובכך להבטיח שניתן לייצר מוצרים בצורה חלקה ולענות על כל הצרכים של יישומים מעשיים.

מכל המרכיבים התורמים לעיצוב PCB, עיצוב ייצור (DFM) הוא חיוני בהחלט מכיוון שהוא מקשר בין עיצוב PCB לבין ייצור PCB על מנת למצוא בעיות מוקדם ולפתור אותן בזמן לאורך מחזור החיים של מוצרים אלקטרוניים. 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.

יכולת ייצור PCB

על ידי שילוב יכולת הייצור עם עיצוב PCB, עיצוב הייצור הוא גורם מפתח המוביל לייצור יעיל, באיכות גבוהה ובעלות נמוכה. 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. אם היבטים אלה אינם נלקחים בחשבון במלואם בשלב תכנון ה- PCB, ייתכן שמכונות למינציה של שבבים אוטומטיות לא יוכלו לקבל לוחות PCB טרומיים אלא אם ננקטו אמצעי עיבוד נוספים. כדי להחמיר את המצב, לא ניתן לייצר כמה צלחות באופן אוטומטי באמצעות ריתוך ידני. As a result, the manufacturing cycle will be longer and labor costs will increase.

1. PCB size

לכל מתקין שבבים יש את גודל ה- PCB הרצוי שלו, המשתנה בהתאם לפרמטרים של כל מתקין. לדוגמה, מתקין השבבים מקבל גודל PCB מרבי של 500 מ”מ * 450 מ”מ וגודל PCB מינימלי של 30 מ”מ * 30 מ”מ. זה לא אומר שאנחנו לא יכולים להתמודד עם רכיבי לוח PCB קטנים מ -30 מ”מ על 30 מ”מ, ואנו יכולים להסתמך על לוחות פאזל כאשר נדרשים גדלים קטנים יותר. כאשר אתה יכול להסתמך רק על התקנה ידנית ועלויות העבודה עולות ומחזורי הייצור יוצאים מכלל שליטה, מכונות SMT שבבים לעולם לא יקבלו לוחות PCB גדולים מדי או קטנים מדי. 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.

האיור הבא ממחיש את מסמך עיצוב הלוח PCB שהושלם על ידי תוכנת DFM Huaqiu. כלוח 5 × 2, כל יחידה מרובעת היא חתיכה אחת, בגודל 50 מ”מ על 20 מ”מ. 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. על פי הדרישות לעיל, ניתן להסיק כי גודל הלוח נמצא בטווח המקובל.

2. PCB shape

In addition to PCB size, all chip SMT machines have requirements for PCB shape. לוח PCB רגיל צריך להיות בצורת מלבן עם יחס אורך לרוחב של 4: 3 או 5: 4 (הטוב ביותר). If the PCB is irregularly shaped, additional measures must be taken prior to SMT assembly, resulting in increased costs. כדי למנוע זאת, על PCB להיות מעוצב בצורה משותפת במהלך שלב עיצוב ה- PCB כדי לעמוד בדרישות ה- SMT. עם זאת, זה קשה לביצוע בפועל. כאשר צורתם של מוצרים אלקטרוניים מסוימים חייבת להיות לא סדירה, יש להשתמש בחורי חותמת בכדי לתת למחשב הלוח הסופי צורה רגילה. כאשר הם מורכבים, ניתן להסיר חבטות עזר מיותרות מה- PCB כדי לעמוד בדרישות ההתקנה והחלל האוטומטיות.

התמונה למטה מציגה את ה- PCB בעל צורה לא סדירה, ואת קצה העיבוד מוסיפים תוכנת DFM Huaqiu. 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. צד התהליך

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

בשלב עיצוב PCB, יש להפריד קצה תהליכים רחב 5 מ”מ מראש, מבלי להשאיר רכיבים וחיווט. המדריך הטכני ממוקם בדרך כלל בצד הקצר של הלוח המודרני, אך ניתן לבחור את הצד הקצר כאשר יחס הגובה -רוחב עולה על 80%. לאחר ההרכבה, ניתן להסיר את קצה התהליך כתפקיד ייצור עזר.

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. לכן, נקודות סימון הן מדדי ייצור SMT הנדרשים לייצור אוטומטי.

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. המרחק המרכזי בין נקודת הסימון לקצה הצלחת צריך להיות לפחות 5 מ”מ. עבור PCBS עם רכיבי SMT דו צדדיים, יש להציב נקודות סימון משני הצדדים. 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

הרכבת PCB, או בקיצור PCBA, היא למעשה תהליך ריתוך רכיבים על לוחות חשופים. על מנת לעמוד בדרישות הייצור האוטומטי, להרכבת ה- PCB יש כמה דרישות לחבילת ההרכבה ולפריסת ההרכבה.

1. אריזת רכיבים

במהלך עיצוב PCBA, אם חבילות רכיבים אינן עומדות בתקנים המתאימים והרכיבים קרובים מדי זה לזה, לא תתקיים התקנה אוטומטית.

על מנת להשיג את אריזות הרכיבים הטובות ביותר, יש להשתמש בתוכנת עיצוב EDA מקצועית כדי לעמוד בתקנים בינלאומיים לאריזת רכיבים. 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

פריסת רכיבים היא משימה חשובה בעיצוב PCB מכיוון שהביצועים שלה קשורים ישירות למורכבות המראה של ה- PCB ותהליך הייצור.

במהלך פריסת הרכיבים, יש לקבוע את משטחי ההרכבה של רכיבי SMD ו- THD. כאן, הגדרנו את החלק הקדמי של ה- PCB כצד רכיב A ואת החלק האחורי כצד רכיב B. 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. הרכבה שונה דורשת תהליכי ייצור וטכניקות שונות. 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.

באופן כללי, כיוון הרכיבים צריך להיות עקבי. 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. גובה הרכיב צריך להיות עד 4 מ”מ, וכיוון ההולכה בין הרכיב וה- PCB צריך להיות 90 °.

כדי לשפר את מהירות הריתוך של רכיבים ולהקל על הבדיקה שלאחר מכן, המרווח בין הרכיבים צריך להיות עקבי. רכיבים באותה רשת צריכים להיות קרובים זה לזה ולהשאיר מרחק בטוח בין רשתות שונות בהתאם לירידת המתח. אסור שחפיפה וכרית יהיו חופפים, אחרת לא יותקנו רכיבים.

Due to the actual operating temperature of the PCB and the thermal characteristics of the electrical components, heat dissipation should be considered. פריסת הרכיבים צריכה להתמקד בפיזור חום. במידת הצורך, השתמש במאוורר או בגוף קירור. יש לבחור רדיאטורים מתאימים למרכיבי החשמל ולמקם רכיבים רגישים לחום הרחק מחום. יש למקם את הרכיב הגבוה אחרי הרכיב הנמוך.

יש להתמקד בפרטים נוספים ב- DFM PCB, ולצבור ניסיון לצבור בפועל. לדוגמה, לדרישות עיצוב PCB לאות במהירות גבוהה יש דרישות עכבה מיוחדות ויש לדון בהן עם יצרן הלוח לפני ייצור בפועל כדי לקבוע מידע עכבה ושכבות. על מנת להתכונן לייצור על לוחות PCB בגודל קטן עם חיווט צפוף, יש לדון ברוחב החיווט המינימלי ובקיבולת הייצור בקוטר החור עם יצרן ה- PCB כדי להבטיח ייצור חלק של ה- PCBS הללו.