Kaip esminė elektroninių gaminių dalis, spausdintinė plokštė (PCB) vaidina pagrindinį vaidmenį realizuojant elektroninių gaminių funkciją, o tai lemia vis didesnę PCB dizaino svarbą, nes PCB dizaino našumas tiesiogiai lemia elektroninių gaminių funkciją ir kainą. Geras PCB dizainas gali apsaugoti elektroninius gaminius nuo daugelio problemų, taip užtikrinant, kad gaminiai gali būti sklandžiai gaminami ir atitinka visus praktinio pritaikymo poreikius.

Iš visų elementų, kurie prisideda prie PCB projektavimo, gamybos dizainas (DFM) yra labai svarbus, nes jis susieja PCB dizainą su PCB gamyba, kad būtų galima anksti rasti problemų ir laiku jas išspręsti per visą elektroninių gaminių gyvavimo ciklą. 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 gaminamumas

Derinant gaminamumą ir PCB dizainą, gamybos dizainas yra pagrindinis veiksnys, lemiantis veiksmingą gamybą, aukštą kokybę ir mažą kainą. 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. Jei į šiuos aspektus visiškai neatsižvelgiama PCB projektavimo etape, automatinės mikroschemų laminavimo mašinos gali nepriimti surenkamų PCB plokščių, jei nebus imtasi papildomų apdorojimo priemonių. Dar blogiau, kai kurios plokštės negali būti pagamintos automatiškai, naudojant rankinį suvirinimą. As a result, the manufacturing cycle will be longer and labor costs will increase.

1. PCB size

Kiekvienas mikroschemų montuotojas turi savo norimą PCB dydį, kuris skiriasi priklausomai nuo kiekvieno montuotojo parametrų. Pavyzdžiui, mikroschemų montuotojas priima maksimalų 500 mm * 450 mm PCB dydį ir minimalų 30 mm * 30 mm PCB dydį. Tai nereiškia, kad mes negalime tvarkyti mažesnių nei 30 mm ir 30 mm PCB plokščių komponentų ir galime pasikliauti dėlionės plokštėmis, kai reikia mažesnio dydžio. Kai galite pasikliauti tik rankiniu montavimu, o darbo sąnaudos auga ir nekontroliuojami gamybos ciklai, lustinės SMT mašinos niekada nepriims per didelių ar per mažų PCB plokščių. 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.

Šis paveikslėlis iliustruoja PCB plokštės dizaino dokumentą, užpildytą „Huaqiu DFM“ programine įranga. Kaip 5 × 2 plokštė, kiekvienas kvadratinis vienetas yra vienas gabalas, kurio matmenys yra 50 mm x 20 mm. 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. Remiantis aukščiau pateiktais reikalavimais, galima daryti išvadą, kad plokštės dydis yra priimtino diapazono ribose.

2. PCB shape

In addition to PCB size, all chip SMT machines have requirements for PCB shape. Įprasta PCB turi būti stačiakampio formos, ilgio ir pločio santykis 4: 3 arba 5: 4 (geriausia). If the PCB is irregularly shaped, additional measures must be taken prior to SMT assembly, resulting in increased costs. Kad taip neatsitiktų, PCB projektavimo etape turi būti suprojektuota bendra forma, kad atitiktų SMT reikalavimus. Tačiau tai padaryti praktiškai yra sunku. Kai kai kurių elektroninių gaminių forma turi būti netaisyklinga, turi būti naudojamos antspaudo skylės, kad galutinė PCB būtų įprasta. Surinkus, nereikalingus pagalbinius pertvarus galima pašalinti iš PCB, kad jie atitiktų automatinio įrengimo ir vietos reikalavimus.

Žemiau esančiame paveikslėlyje parodyta netaisyklingos formos PCB, o apdorojimo kraštą prideda „Huaqiu DFM“ programinė įranga. 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. Proceso pusė

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

PCB projektavimo etape 5 mm pločio proceso kraštas turėtų būti atidėtas iš anksto, nepaliekant jokių komponentų ir laidų. Techninis vadovas paprastai pateikiamas trumpojoje PCB pusėje, tačiau trumpąją galima pasirinkti, kai kraštinių santykis viršija 80%. Po surinkimo proceso kraštas gali būti pašalintas kaip pagalbinis gamybos vaidmuo.

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. Todėl „Mark“ taškai yra SMT gamybos etalonai, reikalingi automatizuotai gamybai.

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. Atstumas tarp žymės taško ir plokštės krašto turi būti ne mažesnis kaip 5 mm. PCBS su dvipusiais SMT komponentais žymėjimo taškai turi būti dedami iš abiejų pusių. 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. Siekiant patenkinti automatinės gamybos reikalavimus, PCB surinkimas turi tam tikrus surinkimo paketo ir surinkimo išdėstymo reikalavimus.

1. Komponentų pakavimas

Projektuojant PCBA, jei komponentų paketai neatitinka atitinkamų standartų ir komponentai yra per arti vienas kito, automatinis diegimas neįvyks.

Norint gauti geriausią komponentų pakuotę, turėtų būti naudojama profesionali EDA projektavimo programinė įranga, atitinkanti tarptautinius komponentų pakavimo standartus. 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

Komponentų išdėstymas yra svarbi PCB projektavimo užduotis, nes jo veikimas yra tiesiogiai susijęs su PCB išvaizdos ir gamybos proceso sudėtingumu.

Komponentų išdėstymo metu reikia nustatyti SMD ir THD komponentų surinkimo paviršius. Čia mes nustatome PCB priekinę dalį kaip A komponento pusę, o galinę – kaip B komponento pusę. 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. Skirtingas surinkimas reikalauja skirtingų gamybos procesų ir metodų. 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.

Apskritai komponentų orientacija turėtų būti nuosekli. 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. Komponento aukštis turi būti iki 4 mm, o perdavimo kryptis tarp komponento ir PCB turi būti 90 °.

Siekiant pagerinti komponentų suvirinimo greitį ir palengvinti tolesnį patikrinimą, atstumas tarp komponentų turi būti vienodas. 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. Komponentų išdėstymas turėtų būti sutelktas į šilumos išsklaidymą. Jei reikia, naudokite ventiliatorių arba radiatorių. Maitinimo komponentams reikia pasirinkti tinkamus radiatorius, o karščiui jautrius komponentus – atokiau nuo karščio. Aukštas komponentas turi būti dedamas po žemo komponento.

Daugiau informacijos turėtų būti skirta PCB DFM, o patirtis turėtų būti kaupiama praktikoje. Pavyzdžiui, didelės spartos signalų PCB projektavimo reikalavimai turi specialius varžos reikalavimus ir turėtų būti aptarti su plokštės gamintoju prieš faktinę gamybą, kad būtų nustatyta impedancija ir sluoksniavimo informacija. Norint pasirengti gamybai ant mažų PCB plokščių su tankiomis instaliacijomis, su PCB gamintoju reikia aptarti minimalų laidų plotį ir skylės skersmens gamybos pajėgumus, kad būtų užtikrinta sklandi šių PCBS gamyba.