As an essential part of electronic products, papan litar bercetak (PCB) memainkan peranan penting dalam merealisasikan fungsi produk elektronik, yang menyebabkan semakin pentingnya reka bentuk PCB, kerana prestasi reka bentuk PCB secara langsung menentukan fungsi dan kos produk elektronik. Reka bentuk PCB yang baik dapat mengelakkan produk elektronik dari banyak masalah, sehingga memastikan produk dapat dihasilkan dengan lancar dan memenuhi semua keperluan aplikasi praktikal.

Dari semua elemen yang menyumbang kepada reka bentuk PCB, Reka Bentuk pembuatan (DFM) sangat penting kerana ia menghubungkan reka bentuk PCB dengan pembuatan PCB untuk mencari masalah lebih awal dan menyelesaikannya tepat pada masanya sepanjang kitaran hayat produk elektronik. 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.

Pengilangan PCB

Dengan menggabungkan kemampuan pembuatan dengan reka bentuk PCB, reka bentuk pembuatan adalah faktor utama yang membawa kepada pembuatan yang cekap, berkualiti tinggi dan kos rendah. 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. Sekiranya aspek-aspek ini tidak diambil kira sepenuhnya pada peringkat reka bentuk PCB, mesin laminasi cip automatik mungkin tidak dapat menerima papan PCB pasang siap kecuali langkah pemprosesan tambahan diambil. Untuk memburukkan lagi keadaan, beberapa plat tidak boleh dibuat secara automatik menggunakan pengelasan manual. As a result, the manufacturing cycle will be longer and labor costs will increase.

1. PCB size

Setiap pemasang cip mempunyai ukuran PCB yang diinginkan, yang berbeza mengikut parameter setiap pemasang. Contohnya, pemasang cip menerima ukuran PCB maksimum 500mm * 450mm dan ukuran PCB minimum 30mm * 30mm. Ini tidak bermaksud bahawa kita tidak dapat menangani komponen papan PCB yang lebih kecil dari 30mm hingga 30mm, dan boleh bergantung pada papan jigsaw apabila ukuran yang lebih kecil diperlukan. Apabila anda hanya boleh bergantung pada pemasangan manual dan kos tenaga kerja meningkat dan kitaran pengeluaran tidak terkawal, mesin SMT cip tidak akan pernah menerima papan PCB yang terlalu besar atau terlalu kecil. 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.

Gambar berikut menggambarkan dokumen reka bentuk papan PCB yang dilengkapkan oleh perisian Huaqiu DFM. 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. Mengikut keperluan di atas, dapat disimpulkan bahawa ukuran papan berada dalam julat yang dapat diterima.

2. PCB shape

In addition to PCB size, all chip SMT machines have requirements for PCB shape. PCB biasa hendaklah berbentuk segi empat tepat dengan nisbah panjang hingga lebar 4: 3 atau 5: 4 (terbaik). If the PCB is irregularly shaped, additional measures must be taken prior to SMT assembly, resulting in increased costs. Untuk mengelakkan ini berlaku, PCB mesti dirancang dalam bentuk yang sama semasa fasa reka bentuk PCB untuk memenuhi keperluan SMT. Walau bagaimanapun, ini sukar dilakukan dalam praktik. Apabila bentuk beberapa produk elektronik mestilah tidak teratur, lubang setem mesti digunakan untuk memberi PCB akhir bentuk normal. Apabila dipasang, baffle tambahan yang berlebihan dapat dikeluarkan dari PCB untuk memenuhi keperluan pemasangan dan ruang automatik.

Gambar di bawah menunjukkan PCB dengan bentuk yang tidak teratur, dan kelebihan pemprosesan ditambahkan oleh perisian Huaqiu DFM. 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. Bahagian proses

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

Pada peringkat reka bentuk PCB, tepi proses selebar 5mm harus diketepikan terlebih dahulu, tanpa meninggalkan komponen dan pendawaian. Panduan teknikal biasanya diletakkan di sisi pendek PCB, tetapi sisi pendek dapat dipilih apabila nisbah aspek melebihi 80%. Selepas pemasangan, kelebihan proses dapat dikeluarkan sebagai peranan pengeluaran tambahan.

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. Oleh itu, Mark point adalah penanda aras pembuatan SMT yang diperlukan untuk pembuatan automatik.

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. Jarak tengah antara titik Mark dan tepi plat hendaklah sekurang-kurangnya 5mm. 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. Untuk memenuhi keperluan pembuatan automatik, pemasangan PCB mempunyai beberapa syarat untuk pakej pemasangan dan susun atur pemasangan.

1. Pembungkusan komponen

Semasa reka bentuk PCBA, jika pakej komponen tidak memenuhi piawaian yang sesuai dan komponen terlalu dekat, pemasangan automatik tidak akan berlaku.

Untuk mendapatkan pembungkusan komponen terbaik, perisian reka bentuk EDA profesional harus digunakan untuk mematuhi piawaian pembungkusan komponen antarabangsa. 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

Susun atur komponen adalah tugas penting dalam reka bentuk PCB kerana prestasinya secara langsung berkaitan dengan kerumitan penampilan dan proses pembuatan PCB.

Semasa susun atur komponen, permukaan pemasangan komponen SMD dan THD harus ditentukan. Di sini, kami menetapkan bahagian depan PCB sebagai sisi komponen A dan belakang sebagai sisi komponen 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. Pemasangan yang berbeza memerlukan proses dan teknik pembuatan yang berbeza. 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.

Secara amnya, orientasi komponen harus konsisten. 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. Ketinggian komponen harus hingga 4mm, dan arah penghantaran antara komponen dan PCB mestilah 90 °.

Untuk meningkatkan kelajuan pengelasan komponen dan memudahkan pemeriksaan seterusnya, jarak antara komponen harus konsisten. 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. Susun atur komponen harus menumpukan pada pelesapan haba. Sekiranya perlu, gunakan kipas atau pendingin. Radiator yang sesuai harus dipilih untuk komponen daya dan komponen sensitif panas harus ditempatkan jauh dari panas. 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. Sebagai contoh, keperluan reka bentuk PCB isyarat berkelajuan tinggi mempunyai keperluan impedans khas dan harus dibincangkan dengan pengeluar papan sebelum pembuatan sebenar untuk menentukan maklumat impedans dan lapisan. Untuk mempersiapkan pengeluaran pada papan PCB bersaiz kecil dengan pendawaian padat, lebar pendawaian minimum dan kapasiti pembuatan diameter lubang harus dibincangkan dengan pengeluar PCB untuk memastikan pengeluaran PCBS ini lancar.