Ca parte esențială a produselor electronice, circuit imprimat bord (PCB) joacă un rol cheie în realizarea funcției produselor electronice, ceea ce duce la importanța din ce în ce mai proeminentă a proiectării PCB, deoarece performanța proiectării PCB determină în mod direct funcția și costul produselor electronice. Un design PCB bun poate păstra produsele electronice de multe probleme, asigurându-se astfel că produsele pot fi fabricate fără probleme și să răspundă tuturor nevoilor aplicațiilor practice.

Dintre toate elementele care contribuie la proiectarea PCB-urilor, Designul de fabricație (DFM) este absolut esențial deoarece leagă proiectarea PCB-urilor cu fabricarea PCB-urilor pentru a găsi problemele mai devreme și a le rezolva în timp pe tot parcursul ciclului de viață al produselor electronice. Un mit este că complexitatea proiectării PCB-urilor va crește pe măsură ce se consideră fabricabilitatea componentelor electronice în etapa de proiectare a PCB-urilor. În ciclul de viață al proiectării produselor electronice, DFM nu numai că poate face produsele electronice să participe fără probleme la producția automată și să economisească costurile forței de muncă în procesul de fabricație, ci și să scurteze în mod eficient timpul de fabricație pentru a asigura finalizarea la timp a produselor electronice finale.

Fabricabilitate PCB

Combinând productibilitatea cu designul PCB-ului, designul de fabricație este un factor cheie care conduce la o fabricație eficientă, de înaltă calitate și la un cost redus. Cercetarea fabricabilității PCB acoperă o gamă largă, de obicei împărțită în fabricarea PCB și asamblarea PCB.

Producția LPCB

Pentru fabricarea PCB-urilor, trebuie luate în considerare următoarele aspecte: dimensiunea PCB-ului, forma PCB-ului, marginea procesului și punctul de marcare. Dacă aceste aspecte nu sunt luate în considerare pe deplin în etapa de proiectare a PCB-urilor, mașinile automate de laminare cu cip pot să nu accepte plăci PCB prefabricate decât dacă se iau măsuri de procesare suplimentare. Pentru a agrava lucrurile, unele plăci nu pot fi realizate automat folosind sudarea manuală. Drept urmare, ciclul de fabricație va fi mai lung și costurile forței de muncă vor crește.

1. Dimensiunea PCB-ului

Fiecare instalator de cipuri are dimensiunea PCB dorită, care variază în funcție de parametrii fiecărui instalator. De exemplu, instalatorul de cip acceptă o dimensiune maximă a PCB de 500 mm * 450 mm și o dimensiune minimă a PCB de 30 mm * 30 mm. Acest lucru nu înseamnă că nu putem manipula componente ale plăcilor PCB mai mici de 30 mm cu 30 mm și ne putem baza pe plăci de ferăstrău atunci când sunt necesare dimensiuni mai mici. Când vă puteți baza doar pe instalarea manuală și costurile forței de muncă sunt în creștere și ciclurile de producție sunt scăpate de sub control, mașinile SMT cu cip nu vor accepta niciodată plăci PCB care sunt prea mari sau prea mici. Prin urmare, în etapa de proiectare a PCB, cerințele privind dimensiunea PCB stabilite prin instalarea și fabricarea automată trebuie să fie luate în considerare pe deplin și trebuie controlate în intervalul efectiv.

Următoarea figură ilustrează documentul de proiectare a plăcilor PCB completat de software-ul Huaqiu DFM. Ca o placă de 5 × 2, fiecare unitate pătrată este o singură bucată, măsurând 50 mm pe 20 mm. Conexiunea dintre fiecare unitate este realizată prin tehnologia V-cut / V-scoring. În această imagine, întregul pătrat este afișat cu o dimensiune finală de 100 mm pe 100 mm. Conform cerințelor de mai sus, se poate concluziona că dimensiunea plăcii se încadrează în intervalul acceptabil.

2. Forma PCB

În plus față de dimensiunea PCB, toate mașinile SMT cu cip au cerințe pentru forma PCB. Un PCB normal ar trebui să aibă o formă dreptunghiulară cu un raport lungime / lățime de 4: 3 sau 5: 4 (cel mai bun). Dacă PCB-ul are o formă neregulată, trebuie luate măsuri suplimentare înainte de asamblarea SMT, rezultând costuri mai mari. Pentru a preveni acest lucru, PCB-ul trebuie proiectat într-o formă comună în timpul fazei de proiectare a PCB-ului pentru a îndeplini cerințele SMT. Cu toate acestea, acest lucru este dificil de realizat în practică. Când forma unor produse electronice trebuie să fie neregulată, trebuie utilizate găuri de ștampilă pentru a da PCB-ului final o formă normală. Când sunt asamblate, deflectoarele auxiliare redundante pot fi îndepărtate de pe PCB pentru a îndeplini cerințele de instalare automată și spațiu.

Imaginea de mai jos arată PCB-ul cu formă neregulată, iar marginea de procesare este adăugată de software-ul Huaqiu DFM. Întreaga dimensiune a plăcii de circuite este de 80mm * 52mm, iar suprafața pătrată este de dimensiunea PCB-ului real. Dimensiunea zonei colțului din dreapta sus este de 40 mm pe 20 mm, care este marginea auxiliară a ambarcațiunii produsă de podul găurii ștampilei.

2.png

3. Partea procesului

Pentru a îndeplini cerințele fabricării automate, marginile procesului trebuie plasate pe PCB pentru a fixa PCB-ul.

În etapa de proiectare a PCB-ului, marginea procesului cu lățimea de 5 mm trebuie lăsată deoparte, fără a lăsa componente și cabluri. Ghidul tehnic este de obicei plasat pe partea scurtă a PCB-ului, dar partea scurtă poate fi selectată atunci când raportul de aspect depășește 80%. După asamblare, marginea procesului poate fi îndepărtată ca rol auxiliar de producție.

4. Marcați punctul

Pentru PCBS cu componente instalate, punctele Mark trebuie adăugate ca punct de referință comun pentru a se asigura că locațiile componentelor sunt determinate cu precizie pentru fiecare dispozitiv de asamblare. Prin urmare, punctele Mark sunt repere de fabricație SMT necesare pentru fabricarea automatizată.

Componentele necesită 2 puncte Mark și PCBS necesită 3 puncte Mark. Aceste semne trebuie plasate pe marginile plăcii PCB și să acopere toate componentele SMT. Distanța centrală între punctul Mark și marginea plăcii trebuie să fie de cel puțin 5 mm. Pentru PCBS cu componente SMT pe două fețe, punctele Mark trebuie plasate pe ambele părți. Dacă componentele sunt prea apropiate pentru a plasa punctele Mark pe tablă, ele pot fi plasate pe marginea procesului.

Asamblare LPCB

Asamblarea PCB, sau PCBA pe scurt, este de fapt procesul de sudare a componentelor pe plăci goale. Pentru a îndeplini cerințele producției automate, asamblarea PCB-ului are unele cerințe pentru pachetul de asamblare și aspectul asamblării.

1. Ambalarea componentelor

În timpul proiectării PCBA, dacă pachetele de componente nu îndeplinesc standardele adecvate și componentele sunt prea apropiate, instalarea automată nu va avea loc.

Pentru a obține cel mai bun ambalaj al componentelor, ar trebui utilizat software-ul profesional de proiectare EDA pentru a respecta standardele internaționale de ambalare a componentelor. În timpul proiectării PCB, zona de vedere aeriană nu trebuie să se suprapună cu alte zone, iar mașina automată IC SMT va putea identifica și monta cu precizie suprafața.

2. Aspectul componentelor

Aspectul componentelor este o sarcină importantă în proiectarea PCB, deoarece performanța sa este direct legată de complexitatea aspectului PCB și a procesului de fabricație.

În timpul aspectului componentelor, trebuie determinate suprafețele de asamblare ale componentelor SMD și THD. Aici, setăm partea din față a PCB ca partea componentă A și partea din spate ca partea componentă B. Aspectul ansamblului ar trebui să ia în considerare forma de asamblare, incluzând ansamblul unui singur pachet cu un singur strat, ansamblul cu un singur pachet cu două straturi, ansamblul cu un singur pachet mixt, partea A cu pachet mixt și partea B cu un singur pachet și partea A cu THD și cu partea B cu SMD. Asamblarea diferită necesită procese și tehnici de fabricație diferite. Prin urmare, în ceea ce privește aspectul componentelor, ar trebui selectat cel mai bun aspect al componentelor pentru a face fabricarea simplă și ușoară, astfel încât să se îmbunătățească eficiența de fabricație a întregului proces.

În plus, trebuie luată în considerare orientarea aspectului componentelor, distanța dintre componente, disiparea căldurii și înălțimea componentelor.

În general, orientarea componentelor ar trebui să fie consecventă. Componentele sunt așezate în conformitate cu principiul distanței minime de urmărire, pe baza căreia componentele cu markere de polaritate ar trebui să aibă direcții uniforme de polaritate, iar componentele fără markere de polaritate ar trebui să fie aliniate cu atenție de-a lungul axei X sau Y. Înălțimea componentei trebuie să fie de până la 4 mm, iar direcția de transmisie între componentă și PCB ar trebui să fie de 90 °.

Pentru a îmbunătăți viteza de sudare a componentelor și pentru a facilita inspecția ulterioară, distanța dintre componente ar trebui să fie consecventă. Componentele din aceeași rețea ar trebui să fie aproape una de alta și ar trebui lăsată o distanță de siguranță între rețele diferite în funcție de căderea de tensiune. Serigrafia și tamponul nu trebuie să se suprapună, altfel nu vor fi instalate componente.

Datorită temperaturii reale de funcționare a PCB-ului și a caracteristicilor termice ale componentelor electrice, ar trebui luată în considerare disiparea căldurii. Aspectul componentelor ar trebui să se concentreze pe disiparea căldurii. Dacă este necesar, utilizați un ventilator sau radiator. Radiatoarele adecvate trebuie selectate pentru componentele de putere, iar componentele sensibile la căldură trebuie să fie plasate departe de căldură. Componenta înaltă trebuie plasată după componenta joasă.

Mai multe detalii ar trebui să se concentreze pe PCB DFM, iar experiența ar trebui acumulată în practică. De exemplu, cerințele de proiectare PCB de semnal de mare viteză au cerințe speciale de impedanță și ar trebui discutate cu producătorul plăcii înainte de fabricarea efectivă pentru a determina informațiile despre impedanță și stratificare. Pentru a vă pregăti pentru producție pe plăci PCB de dimensiuni mici, cu cabluri dense, lățimea minimă a cablajului și capacitatea de fabricație a diametrului orificiului traversant ar trebui discutate cu producătorul PCB pentru a asigura o producție lină a acestor PCBS.