Kot bistveni del elektronskih izdelkov, tiskano vezje (PCB) ima ključno vlogo pri uresničevanju funkcije elektronskih izdelkov, kar vodi v čedalje večji pomen oblikovanja PCB, saj zmogljivost oblikovanja PCB neposredno določa funkcijo in stroške elektronskih izdelkov. Dobra zasnova tiskanega vezja lahko zaščiti elektronske izdelke pred številnimi težavami in tako zagotovi nemoteno izdelavo izdelkov ter izpolnjuje vse potrebe praktične uporabe.

Od vseh elementov, ki prispevajo k oblikovanju tiskanih vezij, je proizvodno oblikovanje (DFM) nujno potrebno, saj povezuje oblikovanje tiskanih vezij s proizvodnjo tiskanih vezij, da bi zgodaj odkrili težave in jih pravočasno rešili v celotnem življenjskem ciklu elektronskih izdelkov. 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.

Izdelava PCB

Z združevanjem proizvodnosti z oblikovanjem PCB je oblikovanje proizvodnje ključni dejavnik, ki vodi do učinkovite proizvodnje, visoke kakovosti in nizkih stroškov. 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. Če ti vidiki v fazi načrtovanja PCB niso v celoti upoštevani, avtomatski stroji za laminiranje čipov morda ne bodo mogli sprejeti montažnih plošč iz PCB, razen če bodo sprejeti dodatni ukrepi za obdelavo. Še huje, nekaterih plošč ni mogoče izdelati samodejno z ročnim varjenjem. As a result, the manufacturing cycle will be longer and labor costs will increase.

1. PCB size

Vsak monter čipov ima svojo želeno velikost tiskanega vezja, ki se spreminja glede na parametre vsakega monterja. Na primer, inštalater čipov sprejme največjo velikost tiskanega vezja 500 mm * 450 mm in najmanjšo velikost tiskanega vezja 30 mm * 30 mm. To ne pomeni, da ne moremo ravnati s komponentami PCB plošč, ki so manjše od 30 mm do 30 mm, in se lahko zanesemo na vbodne plošče, kadar so potrebne manjše velikosti. Ko se lahko zanesete le na ročno namestitev in stroški dela naraščajo in proizvodni cikli niso pod nadzorom, stroji SMT s čipi nikoli ne bodo sprejeli prevelike ali premajhne PCB plošče. 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.

Naslednja slika prikazuje dokument o načrtovanju tiskane plošče, ki ga je dopolnila programska oprema Huaqiu DFM. Kot plošča 5 × 2 je vsaka kvadratna enota en kos, ki meri 50 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. Glede na zgornje zahteve je mogoče sklepati, da je velikost plošče v sprejemljivem območju.

2. PCB shape

In addition to PCB size, all chip SMT machines have requirements for PCB shape. Običajno tiskano vezje mora biti pravokotne oblike z razmerjem dolžine do širine 4: 3 ali 5: 4 (najbolje). If the PCB is irregularly shaped, additional measures must be taken prior to SMT assembly, resulting in increased costs. Da se to ne bi zgodilo, mora biti tiskano vezje v fazi oblikovanja tiskanega vezja oblikovano v skupni obliki, da ustreza zahtevam SMT. Vendar je to v praksi težko narediti. Kadar mora biti oblika nekaterih elektronskih izdelkov nepravilna, je treba uporabiti luknje za žig, da končni PCB dobimo normalno obliko. Ko so sestavljeni, se lahko odvečne pomožne pregrade odstranijo s tiskanega vezja, da ustrezajo samodejni namestitvi in ​​prostorskim zahtevam.

Spodnja slika prikazuje tiskano vezje z nepravilno obliko, rob obdelave pa dodaja programska oprema 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. Procesna stran

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

V fazi načrtovanja tiskanega vezja je treba 5 -milimetrski rob procesa vnaprej odstraniti, ne da bi pri tem pustili komponente in ožičenje. Tehnični vodnik je običajno nameščen na kratki strani tiskanega vezja, lahko pa izberete kratko stran, ko razmerje stranic presega 80%. Po montaži lahko procesni rob odstranite kot pomožno proizvodno vlogo.

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. Zato so točke Mark merila proizvodnje SMT, potrebna za avtomatizirano proizvodnjo.

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. Središčna razdalja med točko označevanja in robom plošče mora biti najmanj 5 mm. Za PCBS z dvostranskimi komponentami SMT je treba označevalne točke postaviti na obe strani. 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

Sestavljanje tiskanih vezij ali na kratko PCBA je pravzaprav postopek varjenja komponent na golih ploščah. Za izpolnitev zahtev avtomatske proizvodnje ima montaža tiskanih vezij nekatere zahteve glede montažnega paketa in postavitve montaže.

1. Pakiranje sestavnih delov

Če med načrtovanjem PCBA paketi komponent ne ustrezajo ustreznim standardom in so komponente preblizu skupaj, ne bo prišlo do samodejne namestitve.

Za pridobitev najboljše embalaže sestavnih delov je treba uporabiti profesionalno oblikovalsko programsko opremo EDA v skladu z mednarodnimi standardi za embalažo sestavnih delov. 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

Postavitev komponent je pomembna naloga pri načrtovanju tiskanih vezij, saj je njeno delovanje neposredno povezano s kompleksnostjo videza tiskanega vezja in proizvodnega procesa.

Med postavitvijo komponent je treba določiti montažne površine komponent SMD in THD. Tu smo sprednji del tiskanega vezja nastavili kot stran komponente A in zadnji del kot stran komponente 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. Različne montaže zahtevajo različne proizvodne procese in tehnike. 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.

Na splošno mora biti usmerjenost komponent dosledna. 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. Višina komponente mora biti do 4 mm, smer prenosa med komponento in tiskanim vezjem pa 90 °.

Da bi izboljšali hitrost varjenja komponent in olajšali poznejši pregled, mora biti razmik med komponentami dosleden. 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. Postavitev komponent se mora osredotočiti na odvajanje toplote. Po potrebi uporabite ventilator ali hladilnik. Za napajalne komponente je treba izbrati ustrezne radiatorje, toplotno občutljive komponente pa postaviti stran od toplote. Visoko komponento je treba postaviti za nizko komponento.

Več podrobnosti bi se moralo osredotočiti na PCM DFM, izkušnje pa bi bilo treba zbrati v praksi. Na primer, zahteve glede oblikovanja tiskanih vezij za signale za visoke hitrosti imajo posebne zahteve glede impedance in jih je treba pred dejansko izdelavo pogovoriti s proizvajalcem plošč, da se določijo informacije o impedanci in plasteh. Da bi se pripravili na proizvodnjo na ploščah majhnih velikosti PCB z gosto ožičenje, se je treba o najmanjši širini ožičenja in premeru proizvodne zmogljivosti s premerom luknje pogovoriti s proizvajalcem PCB-ja, da se zagotovi nemotena proizvodnja teh PCB-jev.