Як невід’ємна частина електронних продуктів, друкована плата (Друкована плата) відіграє ключову роль у реалізації функції електронних виробів, що призводить до дедалі більшого значення дизайну друкованої плати, оскільки продуктивність конструкції друкованої плати безпосередньо визначає функцію та вартість електронних виробів. Хороший дизайн друкованої плати може уберегти електронні вироби від багатьох проблем, забезпечуючи таким чином безперебійне виготовлення виробів та задоволення всіх потреб практичного застосування.

З усіх елементів, які сприяють проектуванню друкованих плат, проектне забезпечення виробництва (DFM) є надзвичайно важливим, оскільки воно пов’язує дизайн друкованої плати з виробництвом друкованих плат, щоб завчасно виявити проблеми та вчасно їх вирішити протягом усього життєвого циклу електронних виробів. 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.

Виробництво друкованих плат

Поєднуючи технологічність із конструкцією друкованої плати, виробничий дизайн є ключовим фактором, що призводить до ефективного виробництва, високої якості та низької вартості. 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. Якщо ці аспекти не будуть повністю враховані на етапі проектування друкованої плати, автоматичні машини для ламінування стружки можуть не приймати збірні друковані плати, якщо не будуть вжиті додаткові заходи з обробки. Що ще гірше, деякі пластини не можна виготовити автоматично за допомогою ручного зварювання. As a result, the manufacturing cycle will be longer and labor costs will increase.

1. PCB size

Кожен установщик чіпів має свій власний розмір друкованої плати, який змінюється залежно від параметрів кожного інсталятора. Наприклад, установник чіпів приймає максимальний розмір друкованої плати 500 мм * 450 мм та мінімальний розмір друкованої плати 30 мм * 30 мм. Це не означає, що ми не можемо обробляти компоненти друкованої плати розміром менше 30 мм на 30 мм, і можемо покладатися на лобзикові дошки, коли потрібні менші розміри. Якщо ви можете покладатися лише на ручну установку, а витрати на роботу зростають, а виробничі цикли виходять з -під контролю, машини з ЧПУ з чіпом ніколи не приймуть занадто великі або занадто маленькі друковані плати. 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.

Наступний малюнок ілюструє проектний план друкованої плати, заповнений програмним забезпеченням Huaqiu DFM. Як дошка 5 × 2, кожна квадратна одиниця являє собою єдиний шматок розміром 50 на 20 мм. 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. Відповідно до вищезазначених вимог можна зробити висновок, що розмір дошки знаходиться в допустимих межах.

2. PCB shape

In addition to PCB size, all chip SMT machines have requirements for PCB shape. Звичайна друкована плата повинна мати прямокутну форму із співвідношенням довжини до ширини 4: 3 або 5: 4 (найкраще). If the PCB is irregularly shaped, additional measures must be taken prior to SMT assembly, resulting in increased costs. Щоб цього не сталося, друкована плата має бути спроектована у загальній формі на етапі проектування друкованої плати, щоб відповідати вимогам SMT. Однак це важко зробити на практиці. Якщо форма деяких електронних виробів має бути неправильною, для надання кінцевій друкованій платі нормальної форми необхідно використовувати отвори для штампування. У зібраному вигляді резервні допоміжні перегородки можна видалити з друкованої плати, щоб задовольнити вимоги автоматичної установки та місця.

На малюнку нижче зображена друкована плата неправильної форми, а краї обробки додано програмним забезпеченням 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. Сторона процесу

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

На етапі проектування друкованої плати слід заздалегідь відкласти сторону процесу шириною 5 мм, не залишаючи компонентів та проводки. Технічний посібник зазвичай розміщується на короткій стороні друкованої плати, але коротку сторону можна вибрати, коли співвідношення сторін перевищує 80%. Після складання край процесу можна видалити як допоміжну виробничу роль.

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. Тому точки Mark є еталонами виробництва SMT, необхідними для автоматизованого виробництва.

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. Відстань між точкою позначки та краєм пластини має бути не менше 5 мм. Для PCBS з двосторонніми компонентами SMT, точки позначки слід розміщувати з обох сторін. 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. Для того, щоб задовольнити вимоги автоматичного виробництва, монтаж друкованої плати має деякі вимоги до збірної упаковки та схеми складання.

1. Упаковка комплектуючих

Під час проектування PCBA, якщо пакети компонентів не відповідають відповідним стандартам, а компоненти розташовані занадто близько один до одного, автоматична установка не відбудеться.

Для того, щоб отримати найкращу упаковку компонентів, слід використовувати професійне програмне забезпечення EDA для проектування відповідно до міжнародних стандартів упаковки компонентів. 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

Компонування компонентів є важливим завданням при проектуванні друкованої плати, оскільки її продуктивність безпосередньо залежить від складності зовнішнього вигляду друкованої плати та процесу виробництва.

Під час компонування компонентів слід визначити монтажні поверхні компонентів SMD та THD. Тут ми встановили передню частину друкованої плати як сторону компонента А, а задню сторону як сторону компонента В. 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. Різні збірки вимагають різних виробничих процесів і технологій. 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.

Загалом, орієнтація на компоненти має бути послідовною. 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. Висота компонента повинна бути до 4 мм, а напрямок передачі між компонентом та друкованою платою – 90 °.

Щоб покращити швидкість зварювання компонентів і полегшити подальший огляд, відстань між компонентами має бути послідовним. 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. Розташування компонентів повинно бути зосереджено на відведенні тепла. При необхідності використовуйте вентилятор або радіатор. Для силових компонентів слід вибрати відповідні радіатори, а компоненти, чутливі до нагрівання, слід розмістити подалі від тепла. Високий компонент слід розмістити після низького.

Більш детальну інформацію слід зосередити на DFM DFM, а досвід слід накопичити на практиці. Наприклад, вимоги до конструкції високошвидкісної сигнальної друкованої плати мають особливі вимоги до опору і їх слід обговорити з виробником плати перед фактичним виробництвом для визначення інформації про опір та багатошаровість. Щоб підготуватися до виробництва на друкованих платах невеликого розміру з щільною проводкою, мінімальну ширину проводки та діаметр наскрізних отворів слід обговорити з виробником друкованої плати, щоб забезпечити безперебійне виробництво цих друкованих плат.