Leiterplattentechnisch - Verschiedene Methoden des PCB Puzzle

Wie viele Prozesse in der Elektronikindustrie hat auch die Leiterplattenverkleidung unzählige Möglichkeiten und Varianten. Da jeder Hersteller seine eigene Methode hat, müssen Sie als Designer entscheiden, Ihr Design entsprechend anzupassen oder von Zeit zu Zeit andere Produktionspartner zu finden. Die drei häufigsten Methoden werden im Folgenden beschrieben:

V-Nutverkleidung: Bei diesem Verfahren werden die einzelnen Leiterplatten durch Fräsen von V-förmigen Nuten voneinander getrennt, die Höhe dieser Nuten beträgt ein Drittel der Höhe der Platte. Die anschließende Trennung wird von einer Maschine durchgeführt, die besser zum geraden Schneiden geeignet ist. Daher wird dieses Verfahren besonders für Leiterplatten empfohlen, die die folgenden drei Anforderungen erfüllen: keine hervorstehenden Komponenten, keine abgerundeten Ecken und ausreichender Abstand zwischen der Bauteilgrenze und der Leiterplattenkante.

Panelisierung durch Noppenverdrahtung: Hier bewegt sich die Leiterplatte entlang ihrer Kontur – unter Beibehaltung einer geringen Anzahl von Materialbrücken, die die Leiterplatte während des Plattenherstellungs- und Montageprozesses fest an Ort und Stelle halten. Diese Art von Panel ist nicht für Leiterplatten mit großen Transformatoren und anderen schwereren Teilen geeignet, was die Trennung erschweren kann. Gleichzeitig ist zu beachten, dass dieses Verfahren die Belastung der Leiterplatte reduziert und dadurch das Risiko des Abplatzens verringert.

Verkleidung durch Flanschverdrahtung mit Lochbrücke: Dieser Vorgang ähnelt der oben beschriebenen einfachen Flanschverdrahtung. Die Materialbrücke wird hier jedoch zusätzlich mit kleinen Löchern gebohrt, was den Trennprozess erheblich vereinfacht und da sich der Bruchprozess leicht vorhersagen lässt, bietet sie auch ein höheres Maß an Kontrolle. Dieses Verfahren eignet sich jedoch nicht einmal für Leiterplatten mit schwereren Bauteilen, deren Gewicht die Materialbrücke beschädigen kann.

Nachteile der Leiterplatte

Das PCB-Panel ist eine Möglichkeit, Ihre Integrität zu schützen. Darüber hinaus ermöglicht die Panelisierung chinesischen Leiterplattenherstellern, mehrere Leiterplatten gleichzeitig zu montieren, wodurch Kosten gesenkt und die Produktionszeit verkürzt wird. Die Platte muss korrekt hergestellt sein, um Beschädigungen der Leiterplatte oder Beschädigungen während des Trennvorgangs zu vermeiden.

Herausforderung:

Panels stellen viele Herausforderungen in folgenden Aspekten dar: 1. Entpanelisierung – die Nachteile einiger Entpanelisierungsmethoden:

Wenn ein Router verwendet wird, kann eine zusätzliche Reinigung vor dem Versand erforderlich sein. Diese Methode erzeugt eine große Menge an Staub, der entfernt werden muss.

2. Ersetzen Sie die Vorverdrahtungsteile, um Interferenzen mit der Unterplatine zu vermeiden: prominent

Teile können in benachbarte Teile fallen.

3. Unvollständige Datendateien-PCB-Hersteller stellen manchmal unvollständige Dateien zur Verfügung, was die Kosten in vielerlei Hinsicht erhöht:

"Hole holes" oder "Mouse pits" – diese kleinen Löcher ermöglichen die Verwendung von kleinen Leiterplatten im Array.

Kumulative und logarithmische Toleranzen – Wenn in der Datendatei keine strengen Toleranzen vorhanden sind, können die kumulativen Auswirkungen kleiner Abweichungen zu Fehlern führen. Wenn mehrere Tabellen im Array vorhanden sind, werden die Datensätze nicht mehr zentriert.

DFM- und PCB-Verkleidung

Wenn Unternehmen Leiterplatten in großen Stückzahlen entwickeln, werden sie nach Möglichkeiten suchen, die Herstellungskosten zu senken. Werden die Produktionsdetails früh im Designprozess ausführlich diskutiert und bei der Entwicklung der Leiterplatte berücksichtigt, ist dies relativ wenig Arbeit (sehr empfehlenswert). Im Vergleich zum geplanten Fertigungsprozess wird die frühzeitige Optimierung dieses Designs oft als "Design for Production" oder "Design for Manufacturing" (abgekürzt als DFM) bezeichnet.

Es gibt mehrere DFM-Methoden, die Ihnen eine Menge langfristiger Kosten ersparen können. Meine bevorzugte Strategie ist es, das produzierende Unternehmen so früh wie möglich zu kontaktieren und deren spezifische Fähigkeiten, Herausforderungen und Geschäftsmodelle zu verstehen. Auf diese Weise kann ich nachvollziehen, welche Aspekte meines Designs leicht erreicht werden können (damit die Kosten geringer sind) und welche Elemente zusätzlichen Aufwand erfordern (entsprechend höhere Kosten erfordern).

Vor einigen Jahren habe ich viel davon profitiert: Als ich zum Beispiel Verstärker für Lautsprecher entwarf, habe ich zunächst eine kreisförmige Leiterplatte bevorzugt, da sie sich ästhetisch direkt hinter dem runden Sockel des Lautsprechers installieren lässt. Als ich jedoch meine Ideen mit dem Hersteller diskutierte, stellte ich schnell fest, dass die kreisförmige (vermeintlich einfache) Leiterplatte teuer in der Herstellung ist, was die wirtschaftliche Machbarkeit des Designs erheblich reduziert.

Am Ende entschied ich mich für ein rechteckiges Standarddesign, das wesentlich niedrigere Herstellungskosten hat. Indem ich das Design entsprechend anpasse, kann ich die Gewinnspanne des Endprodukts erhöhen und das Projekt erfolgreich abschließen.

Leiterplatte senkt Kosten

Eine Low-Level und weit verbreitete DFM-Methode ist die sogenannte Panelisierung. Mit dieser Methode können verschiedene Leiterplattendesigns auf größere Substrate oder Platten aufgebracht und dann auf diese Weise montiert werden. Die gewünschten Einsparungen ergeben sich aus der Möglichkeit, mehrere Leiterplatten gleichzeitig herzustellen.

Nach Abschluss des Herstellungs- und Montageprozesses wird die Platte in einzelne Leiterplatten unterteilt. Auf diese Weise können Sie eine Reihe von fertigen Produkten und (hoffentlich) voll funktionsfähigen Leiterplatten auf einmal erhalten, die darauf warten installiert und verkauft zu werden. Klingt einfach, oder? Aber nicht so schnell: Um die Massenproduktion von Leiterplatten so reibungslos wie möglich zu gestalten und die erforderlichen Einsparungen zu erzielen, müssen bei der Herstellung der Platten einige wichtige Details beachtet werden.

Faktoren, die die Kosten der PCB-Verkleidung beeinflussen

Natürlich interessieren sich die meisten Konstrukteure weniger für die technischen Details der verschiedenen Prozesse als für die damit verbundenen Kosten und Herausforderungen. Als Faustregel gilt dabei, dass Kosten und Arbeitsaufwand von der Komplexität des mit ihm zu fertigenden und zu entwickelnden Designs abhängen und dass die panelbasierte Fertigung folgende Herausforderungen mit sich bringt, die sich auch auf die Kosten auswirken:

Trennung: Wenn ein Router verwendet wird, um eine vollständig montierte Leiterplatte zu trennen, verbleiben Chips und andere Verunreinigungen auf der Oberfläche der Leiterplatte, die dann in einem weiteren späteren Schritt entfernt werden müssen, was Arbeitsbelastung und zusätzliche Kosten mit sich bringt. Wenn Sie eine Säge anstelle eines Fräshobels verwenden möchten, denken Sie daran, dass hier nur gerade Schnitte gemacht werden können. Die dritte Option ist der Einsatz moderner Laser. Dieser Laser kann jedoch nur mit Leiterplattendicken von 1mm oder weniger verwendet werden, so dass Sie in diesem Fall kein mehrschichtiges Leiterplattendesign beliebiger Dicke erstellen können.

Bruch: Die meisten Trennvorgänge hinterlassen grobe Brüche an der Seite des Werkstücks. Insbesondere bei Verkleidungen über Flanschverdrahtung mit Lochbrücken (siehe oben). Um einzelne Leiterplatten sicher handhaben zu können, müssen diese an der jeweiligen Stelle geerdet werden, was wiederum zusätzlichen Aufwand bedeutet.

Abgehängte Komponenten: Wie bereits erwähnt, können hervorstehende Komponenten die Anzahl der Verkleidungsmethoden, die in Ihrem Entwurf verwendet werden können, erheblich einschränken. In diesem Fall kann die Trennung der fertigen Leiterplatte auch problematisch sein, da der Fräskopf mit dem vorstehenden Bauteil kollidieren und dadurch das gesamte Panel beschädigen kann. Unnötig zu sagen, dass solche Ausfälle unvorhergesehene Kosten und Verzögerungen mit sich bringen.

Die Möglichkeit, frühzeitig vorbeugende Maßnahmen zur Lösung potenzieller Probleme zu erkennen und zu ergreifen.

Erfahrene Leiterplattendesigner setzen auf eine Vielzahl zuverlässiger Methoden, um potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben.

Wie bereits erwähnt, kann das Design nach dem DFM-Prinzip effektiv sicherstellen, dass Panel und Produktion so profitabel wie möglich sind. Bei Leiterplattenplatten ist es unter anderem notwendig, das richtige Fertigungsunternehmen und seinen Herstellungsprozess in der Anfangsphase des Entwurfsprojekts zu verstehen. So können Sie von Anfang an das Beste für die Produktion entwerfen.

Darüber hinaus werden viele der Herausforderungen, die mit der automatischen Leiterplattenherstellung verbunden sind, einfacher zu meistern sein, wenn Sie erstklassige Designsoftware verwenden. So bietet AltiumDesigner® über die Funktion "Embedded Board Matrix" vielfältige Funktionen für die Leiterplattenplattierung. So können Sie problemlos Panels mit mehreren identischen oder unterschiedlichen Leiterplattenlayouts zusammenstellen. Da das ursprüngliche Design nicht einfach auf das Panel kopiert, sondern mit dem Panel verknüpft wird, sind Änderungen am ursprünglichen Design im Panel-Design sofort offensichtlich.

Natürlich gibt es neben dem Panel viele andere Möglichkeiten, Herstellungskosten zu sparen. Dieser Punkt verdient jedoch besondere Aufmerksamkeit, da Fehler hier schnell zu unvorhergesehenen Mehrkosten oder gar völlig unangemessenen Leiterplatten führen können.

Daher sollten Sie auf jeden Fall auf die DFM-Tipps und Prinzipien achten, die Sie hier und in vielen anderen Artikeln finden und während des gesamten Designprozesses auf eine produktionsorientierte Gestaltung achten. Das spart nicht nur Zeit, sondern reduziert auch die Herstellungskosten und das Risiko einer Nachkorrektur.

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie Altium Ihnen bei der Bewältigung von Dashboard-Herausforderungen helfen kann, sprechen Sie noch heute mit unseren Experten.

GERBER erweitert RS274-X-PCB Daten

-Wenn Ihr Konstruktionssystem es zulässt, verwenden Sie bitte RS 274-X Erweiterungsgerät, um Daten zu exportieren. Der Hauptvorteil ist, dass alle Informationen über Form und Größe des Panels im Titel enthalten sind. Der Import von Daten ist einfacher, minimiert das Risiko einer unsachgemäßen Plattenvorbereitung und reduziert die Verarbeitungszeit erheblich, was auch die Kosten für die Datenvorbereitung senkt.