Leiterplattentechnisch - Wichtige Faktoren für die Leiterplattenherstellbarkeit

PCB spielt eine Schlüsselrolle bei der Realisierung der Funktionen elektronischer Produkte, was zur zunehmenden Bedeutung des PCB-Designs geführt hat, da die Leistung des PCB-Designs direkt die Funktion und die Kosten elektronischer Produkte bestimmt. Ausgezeichnetes PCB-Design kann elektronische Produkte von vielen Problemen fernhalten, um sicherzustellen, dass Produkte reibungslos hergestellt werden können und alle Anforderungen praktischer Anwendungen erfüllen können.

Unter allen Elementen, die zum Leiterplattendesign beitragen, ist Design for Manufacturing (DFM) ein absolut wesentliches Element, da es Leiterplattendesign mit Leiterplattenherstellung verbindet, so dass Probleme während des gesamten Lebenszyklus elektronischer Produkte rechtzeitig entdeckt und gelöst werden können. Da die Herstellbarkeit elektronischer Produkte in der PCB-Designphase berücksichtigt wird, wird die Komplexität des PCB-Designs zunehmen. Im Lebenszyklus des elektronischen Produktdesigns kann DFM nicht nur elektronische Produkte reibungslos an der automatisierten Produktion teilnehmen und Arbeitskosten im Herstellungsprozess sparen, sondern auch die Herstellungs- und Produktionszeit effektiv verkürzen, um die rechtzeitige Fertigstellung des endgültigen elektronischen Produkts sicherzustellen.

Leiterplattenherstellbarkeit

Aufgrund der Kombination aus Herstellbarkeit und Leiterplattendesign ist das Fertigungsdesign ein Schlüsselelement, das zu einer effizienten Fertigung, hoher Qualität und niedrigen Kosten führt. Der Umfang der PCB-Herstellbarkeitsforschung ist breit und kann normalerweise in PCB-Herstellung und PCB-Montage unterteilt werden.

Leiterplattenherstellung

Bei der Leiterplattenherstellung sollten folgende Aspekte berücksichtigt werden: Leiterplattengröße, Leiterplattenform, Prozesskanten und Markierungspunkte. Sobald diese Aspekte in der PCB-Designphase nicht vollständig berücksichtigt werden, kann die automatische Chipplatzierungsmaschine die vorgefertigte Leiterplatte möglicherweise nicht annehmen, wenn keine zusätzlichen Verarbeitungsmaßnahmen ergriffen werden. Hinzu kommt, dass manche Platten nicht automatisch durch manuelles Schweißen hergestellt werden können. Infolgedessen wird der Fertigungszyklus verlängert und auch die Arbeitskosten steigen.

Jeder Chip-Mounter hat seine eigene erforderliche Leiterplattengröße, die je nach den Parametern jedes Mounters variiert. Zum Beispiel ist die maximale Leiterplattengröße, die vom Chipmounter akzeptiert wird, 500mm bis 450mm und die minimale Leiterplattengröße ist 30mm bis 30mm. Dies bedeutet nicht, dass wir PCB-Komponenten kleiner als 30mm bis 30mm nicht verarbeiten können, und wenn kleinere Größen benötigt werden, können wir uns auf Puzzles verlassen. Wenn nur eine manuelle Installation erforderlich ist und die Arbeitskosten steigen und der Produktionszyklus außer Kontrolle gerät, akzeptieren Chipplatzierungsmaschinen niemals Leiterplatten, die zu groß oder zu klein sind.

Daher müssen in der PCB-Designphase die PCB-Größenanforderungen, die durch die automatische Installation und Herstellung festgelegt werden, vollständig berücksichtigt werden und sie müssen innerhalb des effektiven Bereichs gesteuert werden.

Leiterplattenform

Neben der Leiterplattengröße haben alle Chipplatzierungsmaschinen Anforderungen an die Form der Leiterplatte. Die allgemeine PCB-Form sollte rechteckig sein, und das Verhältnis von Länge zu Breite sollte 4:3 oder 5:4 (am besten) sein. Wenn die Form der Leiterplatte unregelmäßig ist, müssen vor der SMT-Montage zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden, was zu erhöhten Kosten führt. Um dies zu verhindern, muss die Leiterplatte während der PCB-Designphase in eine gemeinsame Form ausgelegt werden, um SMT-Anforderungen zu erfüllen. Allerdings ist es schwierig, dies in realen Situationen zu tun. Wenn die Form einiger elektronischer Produkte unregelmäßig sein muss, muss ein Stempelloch verwendet werden, damit die Form der endgültigen Leiterplatte eine normale Form hat. Nach der Montage kann die redundante Hilfsblende von der Leiterplatte weggelassen werden, um die Anforderungen der automatischen Installation und des Platzes zu erfüllen

Um den Anforderungen der automatisierten Fertigung gerecht zu werden, müssen Prozesskanten auf die Leiterplatte gelegt werden, um die Leiterplatte zu fixieren.

In der PCB-Designphase sollte im Voraus eine 5mm breite Prozesskante ohne Komponenten und Spuren reserviert werden. Die technische Führung wird normalerweise auf der kurzen Seite der Leiterplatte platziert, aber die kurze Seite kann ausgewählt werden, wenn das Seitenverhältnis 80%. Nach der Montage kann die Handwerksseite demontiert werden, die als Hilfsproduktionsrolle verwendet wird.

Bezugspunkt (Markierungspunkt)

Bei Leiterplatten mit installierten Komponenten sollten Markierungspunkte als gemeinsamer Bezugspunkt hinzugefügt werden, um sicherzustellen, dass jedes Montagegerät den Standort der Komponenten genau bestimmen kann. Daher ist der Mark Point der für die automatische Fertigung erforderliche SMT-Benchmark.

Komponenten benötigen 2-Mark-Punkte, während PCB 3-Mark-Punkte benötigt. Diese Markierungen sollten am Rand der Leiterplatte angebracht werden und alle SMT-Komponenten abdecken. Der mittlere Abstand zwischen dem Mark Point und der Kante des Boards sollte mindestens 5mm betragen. Bei Leiterplatten mit doppelseitigen SMT-Komponenten sollten auf beiden Seiten Markierungspunkte vorhanden sein. Wenn die Komponenten zu dicht platziert sind, um die Markierungspunkte auf der Platine zu platzieren, können Sie sie am Rand des Prozesses platzieren.

Leiterplattenmontage

Leiterplattenmontage, kurz PCBA, ist eigentlich der Prozess des Lötens von Bauteilen auf einer blanken Platine. Um die Anforderungen der automatisierten Fertigung zu erfüllen, stellt PCB-Montage einige Anforderungen an die Komponentenverpackung und das Bauteillayout.

Komponentenverpackung

Wenn das Paket der Komponenten im PCB-Designprozess nicht den entsprechenden Standards entspricht und der Abstand zwischen den Komponenten zu eng ist, wird keine automatische Installation durchgeführt.

Um die beste Komponentenverpackung zu erhalten, sollte professionelle EDA-Designsoftware verwendet werden, um mit internationalen Komponentenverpackungsstandards kompatibel zu sein. Im PCB-Designprozess darf sich der Bereich aus der Vogelperspektive nicht mit anderen Bereichen überschneiden, und die automatische IC-Platzierungsmaschine kann genau identifizieren und anbringen.

Bauteillayout

Das Bauteillayout ist eine wichtige Aufgabe im PCB-Design, da seine Leistung direkt mit dem Aussehen der Leiterplatte und der Komplexität des Herstellungsprozesses zusammenhängt.

Während des Bauteillayoutprozesses sollte die Montagefläche von SMD-Bauteilen und THD-Bauteilen bestimmt werden. Hier stellen wir die Vorderseite der Leiterplatte als Bauteil A-Seite und die Rückseite als Bauteil B-Seite ein. Das Bauteillayout sollte die Baugruppenform berücksichtigen, einschließlich einschichtiger Einverpackung, zweischichtiger Einverpackung, einschichtiger Mischverpackung, A-seitiger Mischverpackung und B-seitiger Einverpackung sowie A-seitiger THD- und B-seitiger SMD-Komponenten. Unterschiedliche Montage erfordert unterschiedliche Herstellungsverfahren und Technologien. Daher sollte im Hinblick auf das Bauteillayout das beste Bauteillayout ausgewählt werden, um die Fertigung einfach und einfach zu machen und dadurch die Fertigungseffizienz des gesamten Prozesses zu verbessern.

Darüber hinaus sind die Ausrichtung des Bauteillayouts, der Abstand zwischen Bauteilen, Wärmeableitung und Bauteilhöhe zu berücksichtigen.

Generell sollte die Bauteilausrichtung konsistent sein. Das Bauteillayout entspricht dem Prinzip des kürzesten Spurwegs. Basierend auf diesem Prinzip sollte die Polaritätsrichtung der Komponenten mit Polaritätsmarken konsistent sein, und die Komponenten ohne Polaritätsmarken sollten sauber auf der X- oder Y-Achse angeordnet sein. Die Höhe der Komponente sollte höchstens 4mm betragen, und die Übertragungsrichtung der Komponente und der Leiterplatte sollte bei 90° gehalten werden.

Um die Schweißgeschwindigkeit der Bauteile zu erhöhen und spätere Inspektionen zu erleichtern, sollte der Abstand zwischen den Komponenten konstant gehalten werden. Komponenten im gleichen Netzwerk sollten nah beieinander sein, und ein sicherer Abstand zwischen verschiedenen Netzwerken sollte entsprechend dem Spannungsabfall gelassen werden. Siebdruck und Pad dürfen sich nicht überlappen, sonst wird das Bauteil nicht installiert.

Aufgrund der tatsächlichen Betriebstemperatur der Leiterplatte und der thermischen Eigenschaften der elektrischen Komponenten sollten Wärmeableitungsprobleme berücksichtigt werden. Das Bauteillayout sollte sich auf die Wärmeableitung konzentrieren, und Ventilatoren oder Kühlkörper sollten bei Bedarf verwendet werden. Für Leistungskomponenten sollten geeignete Kühlkörper ausgewählt und wärmeempfindliche Komponenten weg von der Wärmeerzeugung platziert werden. Hohe Komponenten sollten hinter niedrigen Komponenten platziert werden.

Es gibt weitere Details, die sich auf PCB DFM konzentrieren sollten, und Erfahrungen sollten in der Praxis gesammelt werden. Zum Beispiel erfordert das High-Speed Signal PCB Design spezielle Anforderungen an die Impedanz. Besprechen Sie vor der eigentlichen Fertigung mit dem Leiterplattenhersteller, um Impedanz- und Schichtinformationen zu ermitteln. Um sich auf die Produktion auf einigen kleinen und dicht verlegten Leiterplatten vorzubereiten, sollten die Herstellungsmöglichkeiten für minimale Leiterbahnbreite und Durchgangslochdurchmesser mit dem Leiterplattenhersteller besprochen werden, um die reibungslose Produktion dieser Leiterplatten zu gewährleisten.