Tecnología de PCB - Factores importantes en la manufacturabilidad de los PCB

Los PCB desempeñan un papel clave en la realización de las funciones de los productos electrónicos, lo que hace que el diseño de los PCB sea cada vez más importante, ya que el rendimiento del diseño de los PCB determina directamente la función y el costo de los productos electrónicos. Un excelente diseño de PCB puede alejar los productos electrónicos de muchos problemas, asegurando así que el producto se puede fabricar sin problemas y puede satisfacer todas las necesidades de la aplicación práctica.

De todos los elementos que ayudan al diseño de los pcb, el diseño de fabricación (dfm) es absolutamente un elemento esencial, ya que vincula el diseño de los PCB con la fabricación de los PCB para detectar y resolver problemas a tiempo durante todo el ciclo de vida de los productos electrónicos. Debido a que la manufacturabilidad de los productos electrónicos se considera en la etapa de diseño de pcb, la complejidad del diseño de PCB aumentará. En el ciclo de vida del diseño de productos electrónicos, DFM no solo puede hacer que los productos electrónicos participen sin problemas en la producción automatizada y ahorrar costos humanos en el proceso de fabricación, sino también acortar efectivamente el tiempo de fabricación y producción para garantizar la finalización oportuna de los productos electrónicos finales.

Manufacturabilidad de PCB

Debido a la combinación de manufacturabilidad y diseño de pcb, el diseño de fabricación es un factor clave para lograr una fabricación eficiente, alta calidad y bajo costo. El estudio de la manufacturabilidad de los PCB es muy amplio y generalmente se puede dividir en fabricación de PCB y montaje de pcb.

Fabricación de PCB

En el caso de la fabricación de pcb, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos: tamaño del pcb, forma del pcb, borde del proceso y puntos de marcado. Una vez que estos aspectos no se tienen plenamente en cuenta en la etapa de diseño de pcb, la máquina automática de colocación de chips puede no aceptar PCB prefabricados a menos que se tomen medidas de procesamiento adicionales. Para empeorar las cosas, algunas placas no se pueden fabricar automáticamente mediante soldadura manual. Por lo tanto, el ciclo de fabricación se alargará y los costos laborales aumentarán.

Cada máquina de colocación tiene el tamaño de PCB que necesita, que varía según los parámetros de cada máquina de colocación. Por ejemplo, la máquina de colocación acepta un tamaño máximo de PCB de 500mm * 450mm y un tamaño mínimo de PCB de 30mm * 30mm. Esto no significa que no podamos procesar componentes de PCB inferiores a 30 mm * 30 mm, cuando se necesitan tamaños más pequeños, podemos confiar en los Juegos de rompecabezas. Cuando solo se necesita una instalación manual, los costos laborales aumentan y el ciclo de producción está fuera de control, la máquina de colocación de chips nunca acepta PCB demasiado grande o demasiado pequeño.

Por lo tanto, en la etapa de diseño de pcb, los requisitos de tamaño de PCB establecidos por la instalación automática y la fabricación deben tenerse plenamente en cuenta y controlarse dentro del rango efectivo.

Forma de PCB

Además del tamaño del pcb, todas las máquinas de colocación de chips requieren la forma del pcb. La forma general del PCB debe ser rectangular, y la relación de longitud a anchura debe ser de 4: 3 o 5: 4 (preferiblemente). Si la forma del PCB es irregular, se deben tomar medidas adicionales antes del montaje del smt, aumentando así los costos. Para evitar que esto suceda, en la fase de diseño del pcb, el PCB debe diseñarse en una forma universal para cumplir con los requisitos del smt. Sin embargo, en la práctica es difícil hacerlo. Cuando la forma de algunos productos electrónicos debe ser irregular, se deben utilizar agujeros de estampado para que la forma del PCB final tenga una forma normal. Después del montaje, se pueden ahorrar deflectores auxiliares excedentes en el PCB para cumplir con los requisitos de instalación automática y espacio.

Para satisfacer las necesidades de fabricación automatizada, el borde del proceso debe colocarse en el PCB para fijar el pcb.

En la etapa de diseño de pcb, el borde del proceso de 5 mm de ancho debe reservarse con antelación sin ningún componente ni rastro. Las guías técnicas suelen colocarse en el borde corto del pcb, pero cuando la relación de aspecto supera el 80%, se puede elegir el borde corto. Después del montaje, el lado del proceso como papel de producción auxiliar se puede desmontar.

Punto de referencia (punto marcado)

Para los PCB de los componentes instalados, se deben agregar puntos de marcado como puntos de referencia generales para garantizar que cada equipo de montaje pueda determinar con precisión la ubicación de los componentes. Por lo tanto, el punto de marca es la referencia de fabricación SMT necesaria para la fabricación automática.

El componente requiere dos puntos de marcado, mientras que el PCB necesita tres puntos de marcado. Estas marcas deben colocarse en los bordes del PCB y cubrir todos los componentes smt. La distancia central entre el punto de marcado y el borde de la placa debe ser de al menos 5 mm. Para los PCB con componentes SMT de doble cara, debe haber puntos de marcado en ambos lados. Si los componentes se colocan demasiado densamente para colocar puntos de marcado en la placa, se pueden colocar en el borde del proceso.

Componentes de PCB

El montaje de pcb, conocido como pcba, es en realidad un proceso de soldadura de componentes en placas desnudas. Para cumplir con los requisitos de fabricación automatizada, el montaje de PCB plantea algunos requisitos para el embalaje y diseño de componentes.

Embalaje de componentes

Durante el diseño del pcb, si el encapsulamiento del componente no cumple con los estándares adecuados y la distancia entre los componentes es demasiado cercana, no se realizará la instalación automática.

Para obtener la mejor encapsulamiento de componentes, se debe utilizar un software de diseño EDA profesional para ser compatible con los estándares internacionales de encapsulamiento de componentes. Durante el diseño del pcb, el área de vista aérea no debe superponerse a otras áreas, y la máquina automática de colocación IC será capaz de identificar con precisión e instalar la superficie.

Diseño de componentes

El diseño de los componentes es una tarea importante en el diseño de los pcb, ya que su rendimiento está directamente relacionado con la apariencia de los PCB y la complejidad del proceso de fabricación.

Durante la disposición de los componentes, se determinará la superficie de montaje de los componentes SMD y thd. Aquí, configuramos el lado delantero del PCB como el lado a del componente y el lado trasero como el lado B del componente. El diseño del componente debe tener en cuenta la forma de montaje, incluidos los componentes de encapsulamiento único de una sola capa, los componentes de encapsulamiento único de dos capas y los componentes de encapsulamiento único de una sola capa, los componentes de encapsulamiento único de cara a y los componentes de encapsulamiento único de cara b, así como los componentes de thd de cara a y SMD de cara B. Diferentes Ensamblajes requieren diferentes procesos y tecnologías de fabricación. Por lo tanto, en términos de diseño de componentes, se debe seleccionar el mejor diseño de componentes para que la fabricación sea simple y fácil, mejorando así la eficiencia de fabricación de todo el proceso.

Además, hay que tener en cuenta la dirección del diseño del componente, la distancia entre los componentes, la disipación de calor y la altura del componente.

En general, la dirección del componente debe ser consistente. El diseño del componente se ajusta al principio de la distancia mínima de seguimiento. Sobre la base de este principio, las direcciones polares de los componentes con marcas polares deben ser consistentes, y los componentes sin marcas polares deben estar ordenados cuidadosamente en el eje X o el eje Y. La altura máxima del componente debe ser de 4 mm y la dirección de transmisión del componente y el PCB debe mantenerse en 90 °.

Para mejorar la velocidad de soldadura de los componentes y facilitar la inspección posterior, la distancia entre los componentes debe mantenerse consistente. Los componentes de la misma red deben acercarse entre sí y dejar una distancia segura entre las diferentes redes en función de la caída de tensión. La malla de alambre y la almohadilla no deben superponerse, de lo contrario no se podrá instalar el componente.

Debido a la temperatura de trabajo real del PCB y las características térmicas de los componentes eléctricos, se debe considerar la disipación de calor. El diseño del componente debe prestar atención a la disipación de calor y, si es necesario, utilizar ventiladores o radiadores. Los componentes de alimentación deben seleccionar el disipador de calor adecuado y los componentes térmicos deben colocarse lejos del calor. Los componentes altos deben colocarse detrás de los componentes Bajos.

También hay más detalles que deben centrarse en el PCB DFM y deben acumular experiencia en la práctica. Por ejemplo, el diseño de PCB de señal de alta velocidad requiere requisitos especiales para la resistencia. Antes de la fabricación real, se discute con el fabricante de placas de circuito para determinar la resistencia y la información de estratificación. Para prepararse para la producción en algunas placas de PCB pequeñas y densamente cableadas, se debe discutir con el fabricante de PCB la capacidad de fabricación del ancho mínimo de la pista y el diámetro del agujero para garantizar la producción sin problemas de estos pcb.