Technologie PCB - Facteurs importants pour la fabricabilité des PCB

Les PCB jouent un rôle clé dans la réalisation de la fonctionnalité des produits électroniques, ce qui conduit à une importance croissante de la conception de PCB, car la performance de la conception de PCB détermine directement la fonctionnalité et le coût des produits électroniques. Une excellente conception de PCB peut éloigner l'électronique de nombreux problèmes, garantissant ainsi que le produit peut être fabriqué en douceur et peut répondre à tous les besoins de l'application réelle.

Parmi tous les éléments qui contribuent à la conception de PCB, le design de fabrication (DFM) est absolument essentiel, car il relie la conception de PCB à la fabrication de PCB afin de détecter et de résoudre les problèmes à temps tout au long du cycle de vie de l'électronique. La complexité de la conception de PCB augmentera en raison de la fabricabilité de l'électronique prise en compte au stade de la conception de PCB. Au cours du cycle de vie de la conception de produits électroniques, DFM peut non seulement permettre à l'électronique de participer en douceur à la production automatisée et d'économiser des coûts de main - d'œuvre dans le processus de fabrication, mais peut également réduire efficacement les délais de fabrication et de production, garantissant ainsi la finition en temps opportun de l'électronique finale.

Fabricabilité PCB

Grâce à la combinaison de la fabricabilité et de la conception de PCB, la conception de la fabrication est un facteur clé pour une fabrication efficace, de haute qualité et à faible coût. La portée des études de fabricabilité de PCB est large et peut généralement être divisée en fabrication de PCB et assemblage de PCB.

Fabrication de PCB

En ce qui concerne la fabrication de PCB, les aspects suivants doivent être pris en compte: la taille du PCB, la forme du PCB, les bords du processus et les points de marquage. Une fois que ces aspects ne sont pas suffisamment pris en compte lors de la phase de conception du PCB, les machines automatiques de placement de puces peuvent ne pas accepter les PCB préfabriqués à moins que des mesures de traitement supplémentaires ne soient prises. Pire encore, certaines plaques ne peuvent pas être fabriquées automatiquement par soudage manuel. En conséquence, les cycles de fabrication seront prolongés et les coûts de main - d'œuvre augmenteront.

Chaque patch machine a sa propre taille de PCB requise, qui varie en fonction des paramètres de chaque patch machine. Par exemple, la taille maximale de PCB acceptée par la machine de patch est 500mm * 450mm et la taille minimale de PCB est 30mm * 30mm. Cela ne signifie pas que nous ne pouvons pas gérer les composants de PCB de moins de 30mm * 30mm, nous pouvons compter sur les puzzles lorsque des tailles plus petites sont nécessaires. Une machine de placement de puces n'acceptera jamais un PCB trop grand ou trop petit lorsque seule l'installation manuelle est nécessaire, que les coûts de main - d'œuvre augmentent et que les cycles de production deviennent incontrôlables.

Par conséquent, lors de la phase de conception du PCB, il est essentiel de tenir pleinement compte des Exigences dimensionnelles du PCB définies par la fabrication de l'installation automatique et de les contrôler dans les limites de l'efficacité.

Forme du PCB

En plus de la taille du PCB, toutes les machines de placement de puces ont des exigences sur la forme du PCB. La forme générale du PCB devrait être rectangulaire et le rapport longueur / largeur devrait être de 4: 3 ou 5: 4 (de préférence). Si la forme du PCB est irrégulière, des mesures supplémentaires doivent être prises avant l'assemblage du SMT, ce qui augmente les coûts. Pour éviter que cela ne se produise, au stade de la conception du PCB, le PCB doit être conçu dans une forme universelle pour répondre aux exigences SMT. Cependant, il est difficile de le faire dans la pratique. Lorsque la forme de certains produits électroniques doit être irrégulière, des trous de poinçonnage doivent être utilisés pour donner à la forme du PCB final une forme normale. Après l'assemblage, les chicanes supplémentaires peuvent être éliminées du PCB pour répondre aux exigences de l'installation automatique et de l'espace

Pour répondre aux besoins de la fabrication automatisée, les bords de processus doivent être placés sur le PCB pour le fixer.

Lors de la phase de conception du PCB, un bord de processus de 5 mm de large doit être réservé à l'avance sans aucun composant ni trace. Le guide technique est généralement placé sur le côté court du PCB, mais lorsque le rapport d'aspect dépasse 80%, vous pouvez choisir le côté court. Une fois l'assemblage terminé, le côté processus, qui sert de rôle de production auxiliaire, peut être démonté.

Points de référence (points marqués)

Pour les PCB avec des composants installés, des points de marquage doivent être ajoutés comme points de référence communs pour s'assurer que chaque équipement assemblé peut déterminer avec précision l'emplacement du composant. Le point de marquage est donc la référence de fabrication SMT nécessaire à la fabrication automatique.

Les composants ont besoin de 2 points de marquage, tandis que les PCB ont besoin de 3 points de marquage. Ces marques doivent être placées sur le bord du PCB et couvrir tous les composants SMT. La distance centrale entre le point de marquage et le bord de la plaque doit être d'au moins 5 mm. Pour les PCB avec des éléments SMT double face, il devrait y avoir des points de marquage des deux côtés. Si le placement des composants est trop dense pour placer des points de marquage sur la plaque, vous pouvez les placer sur le bord du processus.

Composants PCB

L'assemblage de PCB, ou PCBA pour faire court, est en fait le processus de soudage de composants sur une plaque nue. Pour répondre aux exigences de la fabrication automatisée, PCB Assembly impose certaines exigences en matière d'encapsulation et de disposition des éléments.

Emballage des composants

Lors de la conception d'un PCB, l'installation automatique n'est pas effectuée si l'encapsulation des composants ne répond pas aux normes appropriées et si les composants sont trop proches les uns des autres.

Pour une Encapsulation optimale des composants, un logiciel professionnel de conception EDA doit être utilisé pour être compatible avec les normes internationales d'encapsulation des composants. La zone de vue aérienne ne doit pas se chevaucher avec d'autres zones pendant le processus de conception de PCB, et la machine de placement IC automatique sera en mesure de l'identifier avec précision et de l'installer en surface.

Disposition des composants

La mise en page des éléments est une tâche importante dans la conception de PCB, car ses performances sont directement liées à l'apparence du PCB et à la complexité du processus de fabrication.

Les surfaces d'assemblage des éléments SMD et THD doivent être déterminées lors de la disposition des éléments. Ici, nous définissons le côté avant du PCB sur le côté a du composant et le côté arrière sur le côté B du composant. La disposition des composants doit tenir compte de la forme d'assemblage, y compris les composants mono - encapsulés à une couche, les composants mono - encapsulés à deux couches et les composants d'encapsulation hybride à une couche, les composants d'encapsulation hybride face a et les composants mono - encapsulés face B, ainsi que les composants THD face A et SMD face B. Différents assemblages nécessitent différents processus et techniques de fabrication. Par conséquent, en ce qui concerne la disposition des éléments, il convient de choisir la meilleure disposition d'éléments qui rend la fabrication simple et facile, améliorant ainsi l'efficacité de fabrication de l'ensemble du processus.

En outre, l'orientation de la disposition des composants, l'espacement entre les composants, la dissipation de chaleur et la hauteur des composants doivent également être prises en compte.

En général, l'orientation des composants doit être cohérente. La disposition des composants est conforme au principe de la distance de suivi la plus courte. Sur la base de ce principe, la direction de la polarité des composants avec des marques de polarité doit être cohérente et les composants sans marques de polarité doivent être disposés de manière ordonnée sur l'axe X ou Y. La hauteur des composants doit être de 4 mm au maximum et le sens de transmission des composants et des circuits imprimés doit être maintenu à 90°.

Pour améliorer la vitesse de soudage des éléments et faciliter l'inspection ultérieure, l'espacement entre les éléments doit être constant. Les composants d'un même réseau doivent être proches les uns des autres et laisser une distance de sécurité entre les différents réseaux en fonction de la chute de tension. Le treillis métallique et le rembourrage ne doivent pas se chevaucher, sinon les composants ne peuvent pas être installés.

En raison de la température de fonctionnement réelle du PCB et des caractéristiques thermiques des composants électriques, les problèmes de dissipation de chaleur doivent être pris en compte. La disposition des composants doit se concentrer sur la dissipation de la chaleur et, si nécessaire, utiliser un ventilateur ou un radiateur. Les composants d'alimentation doivent choisir un radiateur approprié et les composants sensibles à la chaleur doivent être placés loin de la chaleur. Le composant haut doit être placé après le composant bas.

Il y a plus de détails qui devraient se concentrer sur le PCB DFM et l'expérience devrait être accumulée dans la pratique. Par exemple, la conception de circuits imprimés à haute vitesse nécessite des exigences particulières en matière d'impédance. Discutez avec le fabricant de la carte avant la fabrication réelle pour déterminer l'impédance et les informations hiérarchiques. Afin de se préparer à la production sur certaines cartes PCB de petite taille et fortement câblées, la capacité de fabrication de largeur minimale de trace et de diamètre de trou traversant doit être discutée avec le fabricant de PCB pour assurer une production en douceur de ces PCB.