PCB Tecnico - Fattori importanti per la fabbricabilità dei PCB

Il PCB svolge un ruolo chiave nella realizzazione delle funzioni dei prodotti elettronici, che ha portato alla crescente importanza della progettazione PCB, perché le prestazioni della progettazione PCB determinano direttamente la funzione e il costo dei prodotti elettronici. Un eccellente design PCB può tenere i prodotti elettronici lontani da molti problemi, in modo da garantire che i prodotti possano essere fabbricati senza intoppi e possano soddisfare tutte le esigenze delle applicazioni pratiche.

Tra tutti gli elementi che contribuiscono alla progettazione di PCB, il Design for Manufacturing (DFM) è assolutamente un elemento essenziale, perché collega la progettazione di PCB con la produzione di PCB in modo che i problemi possano essere scoperti e risolti nel tempo durante l'intero ciclo di vita dei prodotti elettronici. Poiché la fabbricabilità dei prodotti elettronici è considerata nella fase di progettazione PCB, la complessità della progettazione PCB aumenterà. Nel ciclo di vita della progettazione elettronica del prodotto, DFM non solo può far partecipare i prodotti elettronici senza intoppi alla produzione automatizzata e risparmiare i costi di manodopera nel processo di produzione, ma può anche ridurre efficacemente i tempi di produzione e produzione per garantire il completamento tempestivo del prodotto elettronico finale.

Fabbricabilità di PCB

Grazie alla combinazione di fabbricabilità e progettazione PCB, la progettazione di produzione è un elemento chiave che porta a una produzione efficiente, alta qualità e basso costo. L'ambito di ricerca di fabbricabilità PCB è ampio e di solito può essere diviso in produzione PCB e assemblaggio PCB.

Produzione di PCB

Per quanto riguarda la produzione di PCB, dovrebbero essere considerati i seguenti aspetti: dimensione PCB, forma PCB, bordi di processo e punti di marcatura. Una volta che questi aspetti non sono completamente considerati nella fase di progettazione del PCB, a meno che non siano adottate ulteriori misure di elaborazione, la macchina automatica di posizionamento del chip potrebbe non essere in grado di accettare il PCB prefabbricato. A peggiorare le cose, alcune schede non possono essere prodotte automaticamente con saldatura manuale. Di conseguenza, il ciclo di produzione sarà esteso e anche i costi del lavoro aumenteranno.

Ogni chip mounter ha la propria dimensione PCB richiesta, che varia in base ai parametri di ogni mounter. Ad esempio, la dimensione massima del PCB accettata dal chip mounter è 500mm * 450mm e la dimensione minima del PCB è 30mm * 30mm. Questo non significa che non possiamo gestire componenti PCB più piccoli di 30mm * 30mm e quando sono necessarie dimensioni più piccole, possiamo fare affidamento su puzzle. Quando è richiesta solo l'installazione manuale e i costi del lavoro aumentano e il ciclo di produzione è fuori controllo, le macchine di posizionamento dei chip non accetteranno mai PCB troppo grandi o troppo piccoli.

Pertanto, nella fase di progettazione del PCB, i requisiti di dimensione del PCB stabiliti dall'installazione e dalla produzione automatiche devono essere pienamente considerati e devono essere controllati all'interno della gamma effettiva.

Forma PCB

Oltre alle dimensioni del PCB, tutte le macchine di posizionamento dei chip hanno requisiti per la forma del PCB. La forma generale del PCB dovrebbe essere rettangolare e il rapporto tra lunghezza e larghezza dovrebbe essere 4: 3 o 5: 4 (migliore). Se la forma del PCB è irregolare, devono essere adottate ulteriori misure prima del montaggio SMT, con conseguente aumento dei costi. Per evitare che ciò accada, il PCB deve essere progettato in una forma comune durante la fase di progettazione PCB per soddisfare i requisiti SMT. Tuttavia, è difficile farlo in situazioni reali. Quando la forma di alcuni prodotti elettronici deve essere irregolare, deve essere utilizzato un foro di timbro per rendere la forma del PCB finale avere una forma normale. Dopo il montaggio, il deflettore ausiliario ridondante può essere omesso dal PCB per soddisfare i requisiti di installazione automatica e spazio

Per soddisfare le esigenze della produzione automatizzata, i bordi di processo devono essere posizionati sul PCB per fissare il PCB.

Nella fase di progettazione del PCB, un bordo di processo largo 5mm dovrebbe essere prenotato in anticipo, senza componenti e tracce. La guida tecnica è solitamente posizionata sul lato corto del PCB, ma il lato corto può essere selezionato quando il rapporto di aspetto supera l'80%. Dopo il montaggio, il lato dell'imbarcazione che viene utilizzato come ruolo di produzione ausiliario può essere smontato.

Punto di riferimento (punto di marcatura)

Per i PCB con componenti installati, i punti di marcatura devono essere aggiunti come punto di riferimento comune per garantire che ogni apparecchiatura di assemblaggio possa determinare con precisione la posizione dei componenti. Pertanto, il punto Mark è il riferimento di produzione SMT richiesto per la produzione automatica.

I componenti hanno bisogno di 2 punti Mark, mentre PCB ha bisogno di 3 punti Mark. Questi segni dovrebbero essere posizionati sul bordo del PCB e coprire tutti i componenti SMT. La distanza centrale tra il punto Mark e il bordo della scheda dovrebbe essere di almeno 5 mm. Per PCB con componenti SMT bifacciali, ci dovrebbero essere punti di marcatura su entrambi i lati. Se i componenti sono posizionati troppo densamente per posizionare i punti Mark sulla scheda, è possibile posizionarli sul bordo del processo.

Montaggio PCB

L'assemblaggio PCB, PCBA in breve, è in realtà il processo di saldatura dei componenti su una scheda nuda. Al fine di soddisfare i requisiti della produzione automatizzata, l'assemblaggio PCB presenta alcuni requisiti per l'imballaggio dei componenti e il layout dei componenti.

Imballaggio dei componenti

Nel processo di progettazione PCB, se il pacchetto di componenti non soddisfa gli standard appropriati e la distanza tra i componenti è troppo vicina, l'installazione automatica non verrà eseguita.

Al fine di ottenere il miglior imballaggio dei componenti, il software di progettazione professionale EDA dovrebbe essere utilizzato per essere compatibile con gli standard internazionali di imballaggio dei componenti. Nel processo di progettazione PCB, l'area di vista a volo d'uccello non deve sovrapporsi ad altre aree e la macchina automatica di posizionamento IC sarà in grado di identificare con precisione e montare in superficie.

Disposizione dei componenti

Il layout dei componenti è un compito importante nella progettazione del PCB, perché le sue prestazioni sono direttamente correlate all'aspetto del PCB e alla complessità del processo di produzione.

Durante il processo di layout dei componenti, la superficie di montaggio dei componenti SMD e dei componenti THD deve essere determinata. Qui, abbiamo impostato il lato anteriore del PCB come lato componente A e il lato posteriore come lato componente B. Il layout dei componenti dovrebbe prendere in considerazione la forma di assemblaggio, compreso l'assemblaggio a un unico strato, l'assemblaggio a doppio strato a un unico pacchetto, l'assemblaggio di imballaggi misti a uno strato, l'imballaggio misto lato A e l'assemblaggio a un unico pacchetto lato B e i componenti THD lato B lato A e SMD lato B. Un assemblaggio diverso richiede processi e tecnologie di produzione differenti. Pertanto, in termini di layout dei componenti, il layout migliore dei componenti dovrebbe essere selezionato per rendere la produzione semplice e facile, migliorando così l'efficienza produttiva dell'intero processo.

Inoltre, devono essere presi in considerazione l'orientamento del layout dei componenti, la distanza tra i componenti, la dissipazione del calore e l'altezza dei componenti.

In generale, l'orientamento dei componenti dovrebbe essere coerente. Il layout dei componenti è conforme al principio della distanza di tracciamento più breve. Sulla base di questo principio, la direzione di polarità dei componenti con segni di polarità dovrebbe essere coerente e i componenti senza segni di polarità dovrebbero essere disposti ordinatamente sull'asse X o Y. L'altezza del componente dovrebbe essere al massimo 4mm e la direzione di trasmissione del componente e del PCB dovrebbe essere mantenuta a 90°.

Al fine di aumentare la velocità di saldatura dei componenti e facilitare l'ispezione successiva, la distanza tra i componenti deve essere mantenuta coerente. I componenti della stessa rete dovrebbero essere vicini l'uno all'altro e una distanza di sicurezza dovrebbe essere lasciata tra le diverse reti a seconda della caduta di tensione. La serigrafia e il pad non devono sovrapporsi, altrimenti il componente non verrà installato.

A causa della temperatura effettiva di funzionamento del PCB e delle caratteristiche termiche dei componenti elettrici, dovrebbero essere considerati problemi di dissipazione del calore. Il layout dei componenti dovrebbe concentrarsi sulla dissipazione del calore e ventilatori o dissipatori di calore dovrebbero essere utilizzati quando necessario. I dissipatori di calore adatti dovrebbero essere selezionati per i componenti di potenza e i componenti sensibili al calore dovrebbero essere collocati lontano dalla generazione di calore. I componenti alti dovrebbero essere posizionati dietro i componenti bassi.

Ci sono più dettagli che dovrebbero essere focalizzati sul DFM PCB e l'esperienza dovrebbe essere accumulata nella pratica. Ad esempio, la progettazione del PCB ad alta velocità richiede requisiti speciali per l'impedenza. Discutere con il produttore del circuito prima della produzione effettiva per determinare l'impedenza e le informazioni di stratificazione. Al fine di preparare la produzione su alcune schede PCB di piccole dimensioni e densamente instradate, la larghezza minima di traccia e le capacità di produzione del diametro passante dovrebbero essere discusse con il produttore di PCB per garantire la produzione regolare di questi PCB.