PCB技術 - 高密度PCB設計における部品配置に関する議論

時 プリント回路基板 ゆっくりと面倒なマニュアルストリップと過去のシステムに置き換えられます, 電子技術者が比較的速く複雑な電子システムを組み立てるのを可能にした新しい技術になりました, 簡単かつ安価に. 結果的に, エレクトロニクス産業は、これらのプレートの製造をできるだけ容易にするために多大な努力をした. たくさんのお金が投資されて、デザインを助けるためにソフトウェアを設計するのに用いられました, 製造, アセンブルする, 検査とテスト プリント回路基板.

これらの技術は，エレクトロニクスビジネスにおける設計技術者に，部品のサイズを減らし，表面実装（sm）とボールグリッドアレイ（bga）パッケージを生成し，pcbの線幅とサイズを減少させる改良プロセスに投資することを可能にする。その他の機能は、より良いカード検査などのX線イメージャを使用します。

設計ソフトウェアへの人工知能（AI）の遅い導入は、いくつかの重要な仕事（例えばPCB構成要素の配置）がレイアウトエンジニアによってまだ手動で制御されることを意味します。設計技師として、デザインの安定性を確保するために部品配置の理解を確保する必要があります。

デザインキャリアを通してのコンポーネント配置の進化

私は、巻線方法を使用して低密度、性的回路基板を設計しました。それから、プリント回路基板を作る機会があります。私はシンプルで大規模なSMTパーツにシンプルなPCB（スルーホールパーツ、合理的に疎らなデザイン）から始めました。これは、PCB設計プロセスに続く手動溶接プロセスが初期にかなり単純であることを意味しました。

しかし、さらにあなたのキャリアに行くと、壊れやすいデザイン環境で小さなSMT、BGA、およびQFN部品を製造するために、高密度のPCBを使用するように割り当てられており、レイアウトのコンポーネント間の細い線と小さな間隔を使用する。これは、設計者が設計しなければならない新しい変数を「組立」する。これはいくつかの不快な驚きとして来るかもしれないが、私は前もって信じている。

部品をPCBに置く

PCBは、多くの異なる方法のうちの1つでアセンブルされることができる。デザインエンジニアは、PCB設計に着手する前に、機械アセンブリ、マニュアルアセンブリ、およびハイブリッドアセンブリ（マニュアルおよび赤外線オーブン）のような特定のアセンブリ技術を考慮する必要があります。これらの選択肢はしばしば、コスト、時間、量、および設計者のタイプに依存します

ふるい

多くの問題は、PCBに部品を置くプロセスを駆動します。信号長（小さい合計）、アセンブリの容易さとテストの容易さは、PCBアセンブリにすべて重要です。以下は、各アスペクトを組み立てるユニークなコンポーネントを探索します。

会議タイプとDFAのための重要なガイドライン

エレクトロニクス産業全体では、あなたはほぼ確実に多くの異なる種類のアセンブリを扱うでしょう。各々のプロセスに関係すること、各アセンブリ形式の利点および典型的な使用、および最終的なPCB生産に適合するためにどのようによくDFAプロセスを最適化することができるかを理解することが重要である。

機械組立におけるPCB部品の配置

それはしばしば機械によって組み立てられることができて、大量生産のために使われることができます。PCB上のコンポーネントのフットプリントは、すべてのデザインルールに準拠しなければならない。マシン・アセンブリは、PCBを製造するためにループの人々を使用することによって、なしとげられるいかなる柔軟性も提供しない。

そのマシンはカードを組み立てる。それは、規則に従ってPCBを設計して、アセンブルするために、高価な工業機械を使います。非繰り返しエンジニアリング時間の必要性は、この方法が通常大量溶接のために予約されることを意味する。

自動化システムによって拒否されるかもしれない設計規則違反の例

橋梁の組立と溶接

マニュアルアセンブリは遅いテクニックです。これは時間がかかるとフルタイムの人間の仕事が必要です。また、エラーがちです。溶接橋に起因する短絡は多くの技術者のキャリアを台無しにした。結果として、大部分の機関は2台の技術者で働きます-アセンブラと品質保証（QA）技術者。

集会技術者は、非常に才能のある人でなければなりません。彼らは機械やハイブリッドアセンブラによって許可されていないデザインルール違反をした。したがって、デザイン（典型的に小さなバッチ設計）がコンパクトを達成するためにデザイン規則に違反するならば、手動溶接は行く方法です。

赤外線オーブンまたはウェーブはんだ付けにおける混合成分

市場の残りの部分は、技術者がカードにコンポーネントを配置し、赤外線オーブンまたはウェーブ溶接機を使用して溶接プロセスを完了するハイブリッドアセンブリメソッドによって占められている。

ハイブリッド構成部品は、典型的には、はんだ付けされたPCBを作成するためにテンプレートおよびはんだペーストを使用し、ここで、組立技術者は、部品を指定されたフットプリントに単に配置し、次いで充填されたカードをオーブン内に置き、リフロー／溶接プロセスを完了する。オーブン溶接中に垂直リフトのようなエラーが発生した場合、ミキサーは、手動でそれらを配置し、溶接カードを再加工するために部品間の十分なスペースを残しなければならない。品質管理技術者も生産ラインの一部かもしれません。

高密度PCB設計における部品配置

高密度PCBを作る必要性は疎なデザインには存在しない新しい誘惑を作り出す高密度設計活動に従事するとき、高密度システムでさえ、古い設計方法を従わなければならないことを覚えておくことは重要です。

デザイナーが従うことを拒否する一般的な慣例の1つは参照コードを捨てることです。そして、それは密度の重要な増加に至ります。しかし、アセンブラはカードをアセンブルするためにこの情報を必要とする。これらの指標の除去は、技術者がPCBアセンブリプロセス中にアセンブリ技術者を支援し、誘導するための追加の文書を作成する責任を負うことを意味する。

注意してください-回路図やプログラムのようなPCBは、それが現実になる前に開発プロセスを通過するために多くの努力をすることができます。したがって、各ステップは、他の人があなたの創造と対話するのを許すのに十分なドキュメントを含まなければなりません。常にあなたのデザインの選択は、あなたの後にあなたのデザインと対話する人々によって知覚される方法について考えてください。

私たちは皆、次の人はあなたのガジェットの高い価格を支払うことができないと考えています。デザインとアセンブリチームの誰かがあなたの夢を現実にするためにあなたのPCBを完全に作動する電子システムに変える必要があるかもしれません。