PCB科技 - 通孔印刷電路板的可製造性設計

電子產品設計師, 尤其地 電路板設計師, product design for manufacturability (DFM) is a factor that must be considered. 如果電路板設計不符合可製造性的設計要求, 這將大大降低產品的生產效率, 在嚴重的情况下，甚至可能導致設計的產品根本無法製造. 現時, Through Hole Technology (THT) is still in use. DFM可以在提高通孔製造的效率和可靠性方面發揮重要作用. DFM方法有助於通孔製造. 供應商减少缺陷並保持競爭力.

1、排版和佈局

在設計階段進行適當的佈局可以避免製造過程中的許多麻煩。

（1）使用大型板材可以節省資料，但由於翹曲和重量，在生產過程中很難運輸。 它需要用特殊夾具固定，囙此避免使用大於23cm×30cm的板。 最好將所有電路板的尺寸控制在兩種或3種類型內，這有助於减少因更換產品時調整導軌和重新定位條碼讀取器位置而導致的停機時間。 此外，電路板尺寸也可能更小。 减少波峰焊溫度曲線的數量。

（2）將不同種類的拼圖板包含在一塊板中是一種很好的設計方法，但只有最終內寘到產品中且具有相同生產工藝要求的板才能以這種管道設計。

（3）應在電路板周圍提供一些框架，特別是當電路板邊緣有組件時，大多數自動裝配設備要求電路板邊緣至少有5mm的區域。

（4）儘量在電路板的上表面（元件表面）佈線，電路板的下表面（焊接表面）容易損壞。 不要在靠近電路板邊緣的地方佈線，因為在生產過程中，電路板邊緣是用來抓取的，邊緣上的線會被波峰焊接設備或框架輸送機的爪損壞。

（5）對於具有大量引脚的設備（如接線板或扁平電纜），應使用橢圓形焊盤，而不是圓形焊盤，以防止波峰焊接期間出現焊橋（圖1）。

通孔印刷電路板的可製造性設計

（6）使定位孔間距及其與元件之間的距離盡可能大，並根據插入設備對其尺寸進行標準化和優化； 不要電鍍定位孔，因為電鍍孔的直徑難以控制。

（7）儘量使定位孔也用作最終產品中PCB的安裝孔，以减少生產過程中的鑽孔。

2.PCB組件的定位和放置

（1）根據網格陣列位置在行和列中排列組件。 所有軸向組件應相互平行，以便軸向插入機在插入時不需要旋轉PCB，因為不必要的旋轉和移動將大大降低插入機的速度。 以45度角放置的部件（如圖2）實際上無法由機器插入。

（2）類似部件應以相同的管道佈置在電路板上。 例如，使所有徑向電容器的負極朝向電路板的右側，使所有雙列直插式封裝（DIP）的槽口標記朝向同一方向等，這樣可以加快插入速度，更容易發現錯誤。 如圖3所示，由於A板使用此方法，囙此很容易找到反向電容器，而B板蒐索需要更多時間。 事實上，公司可以標準化其製造的所有電路板組件的方向。 一些電路板佈局可能不一定允許這樣做，但這應該是一個努力方向。

（3）雙直列封裝器件、連接器和其他多引脚計數元件的排列方向與波峰焊接方向垂直，這可以减少元件引脚之間的錫橋。

（4）充分利用絲網在板面上做標記，例如畫一個條碼框，在板面上列印一個箭頭訓示波峰焊接的方向，用虛線追跡底面組件的輪廓（這樣板面只需要絲網印刷一次） 還有更多。

（5）繪製元件參攷符號（CRD）和極性訓示，插入元件後，它們仍然可見。 這對檢查和故障排除非常有幫助，也是一項很好的維護工作。

3、機器挿件

（1）板上所有組件的襯墊應為標準，並應使用行業標準的間隔距離。

（2）所選部件應適合機器插入。 請記住您自己工廠的設備條件和規格，並提前考慮部件的包裝形式，以便更好地與機器配合。 對於异形部件，包裝可能是一個更大的問題。

（3）如果可能，盡可能使用軸向類型的徑向元件，因為軸向元件的插入成本相對較低。 如果空間非常寶貴，也可以先使用徑向元素。

4、導線和連接器

（1）不要將電線或電纜直接連接到PCB，而是使用連接器。 如果必須將導線直接焊接到電路板上，則必須用導線將導線的末端端接到電路板的端子上。 從電路板連接的導線應集中在電路板的某一區域，以便將其護套在一起，避免影響其他部件。

（2）使用不同顏色的導線以防止裝配過程中出現錯誤。 每個公司都可以使用自己的一套配色方案，例如，所有產品數據線的高位用藍色表示，低位用黃色表示。

（3）連接器應具有更大的焊盤，以提供更好的機械連接，高引脚數連接器的引線應倒角，以便於插入。

5、整個系統

（1）在設計印刷電路板之前，應選擇元件，以便實現最佳佈局，並將有助於實現本文中描述的DFM原則。

（2）避免使用一些需要機器壓力的零件，如導線銷、鉚釘等。除了安裝速度較慢外，這些零件還可能損壞電路板，並且其可維護性也較差。

（3）使用以下方法最小化電路板上使用的元件類型：將單個電阻器替換為行電阻器； 用六針連接器更換兩個3針連接器； 如果兩個組件的值非常相似，但公差不同，則使用兩個位置公差較低的組件； 使用相同的螺釘將各種散熱器固定在電路板上。

6、常規要求

（1）當對電路板進行保形塗層時，不需要塗層的零件應在工程設計期間標記在圖紙上。 設計時應考慮塗層對線間電容的影響。

（2）對於通孔，為了確保最佳焊接效果，銷和孔徑之間的間隙應在0.25mm到0.70mm之間。 較大的孔徑有利於機器插入，而較小的孔徑需要獲得良好的毛細管效果，囙此需要在兩者之間達成平衡。

(3) Components that have been preprocessed according to PCB行業 應選擇標準. 成分製備是生產過程中效率最低的部分之一. In addition to adding additional processes (corresponding to the risk of electrostatic damage and prolonging the delivery time), 這也新增了出錯的機會.

7、結論

對於 PCB製造商 誰使用通孔外掛程式技術組裝電路板, DFM是一種非常有用的工具, 這樣可以節省很多錢，减少很多麻煩. 使用DFM方法可以减少工程變更，並在未來的設計中做出讓步, 這些好處非常直接.