Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
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Konstruktion für die Herstellbarkeit von Durchgangslochschaltungen
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Konstruktion für die Herstellbarkeit von Durchgangslochschaltungen

Konstruktion für die Herstellbarkeit von Durchgangslochschaltungen

2022-07-27
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Author:pcb

In diesem Artikel werden einige Probleme des Herstellungsprozesses erläutert, die bei der Konstruktion von Durchgangsbohrungen berücksichtigt werden müssen. Leiterplatte und als Referenz für Designer. Design for Manufacturability ist eine neuartige Designmethode. Es garantiert die Qualität des Produktionsprozesses und trägt zur Verbesserung der Produktionseffizienz bei.


1 Einleitung

Für elektronische Produktdesigner, insbesondere Leiterplattendesigner, ist das Herstellbarkeitsdesign von Produkten ein Faktor, der berücksichtigt werden muss. Wenn das PCB-Board-Design die Anforderungen an das Herstellbarkeitsdesign nicht erfüllt, wird die Produktionseffizienz des Produkts stark reduziert, und in schweren Fällen kann das entworfene Produkt überhaupt nicht hergestellt werden. Die Through-Hole-Technologie ist heute noch im Einsatz, und DFM kann eine große Rolle bei der Verbesserung der Effizienz und Zuverlässigkeit der Through-Hole-Fertigung spielen. DFM-Methoden können Herstellern helfen, Fehler zu reduzieren und wettbewerbsfähig zu bleiben. In diesem Artikel werden einige DFM-Methoden vorgestellt, die sich auf das Einfügen von Durchgangslochen beziehen. Diese Grundsätze sind allgemeiner Natur, aber nicht unbedingt in allen Situationen anwendbar. Leiterplattendesigner und Ingenieure, die mit der Durchgangslochtechnologie arbeiteten, sagten jedoch, es sei immer noch hilfreich.

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2. Schriftsetzung und Layout

Das richtige Layout während der Entwurfsphase kann viele der Schwierigkeiten des Herstellungsprozesses ersparen.

1) Die Verwendung eines großen Brettes kann Materialien sparen, aber es wird schwierig sein, in der Produktion aufgrund von Verzug und Gewicht zu transportieren. Es muss mit einer speziellen Befestigung befestigt werden, so versuchen Sie, die Verwendung einer Brettoberfläche größer als 23Ã n 30cm zu vermeiden. Es ist, die Größe aller Bretter innerhalb von zwei oder drei zu steuern, was hilft, die Ausfallzeit zu verkürzen, die durch Anpassen der Führungsschienen, Neuanordnung der Position des Barcodelesers usw. verursacht wird, wenn das Produkt gewechselt wird, und die kleine Vielfalt der Brettgrößen kann auch die Wellenspitze reduzieren Die Anzahl der Löttemperaturprofile.

2) Es ist eine gute Entwurfsmethode, verschiedene Arten von Rätseln in einem Brett einzubeziehen, aber nur diejenigen Bretter, die in einem Produkt enden und die gleichen Produktionsanforderungen haben, können auf diese Weise entworfen werden.

3) Einige Grenzen sollten um die Platine bereitgestellt werden, besonders wenn es Komponenten an der Kante der Platine gibt, erfordern die meisten automatischen Montagegeräte mindestens einen 5mm Bereich an der Kante der Platine.

4) Versuchen Sie, Verdrahtung auf der oberen Oberfläche (Bauteiloberfläche) der Platine herzustellen, die untere Oberfläche (Lötfläche) der Platine wird leicht beschädigt. Führen Sie die Verdrahtung nicht nahe an der Kante der Platine durch, da der Produktionsprozess von der Kante der Platine erfasst wird und die Verdrahtung an der Kante durch die Backen der Wellenlötanlage oder des Rahmenförderers beschädigt werden kann.

5) Bei Geräten mit höheren Stiftzahlen wie Headern oder Flachkabeln sollten ovale Pads anstelle von rund verwendet werden, um eine Lötverbrückung beim Wellenlöten zu verhindern (Abbildung 1).

6) Machen Sie den Abstand der Positionierlöcher und den Abstand zwischen ihnen und den Komponenten so groß wie möglich und standardisieren und optimieren Sie die Größe entsprechend der Einfügeausrüstung; Galvanisieren Sie die Positionierlöcher nicht, da der Durchmesser der Galvanikbohre schwierig zu kontrollieren ist.

7) Versuchen Sie, das Positionierloch als Montageloch der Leiterplatte im Endprodukt zu verwenden, was den Bohrprozess während der Produktion reduzieren kann.

8) Ein Prüfkreismuster kann auf der Abfallseite der Platine für Prozesskontrolle angeordnet werden, die verwendet werden kann, um Oberflächenisolationswiderstand, Sauberkeit, Lötbarkeit usw. während der Herstellung zu überwachen.

9) Bei größeren Leiterplatten sollte ein Durchgang in der Mitte gelassen werden, um die Leiterplatte während des Wellenlötens an der Mittelposition zu unterstützen, um zu verhindern, dass die Leiterplatte durchhängt und Lötsputtern lötet und die Leiterplattenoberfläche gleichmäßig gelötet wird.

10) Die Prüfbarkeit des Nadelbettes sollte im Layoutdesign berücksichtigt werden. Flachpads (ohne Leitungen) können für eine bessere Verbindung mit den Pins während des Online-Tests verwendet werden, so dass alle Schaltungsknoten getestet werden können.


3. Positionierung und Platzierung von Bauteilen

1) Ordnen Sie Komponenten in Reihen und Spalten entsprechend einer Rasterposition an, alle axialen Komponenten sollten parallel zueinander sein, so dass die axiale Einfügemaschine die Leiterplatte beim Einsetzen nicht drehen muss, weil unnötige Rotation und Bewegung die Geschwindigkeit des Einsetzers stark verringern.

2) Ähnliche Elemente sollten in gleicher Weise auf dem Brett angeordnet werden. Stellen Sie zum Beispiel die negativen Pole aller Radialkondensatoren zur rechten Seite der Platine, lassen Sie alle Kerbmarkierungen des doppelten Inline-Pakets in dieselbe Richtung zeigen usw., was die Einfügegeschwindigkeit beschleunigen und es einfacher machen, Fehler zu finden. Wie in Abbildung 3 gezeigt, kann der Umkehrkondensator leicht gefunden werden, da die A-Platine diese Methode annimmt, während die B-Platinensuche mehr Zeit in Anspruch nimmt. Eigentlich kann ein Unternehmen die Ausrichtung aller von ihm hergestellten Leiterplattenkomponenten standardisieren, einige Leiterplattenlayouts erlauben dies möglicherweise nicht unbedingt, aber es sollte ein Aufwand sein.

3) Richten Sie die Ausrichtung von Dual-Inline-Paketkomponenten, Steckverbindern und anderen Komponenten mit hoher Pin-Anzahl an der Richtung des Wellenlötens aus, wodurch Lötbrücken zwischen Bauteilstiften reduziert werden können.

4) Verwenden Sie den Siebdruck, um das Brett zu markieren, wie Zeichnen eines Rahmens zum Kleben von Barcodes, Drucken eines Pfeils, um die Richtung des Wellenlötens der Platte anzuzeigen, und Verwenden von gepunkteten Linien, um den Umriss der Komponenten auf der unteren Oberfläche zu verfolgen (so dass das Brett nur Siebdruck benötigt), etc. Warten Sie.

5) Das Zeichnen der Komponentenreferenz- und Polaritätsanzeige und noch sichtbar nach dem Einfügen der Komponente ist während der Inspektion und Fehlerbehebung hilfreich und ist auch ein guter Wartungsjob.

6) Der Abstand zwischen den Komponenten und der Kante der Platine sollte mindestens 1.5mm (3mm) sein, was die Platine einfacher zu übertragen und Wellenlöten macht, und der Schaden an den Peripheriekomponenten wird weniger sein.

7) Wenn der Abstand zwischen den Komponenten über der Leiterplattenoberfläche 2mm überschreiten muss (wie Leuchtdioden, Hochleistungswiderstände usw.), sollten Abstandshalter darunter hinzugefügt werden. Ohne Abstandshalter würden diese Elemente während des Transports "zerquetscht" und wären anfällig für Stöße und Stöße während des Gebrauchs.

8) Vermeiden Sie das Platzieren von Komponenten auf beiden Seiten der Leiterplatte, da dies die Montagearbeit und -zeit erheblich erhöht. Wenn Bauteile auf der Unterseite platziert werden müssen, sollten sie physikalisch dicht beieinander liegen, um ein Abdecken und Abisolieren des Lotmaskenbandes zu ermöglichen.

9) Versuchen Sie, Komponenten gleichmäßig auf der Leiterplatte zu verteilen, um Verzug zu reduzieren und die Wärme während des Wellenlötens gleichmäßig zu verteilen.


4. Maschineneinführung

1) Pads für alle Komponenten auf der Platine sollten Standard sein und Industriestandard-Trennabstände sollten verwendet werden.

2) Die ausgewählten Komponenten sollten für den Maschineneinsatz geeignet sein. Denken Sie an die Bedingungen und Spezifikationen der Ausrüstung in Ihrer Fabrik und berücksichtigen Sie die Verpackungsform der Komponenten im Voraus, um besser zur Maschine zu passen. Bei seltsam geformten Bauteilen kann die Verpackung ein größeres Problem darstellen.

3) Wenn möglich, verwenden Sie den axialen Typ des radialen Elements so viel wie möglich, da die Einführungskosten des axialen Elements relativ niedrig sind, und wenn der Raum sehr wertvoll ist, kann das radiale Element auch bevorzugt werden.

4) Wenn nur eine geringe Anzahl von Axialelementen auf der Platine vorhanden ist, sollten diese alle in radiale Typen umgewandelt werden, und umgekehrt, damit ein Einfügeprozess vollständig eliminiert werden kann.

5) Bei der Anordnung der Leiterplattenoberfläche sollten die Biegerichtung der Stifte und der von den Komponenten der automatischen Einfügemaschine erreichte Bereich aus der Perspektive des elektrischen Abstandes betrachtet werden, und gleichzeitig sollte sichergestellt werden, dass die Biegerichtung der Stifte nicht zu Zinnbrücken führt.


5. Drähte und Steckverbinder

1) Verbinden Sie keine Drähte oder Kabel direkt mit der Leiterplatte, sondern verwenden Sie Steckverbinder. Wenn der Draht direkt auf die Platine gelötet werden muss, sollte das Ende des Drahtes mit einem Draht zum Anschluss der Platine beendet werden. Die Drähte, die aus der Platine kommen, sollten in einem bestimmten Bereich der Platine konzentriert sein, damit sie ineinander verschachtelt werden können, um andere Komponenten nicht zu beeinträchtigen.

2) Verwenden Sie Drähte verschiedener Farben, um Fehler im Montageprozess zu vermeiden. Jedes Unternehmen kann seinen eigenen Satz von Farbschemata annehmen, wie z.B. die hohen Bits aller Produktdatenlinien werden durch blau dargestellt und die niedrigen Bits durch gelb usw.

3) Steckverbinder sollten größere Pads haben, um eine bessere mechanische Verbindung bereitzustellen, und die Leitungen von Steckverbindern mit hoher Stiftanzahl sollten für einfacheres Einführen abgeschrägt werden.

4) Vermeiden Sie die Verwendung von doppelten Inline-Paketsteckdosen, die zusätzlich zur Verlängerung der Montagezeit, diese zusätzliche mechanische Verbindung die langfristige Zuverlässigkeit verringern wird, und Steckdosen werden nur verwendet, wenn DIP-Feldwechsel aus Wartungsgründen erforderlich ist. Die Qualität der DIPs hat heute einen langen Weg zurückgelegt und erfordert keinen häufigen Austausch.

5) Markierungen zur Identifizierung der Richtung sollten auf die Platine graviert werden, um Fehler bei der Installation des Steckers zu vermeiden. Verbindungslötstellen sind Orte, an denen mechanische Belastungen konzentriert sind, daher wird empfohlen, einige Klemmwerkzeuge wie Schlüssel und Druckknöpfe zu verwenden.


6. Gesamtsystem

1) Die Komponenten sollten vor dem Entwurf einer Leiterplatte ausgewählt werden, was das Layout ermöglicht und die Umsetzung der in diesem Artikel beschriebenen DFM-Prinzipien unterstützt.

2) Vermeiden Sie die Verwendung einiger Teile, die Maschinendruck erfordern, wie Drahtstifte, Nieten usw. Zusätzlich zur langsamen Installation können diese Teile die Leiterplatte beschädigen, und sie sind auch wartungsarm.

3) Verwenden Sie die folgenden Methoden, um die Arten von Komponenten auf der Platine zu minimieren: Ersetzen Sie einen einzelnen Widerstand durch einen Reihenwiderstand; Ersetzen Sie zwei dreipolige Steckverbinder durch einen sechspoligen Steckverbinder; Wenn die Werte der beiden Komponenten ähnlich sind, aber die Toleranzen unterschiedlich sind, dann verwenden Sie die mit der niedrigeren Toleranz an beiden Stellen; Verwenden Sie die gleichen Schrauben, um die verschiedenen Kühlkörper auf der Platine zu befestigen.

4) Entworfen als eine universelle Platte, die im Feld konfiguriert werden kann. Zum Beispiel die Installation eines Schalters, um die in China verwendete Platine auf das Exportmodell zu ändern, oder die Verwendung von Jumpern, um ein Modell in ein anderes zu ändern.


7. Allgemeine Anforderungen

1) Wenn die konforme Beschichtung auf die Leiterplatte aufgetragen wird, sollte der Teil, der keine Beschichtung benötigt, während des Konstruktionsdesigns auf der Zeichnung markiert werden, und der Einfluss der Beschichtung auf die Kapazität zwischen Drähten sollte während des Entwurfs berücksichtigt werden.

2) Für Durchgangslöcher, um den Schweißeneffekt sicherzustellen, sollte der Abstand zwischen dem Stift und der Öffnung zwischen 0.25mm und 0.70mm sein. Eine größere Porengröße ist vorteilhaft für die Maschineneinführung, während eine kleinere Porengröße für eine gute Kapillarwirkung erforderlich ist, so dass ein Gleichgewicht zwischen den beiden gefunden werden muss.

3) Komponenten, die nach Industriestandards vorbehandelt wurden, sollten ausgewählt werden. Die Bauteilvorbereitung ist einer der effizienten Teile des Produktionsprozesses und erhöht neben zusätzlichen Schritten (mit entsprechendem Risiko elektrostatischer Beschädigungen und längeren Vorlaufzeiten) auch die Fehlerwahrscheinlichkeit.

4) Spezifikationen sollten für die meisten der gekauften handgeführten Komponenten festgelegt werden, so dass die Länge der Leitung auf der Lötfläche der Leiterplatte 1.5mm nicht überschreitet, was die Arbeitsbelastung der Komponentenvorbereitung und des Stiftzuschnitts verringern kann, und die Platine kann durch die Wellenlötanlage besser geschliffen werden.

5) Avoid using snaps to install smaller mounts and radiators, da dies sehr langsam ist und Werkzeuge benötigt, und sollte versuchen, Ärmel zu verwenden, Schnellverbindungsnieten aus Kunststoff, doppelseitige Bänder, oder verwenden Sie Lötstellen für mechanische Verbindungen auf Leiterplatte.