PCB-Technologie - Diskussion über die Platzierung von Bauteilen im Leiterplattendesign mit hoher Dichte

Wann Leiterplatten die langsamen und umständlichen manuellen Streifen und Systeme der Vergangenheit ersetzt, Es wurde zu einer neuartigen Technologie, die es Elektronikern ermöglichte, komplexe elektronische Systeme relativ schnell zu montieren, einfach und kostengünstig. Als Ergebnis, Die Elektronikindustrie hat große Anstrengungen unternommen, um die Herstellung dieser Platten so einfach wie möglich zu machen. Es wurde viel Geld investiert und verwendet, um Software zu entwerfen, die das Design unterstützt, Herstellung, montieren, Inspektion und Prüfung Leiterplatten.

Diese Technologien ermöglichen es Konstrukteuren im Elektronikgeschäft, in verbesserte Prozesse zu investieren, die die Größe von Teilen reduzieren, Oberflächenmontage- (SM) und Kugelgitter-Array- (BGA)-Pakete herstellen und die Linienbreite und -größe der Leiterplatte reduzieren. Weitere Funktionen, verwenden Sie Röntgenbilder für bessere Karteninspektion usw.

Die langsame Einführung von künstlicher Intelligenz (KI) in Designsoftware bedeutet, dass einige Schlüsselaufgaben, wie die Platzierung von Leiterplattenkomponenten, immer noch manuell von Layoutingenieuren gesteuert werden. Als Konstruktionsingenieur müssen Sie ein Verständnis der Teileplatzierung sicherstellen, um Designstabilität zu gewährleisten.

Entwicklung der Platzierung von Bauteilen während der gesamten Designkarriere

Ich entwarf eine niedrige Dichte, sexuelle Leiterplatte mit einer Wickelmethode. Dann gibt es die Möglichkeit, Leiterplatten herzustellen. Ich begann mit einfachen PCBS (durchgehende Lochteile, einigermaßen spärliches Design) bis hin zu einfachen und sogar großen SMT-Teilen. Dies bedeutete, dass der manuelle Schweißprozess, der dem PCB-Designprozess folgte, in den frühen Tagen ziemlich einfach war.

Je weiter Sie jedoch in Ihrer Karriere gehen, desto weiter werden Sie beauftragt, Leiterplatten mit hoher Dichte zu verwenden, um winzige SMT-, BGA- und QFN-Teile in fragilen Designumgebungen herzustellen und dünne Linien und kleine Abstände zwischen Komponenten im Layout zu verwenden. Das macht die "Montage" von Leiterplatten zu einer neuen Variable, mit der sich Konstrukteure auseinandersetzen müssen. Das mag für einige eine unangenehme Überraschung sein, aber ich glaube an Vorwarnung.

Platzieren Sie die Teile auf der Leiterplatte

Eine Leiterplatte kann auf eine von vielen verschiedenen Arten montiert werden. Konstrukteure sollten spezifische Montagetechniken wie Maschinenmontage, manuelle Montage und Hybridmontage (manuelle und Infrarot-Öfen) berücksichtigen, bevor sie mit dem PCB-Design beginnen. Diese Entscheidungen hängen oft von Kosten, Zeit, Menge und der Art des Entwurfs ab, den der Ingenieur hat

Sidering.

Viele Überlegungen treiben den Prozess des Platzierens von Teilen auf der Leiterplatte an. Signallänge (kleine Summe), einfache Montage und einfache Prüfung sind für die Leiterplattenmontage entscheidend. Im Folgenden werden wir die einzigartigen Komponenten erkunden, die jeden Aspekt zusammensetzen.

Wichtige Richtlinien für Konferenztypen und DFA

In der Elektronikindustrie als Ganzes haben Sie es fast sicher mit vielen verschiedenen Montagearten zu tun. Es ist wichtig, sich damit vertraut zu machen, was in jedem Prozess involviert ist, die Vorteile und typischen Anwendungen jeder Baugruppenform und wie gut der DFA-Prozess optimiert werden kann, um auf die endgültige Leiterplattenproduktion abzustimmen.

Platzierung von Leiterplattenkomponenten in der Maschinenmontage

Es kann oft maschinell montiert und für die Massenproduktion verwendet werden. Der Fußabdruck von Komponenten auf der Leiterplatte muss allen Designregeln entsprechen und muss entsprechen. Die Maschinenmontage bietet keine Flexibilität, die durch die Verwendung von Menschen in der Schleife zur Herstellung der Leiterplatte erreicht werden kann.

Die Maschine montiert die Karte ja. Es verwendet teure Industriemaschinen, um PCBS nach den Regeln zu entwerfen und zu montieren. Die Notwendigkeit einer nicht repetitiven Engineering-Zeit bedeutet, dass diese Methode normalerweise für das Schweißen von hohen Stückzahlen reserviert ist.

Beispiele für Verstöße gegen Konstruktionsregeln, die von einem automatisierten System abgelehnt werden können (Maschinenmontage)

Manuelle Montage und Schweißen von Brückenproblemen

Die manuelle Montage ist eine langsame Technik. Dies ist zeitaufwendig und erfordert Vollzeit-menschliche Arbeit. Es ist auch anfällig für Fehler. Kurzschlüsse, die durch Schweißen von Brücken verursacht werden, haben die Karrieren vieler Ingenieure ruiniert. Infolgedessen arbeiten die meisten Agenturen mit zwei Technikern zusammen, dem Monteur und dem Qualitätssicherungstechniker, die die Arbeit des Monteurs überprüfen, um sicherzustellen, dass die Lötbrücke auf der Leiterplatte nicht wächst.

Der Montagetechniker muss eine sehr talentierte Person sein. Sie verletzen Konstruktionsregeln, die von Maschinen oder sogar Hybridmontagern nicht erlaubt sind. Wenn das Design (typischerweise ein Kleinseriendesign) die Konstruktionsregeln verletzt, um Kompaktheit zu erreichen, ist manuelles Schweißen der richtige Weg.

Mischen von Komponenten im Infrarot-Ofen oder Wellenlöten

Der Rest des Marktes wird von hybriden Montagemethoden besetzt, bei denen Techniker Komponenten auf Karten platzieren und den Schweißprozess mit IR-Öfen oder Wellenschweißgeräten abschließen.

Hybridkomponenten verwenden in der Regel Schablonen und Lötpaste, um lötbeschichtete Leiterplatten zu erstellen, wobei der Montagetechniker das Teil einfach auf die angegebene Fläche legt und dann die gefüllte Karte in den Ofen legt, um den Reflow-/Schweißprozess abzuschließen. Tritt beim Ofenschweißen Fehler wie Vertikalhub auf, müssen die Mischer genügend Platz zwischen den Teilen lassen, um sie manuell zu platzieren und die Schweißkarten nachzuarbeiten. Auch Qualitätskontrolltechniker können Teil der Produktionslinie sein.

Platzierung von Bauteilen im Leiterplattendesign mit hoher Dichte

Die Notwendigkeit, Leiterplatten mit hoher Dichte herzustellen, schafft neue Versuchungen, die in spärlichen Designs nicht vorhanden sind. Bei hochdichten Entwurfsaktivitäten ist es wichtig, daran zu denken, dass selbst in hochdichten Systemen alte Entwurfsmethoden befolgt werden müssen.

Eine der häufigsten Praktiken, die Designer ablehnen, ist, Referenzcode zu verwerfen, was zu einer signifikanten Zunahme der Dichte führt. Allerdings benötigt der Assembler diese Informationen noch, um die Karte zusammenzubauen. Das Entfernen dieser Indikatoren bedeutet, dass der Ingenieur jetzt für die Erstellung zusätzlicher Dokumentationen verantwortlich ist, um den Montagetechniker während des PCB-Montageprozesses zu unterstützen und zu führen.

Denken Sie daran: Eine Leiterplatte, wie z. B. ein Schaltplan oder ein Programm, kann viel Aufwand in Anspruch nehmen, um den Entwicklungsprozess zu durchlaufen, bevor sie Wirklichkeit wird. Daher muss jeder Schritt ausreichend Dokumentation enthalten, damit andere mit Ihrer Kreation interagieren können. Denke immer darüber nach, wie deine Designentscheidungen von den Leuten wahrgenommen werden, die nach dir mit deinem Design interagieren.

Wir alle glauben, dass die nächste Person möglicherweise nicht den hohen Preis für Ihr Gadget zahlt. Jemand aus dem Design- und Montageteam muss Ihre Leiterplatte möglicherweise in ein voll funktionsfähiges elektronisches System umwandeln, um Ihre Träume wahr werden zu lassen.