Dati PCB - Progettazione per la fabbricabilità del circuito a foro

Questo articolo elaborerà alcune questioni del processo di fabbricazione che devono essere prese in considerazione durante la progettazione di schede PCB a foro e fornirà un riferimento per i progettisti. Il design per la manifatturabilità è un nuovo metodo di progettazione. Garantisce la qualità del processo produttivo e contribuisce a migliorare l'efficienza produttiva.

1 Introduzione

Per i progettisti di prodotti elettronici, in particolare i progettisti di schede a circuito, la progettazione di fabbricabilità dei prodotti è un fattore da considerare. Se il design della scheda PCB non soddisfa i requisiti di progettazione di fabbricabilità, l'efficienza di produzione del prodotto sarà notevolmente ridotta e, in casi gravi, il prodotto progettato potrebbe non essere fabbricato affatto. La tecnologia dei fori attraverso è ancora in uso oggi e il DFM può svolgere un ruolo importante nel migliorare l'efficienza e l'affidabilità della produzione dei fori attraverso. I metodi DFM possono aiutare i produttori di fori attraverso a ridurre i difetti e rimanere competitivi. Questo articolo introduce alcuni metodi DFM relativi all'inserimento attraverso il foro. Questi principi sono di natura generale, ma non necessariamente applicabili in tutte le situazioni. Tuttavia, i progettisti di schede PCB e gli ingegneri che lavorano con la tecnologia attraverso il foro hanno detto che era ancora utile.

2. Tipografia e layout

Il corretto layout durante la fase di progettazione può risparmiare molti dei fastidi del processo di produzione.

1) Utilizzando una scheda grande può risparmiare materiali, ma sarà difficile trasportare in produzione a causa della deformazione e del peso. Deve essere fissato con un dispositivo speciale, quindi cercate di evitare di utilizzare una superficie di tavola più grande di 23-30 cm. Si tratta di controllare le dimensioni di tutte le schede entro due o tre, che aiuta a accorciare i tempi di fermo causati dalla regolazione dei binari guida, riorganizzando la posizione del lettore di codici a barre, ecc. Quando il prodotto viene cambiato, e la piccola varietà di dimensioni della scheda può anche ridurre il picco dell'onda Il numero di profili di temperatura di saldatura.

2) È un buon metodo di progettazione per includere diversi tipi di puzzle in una scheda, ma solo quelle schede che finiscono in un prodotto e hanno gli stessi requisiti di produzione possono essere progettate in questo modo.

3) Alcuni confini dovrebbero essere forniti intorno alla scheda, soprattutto quando ci sono componenti sul bordo della scheda, la maggior parte delle attrezzature di assemblaggio automatico richiede almeno un'area di 5mm sul bordo della scheda.

4) Prova a fare il cablaggio sulla superficie superiore (superficie componente) della scheda, la superficie inferiore (superficie di saldatura) della scheda di circuito è facilmente danneggiata. Non indirizzare il cablaggio vicino al bordo della scheda, perché il processo di produzione è afferrato dal bordo della scheda e il cablaggio sul bordo può essere danneggiato dalle mascelle dell'attrezzatura di saldatura a onde o dal trasportatore del telaio.

5) Per dispositivi con numeri più elevati di perni come intestazioni o cavi piatti, devono essere utilizzati cuscinetti ovali invece di rotondi per evitare il ponteggio della saldatura durante la saldatura a onde (Figura 1).

6) Rendere lo spaziamento dei fori di posizionamento e la distanza tra loro e i componenti il più grande possibile, e standardizzare e ottimizzare le dimensioni in base all'attrezzatura di inserimento; non galvanizzare i fori di posizionamento, a causa del diametro dei fori di galvanizzazione è difficile da controllare.

7) Prova a utilizzare il foro di posizionamento come foro di montaggio della scheda PCB nel prodotto finale, che può ridurre il processo di foratura durante la produzione.

8) Un modello di circuito di prova può essere disposto sul lato di scarto della scheda per il controllo del processo, che può essere utilizzato per monitorare la resistenza dell'isolamento superficiale, la pulizia, la saldabilità, ecc. durante la fabbricazione.

9) Per le schede più grandi, un passaggio dovrebbe essere lasciato al centro per sostenere la scheda di circuito nella posizione centrale durante la saldatura a onde, per evitare che la scheda si saggi e la saldatura sputteri e aiutare la superficie della scheda a essere saldata in modo coerente.

10) La testabilità del letto degli aghi dovrebbe essere presa in considerazione nella progettazione del layout. I pad piatti (senza cavi) possono essere utilizzati per una migliore connessione con i pin durante i test online in modo che tutti i nodi di circuito possano essere testati.

3. Posizionamento e posizionamento dei componenti

1) Disporre i componenti in righe e colonne secondo una posizione del modello di griglia, tutti i componenti assiali dovrebbero essere paralleli l'uno all'altro, in modo che la macchina di inserimento assiale non abbia bisogno di ruotare la scheda del PCB durante l'inserimento a causa della rotazione e del movimento inutili Ridurrà notevolmente la velocità dell'insertore.

2) Elementi simili dovrebbero essere disposti nello stesso modo sulla tavola. Ad esempio, fare i poli negativi di tutti i condensatori radiali rivolti verso il lato destro della scheda, fare tutti i segni di tacca del doppio pacchetto in linea rivolti verso la stessa direzione, ecc., che può accelerare la velocità di inserimento e rendere più facile trovare gli errori. Come mostrato nella Figura 3, poiché la scheda A adotta questo metodo, il condensatore inverso può essere facilmente trovato, mentre la ricerca della scheda B richiede più tempo. In realtà, un'azienda può standardizzare l'orientamento di tutti i componenti della scheda di circuito che produce, alcuni layout della scheda potrebbero non consentire necessariamente questo, ma dovrebbe essere uno sforzo.

3) Alinea l'orientamento dei componenti del pacchetto doppio in linea, dei connettori e di altri componenti ad alto numero di perni con la direzione della saldatura a onde, che può ridurre i ponti di saldatura tra i perni dei componenti.

4) Fare pieno uso della serigrafia per contrassegnare la scheda, come disegnare un telaio per incollare i codici a barre, stampare una freccia per indicare la direzione della saldatura a onde della scheda e utilizzare linee punteggiate per tracciare il contorno dei componenti sulla superficie inferiore (in modo che la scheda debba solo essere serigrafiata), ecc. Aspetta, aspetta.

5) Disegnare il riferimento del componente e l'indicazione di polarità e ancora visibile dopo l'inserimento del componente è utile durante l'ispezione e la risoluzione dei problemi ed è anche un buon lavoro di manutenzione.

6) La distanza tra i componenti e il bordo della scheda dovrebbe essere di almeno 1,5 mm (3 mm), che renderà la scheda di circuito più facile da trasmettere e saldare a onde, e il danno ai componenti periferici sarà meno.

7) Quando la distanza tra i componenti sopra la superficie della scheda deve superare 2 mm (come i diodi emissori di luce, le resistenze ad alta potenza, ecc.), gli spaziatori devono essere aggiunti sotto di loro. Senza spaziatori, questi elementi sarebbero "schiacciati" durante il trasporto e sarebbero suscettibili agli urti e agli urti durante l'uso.

8) Evitare di collocare componenti su entrambi i lati del PCB, poiché questo aumenterà notevolmente il lavoro e il tempo di assemblaggio. Se i componenti devono essere posizionati sulla superficie inferiore, devono essere fisicamente vicini tra loro per consentire la mascheratura e lo spogliamento del nastro maschera di saldatura.

9) Prova a distribuire i componenti uniformemente sul PCB per ridurre la deformazione e aiutare a distribuire il calore uniformemente durante la saldatura a onde.

4. Inserimento della macchina

1) I cuscinetti per tutti i componenti sulla scheda dovrebbero essere standard e le distanze di separazione standard dell'industria dovrebbero essere utilizzate.

2) I componenti selezionati dovrebbero essere adatti per l'inserimento della macchina. Tieni a mente le condizioni e le specifiche dell'attrezzatura nella tua fabbrica e considera in anticipo la forma di imballaggio dei componenti per adattarsi meglio alla macchina. Per i componenti di forma insolita, l'imballaggio può essere un problema più grande.

3) Se possibile, utilizzare il più possibile il tipo assiale dell'elemento radiale, perché il costo di inserimento dell'elemento assiale è relativamente basso e se lo spazio è molto prezioso, l'elemento radiale può anche essere preferito.

4) Se ci sono solo un piccolo numero di elementi assiali sulla scheda, tutti dovrebbero essere convertiti in tipi radiali e viceversa, in modo che un processo di inserimento possa essere completamente eliminato.

5) Quando si dispone la superficie della scheda, la direzione di piegatura dei perni e la gamma raggiunta dai componenti della macchina di inserimento automatico dovrebbero essere considerati dalla prospettiva dello spaziamento elettrico e, allo stesso tempo, dovrebbe essere assicurato che la direzione di piegatura dei perni non porti a ponti di stagno.

5. Fili e connettori

1) Non collegare cavi o cavi direttamente al PCB, ma utilizzare connettori. Se il filo deve essere saldato direttamente alla scheda, l'estremità del filo deve essere terminata con un filo al terminale della scheda. I cavi che escono dalla scheda di circuito dovrebbero essere concentrati in una certa area della scheda in modo che possano essere anidati insieme per evitare di influenzare altri componenti.

2) Utilizzare cavi di colori diversi per prevenire errori nel processo di assemblaggio. Ogni azienda può adottare il proprio set di schemi di colori, come ad esempio i bit alti di tutte le linee di dati del prodotto sono rappresentati dal blu e i bit bassi sono rappresentati dal giallo, ecc.

3) I connettori dovrebbero avere pastiglie più grandi per fornire una migliore connessione meccanica e i condotti dei connettori ad alto numero di pin dovrebbero essere sfasciati per un inserimento più facile.

4) Evitare l'uso di doppie prese di pacchetto in linea, che oltre ad estendere il tempo di assemblaggio, questa connessione meccanica aggiuntiva ridurrà l'affidabilità a lungo termine e le prese vengono utilizzate solo quando è richiesta la sostituzione del campo DIP per motivi di manutenzione. Oggi la qualità dei DIP ha percorso una lunga strada e non richiede una sostituzione frequente.

5) I segni per identificare la direzione devono essere incisi sulla scheda per evitare errori durante l'installazione del connettore. Le giunzioni di saldatura dei connettori sono luoghi in cui è concentrata la tensione meccanica, quindi è consigliabile utilizzare alcuni strumenti di serratura, come chiavi e snap.

6. Sistema intero

1) I componenti devono essere selezionati prima di progettare una scheda a circuito stampato, che consente il layout e aiuta a implementare i principi DFM descritti in questo articolo.

2) Evitare di utilizzare alcune parti che richiedono la pressione della macchina, come i perni del filo, i riveti, ecc. Oltre alla lenta installazione, queste parti possono danneggiare la scheda di circuito e sono anche di scarsa manutenzione.

3) Utilizzare i seguenti metodi per ridurre al minimo i tipi di componenti utilizzati sulla scheda: sostituire una singola resistenza con una resistenza a fila; sostituire due connettori a tre pin con un connettore a sei pin; se i valori dei due componenti sono simili, ma le tolleranze sono diverse, quindi utilizzare quello con la tolleranza più bassa in entrambi i luoghi; utilizzare le stesse viti per fissare i vari dissipatori sulla scheda.

4) Progettato come scheda di uso generale che può essere configurato in campo. Come l'installazione di un interruttore per cambiare la scheda utilizzata in Cina al modello di esportazione, o l'uso di saltatori per cambiare un modello in un altro.

7. Requisiti generali

1) Quando il rivestimento conformale viene applicato alla scheda di circuito, la parte che non ha bisogno di rivestimento dovrebbe essere contrassegnata sul disegno durante la progettazione ingegneristica e l'influenza del rivestimento sulla capacità tra i cavi dovrebbe essere presa in considerazione durante la progettazione.

2) Per fori attraverso, al fine di garantire l'effetto di saldatura, lo spazio tra il perno e l'apertura dovrebbe essere tra 0,25 mm e 0,70 mm. Una dimensione dei pori più grande è vantaggiosa per l'inserimento della macchina, mentre la dimensione dei pori più piccola è necessaria per un buon effetto capillare, quindi è necessario trovare un equilibrio tra i due.

3) I componenti che sono stati pretrattati secondo gli standard del settore devono essere selezionati. La preparazione dei componenti è una delle parti efficienti del processo produttivo e, oltre ad aggiungere ulteriori passi (con un corrispondente rischio di danni elettrostatici e tempi di consegna più lunghi), aumenta anche la possibilità di errore.

4) Le specifiche dovrebbero essere impostate per la maggior parte dei componenti inseriti a mano acquistati in modo che la lunghezza del piombo sulla superficie di saldatura della scheda di circuito non superi 1,5 mm, che può ridurre il carico di lavoro della preparazione dei componenti e del taglio dei pin, e la scheda può essere meglio macinata attraverso l'attrezzatura di saldatura a onde.

5) Evitare l'uso di snap per installare monti e radiatori più piccoli, in quanto questo è molto lento e richiede strumenti, e dovrebbe cercare di utilizzare maniche, riveti di connessione rapida in plastica, nastri a doppio lato o utilizzare giunti di saldatura per connessioni meccaniche sulla scheda PCB.