>
>
2023-05-10
Met de toenemende marktconcurrentie van communicatie- en elektronische producten wordt de levenscyclus van producten korter.Het upgraden van originele producten en de releasesnelheid van nieuwe producten spelen een steeds crucialere rol in het voortbestaan en de ontwikkeling van de onderneming.Hoe nieuwe producten te verkrijgen met een hogere produceerbaarheid en productiekwaliteit met minder aanlooptijd in de productie, is in de productielink meer en meer het concurrentievermogen geworden dat wordt nagestreefd door mensen met een visie.
Bij de vervaardiging van elektronische producten, met de miniaturisatie en complexiteit van producten, wordt de assemblagedichtheid van printplaten steeds hoger.Dienovereenkomstig vereist de nieuwe generatie van het SMT-assemblageproces, dat op grote schaal wordt gebruikt, dat ontwerpers vanaf het allereerste begin rekening houden met de maakbaarheid.Als de slechte produceerbaarheid eenmaal is veroorzaakt door een slechte overweging bij het ontwerp, zal het onvermijdelijk het ontwerp wijzigen, wat onvermijdelijk de introductietijd van het product zal verlengen en de introductiekosten zal verhogen.Zelfs als de lay-out van de printplaat enigszins is gewijzigd, bedragen de kosten voor het opnieuw maken van de printplaat en de SMT-soldeerpasta-afdrukschermkaart duizenden of zelfs tienduizenden yuan, en moet het analoge circuit zelfs opnieuw worden gedebugd.
De vertraging van de importtijd kan ertoe leiden dat de onderneming de kans op de markt mist en zich strategisch in een zeer nadelige positie bevindt.Als het product echter zonder aanpassingen wordt vervaardigd, zal het onvermijdelijk fabricagefouten vertonen of de fabricagekosten verhogen, wat duurder zal zijn.Daarom geldt dat wanneer ondernemingen nieuwe producten ontwerpen, hoe eerder rekening wordt gehouden met de produceerbaarheid van het ontwerp, hoe bevorderlijker voor de effectieve introductie van nieuwe producten.
De maakbaarheid van PCB-ontwerp is onderverdeeld in twee categorieën, de ene is de verwerkingstechnologie voor het produceren van printplaten;De tweede verwijst naar het circuit en de structuur van de componenten en printplaten van het montageproces.Voor de verwerkingstechnologie van het produceren van printplaten zullen de algemene PCB-fabrikanten, vanwege de invloed van hun productiecapaciteit, ontwerpers zeer gedetailleerde eisen stellen, wat in de praktijk relatief goed is.Maar volgens het begrip van de auteur is het echte in de praktijk dat niet genoeg aandacht heeft gekregen, het tweede type, namelijk maakbaarheidsontwerp voor elektronische assemblage.De focus van dit artikel ligt ook op het beschrijven van de produceerbaarheidsproblemen waarmee ontwerpers rekening moeten houden in de fase van PCB-ontwerp.
Maakbaarheidsontwerp voor elektronische assemblage vereist dat PCB-ontwerpers aan het begin van PCB-ontwerp rekening houden met het volgende:
De selectie van de assemblagemodus en de lay-out van de componenten is een zeer belangrijk aspect van de maakbaarheid van PCB's, wat een grote invloed heeft op de assemblage-efficiëntie, kosten en productkwaliteit.In feite is de auteur met heel wat PCB's in aanraking gekomen, en er is nog steeds een gebrek aan aandacht voor enkele basisprincipes.
Over het algemeen worden, afhankelijk van de verschillende montagedichtheden van PCB's, de volgende montagemethoden aanbevolen:
Als circuitontwerper zou ik een goed begrip moeten hebben van het assemblageproces van PCB's, zodat ik in principe geen fouten kan maken.Bij het selecteren van de assemblagemodus is het, naast het overwegen van de assemblagedichtheid van PCB's en de moeilijkheid van bedrading, noodzakelijk om rekening te houden met de typische processtroom van deze assemblagemodus en het niveau van procesapparatuur van de onderneming zelf.Als de onderneming geen goed golflasproces heeft, kan het kiezen van de vijfde montagemethode in de bovenstaande tabel u veel problemen opleveren.Het is ook vermeldenswaard dat als het golfsoldeerproces is gepland voor het lasoppervlak, het moet worden vermeden om het proces te compliceren door een paar SMDS op het lasoppervlak te plaatsen.
De lay-out van PCB-componenten heeft een zeer belangrijke invloed op de productie-efficiëntie en kosten en is een belangrijke index om het PCB-ontwerp van de aansluitbaarheid te meten.Over het algemeen zijn de componenten zo gelijkmatig, regelmatig en netjes mogelijk gerangschikt en in dezelfde richting en polariteitsverdeling gerangschikt.De regelmatige opstelling is handig voor inspectie en bevorderlijk voor het verbeteren van de patch/plug-in snelheid, uniforme verdeling is bevorderlijk voor warmteafvoer en optimalisatie van het lasproces.
Aan de andere kant, om het proces te vereenvoudigen, moeten PCB-ontwerpers zich er altijd van bewust zijn dat slechts één groepslasproces van reflow-lassen en golflassen kan worden gebruikt aan weerszijden van de PCB.Dit is vooral opmerkelijk in de montagedichtheid, het PCB-lasoppervlak moet worden verdeeld met meer patchcomponenten.De ontwerper moet overwegen welk groepslasproces hij moet gebruiken voor de gemonteerde componenten op het lasoppervlak.Bij voorkeur kan een golfsoldeerproces na patch-uitharding worden gebruikt om de pinnen van de geperforeerde apparaten tegelijkertijd op het componentoppervlak te lassen.
Patchcomponenten voor golflassen hebben echter relatief strikte beperkingen, alleen 0603 en grotere chipweerstand, SOT, SOIC (pinafstand ≥1 mm en hoogte minder dan 2,0 mm) lassen.Voor componenten verdeeld over het lasoppervlak, moet de richting van de pinnen loodrecht staan op de transmissierichting van PCB tijdens golftoplassen, om ervoor te zorgen dat de laseinden of -draden aan beide zijden van de componenten tegelijkertijd worden ondergedompeld in lassen tijd.
De plaatsingsvolgorde en afstand tussen aangrenzende componenten moeten ook voldoen aan de vereisten van golftoplassen om het "afschermingseffect" te voorkomen, zoals getoond in FIG.1. Bij het gebruik van golfsolderen moeten SOIC en andere multi-pin componenten worden ingesteld in de richting van de tinstroom aan twee (elke zijde 1) soldeervoeten, om continu lassen te voorkomen.
Componenten van hetzelfde type moeten in dezelfde richting op het bord worden geplaatst, waardoor het gemakkelijker wordt om de componenten te monteren, inspecteren en lassen.Als bijvoorbeeld de negatieve aansluitingen van alle radiale condensatoren naar de rechterkant van de plaat zijn gericht, alle DIP-inkepingen in dezelfde richting zijn gericht, enz., kan de instrumentatie worden versneld en het gemakkelijker worden om fouten te vinden.Zoals weergegeven in figuur 2, is het, aangezien bord A deze methode gebruikt, gemakkelijk om de omgekeerde condensator te vinden, terwijl bord B meer tijd nodig heeft om het te vinden.In feite kan een bedrijf de oriëntatie van alle printplaatcomponenten die het maakt, standaardiseren.Sommige bordlay-outs laten dit niet noodzakelijkerwijs toe, maar het zou een inspanning moeten zijn.
Met welke maakbaarheidsproblemen moet rekening worden gehouden bij het ontwerpen van PCB's
Soortgelijke componenttypen moeten ook zoveel mogelijk aan elkaar worden geaard, met alle voetjes van de componenten in dezelfde richting, zoals weergegeven in afbeelding 3.
De auteur is echter inderdaad nogal wat PCB's tegengekomen, waar de assemblagedichtheid te hoog is en het lasoppervlak van de PCB ook moet worden verdeeld met hoge componenten zoals tantaalcondensator en patch-inductantie, evenals SOIC met dunne tussenruimten en TSOP.In dit geval is het alleen mogelijk om dubbelzijdig bedrukte soldeerpasta-pleisters te gebruiken voor terugstroomlassen, en plug-in componenten moeten zoveel mogelijk worden geconcentreerd in de distributie van componenten om aan te passen aan handmatig lassen.Een andere mogelijkheid is dat de geperforeerde elementen op het componentoppervlak zo ver mogelijk worden verdeeld in een paar rechte hoofdlijnen om het selectieve golfsoldeerproces mogelijk te maken, waardoor handmatig lassen kan worden vermeden en de efficiëntie kan worden verbeterd, en de kwaliteit van het lassen kan worden gegarandeerd.Discrete soldeerverbindingsverdeling is een groot taboe bij selectief golfsolderen, wat de verwerkingstijd zal vermenigvuldigen.
Bij het aanpassen van de positie van componenten in de printplaatmap moet gelet worden op de één-op-één overeenkomst tussen componenten en zeefdruksymbolen.Als de componenten worden verplaatst zonder de zeefdruksymbolen naast de componenten te verplaatsen, wordt dit een groot kwaliteitsrisico bij de fabricage, omdat in de daadwerkelijke productie zeefdruksymbolen de industrietaal zijn die de productie kan sturen.
Op dit moment is elektronische montage een van de industrieën met een zekere mate van automatisering, de automatiseringsapparatuur die bij de productie wordt gebruikt, vereist automatische transmissie van PCB's, zodat de transmissierichting van PCB's (meestal voor de lange zijrichting), de bovenste en onderste elk hebben een niet minder dan 3-5 mm brede klemrand, om automatische transmissie te vergemakkelijken, vermijd nabij de rand van het bord vanwege de klemming kan niet automatisch worden gemonteerd.
De rol van positioneringsmarkeringen is dat PCB ten minste twee of drie positioneringsmarkeringen moet bieden voor het optische identificatiesysteem om PCB nauwkeurig te lokaliseren en PCB-bewerkingsfouten te corrigeren voor de assemblageapparatuur die veel wordt gebruikt bij optische positionering.Van de veelgebruikte positioneringsmarkeringen moeten er twee op de diagonaal van de printplaat worden verdeeld.De selectie van positioneringsmarkeringen maakt over het algemeen gebruik van standaardafbeeldingen, zoals een solide ronde pad.Om identificatie te vergemakkelijken, moet er een leeg gebied rond de markeringen zijn zonder andere circuitkenmerken of markeringen, waarvan de grootte niet kleiner mag zijn dan de diameter van de markeringen (zoals weergegeven in figuur 4) en de afstand tussen de markeringen en de rand van het bord moet meer dan 5 mm zijn.
Bij de productie van PCB's zelf, maar ook bij het assemblageproces van semi-automatische plug-in, ICT-testen en andere processen, moet PCB twee tot drie positioneringsgaten in de hoeken bieden.
Bij het assembleren van PCB's met kleine afmetingen of onregelmatige vormen, zal het aan veel beperkingen onderhevig zijn, dus wordt het over het algemeen aangenomen om meerdere kleine PCB's te assembleren tot PCB's van de juiste maat, zoals weergegeven in figuur 5. Over het algemeen PCB's met een enkele zijde van minder dan 150 mm kan worden overwogen om de lasmethode toe te passen.Met twee, drie, vier, enz. kan de grootte van grote PCB's worden gesplitst naar het juiste verwerkingsbereik.Over het algemeen is een PCB met een breedte van 150 mm ~ 250 mm en een lengte van 250 mm ~ 350 mm de meest geschikte maat bij automatische assemblage.
Een andere manier van het bord is om de PCB met SMD aan beide zijden van een positieve en negatieve spelling in een groot bord te plaatsen, zo'n bord is algemeen bekend als Yin en Yang, over het algemeen om de kosten van het schermbord te besparen, dat wil zeggen, via zo'n bord heb je oorspronkelijk twee zijden van het schermbord nodig, nu hoef je alleen nog maar een schermbord te openen.Bovendien, wanneer de technici het lopende programma van de SMT-machine voorbereiden, is de PCB-programmeerefficiëntie van Yin en Yang ook hoger.
Wanneer het bord is verdeeld, kan de verbinding tussen de subborden worden gemaakt van dubbelzijdige V-vormige groeven, lange sleufgaten en ronde gaten, enz., maar het ontwerp moet zoveel mogelijk worden overwogen om de scheidingslijn in een rechte lijn, om het bord te vergemakkelijken, maar houd er ook rekening mee dat de scheidingszijde niet te dicht bij de PCB-lijn kan zijn, zodat de PCB gemakkelijk kan worden beschadigd wanneer het bord.
Er is ook een zeer zuinig bord en verwijst niet naar de printplaat, maar naar het gaas van het grafische rasterbord.Met de toepassing van een automatische soldeerpasta-drukpers heeft de huidige, meer geavanceerde drukpers (zoals DEK265) de grootte van 790 × 790 mm staalgaas mogelijk gemaakt, een meerzijdig PCB-gaaspatroon opgezet, een stuk staalgaas kunnen bereiken voor het bedrukken van meerdere producten, is een zeer kostenbesparende praktijk, vooral geschikt voor de productkenmerken van kleine series en verschillende fabrikanten.
Het testbaarheidsontwerp van SMT is voornamelijk voor de huidige ICT-apparatuursituatie.Er wordt rekening gehouden met testkwesties voor postproductieproductie in SMB-ontwerpen voor circuit- en opbouw-PCB's.Om het testbaarheidsontwerp te verbeteren, moeten twee vereisten van procesontwerp en elektrisch ontwerp worden overwogen.
De nauwkeurigheid van de positionering, de fabricageprocedure van het substraat, de grootte van het substraat en het type sonde zijn allemaal factoren die de betrouwbaarheid van de sonde beïnvloeden.
(1) positioneringsgat.De fout bij het positioneren van gaten op het substraat moet binnen ± 0,05 mm liggen.Plaats minimaal twee positioneringsgaten zo ver mogelijk uit elkaar.Het gebruik van niet-metalen positioneringsgaten om de dikte van de soldeerlaag te verminderen, kan niet voldoen aan de tolerantie-eisen.Als het substraat in zijn geheel wordt vervaardigd en vervolgens afzonderlijk wordt getest, moeten de positioneringsgaten zich op het moederbord en elk afzonderlijk substraat bevinden.
(2) De diameter van het testpunt is niet minder dan 0,4 mm en de afstand tussen aangrenzende testpunten is meer dan 2,54 mm, niet minder dan 1,27 mm.
(3) Componenten waarvan de hoogte hoger is dan * mm mogen niet op het testoppervlak worden geplaatst, omdat dit een slecht contact tussen de sonde van de online testopstelling en het testpunt zal veroorzaken.
(4) Plaats het testpunt op 1,0 mm afstand van het onderdeel om schade door stoten tussen de sonde en het onderdeel te voorkomen.Er mogen geen componenten of testpunten zijn binnen 3,2 mm van de ring van het positioneringsgat.
(5) Het testpunt mag niet binnen 5 mm van de rand van de printplaat worden geplaatst, die wordt gebruikt om de kleminrichting te waarborgen.Dezelfde procesrand is meestal vereist in productieapparatuur voor transportbanden en SMT-apparatuur.
(6) Alle detectiepunten moeten zijn gemaakt van vertind of geleidend metaal met een zachte textuur, gemakkelijke penetratie en niet-oxidatie om een betrouwbaar contact te garanderen en de levensduur van de sonde te verlengen.
(7) het testpunt kan niet worden bedekt door soldeerweerstand of tekstinkt, anders zal het contactoppervlak van het testpunt verminderen en de betrouwbaarheid van de test verminderen.
(1) Het SMC/SMD-testpunt van het componentoppervlak moet zo ver mogelijk door het gat naar het lasoppervlak worden geleid en de gatdiameter moet groter zijn dan 1 mm.Op deze manier kunnen enkelzijdige naaldbedden worden gebruikt voor online testen, waardoor de kosten van online testen worden verlaagd.
(2) Elk elektrisch knooppunt moet een testpunt hebben en elk IC moet een testpunt hebben van VOEDING en AARDE, en zo dicht mogelijk bij dit onderdeel, binnen het bereik van 2,54 mm van het IC.
(3) De breedte van het testpunt kan worden vergroot tot 40 mil breed wanneer deze is ingesteld op de circuitroutering.
(4) Verdeel de testpunten gelijkmatig over de printplaat.Als de sonde geconcentreerd is in een bepaald gebied, zal de hogere druk de te testen plaat of het naaldbed vervormen, waardoor verder wordt voorkomen dat een deel van de sonde het testpunt bereikt.
(5) De voedingslijn op de printplaat moet worden verdeeld in regio's om het testbreekpunt in te stellen, zodat wanneer de stroomontkoppelingscondensator of andere componenten op de printplaat kortsluiting met de voeding lijken, het foutpunt sneller wordt gevonden en nauwkeurig.Bij het ontwerpen van breekpunten moet rekening worden gehouden met het draagvermogen na het hervatten van het testbreekpunt.
Figuur 6 toont een voorbeeld van een testpuntontwerp.Het testblok wordt bij de geleidingsdraad van het onderdeel geplaatst door de verlengkabel of het testknooppunt wordt gebruikt door het geperforeerde kussentje.Het is ten strengste verboden om het testknooppunt op de soldeerverbinding van het onderdeel te selecteren.Deze test kan de virtuele lasnaad onder druk van de sonde naar de ideale positie laten extruderen, zodat de virtuele lasfout wordt verdoezeld en het zogenaamde "foutmaskeringseffect" optreedt.De sonde kan direct inwerken op het eindpunt of de pen van het onderdeel vanwege de voorspanning van de sonde veroorzaakt door de positioneringsfout, wat schade aan het onderdeel kan veroorzaken.
Met welke produceerbaarheidsproblemen moet rekening worden gehouden bij het ontwerpen van PCB's?
Het bovenstaande zijn enkele van de belangrijkste principes waarmee rekening moet worden gehouden bij het ontwerpen van PCB's.Bij het fabricageontwerp van PCB's gericht op elektronische assemblage, zijn er nogal wat details, zoals de redelijke indeling van de bijpassende ruimte met de structurele onderdelen, redelijke verdeling van zeefdrukafbeeldingen en tekst, juiste verdeling van zware of grote verwarmingsapparaatlocatie , In de ontwerpfase van PCB's is het noodzakelijk om het testpunt en de testruimte in de juiste positie in te stellen en rekening te houden met de interferentie tussen de matrijs en de nabijgelegen gedistribueerde componenten wanneer de koppelingen worden geïnstalleerd door het trek- en drukklinkproces.Een PCB-ontwerper overweegt niet alleen hoe goede elektrische prestaties en een mooie lay-out kunnen worden verkregen, maar ook een even belangrijk punt, namelijk de maakbaarheid in PCB-ontwerp, om hoge kwaliteit, hoge efficiëntie en lage kosten te bereiken.
Contacteer op elk ogenblik ons
