Якія пытанні тэхналагічнасці варта ўлічваць пры распрацоўцы друкаванай платы

1. Прадмова дызайну друкаванай платы

З ростам канкурэнцыі на рынку камунікацыйных і электронных прадуктаў жыццёвы цыкл прадуктаў скарачаецца. Мадэрнізацыя арыгінальных прадуктаў і хуткасць выпуску новых прадуктаў гуляюць усё больш важную ролю ў выжыванні і развіцці прадпрыемства. Як атрымаць новыя прадукты з больш высокай тэхналагічнасцю і якасцю вырабу з меншым часам уводу ў вытворчасць, становіцца ўсё больш і больш канкурэнтаздольнасцю, якой імкнуцца дальнабачныя людзі.

Пры вытворчасці электронных вырабаў з мініяцюрызацыі і ўскладненнем вырабаў шчыльнасць мантажу друкаваных поплаткаў становіцца ўсё вышэй і вышэй. Адпаведна, працэс зборкі SMT новага пакалення, які шырока выкарыстоўваецца, патрабуе ад дызайнераў улічваць тэхналагічнасць у самым пачатку. Як толькі дрэнная тэхналагічнасць выклікана няправільным улічваннем канструкцыі, яна абавязкова зменіць канструкцыю, што непазбежна падоўжыць час укаранення прадукту і павялічыць кошт укаранення. Нават калі кампаноўка друкаванай платы нязначна зменена, кошт паўторнага вырабу друкаванай платы і трафарэтнай платы з паяльнай пастай SMT дасягае тысяч ці нават дзясяткаў тысяч юаняў, а аналагавая схема нават патрабуе паўторнай адладкі. Затрымка часу імпарту можа прывесці да таго, што прадпрыемства ўпусціць магчымасць на рынку і апынецца ў вельмі нявыгадным стратэгічным становішчы. Аднак, калі прадукт вырабляецца без мадыфікацый, ён непазбежна будзе мець вытворчыя дэфекты або павялічыць выдаткі на вытворчасць, што будзе даражэй. Такім чынам, калі прадпрыемствы распрацоўваюць новую прадукцыю, чым раней разглядаецца тэхналагічнасць канструкцыі, тым больш спрыяе эфектыўнае ўкараненне новай прадукцыі.

2. Змест, якое трэба ўлічваць пры распрацоўцы друкаванай платы

Тэхналагічнасць дызайну друкаванай платы дзеліцца на дзве катэгорыі, адна - гэта тэхналогія апрацоўкі вытворчасці друкаваных поплаткаў; Другі адносіцца да схемы і структуры кампанентаў і друкаваных поплаткаў працэсу мантажу. Для тэхналогіі апрацоўкі вытворчасці друкаваных поплаткаў агульныя вытворцы друкаваных плат, з-за ўплыву іх вытворчых магутнасцей, будуць прадастаўляць дызайнерам вельмі падрабязныя патрабаванні, што адносна добра на практыцы. Але, паводле разумення аўтара, рэальным на практыцы, якому не нададзена дастатковай увагі, з'яўляецца другі тып, а менавіта тэхналагічнасць канструкцыі для зборкі электронікі. У цэнтры ўвагі гэтага дакумента таксама апісанне праблем тэхналагічнасці, якія дызайнеры павінны ўлічваць на этапе распрацоўкі друкаванай платы.

Праектаванне тэхналагічнасці электронных зборак патрабуе ад распрацоўшчыкаў друкаваных плат улічваць наступнае ў пачатку праектавання друкаваных плат:

2.1 Адпаведны выбар рэжыму зборкі і размяшчэння кампанентаў у канструкцыі друкаванай платы

Выбар рэжыму зборкі і кампаноўкі кампанентаў з'яўляецца вельмі важным аспектам тэхналагічнасці друкаванай платы, які мае вялікі ўплыў на эфектыўнасць зборкі, кошт і якасць прадукцыі. Фактычна, аўтар сутыкнуўся з даволі вялікай колькасцю друкаваных плат, і да гэтага часу не ўлічваюцца некаторыя асноўныя прынцыпы.

(1) Выберыце адпаведны метад зборкі

Як правіла, у залежнасці ад рознай шчыльнасці зборкі друкаванай платы рэкамендуюцца наступныя метады зборкі:

Як інжынер-схемаканструктар, я павінен правільна разумець працэс зборкі друкаванай платы, каб у прынцыпе пазбегнуць некаторых памылак. Пры выбары рэжыму зборкі, у дадатак да ўліку шчыльнасці зборкі друкаванай платы і складанасці праводкі, неабходна ўлічваць тыпавую тэхналогію гэтага рэжыму зборкі і ўзровень тэхналагічнага абсталявання самога прадпрыемства. Калі на прадпрыемстве няма якаснага працэсу хвалевай зваркі, то выбар пятага спосабу зборкі ў табліцы вышэй можа даставіць вам шмат клопатаў. Варта таксама адзначыць, што калі працэс паяння хваляй плануецца для зварачнай паверхні, варта пазбягаць ўскладнення працэсу размяшчэннем некалькіх SMDS на паверхні зваркі.

(2) Размяшчэнне кампанентаў

Размяшчэнне кампанентаў друкаванай платы мае вельмі важны ўплыў на эфектыўнасць вытворчасці і кошт і з'яўляецца важным паказчыкам для вымярэння канструкцыі друкаванай платы магчымасці злучэння. Наогул кажучы, кампаненты размешчаны як мага раўнамерней, рэгулярна і акуратна, і размешчаны ў тым жа кірунку і размеркаванні палярнасці. Рэгулярнае размяшчэнне зручнае для праверкі і спрыяе паляпшэнню хуткасці патча/падключэння, раўнамернае размеркаванне спрыяе рассейванню цяпла і аптымізацыі працэсу зваркі. З іншага боку, каб спрасціць працэс, распрацоўнікам друкаванай платы заўсёды варта ведаць, што з абодвух бакоў друкаванай платы можа выкарыстоўвацца толькі адзін працэс групавой зваркі: зварка аплавленнем і зварка хвалямі. Гэта асабліва характэрна для шчыльнасці зборкі, паверхня зваркі друкаванай платы павінна быць размеркавана з большай колькасцю кампанентаў. Дызайнер павінен разгледзець, які групавы працэс зваркі выкарыстоўваць для ўстаноўленых кампанентаў на паверхні зваркі. Пажадана, калі працэс паяння хваляй пасля зацвярдзення пластыру можна выкарыстоўваць для адначасовай зваркі штыфтаў перфараваных прылад на паверхні кампанента. Тым не менш, кампаненты хвалевай зваркі маюць адносна строгія абмежаванні, толькі 0603 і больш супраціў чыпаў, SOT, SOIC (адлегласць паміж штыфтамі ≥1 мм і вышыня менш за 2,0 мм) зварка. Для кампанентаў, размеркаваных на зварачнай паверхні, кірунак штыфтаў павінен быць перпендыкулярным кірунку перадачы друкаванай платы падчас зваркі грэбнем хвалі, каб гарантаваць, што зварныя канцы або провады з абодвух бакоў кампанентаў пагружаны ў зварку адначасова. Парадак размяшчэння і адлегласць паміж суседнімі кампанентамі таксама павінны адпавядаць патрабаванням зваркі грэбнем хвалі, каб пазбегнуць "экрануючага эфекту", як паказана на мал. 1. Пры выкарыстанні хвалевай пайкі SOIC і іншых шматкантактных кампанентаў трэба ўсталяваць у напрамку патоку волава на дзвюх (з кожнага боку па 1) ножках, каб прадухіліць бесперапынную зварку.

Кампаненты падобнага тыпу павінны быць размешчаны ў адным кірунку на плаце, што палягчае мантаж, праверку і зварку кампанентаў. Напрыклад, калі адмоўныя клемы ўсіх радыяльных кандэнсатараў звернуты да правага боку пласціны, усе выемкі DIP звернуты ў адзін бок і г.д., гэта можа паскорыць прыборы і палегчыць пошук памылак. Як паказана на малюнку 2, паколькі на плаце A выкарыстоўваецца гэты метад, лёгка знайсці зваротны кандэнсатар, у той час як на плаце B патрабуецца больш часу, каб знайсці яго. Фактычна, кампанія можа стандартызаваць арыентацыю ўсіх кампанентаў друкаванай платы, якія яна вырабляе. Некаторыя макеты дошак не абавязкова дазваляюць гэта, але трэба прыкласці намаганні.

Якія пытанні тэхналагічнасці варта ўлічваць пры праектаванні друкаванай платы

Акрамя таго, аналагічныя тыпы кампанентаў павінны быць заземлены разам, наколькі гэта магчыма, з нагамі ўсіх кампанентаў у адным кірунку, як паказана на малюнку 3.

Тым не менш, аўтар сапраўды сутыкнуўся з даволі вялікай колькасцю PCBS, дзе шчыльнасць зборкі занадта высокая, і зварная паверхня PCB таксама павінна быць размеркавана з высокімі кампанентамі, такімі як танталавы кандэнсатар і індуктыўнасць пластыраў, а таксама SOIC і TSOP з тонкім інтэрвалам. У гэтым выпадку для зваротнай зваркі можна выкарыстоўваць толькі двухбаковы надрукаваны пластыр паяльнай пасты, а ўстаўныя кампаненты павінны быць сканцэнтраваны, наколькі гэта магчыма, у размеркаванні кампанентаў, каб адаптавацца да ручной зваркі. Іншая магчымасць заключаецца ў тым, што перфараваныя элементы на паверхні кампанента павінны быць размеркаваны як мага далей па некалькіх асноўных прамых лініях, каб прыстасавацца да працэсу селектыўнай пайкі хваляй, што дазваляе пазбегнуць ручной зваркі і павысіць эфектыўнасць, а таксама забяспечыць якасць зваркі. Дыскрэтнае размеркаванне паяных злучэнняў з'яўляецца галоўным табу пры селектыўнай пайцы хвалямі, што павялічвае час апрацоўкі ў некалькі разоў.

Пры рэгуляванні становішча кампанентаў у файле друкаванай платы неабходна звярнуць увагу на ўзаемнае адпаведнасць кампанентаў і сімвалаў шаўкаграфіі. Калі кампаненты перамяшчаюцца без адпаведнага перамяшчэння сімвалаў шаўкаграфіі побач з кампанентамі, гэта стане сур'ёзнай небяспекай для якасці ў вытворчасці, таму што ў рэальным вытворчасці сімвалы шаўкаграфіі з'яўляюцца галіновай мовай, якая можа кіраваць вытворчасцю.

2.2 Плата павінна быць абсталявана заціскнымі кантамі, пазіцыянацыйнымі пазнакамі і адтулінамі для пазіцыянавання працэсу, неабходнымі для аўтаматычнай вытворчасці.

У цяперашні час электронны мантаж з'яўляецца адной з галін прамысловасці са ступенню аўтаматызацыі. Абсталяванне аўтаматызацыі, якое выкарыстоўваецца ў вытворчасці, патрабуе аўтаматычнай перадачы друкаванай платы, так што кірунак перадачы друкаванай платы (як правіла, для напрамку доўгага боку), верхняя і ніжняя кожная маюць заціскныя краю не менш за 3-5 мм у шырыню, каб палегчыць аўтаматычную перадачу, пазбягайце паблізу краю дошкі з-за таго, што заціск не можа аўтаматычна мантавацца.

Роля маркераў пазіцыянавання заключаецца ў тым, што друкаваная плата павінна забяспечваць як мінімум два-тры маркеры пазіцыянавання для сістэмы аптычнай ідэнтыфікацыі, каб дакладна вызначаць месцазнаходжанне друкаванай платы і выпраўляць памылкі апрацоўкі друкаванай платы для зборачнага абсталявання, якое шырока выкарыстоўваецца ў аптычным пазіцыянаванні. З маркераў пазіцыянавання, якія звычайна выкарыстоўваюцца, два павінны быць размеркаваны па дыяганалі друкаванай платы. Для выбару пазіцыянуючых знакаў звычайна выкарыстоўваецца стандартная графіка, напрыклад суцэльная круглая панэль. Для палягчэння ідэнтыфікацыі вакол знакаў павінна быць пустая зона без іншых элементаў схемы або знакаў, памер якой не павінен быць меншым за дыяметр знакаў (як паказана на малюнку 4), а адлегласць паміж знакамі і краем дошкі павінна быць больш за 5 мм.

У працэсе вытворчасці самой друкаванай платы, а таксама ў працэсе зборкі паўаўтаматычнага плагіна, тэсціравання ІКТ і іншых працэсаў друкаваная плата павінна забяспечваць два-тры пазіцыянуючыя адтуліны ў кутах.

2.3 Рацыянальнае выкарыстанне панэляў для павышэння эфектыўнасці і гнуткасці вытворчасці

Пры зборцы друкаванай платы невялікіх памераў або няправільнай формы на яе распаўсюджваецца шмат абмежаванняў, таму звычайна прынята збіраць некалькі невялікіх друкаваных плат у друкаваную плату адпаведнага памеру, як паказана на малюнку 5. Як правіла, друкаваныя платы з памерам аднаго боку менш за 150 мм можна лічыць прынятым метадам зрошчвання. Па два, тры, чатыры і г.д. памер вялікай друкаванай платы можа быць злучаны з адпаведным дыяпазонам апрацоўкі. Як правіла, друкаваная плата шырынёй 150-250 мм і даўжынёй 250-350 мм з'яўляецца больш прыдатным памерам для аўтаматычнай зборкі.

Іншы спосаб платы - размясціць друкаваную плату з SMD па абодва бакі станоўчага і адмоўнага напісання ў вялікую плату, такая плата шырока вядомая як Інь і Ян, як правіла, для разгляду эканоміі кошту экраннай платы, гэта значыць праз такую ​​плату першапачаткова патрэбныя два бакі экраннай платы, цяпер трэба толькі адкрыць экранную плату. Акрамя таго, калі спецыялісты рыхтуюць запушчаную праграму машыны SMT, эфектыўнасць праграмавання друкаванай платы Інь і Ян таксама вышэй.

Калі плата падзелена, злучэнне паміж падплатамі можа быць зроблена з падвойных V-вобразных пазаў, доўгіх адтулін для шчылін і круглых адтулін і г.д., але канструкцыю трэба ўлічваць, наколькі гэта магчыма, каб зрабіць лінію падзелу прамой, каб палегчыць плату, але таксама ўлічвайце, што бок падзелу не можа быць занадта блізка да лініі друкаванай платы, каб друкаваную плату лёгка пашкодзіць, калі плата.

Існуе таксама вельмі эканамічная плата, якая адносіцца не да друкаванай платы, а да сеткі графічнай платы сеткі. З прымяненнем аўтаматычнага друкарскага прэса з паяльнай пастай сучасны больш дасканалы друкарскі станок (напрыклад, DEK265) дазваляе атрымаць сталёвую сетку памерам 790 × 790 мм, стварыць шматбаковы ўзор сеткі друкаванай платы, можа атрымаць кавалак сталёвай сеткі для друку некалькіх прадуктаў, гэта вельмі эканомія сродкаў, асабліва падыходзіць для характарыстык прадукту невялікіх партый і розных вытворцаў.

2.4 Меркаванні праверкі дызайну

Дызайн SMT для тэсціравання прызначаны ў асноўным для бягучай сітуацыі з абсталяваннем ІКТ. Праблемы тэсціравання для пост-прадакшн-вытворчасці ўлічваюцца ў схемных і павярхоўных канструкцыях друкаваных плат SMB. Для паляпшэння канструкцыі для тэсціравання неабходна ўлічваць два патрабаванні да праектавання працэсу і электрычнага праектавання.

2.4.1 Патрабаванні да праектавання працэсу

Дакладнасць пазіцыянавання, працэдура вырабу падкладкі, памер падкладкі і тып зонда - усё гэта фактары, якія ўплываюць на надзейнасць зонда.

(1) пазіцыянаванне адтуліну. Хібнасць размяшчэння адтулін на падкладцы павінна быць у межах ±0,05 мм. Размясціце па меншай меры два пазіцыянуючыя адтуліны як мага далей адзін ад аднаго. Выкарыстанне неметалічных адтулін для пазіцыянавання для памяншэння таўшчыні пакрыцця прыпоя не можа адпавядаць патрабаванням допуску. Калі падкладка вырабляецца ў цэлым і затым выпрабоўваецца асобна, адтуліны для пазіцыянавання павінны знаходзіцца на матчынай плаце і кожнай асобнай падкладцы.

(2) Дыяметр кантрольнай кропкі складае не менш за 0,4 мм, а адлегласць паміж суседнімі кантрольнымі кропкамі складае больш за 2,54 мм, не менш за 1,27 мм.

(3) Кампаненты, вышыня якіх перавышае * мм, не павінны размяшчацца на выпрабавальнай паверхні, што прывядзе да пагаршэння кантакту паміж зондам онлайн-тэставання і кантрольнай кропкай.

(4) Размесціце кантрольную кропку на адлегласці 1,0 мм ад кампанента, каб пазбегнуць пашкоджання пры ўдары паміж зондам і кампанентам. У межах 3,2 мм ад кольца пазіцыянавальнай адтуліны не павінна быць кампанентаў або кантрольных кропак.

(5) Тэставая кропка не павінна быць усталявана ў межах 5 мм ад краю друкаванай платы, які выкарыстоўваецца для забеспячэння заціскнога прыстасавання. Адна і тая ж грань працэсу звычайна патрабуецца ў абсталяванні для вытворчасці канвеернай стужкі і абсталяванні SMT.

(6) Для забеспячэння надзейнага кантакту і падаўжэння тэрміну службы зонда для забеспячэння надзейнага кантакту і падаўжэння тэрміну службы зонда ўсе кропкі выяўлення павінны быць зроблены з луджанага або металічнага праваправоднага матэрыялу з мяккай тэкстурай, лёгкім пранікненнем і неакісленнем.

(7) кантрольная кропка не можа быць пакрыта супраціўленнем прыпоя або тэкставымі чарніламі, у адваротным выпадку гэта паменшыць плошчу кантакту кантрольнай кропкі і знізіць надзейнасць тэсту.

2.4.2 Патрабаванні да электрычнай канструкцыі

(1) Выпрабавальная кропка SMC/SMD паверхні кампанента павінна быць праведзена да зварачнай паверхні праз адтуліну як мага далей, а дыяметр адтуліны павінен быць больш за 1 мм. Такім чынам, аднабаковыя іголкі можна выкарыстоўваць для тэсціравання ў інтэрнэце, што зніжае кошт тэсціравання ў інтэрнэце.

(2) Кожны электрычны вузел павінен мець тэставую кропку, і кожная мікрасхема павінна мець тэставую кропку ХАРЧАВАННЯ і ЗАЗЯЛЕННЯ, і як мага бліжэй да гэтага кампанента, у дыяпазоне 2,54 мм ад мікрасхемы.

(3) Шырыня тэставай кропкі можа быць павялічана да 40 міляў у шырыню, калі яна ўстаноўлена на ланцугу.

(4) Раўнамерна размеркуйце тэставыя кропкі на друкаванай дошцы. Калі зонд сканцэнтраваны ў пэўнай вобласці, больш высокі ціск дэфармуе доследную пласціну або ложа іголкі, яшчэ больш не даючы частцы зонда дасягнуць тэставай кропкі.

(5) Лінія сілкавання на друкаванай плаце павінна быць падзелена на вобласці, каб усталяваць кантрольную кропку, каб, калі кандэнсатар развязкі сілкавання або іншыя кампаненты друкаванай платы з'яўляюцца кароткім замыканнем на крыніцу сілкавання, хутчэй і дакладна знаходзілі месца няспраўнасці. Пры распрацоўцы кантрольных кропак неабходна ўлічваць магутнасць, якая несуць магутнасць пасля аднаўлення кантрольнай кропкі.

На малюнку 6 паказаны прыклад канструкцыі тэставай кропкі. Тэставы вузел усталёўваецца побач з провадам кампанента з дапамогай падаўжальніка або тэставы вузел выкарыстоўваецца з дапамогай перфараванай пляцоўкі. Тэставы вузел катэгарычна забараняецца выбіраць на месцы паяння кампанента. Гэта выпрабаванне можа прымусіць віртуальнае зварачнае злучэнне выціснуцца ў ідэальнае становішча пад ціскам зонда, так што віртуальная памылка зваркі будзе скрыта і ўзнікне так званы "эфект маскіроўкі няспраўнасці". Зонд можа непасрэдна ўздзейнічаць на канцавую кропку або штыфт кампанента з-за зрушэння зонда, выкліканага памылкай пазіцыянавання, што можа прывесці да пашкоджання кампанента.

Якія пытанні тэхналагічнасці варта ўлічваць пры распрацоўцы друкаванай платы?

3. Заключныя заўвагі па дызайне друкаванай платы

Вышэй прыведзены некаторыя асноўныя прынцыпы, якія варта ўлічваць пры распрацоўцы друкаванай платы. У канструкцыі вытворчасці друкаванай платы, арыентаванай на электронную зборку, ёсць даволі шмат дэталяў, такіх як разумнае размяшчэнне адпаведнай прасторы са структурнымі часткамі, разумнае размеркаванне шаўкаграфічнай графікі і тэксту, адпаведнае размяшчэнне цяжкіх або вялікіх награвальных прылад. На этапе праектавання друкаванай платы неабходна ўсталяваць кантрольную кропку і выпрабавальную прастору ў адпаведным становішчы, а таксама ўлічваць перашкоды паміж плашкай і бліжэйшымі размеркаванымі кампанентамі пры злучэнні усталёўваюцца працэсам заклёпвання цягам і прэсам. Дызайнер друкаванай платы не толькі разглядае спосабы атрымання добрых электрычных характарыстык і прыгожай кампаноўкі, але і не менш важны момант, якім з'яўляецца тэхналагічнасць пры распрацоўцы друкаванай платы, каб дасягнуць высокай якасці, высокай эфектыўнасці і нізкага кошту.