2024-01-19
Với sự cạnh tranh ngày càng tăng trên thị trường các sản phẩm truyền thông và điện tử, chu kỳ đời của sản phẩm đang rút ngắn.Việc nâng cấp sản phẩm gốc và tốc độ phát hành sản phẩm mới đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong sự tồn tại và phát triển của doanh nghiệpTrong liên kết sản xuất,làm thế nào để có được các sản phẩm mới với khả năng sản xuất cao hơn và chất lượng sản xuất với thời gian dẫn đầu ít hơn trong sản xuất đã trở thành ngày càng cạnh tranh theo đuổi bởi những người có tầm nhìn.
Trong sản xuất các sản phẩm điện tử, với sự thu nhỏ và phức tạp của các sản phẩm, mật độ lắp ráp của bảng mạch ngày càng cao hơn.thế hệ mới của quy trình lắp ráp SMT đã được sử dụng rộng rãi yêu cầu các nhà thiết kế xem xét khả năng sản xuất ngay từ đầuMột khi khả năng sản xuất kém là do sự xem xét kém trong thiết kế, nó buộc phải sửa đổi thiết kế,mà chắc chắn sẽ kéo dài thời gian giới thiệu sản phẩm và tăng chi phí giới thiệuNgay cả khi bố cục PCB được thay đổi một chút, chi phí tái sản xuất bảng in và SMT hàn bột in bảng màn hình là lên đến hàng ngàn hoặc thậm chí hàng chục ngàn nhân dân tệ,và mạch tương tự thậm chí cần phải được debugging lạiSự chậm trễ của thời gian nhập khẩu có thể khiến doanh nghiệp bỏ lỡ cơ hội trên thị trường và ở trong một vị trí rất bất lợi về mặt chiến lược.nếu sản phẩm được sản xuất mà không thay đổiDo đó, khi các doanh nghiệp thiết kế các sản phẩm mới, họ sẽ không thể tránh khỏi các lỗi sản xuất hoặc tăng chi phí sản xuất, điều này sẽ tốn kém hơn.càng sớm tính khả năng sản xuất của thiết kế, thuận lợi hơn cho việc giới thiệu hiệu quả các sản phẩm mới.
Khả năng sản xuất thiết kế PCB được chia thành hai loại, một là công nghệ xử lý để sản xuất bảng mạch in;Thứ hai đề cập đến mạch và cấu trúc của các thành phần và bảng mạch in của quá trình lắp rápĐối với công nghệ chế biến sản xuất bảng mạch in, các nhà sản xuất PCB chung, do ảnh hưởng của năng lực sản xuất của họ,sẽ cung cấp cho các nhà thiết kế với các yêu cầu rất chi tiếtNhưng theo sự hiểu biết của tác giả, thực tế trong thực tế không được chú ý đủ, là loại thứ hai,cụ thể là thiết kế khả năng sản xuất cho bộ điện tửTrọng tâm của bài báo này cũng là mô tả các vấn đề về khả năng sản xuất mà các nhà thiết kế phải xem xét trong giai đoạn thiết kế PCB.
Thiết kế khả năng sản xuất cho lắp ráp điện tử đòi hỏi các nhà thiết kế PCB phải xem xét những điều sau đây khi bắt đầu thiết kế PCB:
Việc lựa chọn chế độ lắp ráp và bố trí thành phần là một khía cạnh rất quan trọng của khả năng sản xuất PCB, có tác động lớn đến hiệu quả lắp ráp, chi phí và chất lượng sản phẩm.tác giả đã tiếp xúc với khá nhiều PCB, và vẫn còn thiếu sự cân nhắc trong một số nguyên tắc rất cơ bản.
Nói chung, theo mật độ lắp ráp khác nhau của PCB, các phương pháp lắp ráp sau đây được khuyến cáo:
| Phương pháp lắp ráp | Sơ đồ | Quá trình lắp ráp chung |
| 1 SMD toàn diện một mặt | |
Bột hàn in đơn bảng, hàn tái dòng sau khi đặt |
| 2 SMD đầy đủ hai mặt | |
A. B-sides in printed solder paste, SMD reflow soldering or B-sides spot (printed glue) solid words after being peak soldering. A. B-side printed solder paste, SMD reflow soldering or B-side spot (printed glue) solid words after being peak soldering. |
| 3 Bộ phận nguyên bản một mặt | |
Bột hàn in, hàn tái dòng sau khi đặt SMD hàn sóng tương lai kém của các thành phần lỗ |
| 4 Các thành phần hỗn hợp ở phía A SMD đơn giản chỉ ở phía B | |
Bột hàn in trên mặt A, hàn tái dòng SMD; sau khi đốm (in) keo cố định SMD trên mặt B, lắp đặt các thành phần đục lỗ, hàn sóng THD và SMD trên mặt B |
| 5 Chèn ở phía A SMD đơn giản ở phía B | |
Sau khi làm cứng SMD bằng chất kết dính điểm (được in) ở mặt B, các thành phần lỗ được gắn và hàn sóng vào SMD THD và mặt B |
Là một kỹ sư thiết kế mạch, tôi nên có một sự hiểu biết chính xác về quá trình lắp ráp PCB, để tôi có thể tránh làm một số sai lầm về nguyên tắc.ngoài việc xem xét mật độ lắp ráp của PCB và khó khăn của dây, cần phải xem xét dòng chảy quy trình điển hình của chế độ lắp ráp này và mức độ thiết bị quy trình của chính doanh nghiệp.sau đó chọn phương pháp lắp ráp thứ năm trong bảng trên có thể mang lại cho bạn rất nhiều rắc rốiCũng cần lưu ý rằng nếu quy trình hàn sóng được lên kế hoạch cho bề mặt hàn, nên tránh phức tạp quá trình bằng cách đặt một vài SMDS trên bề mặt hàn.
Sự sắp xếp của các thành phần PCB có tác động rất quan trọng đến hiệu quả sản xuất và chi phí và là một chỉ số quan trọng để đo thiết kế PCB của khả năng kết nối.các thành phần được sắp xếp như đồng đều, thường xuyên, và gọn gàng nhất có thể, và được sắp xếp theo cùng một hướng và phân bố cực.Sự sắp xếp thông thường là thuận tiện để kiểm tra và thuận lợi để cải thiện tốc độ vá / cắm, phân bố đồng đều có lợi cho việc phân tán nhiệt và tối ưu hóa quá trình hàn.Các nhà thiết kế PCB nên luôn nhận thức được rằng chỉ có một quy trình hàn nhóm của hàn reflow và hàn sóng có thể được sử dụng ở cả hai bên của PCBĐiều này đặc biệt đáng chú ý trong mật độ lắp ráp, bề mặt hàn PCB phải được phân phối với nhiều thành phần vá hơn.Nhà thiết kế nên xem xét quy trình hàn nhóm nào để sử dụng cho các thành phần gắn trên bề mặt hànƯu tiên, một quy trình hàn sóng sau khi hàn đệm có thể được sử dụng để hàn các chân của các thiết bị lỗ trên bề mặt thành phần cùng một lúc.Các thành phần vá hàn sóng có những hạn chế tương đối nghiêm ngặt, chỉ 0603 và trên kích thước chip kháng, SOT, SOIC (các chân cách ≥ 1mm và chiều cao dưới 2,0mm) hàn.hướng của các chân nên thẳng đứng với hướng truyền của PCB trong sóng crest hàn, để đảm bảo rằng các đầu hàn hoặc dây dẫn ở cả hai bên của các thành phần được đắm trong hàn cùng một lúc.Trật tự sắp xếp và khoảng cách giữa các thành phần liền kề cũng nên đáp ứng các yêu cầu của hàn đỉnh sóng để tránh "hiệu ứng che chắn"Khi sử dụng sóng hàn SOIC và các thành phần đa chân khác, nên được đặt theo hướng dòng kẽm tại hai (mỗi bên 1) chân hàn, để ngăn ngừa hàn liên tục.
Các thành phần của loại tương tự nên được sắp xếp theo cùng một hướng trên bảng, giúp dễ dàng lắp đặt, kiểm tra và hàn các thành phần.có các đầu âm của tất cả các tụ điện quang hướng về phía bên phải của tấm, có tất cả các notch DIP hướng về cùng một hướng, vv, có thể tăng tốc độ đo lường và dễ dàng tìm thấy lỗi.nó dễ dàng để tìm thấy tụ điện ngược, trong khi Board B mất nhiều thời gian hơn để tìm thấy nó. Trên thực tế, một công ty có thể chuẩn hóa định hướng của tất cả các thành phần của bảng mạch mà nó sản xuất. Một số bố cục bảng có thể không nhất thiết cho phép điều này,nhưng nó phải là một nỗ lực.
Những vấn đề về khả năng sản xuất nên được xem xét trong thiết kế PCB
Ngoài ra, các loại thành phần tương tự nên được nối đất với nhau càng nhiều càng tốt, với tất cả các chân thành phần theo cùng một hướng, như được hiển thị trong hình 3.
Tuy nhiên, tác giả đã thực sự gặp một số PCBS, nơi mật độ lắp ráp quá cao,và bề mặt hàn của PCB cũng phải được phân phối với các thành phần cao như điện tụ tantalum và cảm ứng patch, cũng như SOIC và TSOP có khoảng cách mỏng. Trong trường hợp này, chỉ có thể sử dụng miếng dán hàn in hai mặt để hàn ngược,và các thành phần cắm phải được tập trung càng nhiều càng tốt trong việc phân phối các thành phần để thích nghi với hàn bằng tayMột khả năng khác là các yếu tố đục trên mặt thành phần nên được phân phối càng xa càng tốt trong một vài đường thẳng chính để phù hợp với quá trình hàn sóng chọn lọc.có thể tránh hàn bằng tay và cải thiện hiệu quảPhân phối khớp hàn riêng biệt là một điều cấm kỵ lớn trong hàn sóng chọn lọc, điều này sẽ làm tăng gấp nhiều lần thời gian xử lý.
Khi điều chỉnh vị trí của các thành phần trong tệp bảng in, cần phải chú ý đến sự tương ứng một-một giữa các thành phần và các biểu tượng màn in.Nếu các thành phần được di chuyển mà không tương ứng di chuyển các biểu tượng màn hình lụa bên cạnh các thành phần, nó sẽ trở thành một nguy cơ chất lượng lớn trong sản xuất, bởi vì trong sản xuất thực tế, các biểu tượng màn in là ngôn ngữ của ngành công nghiệp có thể hướng dẫn sản xuất.
Hiện tại, lắp ráp điện tử là một trong những ngành công nghiệp có mức độ tự động hóa, thiết bị tự động hóa được sử dụng trong sản xuất đòi hỏi truyền tự động PCB,để hướng truyền của PCB (thường cho hướng bên dài), mỗi bên trên và dưới đều có cạnh kẹp rộng không dưới 3-5mm, để tạo điều kiện chuyển động tự động,tránh gần cạnh của bảng do kẹp không thể tự động gắn.
The role of positioning markers is that PCB needs to provide at least two or three positioning markers for the optical identification system to accurately locate PCB and correct PCB machining errors for the assembly equipment which is widely used in optical positioningTrong số các dấu hiệu định vị thường được sử dụng, hai phải được phân bố trên đường chéo của PCB.Để dễ dàng xác định, nên có một khu vực trống xung quanh các dấu hiệu mà không có các tính năng hoặc dấu hiệu mạch khác, kích thước của nó không nên nhỏ hơn đường kính của các dấu hiệu (như thể hiện trong hình 4),và khoảng cách giữa các dấu hiệu và cạnh của bảng phải hơn 5mm.
Trong sản xuất PCB chính nó, cũng như trong quá trình lắp ráp của plug-in bán tự động, thử nghiệm ICT và các quy trình khác, PCB cần cung cấp hai đến ba lỗ vị trí trong các góc.
Khi lắp ráp PCB có kích thước nhỏ hoặc hình dạng không đều, nó sẽ phải chịu nhiều hạn chế, vì vậy nó thường được áp dụng để lắp ráp một số PCB nhỏ thành PCB có kích thước thích hợp,như được thể hiện trong hình 5Nói chung, PCB với kích thước một bên nhỏ hơn 150mm có thể được xem xét để áp dụng phương pháp ghép.kích thước của PCB lớn có thể được ghép vào phạm vi xử lý thích hợpNói chung, PCB với chiều rộng 150mm ~ 250mm và chiều dài 250mm ~ 350mm là kích thước phù hợp hơn trong lắp ráp tự động.
Một cách khác của bảng là sắp xếp PCB với SMD ở cả hai bên của một chính tả tích cực và tiêu cực vào một bảng lớn, một bảng như vậy thường được gọi là Yin và Yang,nói chung để xem xét tiết kiệm chi phí của bảng màn hình, đó là, thông qua một bảng như vậy, ban đầu cần hai bên của bảng màn hình, bây giờ chỉ cần mở một bảng màn hình.hiệu quả lập trình PCB của Yin và Yang cũng cao hơn.
Khi tấm được chia, kết nối giữa các tấm phụ có thể được thực hiện bằng các rãnh hình V hai mặt, lỗ khe dài và lỗ tròn, vv.nhưng thiết kế phải được xem xét càng xa càng tốt để làm cho đường phân ly trong một đường thẳng, để tạo điều kiện thuận lợi cho bảng, nhưng cũng xem xét rằng phía tách không thể quá gần với đường PCB để PCB dễ bị hư hại khi bảng.
Ngoài ra còn có một bảng rất kinh tế và không đề cập đến bảng PCB, nhưng để lưới của bảng đồ họa lưới.máy in hiện tại tiên tiến hơn (chẳng hạn như DEK265) đã cho phép kích thước của lưới thép 790 × 790mm, thiết lập một mô hình lưới PCB đa mặt, có thể đạt được một mảnh lưới thép cho việc in nhiều sản phẩm, là một thực tiễn tiết kiệm chi phí rất,đặc biệt phù hợp với đặc điểm sản phẩm của lô nhỏ và các nhà sản xuất đa dạng.
Thiết kế khả năng thử nghiệm của SMT chủ yếu dành cho tình hình thiết bị ICT hiện tại. Các vấn đề thử nghiệm cho sản xuất sau sản xuất được tính đến trong các thiết kế mạch và PCB SMB gắn trên bề mặt.Để cải thiện thiết kế khả năng kiểm tra, hai yêu cầu về thiết kế quy trình và thiết kế điện nên được xem xét.
Độ chính xác của vị trí, quy trình sản xuất chất nền, kích thước chất nền và loại đầu dò là tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy của đầu dò.
(1) lỗ vị trí. Sai lầm của lỗ vị trí trên nền nên trong vòng ± 0,05mm. Đặt ít nhất hai lỗ vị trí cách nhau càng tốt.Việc sử dụng lỗ vị trí phi kim loại để giảm độ dày của lớp phủ hàn không thể đáp ứng các yêu cầu dung saiNếu nền được sản xuất như một toàn bộ và sau đó được thử nghiệm riêng biệt, các lỗ vị trí phải được đặt trên bo mạch chủ và mỗi nền riêng lẻ.
(2) đường kính của điểm thử không ít hơn 0,4 mm, và khoảng cách giữa các điểm thử liền kề là hơn 2,54 mm, không ít hơn 1,27 mm.
(3) Các thành phần có chiều cao cao hơn * mm không nên được đặt trên bề mặt thử nghiệm, điều này sẽ gây ra sự tiếp xúc kém giữa đầu dò của thiết bị thử nghiệm trực tuyến và điểm thử nghiệm.
(4) Đặt điểm thử nghiệm cách thành phần 1,0 mm để tránh thiệt hại do va chạm giữa đầu dò và thành phần. Không nên có thành phần hoặc điểm thử nghiệm trong vòng 3.2mm của vòng tròn lỗ định vị.
(5) Điểm thử nghiệm không được đặt trong phạm vi 5mm của cạnh PCB, được sử dụng để đảm bảo thiết bị kẹp.Cùng một cạnh quy trình thường được yêu cầu trong thiết bị sản xuất dây chuyền vận chuyển và thiết bị SMT.
(6) Tất cả các điểm phát hiện phải được đóng hộp hoặc vật liệu dẫn điện kim loại với kết cấu mềm, dễ xuyên thấu,và không oxy hóa phải được chọn để đảm bảo tiếp xúc đáng tin cậy và kéo dài tuổi thọ của đầu dò.
(7) điểm thử nghiệm không thể được bao phủ bằng kháng hàn hoặc mực văn bản, nếu không, nó sẽ làm giảm diện tích tiếp xúc của điểm thử nghiệm và làm giảm độ tin cậy của thử nghiệm.
(1) Điểm thử nghiệm SMC/SMD của bề mặt thành phần nên được dẫn đến bề mặt hàn qua lỗ càng xa càng tốt, và đường kính lỗ nên lớn hơn 1 mm.giường kim một mặt có thể được sử dụng để thử nghiệm trực tuyến, do đó giảm chi phí kiểm tra trực tuyến.
(2) Mỗi nút điện phải có một điểm thử nghiệm, và mỗi IC phải có một điểm thử nghiệm của POWER và GROUND, và càng gần càng tốt với thành phần này, trong phạm vi 2,54mm từ IC.
(3) Chiều rộng của điểm thử nghiệm có thể được mở rộng đến 40mil rộng khi nó được thiết lập trên đường dẫn mạch.
(4) Phân phối đồng đều các điểm thử trên bảng in. Nếu đầu dò tập trung vào một khu vực nhất định, áp suất cao hơn sẽ biến dạng tấm hoặc giường kim đang được thử nghiệm,tiếp tục ngăn chặn một phần của đầu dò đến điểm thử nghiệm.
(5) The power supply line on the circuit board should be divided into regions to set the test breakpoint so that when the power decoupling capacitor or other components on the circuit board appear short circuit to the power supplyKhi thiết kế điểm ngắt, khả năng mang điện sau khi tiếp tục điểm ngắt thử nghiệm nên được xem xét.
Hình 6 cho thấy một ví dụ về thiết kế điểm thử nghiệm. Pad thử nghiệm được đặt gần đầu của thành phần bằng dây kéo dài hoặc nút thử nghiệm được sử dụng bởi pad lỗ.Các nút thử nghiệm là nghiêm ngặt cấm được lựa chọn trên khớp hàn của thành phầnKiểm tra này có thể làm cho các kết nối hàn ảo đè lên vị trí lý tưởng dưới áp lực của đầu dò,để lỗi hàn ảo được che khuất và cái gọi là "hiệu ứng che khuất" xảy raCác đầu dò có thể trực tiếp tác động đến điểm cuối hoặc chân của thành phần do sự thiên vị của đầu dò gây ra bởi lỗi định vị, có thể gây ra thiệt hại cho các thành phần.
Những vấn đề về khả năng sản xuất nào nên được xem xét trong thiết kế PCB?
Trên đây là một số nguyên tắc chính nên được xem xét trong thiết kế PCB. Trong thiết kế sản xuất PCB hướng đến lắp ráp điện tử, có khá nhiều chi tiết,như sự sắp xếp hợp lý của không gian phù hợp với các bộ phận cấu trúc, phân bố hợp lý của đồ họa màn hình lụa và văn bản, phân bố thích hợp của vị trí thiết bị sưởi ấm nặng hoặc lớncần thiết phải thiết lập điểm thử và không gian thử ở vị trí thích hợp, và xem xét sự can thiệp giữa die và các thành phần phân phối gần đó khi các khớp nối được lắp đặt bằng quá trình kéo và nhấn riveting.không chỉ xem xét làm thế nào để có được hiệu suất điện tốt và một bố cục đẹp nhưng cũng là một điểm quan trọng tương đương là khả năng sản xuất trong thiết kế PCB, để đạt được chất lượng cao, hiệu quả cao, chi phí thấp.
Gửi yêu cầu của bạn trực tiếp đến chúng tôi
