>
>
2023-05-10
Dengan meningkatnya persaingan pasar produk komunikasi dan elektronik, siklus hidup produk semakin pendek.Peningkatan produk asli dan kecepatan peluncuran produk baru memainkan peran yang semakin penting dalam kelangsungan hidup dan pengembangan perusahaan.Dalam tautan manufaktur, cara mendapatkan produk baru dengan kemampuan manufaktur yang lebih tinggi dan kualitas manufaktur dengan waktu produksi yang lebih sedikit telah menjadi daya saing yang semakin dikejar oleh orang-orang yang memiliki visi.
Dalam pembuatan produk elektronik, dengan miniaturisasi dan kompleksitas produk, kepadatan perakitan papan sirkuit menjadi semakin tinggi.Oleh karena itu, proses perakitan SMT generasi baru yang telah banyak digunakan mengharuskan desainer untuk mempertimbangkan manufakturabilitas sejak awal.Setelah manufakturabilitas yang buruk disebabkan oleh pertimbangan yang buruk dalam desain, itu pasti akan memodifikasi desain, yang pasti akan memperpanjang waktu pengenalan produk dan meningkatkan biaya pengenalan.Bahkan jika tata letak PCB sedikit berubah, biaya pembuatan ulang papan cetak dan papan layar pencetakan pasta solder SMT mencapai ribuan atau bahkan puluhan ribu yuan, dan sirkuit analog bahkan perlu di-debug ulang.
Keterlambatan waktu impor dapat menyebabkan perusahaan kehilangan kesempatan di pasar dan berada pada posisi strategis yang sangat tidak menguntungkan.Namun, jika produk diproduksi tanpa modifikasi, pasti akan mengalami cacat produksi atau meningkatkan biaya produksi, yang akan lebih mahal.Oleh karena itu, ketika perusahaan merancang produk baru, semakin dini manufakturabilitas desain dipertimbangkan, semakin kondusif bagi pengenalan produk baru yang efektif.
Manufakturabilitas desain PCB dibagi menjadi dua kategori, satu adalah teknologi pemrosesan untuk memproduksi papan sirkuit tercetak;Yang kedua mengacu pada sirkuit dan struktur komponen dan papan sirkuit tercetak dari proses pemasangan.Untuk teknologi pemrosesan untuk memproduksi papan sirkuit tercetak, produsen PCB umum, karena pengaruh kapasitas produksinya, akan memberikan persyaratan yang sangat rinci kepada perancang, yang dalam praktiknya relatif baik.Namun menurut pemahaman penulis, nyata dalam prakteknya yang kurang mendapat perhatian adalah jenis yang kedua, yaitu desain manufakturabilitas untuk rakitan elektronik.Fokus dari makalah ini juga untuk menjelaskan masalah manufakturabilitas yang harus dipertimbangkan oleh desainer dalam tahap desain PCB.
Desain manufakturabilitas untuk perakitan elektronik membutuhkan perancang PCB untuk mempertimbangkan hal-hal berikut di awal desain PCB:
Pemilihan mode perakitan dan tata letak komponen merupakan aspek yang sangat penting dari manufakturabilitas PCB, yang berdampak besar pada efisiensi perakitan, biaya, dan kualitas produk.Sebenarnya penulis telah bersentuhan dengan cukup banyak PCB, dan masih ada kekurangan pertimbangan dalam beberapa prinsip yang sangat mendasar.
Secara umum, menurut kepadatan perakitan PCB yang berbeda, metode perakitan berikut direkomendasikan:
Sebagai seorang insinyur desain sirkuit, saya harus memiliki pemahaman yang benar tentang proses perakitan PCB, sehingga pada prinsipnya saya dapat menghindari beberapa kesalahan.Saat memilih mode perakitan, selain mempertimbangkan kerapatan perakitan PCB dan kesulitan pengkabelan, perlu dipertimbangkan aliran proses tipikal dari mode perakitan ini dan tingkat peralatan proses perusahaan itu sendiri.Jika perusahaan tidak memiliki proses pengelasan gelombang yang baik, maka memilih metode perakitan kelima pada tabel di atas dapat menimbulkan banyak masalah bagi Anda.Perlu juga dicatat bahwa jika proses penyolderan gelombang direncanakan untuk permukaan pengelasan, harus dihindari untuk mempersulit proses dengan menempatkan beberapa SMDS pada permukaan pengelasan.
Tata letak komponen PCB memiliki dampak yang sangat penting pada efisiensi dan biaya produksi dan merupakan indeks penting untuk mengukur desain PCB dari ketersambungan.Secara umum, komponen disusun secara merata, teratur, dan serapi mungkin, serta disusun dengan arah dan distribusi polaritas yang sama.Pengaturan reguler nyaman untuk inspeksi dan kondusif untuk meningkatkan kecepatan tambalan / plug-in, distribusi seragam kondusif untuk pembuangan panas dan optimalisasi proses pengelasan.
Di sisi lain, untuk menyederhanakan proses, perancang PCB harus selalu menyadari bahwa hanya satu kelompok proses pengelasan yaitu pengelasan reflow dan pengelasan gelombang yang dapat digunakan di kedua sisi PCB.Ini terutama penting dalam kepadatan perakitan, permukaan pengelasan PCB harus didistribusikan dengan lebih banyak komponen tambalan.Perancang harus mempertimbangkan proses pengelasan kelompok mana yang akan digunakan untuk komponen yang dipasang pada permukaan las.Lebih disukai, proses penyolderan gelombang setelah penyembuhan tambalan dapat digunakan untuk mengelas pin perangkat berlubang pada permukaan komponen pada saat yang bersamaan.
Namun, komponen patch pengelasan gelombang memiliki kendala yang relatif ketat, hanya 0603 dan di atas ukuran resistansi chip, SOT, SOIC (jarak pin ≥1mm dan tinggi kurang dari 2.0mm) pengelasan.Untuk komponen yang didistribusikan pada permukaan las, arah pin harus tegak lurus terhadap arah transmisi PCB selama pengelasan puncak gelombang, untuk memastikan bahwa ujung las atau lead pada kedua sisi komponen terendam dalam pengelasan pada saat yang sama. waktu.
Urutan susunan dan jarak antara komponen yang berdekatan juga harus memenuhi persyaratan pengelasan puncak gelombang untuk menghindari "efek pelindung", seperti yang ditunjukkan pada Gambar.1. Saat menggunakan SOIC solder gelombang dan komponen multi-pin lainnya, harus diatur ke arah aliran timah pada dua (masing-masing sisi 1) kaki solder, untuk mencegah pengelasan terus menerus.
Komponen sejenis harus disusun dalam arah yang sama di papan, sehingga lebih mudah untuk memasang, memeriksa, dan mengelas komponen.Misalnya, memiliki terminal negatif dari semua kapasitor radial yang menghadap ke sisi kanan pelat, membuat semua takik DIP menghadap ke arah yang sama, dll., dapat mempercepat instrumentasi dan mempermudah menemukan kesalahan.Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, karena papan A mengadopsi metode ini, mudah untuk menemukan kapasitor terbalik, sedangkan Papan B membutuhkan lebih banyak waktu untuk menemukannya.Bahkan, sebuah perusahaan dapat membakukan orientasi semua komponen papan sirkuit yang dibuatnya.Beberapa tata letak papan mungkin tidak mengizinkan hal ini, tetapi ini harus menjadi upaya.
Masalah manufakturabilitas apa yang harus dipertimbangkan dalam desain PCB
Selain itu, tipe komponen yang serupa harus diardekan bersama sebanyak mungkin, dengan semua kaki komponen pada arah yang sama, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.
Namun penulis memang menemui cukup banyak PCB, dimana kerapatan perakitannya terlalu tinggi, dan permukaan las PCB juga harus didistribusikan dengan komponen tinggi seperti kapasitor tantalum dan induktansi tambalan, serta SOIC spasi tipis. dan TSOP.Dalam hal ini, hanya mungkin menggunakan tambalan pasta solder cetak dua sisi untuk pengelasan aliran balik, dan komponen plug-in harus dipusatkan sejauh mungkin dalam distribusi komponen untuk beradaptasi dengan pengelasan manual.Kemungkinan lain adalah elemen berlubang pada permukaan komponen harus didistribusikan sejauh mungkin dalam beberapa garis lurus utama untuk mengakomodasi proses penyolderan gelombang selektif, yang dapat menghindari pengelasan manual dan meningkatkan efisiensi, serta memastikan kualitas pengelasan.Distribusi sambungan solder diskrit adalah tabu utama dalam penyolderan gelombang selektif, yang akan melipatgandakan waktu pemrosesan.
Saat menyesuaikan posisi komponen dalam file papan cetak, perlu diperhatikan korespondensi satu-ke-satu antara komponen dan simbol layar sutra.Jika komponen dipindahkan tanpa memindahkan simbol silkscreen yang sesuai di sebelah komponen, itu akan menjadi bahaya kualitas utama di bidang manufaktur, karena dalam produksi sebenarnya, simbol silkscreen adalah bahasa industri yang dapat memandu produksi.
Saat ini, pemasangan elektronik adalah salah satu industri dengan tingkat otomasi, peralatan otomasi yang digunakan dalam produksi memerlukan transmisi otomatis PCB, sehingga arah transmisi PCB (umumnya untuk arah sisi panjang), masing-masing atas dan bawah memiliki tepi penjepit lebar tidak kurang dari 3-5mm, untuk memfasilitasi transmisi otomatis, hindari di dekat tepi papan karena penjepitan tidak dapat dipasang secara otomatis.
Peran penanda pemosisian adalah bahwa PCB perlu menyediakan setidaknya dua atau tiga penanda pemosisian untuk sistem identifikasi optik guna menemukan PCB secara akurat dan memperbaiki kesalahan pemesinan PCB untuk peralatan perakitan yang banyak digunakan dalam pemosisian optik.Dari penanda posisi yang biasa digunakan, dua harus didistribusikan pada diagonal PCB.Pemilihan positioning mark umumnya menggunakan grafis standar seperti solid round pad.Untuk memudahkan identifikasi, harus ada area kosong di sekitar tanda tanpa fitur atau tanda sirkuit lain, yang ukurannya tidak boleh kurang dari diameter tanda (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4), dan jarak antar tanda dan tepi papan harus lebih dari 5mm.
Dalam pembuatan PCB itu sendiri, serta dalam proses perakitan plug-in semi-otomatis, pengujian TIK dan proses lainnya, PCB perlu menyediakan dua hingga tiga lubang pemosisian di sudut-sudutnya.
Saat merakit PCB dengan ukuran kecil atau bentuk tidak beraturan, akan dikenakan banyak batasan, sehingga umumnya diadopsi untuk merakit beberapa PCB kecil menjadi PCB dengan ukuran yang sesuai, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5. Umumnya, PCB dengan ukuran satu sisi lebih kecil dari 150mm dapat dianggap mengadopsi metode penyambungan.Dengan dua, tiga, empat, dll., ukuran PCB besar dapat disambung ke rentang pemrosesan yang sesuai.Umumnya, PCB dengan lebar 150mm~250mm dan panjang 250mm~350mm adalah ukuran yang lebih sesuai untuk perakitan otomatis.
Cara lain papan adalah mengatur PCB dengan SMD di kedua sisi ejaan positif dan negatif menjadi papan besar, papan seperti itu umumnya dikenal sebagai Yin dan Yang, umumnya untuk pertimbangan menghemat biaya papan layar, Artinya, melalui papan seperti itu, awalnya membutuhkan dua sisi papan layar, sekarang hanya perlu membuka papan layar.Selain itu, saat teknisi menyiapkan program berjalan dari mesin SMT, efisiensi pemrograman PCB Yin dan Yang juga lebih tinggi.
Ketika papan dibagi, sambungan antara sub-papan dapat dibuat dari alur berbentuk V muka ganda, lubang slot panjang dan lubang bundar, dll., Tetapi desain harus dipertimbangkan sejauh mungkin untuk membuat garis pemisah masuk garis lurus, untuk memfasilitasi papan, tetapi pertimbangkan juga bahwa sisi pemisahan tidak boleh terlalu dekat dengan garis PCB sehingga PCB mudah rusak saat papan.
Ada juga papan yang sangat ekonomis dan tidak mengacu pada papan PCB, tetapi pada jaring papan grafis kisi.Dengan penerapan mesin cetak pasta solder otomatis, mesin cetak yang lebih maju saat ini (seperti DEK265) telah memungkinkan ukuran jaring baja 790 × 790mm, mengatur pola jaring PCB multi-sisi, dapat mencapai sepotong jaring baja untuk pencetakan beberapa produk, adalah praktik yang sangat menghemat biaya, terutama cocok untuk karakteristik produk dari batch kecil dan beragam pabrikan.
Rancangan testabilitas TPS terutama untuk situasi peralatan TIK saat ini.Masalah pengujian untuk manufaktur pascaproduksi diperhitungkan dalam desain SMB PCB yang dipasang di permukaan dan sirkuit.Untuk meningkatkan desain testabilitas, dua persyaratan desain proses dan desain listrik harus dipertimbangkan.
Keakuratan posisi, prosedur pembuatan substrat, ukuran substrat, dan jenis probe adalah semua faktor yang memengaruhi keandalan probe.
(1) posisi lubang.Kesalahan penempatan lubang pada media harus berada dalam ±0,05mm.Atur setidaknya dua lubang pemosisian sejauh mungkin.Penggunaan lubang pemosisian bukan logam untuk mengurangi ketebalan lapisan solder tidak dapat memenuhi persyaratan toleransi.Jika media diproduksi secara keseluruhan dan kemudian diuji secara terpisah, lubang pemosisian harus ditempatkan pada motherboard dan masing-masing media.
(2) Diameter titik uji tidak kurang dari 0,4 mm, dan jarak antara titik uji yang berdekatan lebih dari 2,54 mm, tidak kurang dari 1,27 mm.
(3) Komponen yang tingginya lebih dari * mm tidak boleh ditempatkan pada permukaan uji, yang akan menyebabkan kontak yang buruk antara probe perlengkapan uji online dan titik uji.
(4) Tempatkan titik uji 1,0 mm dari komponen untuk menghindari kerusakan benturan antara probe dan komponen.Seharusnya tidak ada komponen atau titik uji dalam jarak 3,2 mm dari cincin lubang pemosisian.
(5) Titik uji tidak boleh diatur dalam jarak 5 mm dari tepi PCB, yang digunakan untuk memastikan perlengkapan penjepit.Tepi proses yang sama biasanya diperlukan dalam peralatan produksi sabuk konveyor dan peralatan SMT.
(6) Semua titik deteksi harus berupa bahan konduktif kaleng atau logam dengan tekstur lembut, penetrasi mudah, dan non-oksidasi harus dipilih untuk memastikan kontak yang andal dan memperpanjang masa pakai probe.
(7) titik uji tidak dapat ditutupi oleh resistansi solder atau tinta teks, jika tidak maka akan mengurangi area kontak titik uji, dan mengurangi keandalan uji.
(1) Titik uji SMC/SMD dari permukaan komponen harus diarahkan ke permukaan las melalui lubang sejauh mungkin, dan diameter lubang harus lebih besar dari 1 mm.Dengan cara ini, tempat tidur jarum satu sisi dapat digunakan untuk pengujian online, sehingga mengurangi biaya pengujian online.
(2) Setiap simpul listrik harus memiliki titik uji, dan setiap IC harus memiliki titik uji POWER dan GROUND, dan sedekat mungkin dengan komponen ini, dalam jarak 2,54mm dari IC.
(3) Lebar titik uji dapat diperbesar hingga lebar 40 mil bila diatur pada perutean sirkuit.
(4) Meratakan titik uji pada papan cetak.Jika probe terkonsentrasi di area tertentu, tekanan yang lebih tinggi akan mengubah bentuk pelat atau alas jarum yang diuji, selanjutnya mencegah bagian probe mencapai titik uji.
(5) Saluran catu daya pada papan sirkuit harus dibagi menjadi beberapa wilayah untuk mengatur titik putus uji sehingga ketika kapasitor decoupling daya atau komponen lain pada papan sirkuit muncul korsleting ke catu daya, temukan titik gangguan lebih cepat dan akurat.Saat merancang breakpoint, kapasitas pembawa daya setelah melanjutkan pengujian breakpoint harus dipertimbangkan.
Gambar 6 menunjukkan contoh desain titik uji.Bantalan uji dipasang di dekat ujung komponen dengan kabel ekstensi atau simpul uji digunakan oleh bantalan berlubang.Node uji dilarang keras untuk dipilih pada sambungan solder komponen.Tes ini dapat membuat sambungan las virtual terekstrusi ke posisi ideal di bawah tekanan probe, sehingga kesalahan las virtual ditutup dan apa yang disebut "efek penutupan kesalahan" terjadi.Probe dapat langsung bekerja pada titik akhir atau pin komponen karena bias probe yang disebabkan oleh kesalahan pemosisian, yang dapat menyebabkan kerusakan pada komponen.
Masalah manufakturabilitas apa yang harus dipertimbangkan dalam desain PCB?
Di atas adalah beberapa prinsip utama yang harus diperhatikan dalam desain PCB.Dalam desain pembuatan PCB yang berorientasi pada perakitan elektronik, ada cukup banyak detail, seperti pengaturan ruang yang cocok dengan bagian struktural yang masuk akal, distribusi grafik dan teks layar sutra yang wajar, distribusi yang sesuai dari lokasi perangkat pemanas berat atau besar , Pada tahap desain PCB, perlu untuk mengatur titik uji dan ruang uji pada posisi yang sesuai, dan mempertimbangkan gangguan antara die dan komponen terdistribusi di dekatnya saat kopling dipasang dengan proses tarik dan tekan memukau.Seorang desainer PCB, tidak hanya mempertimbangkan bagaimana mendapatkan kinerja listrik yang baik dan tata letak yang indah tetapi juga hal yang sama pentingnya yaitu manufakturabilitas dalam desain PCB, untuk mencapai kualitas tinggi, efisiensi tinggi, biaya rendah.
Hubungi Kami Kapan Saja
