1. Préface de la conception de PCB

Avec la concurrence croissante sur le marché des produits de communication et électroniques, le cycle de vie des produits se raccourcit.La mise à niveau des produits originaux et la rapidité de mise en marché des nouveaux produits jouent un rôle de plus en plus essentiel dans la survie et le développement de l'entrepriseDans la chaîne de fabrication,Comment obtenir de nouveaux produits avec une fabrication plus élevée et une qualité de fabrication avec moins de temps de production est devenue de plus en plus la compétitivité poursuivie par les personnes de vision.

Dans la fabrication de produits électroniques, avec la miniaturisation et la complexité des produits, la densité d'assemblage des cartes de circuits imprimés est de plus en plus élevée.la nouvelle génération de procédés d'assemblage SMT qui a été largement utilisée oblige les concepteurs à considérer la fabrication dès le débutUne fois que la mauvaise fabrication est causée par une mauvaise considération dans la conception, il est obligé de modifier la conception,qui prolongeront inévitablement le temps d'introduction du produit et augmenteront le coût d'introduction. Même si la disposition du PCB est légèrement modifiée, le coût de la re-fabrication de la carte imprimée et la carte d'écran d'impression de pâte de soudure SMT est jusqu'à des milliers ou même des dizaines de milliers de yuans,et le circuit analogique a même besoin d' être ré-débogageLe retard du temps d'importation peut entraîner la perte de l'opportunité sur le marché et une position stratégiquement très désavantageuse.si le produit est fabriqué sans modificationIl est donc nécessaire que les entreprises, lorsqu'elles conçoivent de nouveaux produits, s'efforcent d'améliorer leurs performances et de les mettre en valeur.plus tôt la fabrication du dessin est considérée, plus elle favorise l'introduction effective de nouveaux produits.

2Contenus à prendre en considération dans la conception des PCB

La fabrication de la conception de circuits imprimés est divisée en deux catégories, l'une étant la technologie de traitement de la production de circuits imprimés;Le second concerne le circuit et la structure des composants et des circuits imprimés du processus de montagePour la technologie de traitement de la production de circuits imprimés, les fabricants de circuits imprimés généraux, en raison de l'influence de leur capacité de fabrication, ne sont pas en mesure d'obtenir des résultats satisfaisants.fournira aux concepteurs des exigences très détailléesMais selon l'auteur, le réel en pratique qui n'a pas reçu assez d'attention est le deuxième type,à savoir la conception de fabrication pour l'assemblage électroniqueL'objectif de ce document est également de décrire les problèmes de fabrication que les concepteurs doivent prendre en considération au stade de la conception des PCB.

La conception de la fabrication pour l'assemblage électronique exige que les concepteurs de PCB considèrent ce qui suit au début de la conception de PCB:

2.1 Sélection appropriée du mode d'assemblage et de la disposition des composants dans la conception des PCB

Le choix du mode d'assemblage et de la disposition des composants est un aspect très important de la fabrication des PCB, ce qui a une grande incidence sur l'efficacité, le coût et la qualité du produit.L'auteur est entré en contact avec beaucoup de PCB., et il y a encore un manque de considération dans certains principes très basiques.

(1) Sélectionnez la méthode d'assemblage appropriée

En général, selon les différentes densités d'assemblage des PCB, les méthodes d'assemblage suivantes sont recommandées:

Méthode d'assemblage	Le schéma	Processus d'assemblage général
1 SMD complet à face unique		Pâte de soudure imprimée à un seul panneau, soudure par reflux après placement
2 SMD complet à double face		A. Pâte de soudure imprimée sur le côté B, soudure par reflux SMD ou adhésifs à l'endroit (imprimés) sur le côté B
3 Ensemble d'origine à une face		Pâte de soudure imprimée, soudure par reflux de SMD après placement
4 Composants mixtes du côté A SMD simple uniquement du côté B		Pâte de soudure imprimée sur le côté A, soudure par reflux SMD; fixation de SMD sur le côté B, montage de composants perforés, soudure ondulée THD et SMD sur le côté B après dotage (impression)
5 Insérer du côté A le SMD simple du côté B uniquement		Après avoir durci le SMD avec un adhésif à point (imprimé) sur le côté B, les composants perforés sont montés et soudés à l'onde au SMD THD et côté B

En tant qu'ingénieur en conception de circuits, je dois avoir une bonne compréhension du processus d'assemblage des PCB, afin d'éviter de faire des erreurs en principe.en plus de prendre en compte la densité d'assemblage des PCB et la difficulté du câblage, il est nécessaire de prendre en considération le flux de processus typique de ce mode d'assemblage et le niveau d'équipement de processus de l'entreprise elle-même.alors choisir la cinquième méthode d'assemblage dans le tableau ci-dessus peut vous apporter beaucoup de problèmesIl convient également de noter que si le procédé de soudage par ondes est prévu pour la surface de soudage, il convient d'éviter de compliquer le processus en plaçant quelques SMDS sur la surface de soudage.

(2) Mise en page des composants

La disposition des composants de PCB a une incidence très importante sur l'efficacité et le coût de production et constitue un indicateur important pour mesurer la conception de la PCB de la connectivité.les composants sont disposés de manière uniforme, régulièrement et aussi soigneusement que possible, et disposés dans la même direction et la même distribution de polarité.L'arrangement régulier est pratique pour l'inspection et favorise l'amélioration de la vitesse de patch/plug-inEn revanche, afin de simplifier le processus, il est nécessaire d'éviter que la chaleur ne se déplace trop rapidement et d'éviter que la chaleur ne se déplace trop lentement.Les concepteurs de circuits imprimés doivent toujours être conscients que seul un processus de soudage de groupe de soudage par reflux et de soudage par onde peut être utilisé de chaque côté du PCB.Ceci est particulièrement remarquable dans la densité d'assemblage, la surface de soudage du PCB doit être répartie avec plus de composants de patch.Le concepteur doit déterminer le procédé de soudage de groupe à utiliser pour les composants montés sur la surface de soudageIl est préférable d'utiliser un procédé de soudage par ondes après durcissement par patch pour souder les broches des dispositifs perforés sur la surface du composant en même temps.Les composants des patchs de soudage à ondes ont des contraintes relativement strictesPour les composants répartis sur la surface de soudage, la résistance de la puce est supérieure ou égale à 0603 et la résistance de la puce est supérieure ou égale à SOT, SOIC (écart entre les broches ≥ 1 mm et hauteur inférieure à 2,0 mm).la direction des broches doit être perpendiculaire à la direction de transmission du PCB lors du soudage par crête d'onde, afin de s'assurer que les extrémités de soudage ou les conduites des deux côtés des composants sont immergées dans le soudage en même temps.L'ordre d'arrangement et l'espacement entre les composants adjacents doivent également répondre aux exigences du soudage par crête de vague pour éviter l'"effet de blindage"Lorsque l'on utilise un SOIC à solde ondulé et d'autres composants à plusieurs broches, il faut le régler dans le sens du débit d'étain à deux pieds de solde (de chaque côté 1) afin d'éviter le soudage continu.

Les composants de type similaire doivent être disposés dans la même direction sur la carte, ce qui facilite le montage, l'inspection et le soudage des composants.ayant les bornes négatives de tous les condensateurs radiaux tournés vers le côté droit de la plaqueComme le montre la figure 2, étant donné que le tableau A adopte cette méthode, il est possible d'accélérer l'instrumentation et de détecter plus facilement les erreurs.Il est facile de trouver le condensateur inverseEn fait, une entreprise peut normaliser l'orientation de tous les composants de circuits imprimés qu'elle fabrique.Mais ça devrait être un effort..

Quels problèmes de fabrication doivent être pris en compte dans la conception des PCB

En outre, les types de composants similaires doivent être mis à la terre le plus possible, avec tous les pieds des composants dans la même direction, comme indiqué à la figure 3.

Cependant, l'auteur a effectivement rencontré un certain nombre de PCBS, où la densité d'assemblage est trop élevée,et la surface de soudage du PCB doit également être distribuée avec des composants élevés tels que le condensateur de tantale et l'inductivité du patchDans ce cas, il est seulement possible d'utiliser un patch de pâte de soudure imprimé à double face pour le soudage à contre-courant,et les composants encastrés doivent être concentrés dans la mesure du possible dans la distribution des composants pour s'adapter au soudage manuelUne autre possibilité est que les éléments perforés sur la face du composant soient répartis dans la mesure du possible en quelques lignes droites principales afin de s'adapter au procédé de soudure à ondes sélectives.qui peut éviter le soudage manuel et améliorer l'efficacitéLa distribution discrète des joints de soudure est un tabou majeur dans le soudage à ondes sélectives, ce qui multipliera le temps de traitement.

Lors du réglage de la position des composants dans le fichier du carton imprimé, il est nécessaire de prêter attention à la correspondance un-à-un entre les composants et les symboles de sérigraphie.Si les composants sont déplacés sans déplacement correspondant des symboles de sérigraphie à côté des composantsDans la production, les symboles de sérigraphie sont le langage industriel qui peut guider la production.

2.2 Le PCB doit être équipé des bords de serrage, des marques de positionnement et des trous de positionnement nécessaires à la production automatique.

À l'heure actuelle, le montage électronique est l'une des industries avec un degré d'automatisation, l'équipement d'automatisation utilisé dans la production nécessite une transmission automatique de PCB,de sorte que la direction de transmission du PCB (généralement pour la direction latérale longue), le bord supérieur et inférieur ont chacun un bord de serrage d'au moins 3 à 5 mm de large afin de faciliter la transmission automatique,éviter près du bord de la planche en raison de la serrage ne peut pas monter automatiquement.

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 positioning. Deux des marqueurs de positionnement couramment utilisés doivent être répartis sur la diagonale du PCB. La sélection des marqueurs de positionnement utilise généralement des graphiques standard tels qu'un bloc rond solide.Pour faciliter l'identification, il doit y avoir une zone vide autour des marques sans autres éléments ou marques de circuit, dont la taille ne doit pas être inférieure au diamètre des marques (comme indiqué sur la figure 4),et la distance entre les marques et le bord de la planche doit être supérieure à 5 mm.

Dans la fabrication du PCB lui-même, ainsi que dans le processus d'assemblage de plug-in semi-automatique, les tests TIC et d'autres processus, le PCB doit fournir deux à trois trous de positionnement dans les coins.

2.3 Utilisation rationnelle des panneaux pour améliorer l'efficacité et la flexibilité de la production

Lors de l'assemblage de PCB de petites tailles ou de formes irrégulières, il sera soumis à de nombreuses restrictions, il est donc généralement préférable d'assembler plusieurs petits PCB en PCB de taille appropriée,comme indiqué à la figure 5Généralement, les PCB dont la taille d'un seul côté est inférieure à 150 mm peuvent être considérés comme adoptant la méthode d'épissage.la taille des PCB de grande taille peut être reliée à la plage de traitement appropriéeGénéralement, les PCB d'une largeur de 150 mm à 250 mm et d'une longueur de 250 mm à 350 mm sont la taille la plus appropriée pour l'assemblage automatique.

Une autre façon de la carte est d'organiser le PCB avec SMD des deux côtés d'une orthographe positive et négative dans un grand tableau, un tel tableau est communément connu sous le nom de Yin et Yang,généralement en vue d'économiser le coût du panneau d'écran, c'est-à-dire à travers une telle carte, à l'origine besoin de deux côtés de la carte d'écran, maintenant seulement besoin d'ouvrir une carte d'écran.l'efficacité de programmation des PCB du Yin et du Yang est également plus élevée.

Lorsque le panneau est divisé, la connexion entre les sous-panneaux peut être faite de rainures en forme de V à double face, de longs trous de fente et de trous ronds, etc.,mais la conception doit être considérée dans la mesure du possible pour faire la ligne de séparation en ligne droite, afin de faciliter la carte, mais aussi de considérer que le côté de séparation ne peut pas être trop près de la ligne de PCB de sorte que le PCB est facile à endommager lorsque la carte.

Il existe également une carte très économique et ne fait pas référence à la carte PCB, mais à la maille de la carte graphique de grille.la presse d'impression actuelle plus avancée (comme DEK265) a permis la taille de la maille en acier 790 × 790 mm, la mise en place d'un motif de maillage de PCB multi-faces, peut obtenir un morceau de maillage d'acier pour l'impression de plusieurs produits, est une pratique très économique,spécialement adapté aux caractéristiques du produit de petits lots et de fabricants variés.

2.4 Considérations relatives à la conception de la capacité de mise à l'essai

La conception de la testabilité du SMT est principalement pour la situation actuelle des équipements TIC. Les problèmes de test pour la fabrication post-production sont pris en compte dans les circuits et les conceptions de PCB SMB montés en surface.Afin d'améliorer la conception de la testabilité, deux exigences de conception de processus et de conception électrique doivent être prises en considération.

2.4.1 Exigences relatives à la conception des procédés

La précision du positionnement, la procédure de fabrication du substrat, la taille du substrat et le type de sonde sont tous des facteurs qui influent sur la fiabilité de la sonde.

(1) trou de positionnement: l'erreur des trous de positionnement sur le substrat doit être inférieure à ± 0,05 mm.L'utilisation de trous de positionnement non métalliques pour réduire l'épaisseur du revêtement de soudure ne peut pas satisfaire aux exigences de tolérance.Si le substrat est fabriqué dans son ensemble et testé séparément, les trous de positionnement doivent être situés sur la carte mère et sur chaque substrat.

(2) Le diamètre du point d'essai est d'au moins 0,4 mm et l'espacement entre les points d'essai adjacents est supérieur à 2,54 mm et inférieur à 1,27 mm.

(3) Les composants dont la hauteur est supérieure à * mm ne doivent pas être placés sur la surface d'essai, ce qui entraînera un contact médiocre entre la sonde du dispositif d'essai en ligne et le point d'essai.

(4) Placez le point d'essai à 1,0 mm du composant afin d'éviter les dommages par choc entre la sonde et le composant.2 mm de l'anneau du trou de positionnement.

(5) Le point d'essai ne doit pas être placé à moins de 5 mm du bord du PCB, qui sert à fixer le dispositif de serrage.Le même bord de processus est généralement requis dans les équipements de production à bande transporteuse et les équipements SMT.

(6) Tous les points de détection doivent être constitués de matériaux conducteurs en conserve ou en métal, de texture douce, de pénétration facile,et la non-oxydation doivent être sélectionnées pour assurer un contact fiable et prolonger la durée de vie de la sonde.

(7) le point d'essai ne peut pas être recouvert par une résistance de soudure ou une encre de texte, sinon, cela réduira la surface de contact du point d'essai et réduira la fiabilité de l'essai.

2.4.2 Exigences de conception électrique

(1) Le point d'essai SMC/SMD de la surface du composant doit être conduit jusqu'à la surface de soudage par le trou dans la mesure du possible et le diamètre du trou doit être supérieur à 1 mm.les lits d'aiguilles à face unique peuvent être utilisés pour les tests en ligne, réduisant ainsi le coût des tests en ligne.

(2) Chaque nœud électrique doit disposer d'un point d'essai, et chaque CI doit disposer d'un point d'essai de POWER et de GROUND, le plus près possible de ce composant, dans un rayon de 2,54 mm du CI.

(3) La largeur du point d'essai peut être agrandie à 40 millimètres lorsqu'il est réglé sur le circuit.

(4) Répartir uniformément les points d'essai sur la carte imprimée.empêchant une partie de la sonde d'atteindre le point d'essai.

(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 supplyLors de la conception des points de rupture, la capacité de charge après reprise du point de rupture d'essai doit être prise en considération.

La figure 6 montre un exemple de conception d'un point d'essai: le tampon d'essai est placé près du conduit du composant par le fil d'extension ou le nœud d'essai est utilisé par le tampon perforé.Il est strictement interdit de choisir le nœud d'essai sur le joint de soudure du composant.Cette épreuve peut faire extruder le joint de soudage virtuel à la position idéale sous la pression de la sonde.de sorte que le défaut de soudage virtuel est couvert et le soi-disant "effet de masquage de défaut" se produitLa sonde peut agir directement sur le point d'extrémité ou la broche du composant en raison du biais de la sonde causé par l'erreur de positionnement, ce qui peut endommager le composant.

Quelles questions de fabrication doivent être prises en compte dans la conception des PCB?

3Remarques finales sur la conception des PCB

Ce qui précède sont quelques-uns des principaux principes qui devraient être pris en compte dans la conception de PCB.comme l'aménagement raisonnable de l'espace de correspondance avec les pièces structurelles, une répartition raisonnable des graphismes et du texte à écran de soie, une répartition appropriée de l'emplacement des appareils de chauffage lourds ou de grande taille,il est nécessaire de placer le point d'essai et l'espace d'essai dans la position appropriée, et considère l'interférence entre la matrice et les composants distribués à proximité lorsque les accouplements sont installés par le processus de remorquage.Il considère non seulement comment obtenir de bonnes performances électriques et une belle disposition, mais aussi un point tout aussi important qui est la fabrication dans la conception de PCB, afin d'obtenir une qualité élevée, une efficacité élevée et un faible coût.