PCB Design til montering

Et CAD-Klar PCB er ikke altid samlet-Klar

De fleste layoutproblemer melder sig ikke højt. De vises som små detaljer: et stik, der er for tæt på en høj komponent, en testplade skjult efter samling, et footprint kopieret fra et bibliotek uden at kontrollere den faktiske del, eller et referencemærke placeret, hvor maskinen ikke kan læse det rent.

I CAD kan disse detaljer se acceptable ud. På linjen kan de bremse SMT-placering, blokere inspektion, komplicere omarbejde eller fremtvinge ekstra afklaring, før produktionen starter.

Det er rollen for PCB Design for Assembly. Den ser på PCB-layoutet fra synspunktet om de mennesker og udstyr, der faktisk skal bygge tavlen.

En nyttig PCB-samling skal besvare praktiske spørgsmål:

• Kan SMT dele placeres uden unødvendige adgangsproblemer?
• Kan loddeforbindelserne dannes pålideligt med de valgte puder og fodspor?
• Kan gennemgående-hulkomponenter indsættes og loddes uden at bekæmpe layoutet?
• Kan AOI, manuel inspektion, IKT, FCT eller debugging nå det, de skal nå?
• Kan brættet håndteres, paneliseres, testes og gentages uden for meget dømmekraft overladt til produktionslinjen?

Hvis svaret er uklart, er designet muligvis ikke klar til udgivelse, selvom filerne ser komplette ud.

DFA og DFM er beslægtede, men de er ikke ens

 

Design for Assembly, ofte forkortet til DFA, er tæt knyttet til DFM, men de to anmeldelser er ikke ens.

DFM spørger, om det blottede PCB kan fremstilles pålideligt. Det ser normalt på kobberafstand, sporbredde, ringformet ring, boredata, loddemaske, opstabling, kobberbalance, paneludnyttelse og andre bekymringer om PCB-fremstilling.

PCB Design for Assembly spørger, hvad der sker, efter det blottede PCB og komponenter ankommer. Kan delene placeres nøjagtigt? Kan loddeforbindelserne dannes pålideligt? Kan AOI se de områder, der betyder noget? Kan testsonder nå de nødvendige punkter? Kan en operatør inspicere eller retablere brættet uden at bekæmpe layoutet?

En bestyrelse kan bestå en fabrikationsfokuseret-gennemgang og stadig skabe monteringsproblemer. En pude kan fremstilles, men ikke ideel til loddeforbindelsens pålidelighed. En komponent kan passe på pladen, men efterlader ingen adgang til inspektion eller efterbearbejdning. Et testpunkt kan eksistere, men det bliver blokeret, efter at stik eller skærme er installeret.

Derfor skal DFA behandles som et layoutudgivelsestjek før produktion, ikke som et generelt designslogan.

Når layoutet er tæt på produktionsudgivelse, kan STHL forbinde denne anmeldelse medPCB samlingsåledes at montagerisici overvejes, inden bestyrelsen når SMT-linjen.

Hvad en Layout-DFA-gennemgang skal se på

Et godt PCB-design til monteringsgennemgang bør forblive tæt på tavlen. Det bør ikke blive en bred fremstillingsoversigt. De stærkeste resultater kommer normalt fra at kontrollere, hvordan det faktiske layout vil opføre sig under placering, lodning, inspektion, test og håndtering.

De vigtigste revisionsområder omfatter:

• PCB samling design og layout hensigt
• PCB design review og PCB layout review elementer
• SMT komponent placering
• SMT-komponentafstand
• print gennem-hullers design
• land mønster design
• PCB fodaftryk design
• PCB pude design
• loddeforbindelsens pålidelighed
• PCB testpunkt design
• PCB-retromærker
• montering, inspektion og omarbejdningsadgang

Hvert område kan se lille ud for sig selv. Sammen beslutter de, om layoutet er glat at bygge eller svært at kontrollere.

Komponentplacering, som operatører faktisk kan bygge

 

Placering af SMT-komponenter handler ikke kun om at montere flere dele på mindre plads. Det påvirker også placeringsadgang, inspektionssynlighed, loddeadfærd, varmefordeling og omarbejdningsadgang.

Et tæt layout kan se effektivt ud, men det kan blive skrøbeligt, hvis produktionslinjen ikke har plads til at placere, inspicere eller reparere brættet.

Under gennemgang af PCB-layout kan STHL kontrollere, om:

• Fine-pitch IC'er har nok omkringliggende adgang.
• Stik placeres med brugbar frigang.
• Høje komponenter blokerer ikke for inspektion eller testadgang.
• Polaritetsfølsomme-dele har klar orienteringsstøtte.
• Følsomme komponenter er ikke placeret, hvor håndtering eller mekanisk belastning er sandsynlig.
• Store dele og små passiver er arrangeret på en måde, der understøtter stabil placering.
• Omarbejdningsværktøjer kan nå frem til områder, der kan have behov for senere opmærksomhed.

Et almindeligt produktionsfund er enkelt: delen passer på pladen, men det omkringliggende område passer ikke til monteringsprocessen.

Det er forskellen mellem et kompakt layout og et -monteringsvenligt layout.

SMT-komponentafstand: Små huller bliver reelle produktionsrisici

SMT-komponentafstand påvirker mere end valg-og-adgang. Det kan påvirke loddebrodannelse, AOI-synlighed, omarbejdningsbesvær og om en operatør sikkert kan inspicere et problemområde.

I et rigtigt byggeri er bekymringen ikke kun, om to komponenter overtræder en designregel. Bekymringen er, om afstanden stadig fungerer, efter at kortet har gennemgået loddepasta-udskrivning, placering, reflow, AOI, manuel inspektion og mulig reparation.

Et layout fortjener en nærmere gennemgang, når:

• Fine-pitch-dele sidder tæt på høje komponenter.
• Stik blokerer nærliggende loddesamlinger.
• Komponenter er placeret for tæt på pladekanterne.
• Testpunkter presses ind i områder, som sonder ikke kan nå.
• Passive komponenter er pakket tæt omkring større IC'er.
• Designet efterlader ingen rimelig vej til inspektion eller touch-up.

Hvis to komponenter ser acceptable ud i 2D, men blokerer inspektion i den faktiske samling, kræver layoutet stadig opmærksomhed.

Fodspor, puder og landmønstre skal matche rigtige dele

 

Mange montageproblemer starter med et fodaftryk, der "ser rigtigt ud", men som ikke matcher den faktiske komponent godt nok.

PCB-fodaftryksdesign, PCB-pudedesign og landmønsterdesign påvirker direkte loddeevne, -selvjustering, brodannelsesrisiko, risiko for gravsten, eksponeret-pudeadfærd, konnektorstyrke og loddesamlingspålidelighed.

En DFA-gennemgang bør kontrollere, om fodaftrykket er egnet til det nøjagtige producentens varenummer, ikke kun til et generisk pakkenavn.

Typiske gennemgangsspørgsmål omfatter:

• Stemmer printkortets fodaftryk med det faktiske komponentdatablad?
• Passer puderne til den valgte monteringsmetode?
• Er det sandsynligt, at loddemaske- og pastaåbninger understøtter stabil lodning?
• Er der nok margen omkring fine-pitch, QFN, BGA eller blotlagte-padkomponenter?
• Er konnektorpuder designet til både lodning og mekanisk brug?
• Kan pudegeometrien øge brodannelsen, utilstrækkelig lodning eller svage samlinger?
• Er termiske puder og store kobberområder sandsynligvis påvirket af loddebalancen?

Et biblioteksfodaftryk er et udgangspunkt, ikke et bevis på, at layoutet er klar til montering.

Dette har især betydning, når der anvendes godkendte suppleanter. To dele kan dele en generel pakketype, men har stadig brug for forskellig opmærksomhed omkring pudestørrelse, kropsafstand, højde eller loddeadfærd.

Loddesamlingens pålidelighed starter før genflow

Loddesamlingspålidelighed diskuteres ofte som et produktionskvalitetsemne, men designvalg kan påvirke det, før det første bræt samles.

Selv med kontrolleret loddepasta-udskrivning, placering og reflow kan et dårligt layout stadig gøre stabil lodning sværere, end den behøver at være.

Design-relaterede faktorer, der kan påvirke loddesamlingens pålidelighed omfatter:

• Pudens størrelse og form
• Footprint nøjagtighed
• Loddemaskeåbning
• Indsæt åbningsdesign
• Komponentafstand
• Termisk balance omkring puder
• Forbindelsesspænding
• Store kobberområder forbundet med små puder
• Genbearbejdningsadgang efter montering

For eksempel kan et stik, der ofte bruges af det endelige produkt, have brug for mere end elektrisk korrekthed. Dens pudedesign, placering, mekaniske støtte og omgivende frigang bør også understøtte gentagen fysisk brug.

Når loddekvalitet afhænger for meget på linje-sidejustering, kan designet bede produktionen om at løse et layoutproblem.

Gennem-Hole PCB-design er stadig vigtige i blandede samlinger

 

Mange industri-, strøm-, kontrol-, grænseflade- og kommunikationstavler er ikke kun SMT-. De kan omfatte konnektorer, terminaler, relæer, switche, transformere, headere eller andre gennemgående-hullers komponenter.

I søgetermer kan købere beskrive dette som et gennemhullet PCB-design. I produktionen er det egentlige spørgsmål, om de gennemgående-huldele kan indsættes, loddes, inspiceres og understøttes uden at forstyrre resten af ​​samlingen.

En gennemgående-gennemgang kan se på:

• Hulstørrelse og blypasning
• Pudestørrelse og ringformet ring egnethed
• Stik og terminal placering
• Adgang til manuel indføring
• Frigang til bølgelodning eller selektiv lodning
• Håndlodning adgang, hvor det er nødvendigt
• Blandet SMT og gennemgående-samlingssekvens
• Mekanisk belastning omkring tunge eller ofte brugte komponenter
• Tilgængelighed for visuel inspektion efter lodning

Gennemgående-huller bærer ofte mekanisk belastning. Et stik, en klemrække eller en strømkomponent kan bestå elektrisk gennemgang, men stadig skabe problemer med montering eller pålidelighed, hvis layoutet ikke understøtter, hvordan delen skal bruges.

Et godt design af printkortsamlinger bør behandle gennemgående-hulkomponenter som både elektriske og mekaniske funktioner.

Testpunkter bør kunne nås efter montering

PCB-testpunktdesign er en af ​​de nemmeste ting at udskyde og en af ​​de mest smertefulde at reparere sent.

Et testpunkt er ikke nyttigt, bare fordi det findes i layoutet. Det skal være tilgængeligt, efter at komponenter er installeret. Det skal også give mening for den planlagte testmetode.

Afhængigt af projektet kan testadgang understøtte IKT, flyvende sonde, programmering, funktionel testning, fejlretning eller kundespecifikke testarmaturer.-

Nyttige spørgsmål til gennemgang af testpunkter omfatter:

• Er vigtige net tilgængelige for den påtænkte testproces?
• Kan sonder nå testpunkterne efter montering?
• Er testpunkter blokeret af stik, høje dele, skærme, kabler eller monteringshardware?
• Er der nok mellemrum til brug af armaturet?
• Er testpunkter placeret konsekvent til produktionstest?
• Vil fejlretning være praktisk, hvis den første build fejler?
• Er programmering eller boot-relaterede punkter tilgængelige, når det er nødvendigt?

Et layout, der ikke kan testes effektivt, kan stadig bygges, men det er ikke produktionsvenligt-.

Når testadgang er vigtig, bør DFA-gennemgang forbindes medTest og inspektionkrav før produktionsfrigivelse.

Fiducial-mærker skal fungere for maskiner, ikke kun vises i CAD

 

PCB-retromærker hjælper med at loddepasta-printere, vælge-og-placere maskiner og AOI-systemer med at justere kortet eller panelet under automatiseret produktion. En fiducial, der er skjult, overfyldt, dækket eller placeret i nærheden af ​​forvirrende visuelle funktioner, kan findes i filen, men den hjælper stadig ikke maskinen.

I PCB Design for Assembly kan revideret gennemgang omfatte:

• Whether global fiducials are available for board alignment.
• Uanset om der er behov for lokale eksperter i nærheden af ​​fine-pitch eller BGA-komponenter.
• Hvorvidt troende er fri for loddemaske, silketryk og nærliggende kobbertræk.
• Om bestyrelsen eller panelet har nok anerkendelsespoint.
• Hvorvidt repræsentativ placering understøtter gentagelig SMT- og AOI-justering.
• Hvorvidt der er behov for referencer på panel-niveau til matrixproduktion.

Et tillidsmærke bør være designet til genkendelse, ikke dekoration.

Dette er især vigtigt for tætte SMT-layouts, små boards, fine-pitch-komponenter, BGA-pakker og panelbygninger.

Panelering, Breakaway Tabs og Board Handling

PCB Design for Assembly bør også overveje, hvordan pladen håndteres gennem linjen.

Selvom layoutet med enkelt-bræt ser fint ud, kan produktionen kræve panelering, skinner, afbrydelige tapper, værktøjshuller eller specifik håndteringsafstand. Hvis disse detaljer ignoreres, kan monteringsprocessen blive mindre stabil.

Gennemgangspunkter kan omfatte:

• Om brætstørrelsen er egnet til linehåndtering.
• Om panelskinner er nødvendige.
• Hvorvidt afbrudte faner eller musebid kan påvirke komponenter i nærheden.
• Uanset om der er brug for værktøjshuller til armaturer eller processtyring.
• Om kantkomponenter er for tæt på afpaneleringsområder.
• Om pladen kan understøttes under montering og test.
• Hvorvidt stik eller høje dele kan forstyrre bærere eller armaturer.

Et bord, der er let at dirigere elektrisk, kan stadig være besværligt at flytte gennem produktionen.

Derfor bør PCB-samlingsgennemgang omfatte håndtering og procesadgang, ikke kun elektrisk layout.

Almindelige DFA-fund før produktion

 

Værdien af ​​DFA review ligger ikke i at producere en lang teoretisk rapport. Værdien ligger i at fange praktiske problemer, før de bliver produktionsforsinkelser.

Fælles resultater kan omfatte:

• BOM-, CPL- og Gerber-filerne beskriver lidt forskellige builds.
• Et komponentfodaftryk svarer ikke til den faktiske producentdel.
• SMT-komponentafstanden er for snæver til inspektion eller efterbearbejdning.
• Et stik blokerer adgangen til nærliggende loddesamlinger.
• Et testpunkt er til stede, men ikke tilgængeligt efter montering.
• Et tillidsmærke er for tæt på andre visuelle træk.
• Et polaritetsmærke er uklart, efter at dele er installeret.
• Gennemgående-hulskomponenter er placeret på en måde, der komplicerer lodning.
• En stor komponent skaber mekanisk belastning, men mangler layoutunderstøttelse.
• Et pudedesign kan øge loddebrodannelse eller svage loddesamlinger.
• Afbrydende tapper eller bordkanter kan forstyrre nærliggende komponenter.
• Layoutet kan samles én gang, men kan ikke gentages uden særlig håndtering.

Ikke alle fund betyder, at PCB'et skal redesignes. Nogle problemer kan håndteres gennem procesnotater, inventarplanlægning, monteringsvejledninger eller kunde-godkendte justeringer.

Det vigtige er at træffe disse beslutninger, før produktionen starter.

Når et layout har brug for kundebekræftelse

En DFA-gennemgang bør respektere designejerskab. STHL kan gennemgå layoutrisici og foreslå produktionsvenlige-ændringer, men kritiske designbeslutninger bør bekræftes af kunden.

Kundebekræftelse er især vigtig, når et forslag kan påvirke:

• Elektrisk ydeevne
• Sikkerhedsrelaterede-kredsløb
• RF eller høj-hastighedsadfærd
• Termisk design
• Mekanisk pasform
• Godkendte komponenter
• Lovmæssige eller overholdelseskrav
• Medicinske, automotive eller industrielle kontrolapplikationer
• Slutproduktets form, pasform og funktion

For eksempel kan flytning af et stik forbedre samlingsadgangen, men det kan også påvirke kabinetjusteringen. Ændring af et fodaftryk kan forbedre lodningen, men det skal stadig matche den godkendte komponent. Tilføjelse af testpunkter kan hjælpe med produktionstestning, men plads og signalintegritet kræver stadig kundegennemgang.

Dette er grænsen: DFA kan identificere montagerisiko, men det bør ikke stille og roligt omskrive kundens produktdesign.

Hvad skal du sende til en nyttig DFA-gennemgang

En komplet filpakke gør gennemgangen mere nyttig og reducerer frem{0}}og-afklaring. Ikke alle projekter har brug for hver fil på dag ét, men manglende eller inkonsistente filer fører normalt til en undgåelig afklaring før montagefrigivelse.

Til gennemgang af PCB Design for Assembly kan kunder forberede:

• Gerber filer
• Stykliste med producentens varenumre
• CPL / vælg-og-placer fil
• Samlingstegninger
• PCB-layoutfil, når den er tilgængelig
• Skematisk fil, når det er relevant
• Datablade for kritiske komponenter
• Testkrav
• Mekaniske eller indelukkede begrænsninger, hvis det er relevant
• Noter til kunde-leverede eller kontrollerede komponenter

Det vigtigste punkt er konsistens. Hvis styklisten, CPL, Gerber og montagetegningen ikke stemmer overens, bør gennemgangen stoppe og afklare bygningen, før layoutet bevæger sig mod produktion.

Hvordan STHL bruger PCB-design til montering

STHL bruger PCB Design for Assembly som en præ{0}}teknisk gennemgang af PCBA-projekter. Formålet er ikke at erstatte kundens designteam. Formålet er at hjælpe med at identificere layout--problemer, der kan påvirke samling, lodning, inspektion, test eller repeterbarhed.

For OEM-teams er dette især nyttigt, når:

• Et nyt PCB-design flytter ind i prototypebyggeri.
• Et eksisterende layout er under udarbejdelse til genproduktion.
• Et board har tæt SMT-placering eller fine-pitch-komponenter.
• Designet kombinerer SMT og gennemgående-huldele.
• Stik, terminaler eller mekaniske grænseflader påvirker samlingen.
• Produktet har brug for funktionstest eller armaturets adgang.
• En tidligere build havde problemer med lodning, inspektion eller test-adgang.

Gennemgangen hjælper med at omdanne en designfil til et mere-produktionsbevidst layout, før projektet når linjen.

Konklusion

PCB Design for Assembly fungerer bedst som en fokuseret layoutudgivelsesgennemgang før PCBA-produktion.

Målet er at fange layoutbeslutninger, der kan skabe reelle monteringsproblemer: snæver SMT-komponentafstand, uoverensstemmende fodaftryk, svagt pudedesign, blokerede testpunkter, ulæselige oplysninger, vanskelig adgang til-huller, dårlig synlighed til inspektion eller håndteringsproblemer under produktionen.

Nogle resultater behøver muligvis kun procesnotater eller montageafklaring. Andre kan kræve kundebekræftelse, før layoutet frigives. Uanset hvad hjælper gennemgangen med at reducere undgåelig friktion mellem designfiler og samlebåndet.

For PCB Design for Assembly review eller PCBA-produktionssupport kan dusend dine projektoplysningereller kontakt STHL påinfo@pcba-china.com.

Populære tags: pcb-design til montering, Kina pcb-design til montageproducenter, leverandører, fabrik