2024-01-19
مع تزايد المنافسة في سوق المنتجات الإلكترونية والاتصالات، فإن دورة حياة المنتجات تتقلص.تحسين المنتجات الأصلية وسرعة إطلاق المنتجات الجديدة تلعب دورًا حاسمًا متزايدًا في بقاء وتطوير المؤسسةفي صناعة الرابط،كيفية الحصول على المنتجات الجديدة مع أعلى قابلية التصنيع ونوعية التصنيع مع وقت أقل في عملية الإنتاج أصبحت أكثر فأكثر التنافسية التي يسعى إليها الناس من الرؤية.
في تصنيع المنتجات الإلكترونية، مع التصغير وتعقيد المنتجات، فإن كثافة تجميع لوحات الدوائر أصبحت أعلى وأعلى.الجيل الجديد من عملية تجميع SMT التي تم استخدامها على نطاق واسع يتطلب من المصممين للنظر في قابلية التصنيع في البدايةبمجرد أن تسبب ضعف قابلية التصنيع بسبب سوء الاعتبار في التصميم ، فإنه ملزم بتعديل التصميم ،والتي ستطيل حتماً وقت إدخال المنتج وتزيد من تكلفة الإدخالحتى لو تم تغيير تخطيط PCB قليلاً ، فإن تكلفة إعادة صنع اللوحة المطبوعة واللوحة المطبوعة المطبوعة باللحام SMT تصل إلى الآلاف أو حتى عشرات الآلاف من اليوانات ،والدائرة التناظرية حتى تحتاج إلى إعادة تحديد الأخطاءقد يؤدي تأخير وقت الاستيراد إلى فقدان الشركة الفرصة في السوق وتكون في موقف غير موات جداً من الناحية الاستراتيجية.إذا تم تصنيع المنتج دون تعديل، فإنه من المستحيل أن يكون هناك عيوب في التصنيع أو زيادة تكاليف التصنيع، والتي ستكون أكثر تكلفة.كلما تم اعتبار قابلية التصميم للتصنيع في وقت سابق، كلما كان أكثر ملاءمة لإدخال منتجات جديدة.
يمكن تقسيم قابلية تصميم PCB إلى فئتين ، واحدة هي تكنولوجيا المعالجة لإنتاج لوحات الدوائر المطبوعة.والثاني يشير إلى الدائرة وهيكل المكونات ولوحات الدوائر المطبوعة من عملية التثبيتبالنسبة لتكنولوجيا المعالجة لإنتاج لوحات الدوائر المطبوعة ، فإن شركات تصنيع PCB العامة ، بسبب تأثير قدرتها على التصنيع ،سوف توفر للمصممين متطلبات مفصلة جدالكن وفقاً لفهم المؤلف، الواقع في الممارسة الذي لم يحصل على الاهتمام الكافي، هو النوع الثانيأي تصميم قابلية التصنيع للجميع الإلكترونيويركز هذا المقال أيضا على وصف قضايا قابلية التصنيع التي يجب على المصممين النظر فيها في مرحلة تصميم PCB.
يتطلب تصميم قابلية التصنيع للجمعية الإلكترونية من مصممي PCB النظر في ما يلي في بداية تصميم PCB:
اختيار طريقة التجميع وتخطيط المكونات هو جانب مهم جدا من قابلية تصنيع أقراص PCB ، والذي له تأثير كبير على كفاءة التجميع والتكلفة وجودة المنتج.لقد تعرض المؤلف للكثير من PCB، وهناك ما زال هناك نقص في الاعتبار في بعض المبادئ الأساسية جدا.
بشكل عام ، وفقًا للكثافة المختلفة لتركيب PCB ، يوصى بأساليب التجميع التالية:
| طريقة التجميع | مخطط | عملية التجميع العام |
| 1 SMD كامل من جانب واحد | |
معجون اللحام المطبوع من لوحة واحدة ، إعادة اللحام بعد التثبيت |
| 2 SMD كامل مزدوج الجانب | |
A. معجون اللحام المطبوع من الجانب B ، أو اللحام SMD من جديد أو اللصق البقعي (المطبوع) من الجانب B الكلمات الصلبة بعد اللحام الشامل |
| 3 التجميع الأصلي من جانب واحد | |
معجون اللحام المطبوع ، بعد وضع اللحام إعادة التدفق من SMD |
| 4 مكونات مختلطة على الجانب A SMD بسيطة فقط على الجانب B | |
معجون اللحام المطبوع على الجانب A ، لحام SMD إعادة التدفق ؛ بعد التقطيع (الطباعة) ، تثبيت الغراء SMD على الجانب B ، تركيب المكونات المثقوبة ، لحام موجة THD و SMD على الجانب B |
| 5 إدخال على الجانب A SMD بسيطة على الجانب B فقط | |
بعد تعزيز SMD مع ملصق بقعة (مطبوعة) على الجانب B، يتم تركيب المكونات المثقوبة والحرارة الموجة إلى THD وجانب B SMD |
كمهندس تصميم الدوائر، يجب أن يكون لدي فهم صحيح لعملية تجميع PCB، حتى أتمكن من تجنب ارتكاب بعض الأخطاء من حيث المبدأ. عند اختيار وضع التجميع،بالإضافة إلى النظر في كثافة تجميع PCB وصعوبة الأسلاك، من الضروري النظر في تدفق العملية النموذجي لهذا الوضع التجميعي ومستوى معدات العملية في المؤسسة نفسها. إذا لم يكن لدى المؤسسة عملية لحام موجة جيدة،ثم اختيار طريقة التجميع الخامسة في الجدول أعلاه قد تجلب لك الكثير من المتاعبومن الجدير بالذكر أيضاً أنه إذا تم التخطيط لعملية لحام الموجات لسطح الحام، فيجب تجنب تعقيد العملية عن طريق وضع عدد قليل من SMDS على سطح الحام.
تخطيط مكونات PCB له تأثير مهم للغاية على كفاءة الإنتاج والتكلفة وهو مؤشر مهم لقياس تصميم PCB من قابلية الاتصال.يتم ترتيب المكونات بالتساوي، بانتظام، ونظيفة قدر الإمكان، وترتيبها في نفس الاتجاه وتوزيع القطبية.الترتيب العادي مريح للتفتيش ويساعد على تحسين سرعة التصحيح / التوصيلمن ناحية أخرى، من أجل تبسيط العملية،يجب أن يكون مصممي PCB على دراية دائمًا بأن عملية لحام مجموعة واحدة فقط من لحام الإعادة والحام الموجة يمكن استخدامها على جانبي PCBهذا أمر ملحوظ بشكل خاص في كثافة التجميع ، يجب توزيع سطح لحام PCB مع المزيد من مكونات اللصق.يجب على المصمم النظر في عملية لحام المجموعة لاستخدامها للمكونات المثبتة على سطح الحامويفضل أن تستخدم عملية لحام موجة بعد تصحيح اللصق لحام دبوس الأجهزة المنفحة على سطح المكونات في نفس الوقت.الموجة لحام المكونات الملصقة لديها قيود صارمة نسبيا، فقط 0603 وقوة المقاومة الشريحة ، SOT ، SOIC (فاصل الدبوس ≥ 1mm وارتفاع أقل من 2.0mm) لحام.يجب أن يكون اتجاه الدبابيس عموديًا على اتجاه نقل PCB أثناء لحام قمة الموجة، بحيث يضمن أن نهايات أو خطوط اللحام على جانبي المكونات غارقة في اللحام في نفس الوقت.ترتيب الترتيب والمسافة بين المكونات المجاورة يجب أن تلبي أيضا متطلبات لحام قمة الموجة لتجنب "تأثير الحماية"، كما هو موضح في الشكل 1. عند استخدام SOIC لحام الموجة وغيرها من المكونات متعددة الدبابيس، يجب ضبطها في اتجاه تدفق القصدير في اثنين (كل جانب 1) أقدام لحام، لمنع الحام المستمر.
يجب ترتيب مكونات من نفس النوع في نفس الاتجاه على اللوحة ، مما يسهل تركيب المكونات وتفتيشها وحاملها. على سبيل المثال ،مع نهاية سلبية لجميع المكثفات الشعاعية التي تواجه الجانب الأيمن من اللوحة، مع وجود جميع حفر DIP موجهة نحو نفس الاتجاه، الخ، يمكن أن تسريع الأجهزة وتسهيل العثور على الأخطاء. كما هو موضح في الشكل 2.من السهل العثور على مكثف العكسفي الواقع ، يمكن للشركة توحيد توجيه جميع مكونات لوحات الدوائر التي تصنعها. قد لا تسمح بعض تخطيطات اللوحات بالضرورة بذلك ،لكن يجب أن يكون جهداً.
ما هي قضايا قابلية التصنيع التي يجب مراعاتها في تصميم PCB
كما يجب أن تكون أنواع المكونات المماثلة متماسكة مع بعضها قدر الإمكان، مع جميع أقدام المكونات في نفس الاتجاه، كما هو موضح في الشكل 3.
ومع ذلك، فإن المؤلف قد واجه بالفعل عددًا كبيرًا من PCBS، حيث كثافة التجميع مرتفعة جدًا،وعلى سطح لحام من PCB يجب أيضا أن توزع مع المكونات العالية مثل مكثف التنتالوم وتحفيز البقع، فضلا عن SOIC رقيقة المسافة وTSOP. في هذه الحالة من الممكن فقط استخدام ملصق لحام مطبوع من جانبيين لحام التدفق العكسي،يجب أن تتركز قدر الإمكان في توزيع المكونات للتكيف مع لحام يدويإمكانية أخرى هي أن العناصر المثقوبة على وجه المكون يجب توزيعها بقدر الإمكان في عدد قليل من الخطوط المستقيمة الرئيسية لاستيعاب عملية لحام الموجة الانتقائية.التي يمكن أن تتجنب لحام يدوي وتحسين الكفاءة، وضمان جودة اللحام. التوزيع المنفصل لحام المفاصل هو من المحرمات الرئيسية في لحام الموجة الانتقائية ، والتي من شأنها أن تضاعف وقت المعالجة.
عند تعديل موقع المكونات في ملف اللوحة المطبوعة ، من الضروري إيلاء الاهتمام للتوافق الواحد إلى واحد بين المكونات ورموز الشاشة.إذا تم نقل المكونات دون تحريك المقابلة رموز الشاشة الحريرية بجانب المكونات، سوف تصبح خطراً كبيراً على الجودة في التصنيع، لأن في الإنتاج الفعلي، رموز الشاشة الحريرية هي لغة الصناعة التي يمكن أن توجه الإنتاج.
في الوقت الحاضر، التثبيت الإلكتروني هو واحد من الصناعات مع درجة من التشغيل الآلي، وتتطلب معدات التشغيل الآلي المستخدمة في الإنتاج نقل التشغيل الآلي من PCB،بحيث أن اتجاه نقل PCB (عادة بالنسبة إلى اتجاه الجانب الطويل)، كل من العلوي والسفلي لديه حافة تشبيك واسعة لا تقل عن 3-5 ملم ، من أجل تسهيل ناقل نقل أوتوماتيكي ،تجنب بالقرب من حافة اللوحة بسبب التشغيل لا يمكن تركيب تلقائي.
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 positioningمن علامات تحديد الموقع المستخدمة عادة، يجب توزيع اثنين على شكل قطري للوحة PCB. يستخدم اختيار علامات تحديد الموقع بشكل عام رسومات قياسية مثل لوحة مستديرة صلبة.من أجل تسهيل التعرفيجب أن تكون هناك مساحة فارغة حول العلامات بدون عناصر أو علامات أخرى للدائرة ، والتي لا يجب أن يكون حجمها أقل من قطر العلامات (كما هو موضح في الشكل 4) ،والمسافة بين العلامات وحافة اللوحة يجب أن تكون أكثر من 5mm.
في تصنيع PCB نفسها، وكذلك في عملية تجميع الشبكة شبه التلقائية، واختبار تكنولوجيا المعلومات والاتصالات وغيرها من العمليات، يحتاج PCB لتوفير ثقبين إلى ثلاثة في الزوايا.
عند تجميع PCB بأحجام صغيرة أو أشكال غير منتظمة ، فإنه يخضع للعديد من القيود ، لذلك يتم اعتماده بشكل عام لتجميع العديد من PCBs الصغيرة في PCBs من الحجم المناسب ،كما هو مبين في الشكل 5بشكل عام ، يمكن النظر في PCB مع حجم جانب واحد أقل من 150 مم لاعتماد طريقة التوصيل.يمكن ربط حجم PCB الكبير إلى نطاق المعالجة المناسببشكل عام، وPCB مع عرض 150mm ~ 250mm وطول 250mm ~ 350mm هو الحجم الأكثر ملاءمة في التجميع التلقائي.
طريقة أخرى من اللوحة هي ترتيب PCB مع SMD على جانبي كتابة إيجابية وسلبية في لوحة كبيرة، مثل هذه اللوحة معروفة عادة باسم ين واليانغ،عموماً للنظر في توفير تكلفة لوحة الشاشة، أي من خلال مثل هذا اللوحة، في الأصل تحتاج إلى جانبين من اللوحة الشاشة، والآن تحتاج فقط لفتح اللوحة الشاشة.كفاءة برمجة PCB من ين و يانج هي أيضا أعلى.
عندما يتم تقسيم اللوحة ، يمكن أن يكون الاتصال بين الألواح الفرعية من خروط ذات شكل V مزدوجة ، ثقوب فتحات طويلة وثقوب مستديرة ، إلخ.ولكن يجب النظر في التصميم قدر الإمكان لجعل خط الفصل في خط مستقيم، من أجل تسهيل اللوحة، ولكن أيضا النظر في أن جانب الفصل لا يمكن أن تكون قريبة جدا من خط PCB بحيث يكون من السهل لتلف PCB عند اللوحة.
هناك أيضا لوحة اقتصادية جدا ولا يشير إلى لوحة PCB، ولكن إلى الشبكة من لوحة الرسومات الشبكة.لقد سمحت الصحافة الحالية الأكثر تقدماً (مثل DEK265) بحجم شبكة فولاذية 790 × 790 مم، إعداد نمط شبكة PCB متعددة الأطراف، يمكن تحقيق قطعة من شبكة الصلب للطباعة من منتجات متعددة، هو ممارسة توفير التكاليف جدا،مناسبة بشكل خاص لخصائص المنتج من المجموعات الصغيرة والنوع من الشركات المصنعة.
تصميم قابلية اختبار SMT هو أساسًا للوضع الحالي لمعدات تكنولوجيا المعلومات والاتصالات. يتم مراعاة قضايا الاختبار لإنتاج ما بعد الإنتاج في تصاميم الدائرة وPCB SMB مثبتة على السطح.لتحسين تصميم قابلية الاختبار، يجب النظر في شرطين لتصميم العملية والتصميم الكهربائي.
دقة الموقع ، وإجراءات تصنيع الركيزة ، وحجم الركيزة ونوع المسبار هي جميع العوامل التي تؤثر على موثوقية المسبار.
(1) فتحة تحديد الموقع. يجب أن يكون خطأ فتحات تحديد الموقع على الركيزة ضمن ± 0.05mm. ضع على الأقل فتحتين تحديد الموقع على بعد أكبر قدر ممكن.لا يمكن استخدام ثقوب تحديد المواقع غير المعدنية لتقليل سمك طبقة اللحام لتلبية متطلبات التسامحإذا تم تصنيع الركيزة ككل ومن ثم اختبارها بشكل منفصل، يجب أن تكون ثقوب الموقع على اللوحة الأم وعلى كل ركيزة فردية.
(2) قطر نقطة الاختبار لا يقل عن 0.4 ملم ، والمسافة بين نقاط الاختبار المجاورة أكثر من 2.54 ملم ، لا يقل عن 1.27 ملم.
(3) يجب عدم وضع المكونات التي يزيد ارتفاعها عن * ملم على سطح الاختبار ، مما سيؤدي إلى اتصال ضعيف بين مسبار مصعد الاختبار عبر الإنترنت ونقطة الاختبار.
(4) ضع نقطة الاختبار على بعد 1.0 ملم من المكون لتجنب تلف الاصطدام بين المسبار والمكون. لا ينبغي أن يكون هناك أي مكونات أو نقاط اختبار في حدود 3.2 ملم من حلقة فتحة التثبيت.
(5) يجب أن لا يتم تعيين نقطة الاختبار على بعد 5 ملم من حافة PCB ، والتي تستخدم لضمان مصراع التشغيل.عادة ما تكون نفس حافة العملية مطلوبة في معدات إنتاج الحزام النقل ومعدات SMT.
(6) يجب أن تكون جميع نقاط الكشف من المواد الموصلة المعلبة أو المعدنية ذات الملمس الناعم ، والانتشار السهل ،يجب اختيار عدم الأكسدة لضمان اتصال موثوق به وإطالة عمر الخدمة للمسبار.
(7) لا يمكن تغطية نقطة الاختبار بمقاومة اللحام أو حبر نصي ، وإلا فإن ذلك سيقلل من مساحة اتصال نقطة الاختبار ، ويقلل من موثوقية الاختبار.
(1) يجب أن تؤدي نقطة اختبار SMC/SMD لسطح المكون إلى سطح اللحام من خلال الثقب قدر الإمكان ، ويجب أن يكون قطر الثقب أكبر من 1 مليمتر. بهذه الطريقة ، يجب أن يتم تحديد حجم الثقب.يمكن استخدام سرير الإبرة من جانب واحد للاختبار عبر الإنترنت، وبالتالي خفض تكلفة الاختبار عبر الإنترنت.
(2) يجب أن يكون لكل عقدة كهربائية نقطة اختبار، وكل وحدة تحكم يجب أن يكون لها نقطة اختبار للطاقة والأرض، وأقرب ما يمكن إلى هذا المكون، في نطاق 2.54mm من وحدة تحكم.
(3) يمكن توسيع عرض نقطة الاختبار إلى 40 ميل عند تعيينها على مسار الدائرة.
(4) توزيع نقاط الاختبار بالتساوي على اللوحة المطبوعة. إذا تم تركيز المسبار في منطقة معينة، فإن الضغط الأعلى سوف تشوه اللوحة أو سرير الإبرة تحت الاختبار،منع جزء من المسبار من الوصول إلى نقطة الاختبار.
(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 supplyعند تصميم نقاط الانقطاع ، يجب أن تؤخذ في الاعتبار القدرة على تحمل القوة بعد استئناف نقطة انقطاع الاختبار.
يظهر الشكل 6 مثالًا على تصميم نقطة الاختبار. يتم تعيين منصة الاختبار بالقرب من مسار العنصر بواسطة سلك التمديد أو يتم استخدام عقدة الاختبار بواسطة المنصة المثقوبة.من المحظور تحديد عقدة الاختبار على مفصل اللحام للمكونهذا الاختبار يمكن أن يجعل مفصل اللحام الافتراضي يخرج إلى الموقف المثالي تحت ضغط المسبار ،بحيث يتم تغطية خطأ اللحام الافتراضي ويحدث ما يسمى "تأثير إخفاء الأخطاء"يمكن أن يعمل المسبار مباشرة على نقطة نهاية أو دبوس المكون بسبب تحيز المسبار الناجم عن خطأ الموقع ، والذي قد يسبب تلف المكون.
ما هي قضايا قابلية التصنيع التي يجب مراعاتها في تصميم PCB؟
فيما يلي بعض المبادئ الرئيسية التي يجب مراعاتها في تصميم PCB. في تصميم تصنيع PCB الموجهة إلى التجميع الإلكتروني ، هناك الكثير من التفاصيل ،مثل الترتيب المعقول للمساحة المتطابقة مع الأجزاء الهيكلية، توزيع معقول من الرسومات الشاشة الحريرية والنصوص، وتوزيع مناسب من مكان جهاز التدفئة الثقيلة أو الكبيرة، في مرحلة تصميم PCB،من الضروري وضع نقطة الاختبار ومكان الاختبار في الموقف المناسب، وننظر إلى التداخل بين الطابعة والمكونات الموزعة القريبة عندما يتم تثبيت المفاصل عن طريق عملية سحب والضغط.لا ينظر فقط كيفية الحصول على أداء كهربائي جيد وتخطيط جميل ولكن أيضا نقطة مهمة بنفس القدر وهو قابلية التصنيع في تصميم PCBمن أجل تحقيق جودة عالية وكفاءة عالية وتكلفة منخفضة.
أرسل استفسارك مباشرة إلينا
