Für produzierende Unternehmen ist eine der Hauptanforderungen an einen Auftrag seine Herstellbarkeit. Leider müssen wir uns in der Praxis mit der Situation auseinandersetzen, dass die erhaltene Bestellung nicht technologisch ist. Dies führt zu einer Erhöhung der Komplexität seiner Herstellung und damit zu einer Erhöhung der Kosten.
Vorentwurf hilft bei der Fehlererkennung
Eine ähnliche Situation kann sowohl bei der Herstellung von Produkten nach eigenem Design als auch bei der Auftragsfertigung auftreten. In einigen Fällen sollte die Nicht-Technologie dies erkennen, nachdem der Auftrag tatsächlich in Produktion geht. Obwohl es sich bei der Identifizierung eher um eine Eliminierung handelt, sollte sie bereits in der Entwurfsphase des Produkts erkannt werden.
Zur Umsetzung dieser Aufgabe ist es notwendig, dass der Designer eine Vorstellung von den Produktionsmöglichkeiten und vor allem von den ihm innewohnenden Einschränkungen hat.
Was werden wir in diesem Artikel lesen?
Der Artikel beschreibt die praktischen Erfahrungen der gemeinsamen Arbeit der Produktions- und Konstruktionsabteilung zur Erstellung eines Dokuments mit den Anforderungen an die Gestaltung von Leiterplattenbaugruppen für den automatischen Einbau. Die Verwendung eines solchen Dokuments ermöglicht es, bereits im Stadium der Pilotcharge ein Produkt in Produktion zu bringen, das für den Einbau in eine automatische Linie geeignet ist.
Komponenten für die Steckdosenmontage
Geometrische Parameter des Werkstücks
Die zulässige Dicke der fertigen Leiterplatte beträgt 0.6 bis 3 mm.
Es wird empfohlen, rechteckige Leiterplattenrohlinge mit einem Breiten-zu-Längen-Verhältnis von nicht mehr als 1:3 anzufertigen.
Die Lage der Referenzmarken im Bereich der Leiterplatte
Bei dieser Anordnung darf kein Technologiefeld vorhanden sein oder ein Technologiefeld mit der minimal möglichen Breite von 4 mm vorhanden sein.
Die Mindestbreite des technologischen Feldes hängt von der Lage der globalen Referenzmarken auf der Platine und von der Art der Bearbeitung der Werkstückkanten ab.
Lokale Referenzmarken:
Lokale Referenzmarken können für Komponenten mit einem Rastermaß von 0.65 mm und weniger (BGA, QFP, CSP, QFN, Steckverbinder usw.) platziert werden. Referenzpunkte befinden sich an gegenüberliegenden Kanten des Bauteils außerhalb der Zoneneinrichtung.
Bei begrenzter Freiraumnutzung ein Bezugszeichen zwischen benachbarten Bauteilen; oder können Passmarken innerhalb der Installationszonen unter dem Komponentenkörper platzieren.
Mangels freiem Platz sind nur zwei örtliche Referenzmarken pro Leiterplatte zulässig. In diesem Fall sollten sie diagonal im größtmöglichen Abstand zueinander angeordnet sein.
Der Mindestabstand zwischen benachbarten Referenzmarken beträgt 10 mm.
Lage der Komponenten
Die SMD-Bauteile sollten nach Möglichkeit auf einer Seite des PP platziert werden.
Wenn es nicht möglich ist, eine Seite des PP für die SMD-Montage zu verwenden, sollten die Komponenten maximal auf einer der Seiten konzentriert werden.
SMD-Bauteile mit einer Höhe von mehr als 5 mm sollten sich möglichst auf einer Seite des PP befinden —
Die möglichst gesättigten SMD-Bauteile.
THT-Bauteile sollten seitlich platziert werden, wenn möglich PP, maximal mit SMD-Bauteilen gesättigt.
Es ist nicht erlaubt, SMD-Bauteile unter Bauteilen zu platzieren
Der Mindestabstand zwischen den Kontaktpads benachbarter SMD-Bauteile sollte 0.4 mm betragen
Der Mindestabstand zwischen den Pads von SMT-Komponenten in zylindrischen Gehäusen (MELF, LL-34 usw.) und den Pads benachbarter Komponenten in anderen Gehäusen beträgt die Hälfte der Breite des Kontaktpads für das zylindrische Gehäuse.
Bei Platzmangel auf der Platine darf zwischen den Kontaktpads von Bauteilen in zylindrischen Gehäusen ein Spalt von mindestens 0.6 mm gelassen werden.
Polare Komponenten (insbesondere TNT-Komponenten) sollten nach Möglichkeit mit der gleichen Ausrichtung positioniert werden.
Spurenelemente von pp
Der Abstand zwischen der Kante der Leiterplatte und einem beliebigen Element der Leiterplatte (Leiter, Kontaktpad, Loch usw.)
Werden sollte:
Zum Anreißen – 0.6 mm;
0.5 mm (ausnahmsweise 0.35 mm in Absprache mit dem Leiter der PP-Suchabteilung);
0.8 mm (falls erforderlich, um Bohren zu verwenden, ist es notwendig, die Möglichkeit seiner Verwendung mit dem Leiter der PP-Abtastabteilung abzustimmen)
Die Kontaktpads müssen sich mit einer Maske vollständig öffnen
(nicht durch Lötmaske definiertes Pad), während der Abstand zwischen der Maske und dem Pad 50 … 200 Mikrometer betragen sollte (für BGA-Mikroschaltungen – streng genommen 50 Mikrometer).
Das Design der multiplizierten Rohlinge
Die Animation soll durch direktes Übertragen der Leiterplatten ohne Wendungen erfolgen. Eine andere Variante der Animation muss vorher mit dem technischen Dienst abgestimmt werden.
Beim Formen von Platinen ist das Anreißen die bevorzugte Methode zum Trennen der Platinen. Das Ritzen ist nur für PP mit einer Dicke von 0.8…2 mm möglich.
Bei Platten ab einer Dicke von 2 mm empfiehlt sich die Verwendung von Fräsen. Wenn Bohrungen erforderlich sind, ist eine Abstimmung mit dem Leiter der PP-Suchabteilung erforderlich. Als Mindestwert wird der Durchmesser D angegeben. Der Vorzugswert beträgt 0.4 mm. Die minimale Breite des Jumpers sollte 1.5 mm betragen, die maximale – 4 mm.
Die Jumper müssen so positioniert sein, dass sie sich anschließend mit einem Seitenschneider leicht entfernen lassen. Es ist verboten, Brücken unter den Gehäusekomponenten zu platzieren.
Der maximale Abstand zwischen den Jumpern auf der Platine sollte 75 mm betragen.
Für die Möglichkeit des Lötens in einem Reflowofen mit Mittelauflage ist für die Werkstücke eine Freizone im Mittelteil mit einer Breite von 5 mm erforderlich. Die Freizone ist ein Abschnitt des PP, der frei von SMD-Bauteilen ist. Vermeiden Sie nach Möglichkeit die Platzierung von Leitern und Kontaktpads im Freibereich, die nicht mit einer Maske abgedeckt sind.
Bei Bedarf kann zur Umsetzung der Freizone ein zusätzlicher Technologiebereich eingeführt werden
Design von Leiterplatten mit Mikroschaltungen in BGA-Gehäusen
Die Form der Kontaktfläche für den Kugelbolzen ist ein Kreis mit einem Durchmesser von 2/3 bis 3/4 des Durchmessers des Kugelbolzens des Bauteils, jedoch nicht weniger als 0.20 mm.
Die Kontaktpads für die BGA-Anschlüsse sollten sich vollständig von der Maske aus öffnen (nicht durch Lötmaske definierte Kontaktflächen). Gleichzeitig wird der Wert der Öffnung durch die Schrittweite der Pins des Chips wie folgt bestimmt: Bei einer Schrittweite von mehr als 0.8 mm sollte die Öffnung 100 Mikrometer betragen; Bei einer Schrittweite von 0.8 mm oder weniger sollte die Öffnung 50 Mikrometer betragen.
Beim Verbinden des Kontaktpads und des Lochs sollten das Loch und der dazu passende Leiter vollständig mit einer Maske abgedeckt werden, während die Breite des Leiters 75 % des Durchmessers des Pads nicht überschreiten sollte. Andernfalls könnte das Lot in das Loch eindringen
Zusammenfassung
Der moderne Stand der Elektronikentwicklung stellt sowohl an die Hersteller von Leiterplatten und Modulen als auch an die Entwickler erhöhte Anforderungen.
Bei modernen Entwicklungen stehen diese beiden Seiten häufig vor einem Widerspruch zwischen der Notwendigkeit, die eine oder andere Art von Komponenten, Materialien, Technologien zu verwenden, und der Fähigkeit der Hersteller, dies mit minimalen Kosten und hoher Qualität zu tun.
Die Aufgabe des PCB-Designers besteht darin, die „goldene Mitte“ zu finden, die alle am Projektumsetzungsprozess beteiligten Parteien von der Entwicklung bis zur Produktion der PCB und der Bestückung zufriedenstellt.