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本帖最后由 Get123 于 2021-6-23 11:10 编辑 1 F/ x( u+ ]/ L+ q6 D3 s
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作为电子产品必不可少的部分，印刷电路板（PCB）在实现电子产品的功能方面起着关键作用，这导致PCB设计的重要性日益凸显，因为PCB设计的性能直接决定了电子产品的功能和成本。出色的PCB设计能够使电子产品远离很多问题，从而确保产品能够顺畅地制造并能够满足实际应用的所有需求。 n2 I8 q6 n6 l! k: P& t& ^
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& R. [& B; y* L+ b) z 在促成PCB设计的所有要素中，制造设计（DFM）绝对是必不可少的要素，因为它将PCB设计与PCB制造联系起来，以便在电子产品的整个生命周期中尽早发现问题并及时解决。一个神话是，随着在PCB设计阶段考虑电子产品的可制造性，PCB设计的复杂性将会增加。在电子产品设计的生命周期中，DFM不仅可以使电子产品平稳地参与自动化生产，并节省制造过程中的人工成本，而且可以有效地缩短制造生产时间，以保证最终电子产品的及时完成。 PCB可制造性由于将可制造性与PCB设计结合在一起，因此制造设计是导致高效制造，高质量和低成本的关键要素。PCB可制造性研究的范围广泛，通常可分为PCB制造和PCB组装。
8 ?, u$ r* M7 E! v5 Q! g C. R ZPCB制作 $ {3 B1 G$ l. ^ X: S' e+ A
就PCB制造而言，应考虑以下方面：PCB尺寸，PCB形状，工艺边和Mark点。一旦在PCB设计阶段未能完全考虑到这些方面，除非采取额外的处理措施，否则自动芯片贴片机可能无法接受预制的PCB板。更糟的是，有些板无法利用手动焊接参与自动制造。结果，制造周期将延长并且人工成本也会增加。
" f: {% c5 {2 F1、PCB尺寸 : n9 L6 Y* F1 f* l
每个芯片安装器都有其自己所需的PCB尺寸，根据每个安装器的参数而不同。例如，芯片安装器接受的最大PCB尺寸为500mm * 450mm，而最小PCB尺寸为30mm * 30mm。这并不意味着我们不能处理小于30mm * 30mm的PCB板组件，并且当需要较小的尺寸时，就可以依靠拼板。当只能依靠人工安装而人工成本上升且生产周期失控时，芯片贴片机永远不会接受尺寸太大或太小的PCB板。因此，在PCB设计阶段，必须充分考虑自动安装制造所设定的PCB尺寸要求，并且必须将其控制在有效范围内。 & [' ?0 t$ Z2 U' m+ V/ g) Q
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0 Z7 b7 M2 I6 u2、PCB形状
: Q8 ~1 K/ R4 W5 A( r除PCB尺寸外，所有芯片贴片机都对PCB形状提出了要求。普通的PCB形状应为矩形，其长与宽之比应为4：3或5：4（最佳）。如果PCB的形状不规则，则在SMT组装之前必须采取额外的措施，从而导致成本增加。为了阻止这种情况的发生，必须在PCB设计阶段将PCB设计为普通形状，以便满足SMT要求。然而，在实际情况下很难做到这一点。当某些电子产品的形状必须不规则时，必须使用邮票孔以使最终PCB的形状具有普通形状。组装后，可以从PCB上省去多余的辅助挡板，从而满足自动安装和空间的要求。 6 U% J! ~$ ?3 z, n; b
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3、工艺边
" h+ Q7 A0 `8 d, ]' H, x为了满足自动制造的需求，必须在PCB上放置工艺边以固定PCB。 在PCB设计阶段，应事先留出5mm宽的工艺边，其中不留任何组件和走线。通常将技术导轨放置在PCB的短边，但是当长宽比超过80％时可以选择短边。组装后，可以将作为辅助生产角色的工艺边拆除。
1 \0 L9 [4 ^; {2 N% P1 f- K4、基准点（Mark点） 2 p. }& }, N8 T8 F" _
对于安装了组件的PCB，应添加Mark点作为公共参考点，以确保每个组装设备都能准确确定组件位置。因此，Mark点是自动制造所需的SMT制造基准。 3 z6 _) ?) p" T6 y1 J# h1 O
组件需要2个Mark点，而PCB需要3个Mark点，这些标记应放置在PCB板边缘并覆盖所有SMT组件。Mark点与板边缘之间的中心距离应至少为5mm。对于带有双面贴装SMT元件的PCB，在两个面上都应有Mark点。如果组件放置得过于密集而无法在板上放置Mark点，则可以将它们放置在工艺边上。 : n7 M q% F. r% G% W) z+ z
PCB组装
7 C$ Z1 k. |+ R( Y3 j! iPCB组装，简称PCBA，实际上是在裸板上焊接组件的过程。为了满足自动化制造的要求，PCB组装对组件封装和组件布局提出了一些要求。
4 K V5 {0 V% G; y1 Y1、组件包装
. u( y7 E! X! w6 W$ d; m# _$ K在PCBA设计过程中，如果组件封装不符合合适的标准并且组件之间的距离太近，则不会进行自动安装。 ' u# i3 A7 S O' K" R: j0 h
为了获得最佳的组件封装，应使用专业的EDA设计软件来与国际组件封装标准兼容。在PCB设计过程中，鸟瞰图区域绝不能与其他区域重叠，并且自动IC贴片机将能够准确识别并进行表面贴装。 ; h, z% i; }$ A( l4 _. P
2、组件布局 + }8 m+ h% ? p- K& [/ Z8 l9 N
组件布局是PCB设计中的一项重要任务，因为它的性能与PCB外观和制造工艺的复杂程度直接相关。
! t3 k1 f& k) o6 l在组件布局过程中，应确定SMD组件和THD组件的装配面。在这里，我们将PCB的正面设置为组件A侧，而背面设置为组件B侧。组件布局应考虑组装形式，包括单层单包装组装，双层单包装组装，单层混合包装组装，A面混合包装和B面单包装组装以及A面THD和B侧SMD组件。不同的组装要求不同的制造工艺和技术。因此，就部件布局而言，应选择最佳的部件布局以使制造变得简单容易，从而提高整个过程的制造效率。 2 v$ A7 B7 v' v" C0 u3 Y0 g- C
另外，必须考虑组件布局的方向，组件之间的间距，散热和组件高度。 7 X/ K' B; R& E4 j
一般而言，组件方向应保持一致。组件布局符合最短追踪距离的原则，基于该原则，带有极性标记的组件的极性方向应一致，而没有极性标记的组件应在X或Y轴上整齐地排列。组件高度应最大为4mm，而组件和PCB的传输方向应保持90°。 2 B& D9 Q2 W8 U b
为了提高组件焊接速度并方便以后检查，组件之间的间距应保持一致。同一网络中的组件应彼此靠近，而根据电压降应在不同网络之间留出安全距离。丝印和焊盘绝对不能重叠，否则将不会安装组件。 + d+ e7 i( d' ]$ |5 r K0 f
由于PCB的实际工作温度和电气组件的热特性，应考虑散热问题。组件布局应着重散热，必要时应使用风扇或散热器。应为功率组件选择合适的散热器，并且热敏感组件应放置在远离发热的地方。高组件应放在低组件后面。 # h- ^' p' {* w- P; J Y
还有更多细节应集中在PCB DFM上，实践中应积累经验。例如，高速信号PCB设计要求对阻抗有特殊要求，应在实际制造之前与电路板制造商进行讨论，以确定阻抗和分层信息。为了在一些小尺寸且密集走线的PCB板上进行生产准备，应与PCB制造商讨论最小走线宽度和通孔直径的制造能力，以确保这些PCB的顺利生产。 ], C3 y. B9 T% M5 c2 p& N
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发表于 2021-6-23 11:08
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