Produzione di circuiti stampati Guida: 11 Produzione Consigli

I prodotti elettronici si stanno orientando sempre più verso tecnologie integrate, ovvero l’integrazione su larga scala e l’integrazione su iperscala, comunemente note come VLSI e VLSI. Sebbene questa tecnologia abbia già miniaturizzato i nostri dispositivi di uso quotidiano, l’evoluzione della tecnologia di integrazione sta rendendo i nostri dispositivi sempre più piccoli, e le loro funzioni principali dipendono in larga misura dai circuiti stampati (PCB) e dai componenti dell’involucro. Tutti i componenti che garantiscono la funzionalità del prodotto sono saldati sul PCB, mentre l’alloggiamento serve a proteggere il prodotto e a migliorarne l’aspetto. Questo articolo si concentra su 11 lezioni chiave apprese dagli ingegneri e dal team di produzione di Geyuan Electronics in merito alla realizzazione di progetti relativi ai PCB.

11 Produzione di circuiti stampati Esperienze

Indipendentemente dal tipo di Produzione di circuiti stampati, il processo di produzione di base rimane sostanzialmente invariato. Anche con alcune modifiche, i principi fondamentali rimangono gli stessi. In qualità di produttori professionali di PCB e componenti, conduciamo un’analisi DFM (Device-Driven Manufacturing) completa per ogni prodotto. Pertanto, lo scopo principale delle seguenti 11 sintesi sull’esperienza nella produzione di PCB è: come rendere più agevole la produzione di PCB? Se sei un ingegnere che acquista frequentemente o produce prodotti a base di circuiti stampati, è bene sapere che la qualità e i risultati della produzione di circuiti stampati sono spesso insoddisfacenti, soprattutto in fase di verifica di nuovi progetti, dove si verificano frequentemente alcuni problemi fastidiosi. Questa sintesi dei problemi più comuni e dei suggerimenti relativi alla produzione di circuiti stampati mira ad aiutarvi a ottenere una produzione più fluida, a ridurre i difetti e a migliorare la qualità complessiva delle vostre schede.

1. Assicurarsi che i documenti di produzione e la documentazione siano coerenti

Durante la produzione, la coerenza con il produttore è fondamentale per evitare discrepanze tra le versioni. È inoltre essenziale garantire il rispetto dei processi richiesti, quali distanze, dimensioni delle caratteristiche, spaziatura delle caratteristiche e progettazione fisica. Il produttore esaminerà i documenti di produzione, in particolare le caratteristiche del rame e della maschera in ogni strato, per garantire una fabbricazione affidabile del PCB. Anche le specifiche di produzione sono fondamentali, poiché forniscono tutte le altre informazioni necessarie per la realizzazione del PCB grezzo. Queste includono rivestimenti conformi, finiture superficiali, materiali specifici da utilizzare (maschera di saldatura LPI, ecc.), requisiti di impedenza, specifiche relative agli strati e ai materiali e altro ancora, il tutto definito nei disegni di produzione del PCB. Specifiche di produzione complete e chiare contribuiscono a garantire che il progetto possa essere implementato con successo in produzione.

2. Gestione della distinta base

La gestione della distinta base (BOM) è un argomento ormai ben noto. L’acquisto dei materiali, la verifica della disponibilità dei componenti, delle date di consegna e dello stato di cessazione della produzione possono essere effettuati tramite l’analisi del file BOM. Ad esempio, lo strumento di analisi della distinta base disponibile su Caixin.com è in grado di analizzare direttamente la distinta base, fornendo informazioni complete e chiare. Inoltre, durante il processo di progettazione dei circuiti stampati (PCB), è fondamentale selezionare, ove possibile, componenti comuni, in particolare quelli per cui esistono alternative facilmente reperibili. Ciò riduce al minimo i rischi. L’utilizzo di componenti comuni offre il vantaggio di una facile reperibilità e di una disponibilità sufficiente.

3. Ridurre al minimo il numero di componenti a foro passante

I componenti SMT sono facilmente gestibili dalle macchine pick-and-place, ma molti condensatori di grandi dimensioni presenti sul PCB richiedono il posizionamento e la saldatura manuali. I componenti a foro passante (THT) sono generalmente più costosi dei componenti SMD, richiedono la saldatura manuale e richiedono più tempo. I connettori sono i componenti THT più comuni e sono anche soggetti a problemi di produzione. L’inserimento ripetuto dei connettori nei componenti con cui si accoppiano può facilmente causare problemi. Pertanto, è opportuno ridurre al minimo l’uso di componenti THT e utilizzare il più possibile quelli SMT.

4. Garantire la dissipazione del calore

La maggior parte del rame presente su un PCB assorbe calore durante la saldatura, il che può causare la formazione di giunti di saldatura freddi, da evitare. Assicurarsi che vi sia un'adeguata dissipazione del calore per i collegamenti THT a grandi aree di rame, come i piani di massa o di alimentazione. Assicurarsi che i rami siano sufficientemente spessi da sopportare la corrente totale che fluisce dai componenti verso la massa. Garantire la dissipazione del calore lasciando piccoli spazi vuoti attorno ai pad. I collegamenti che partono dai pad devono essere in grado di sopportare la corrente che vi fluisce.

5. Prevenire un montaggio errato dei circuiti stampati

Utilizzate connettori con chiavetta in modo che possano essere inseriti in un solo modo. Prestate attenzione a non inserire il PCB capovolto quando utilizzate i seguenti connettori. Ciò è particolarmente probabile se il connettore è un cavo a nastro, poiché potrebbe causare un disallineamento dei fori di montaggio, consentendo il montaggio della scheda in una sola posizione. Assicuratevi che la serigrafia indichi chiaramente l’orientamento del diodo e colleghi un pin al circuito integrato. Chiunque abbia esperienza di collaborazione con i produttori sa che molti problemi di assemblaggio derivano da indicazioni di orientamento mancanti o errate.

6. Lascia spazio a sufficienza

È necessario lasciare spazio sufficiente sul circuito stampato. Un eccessivo affollamento dei componenti sul circuito stampato può causare cortocircuiti e altri errori di assemblaggio, con un conseguente aumento dei costi. Evitare di instradare le piste verso i bordi della scheda. Mantenere le piste all'interno dei bordi del PCB e tenere i componenti lontani dai bordi della scheda. I componenti vicini ai bordi della scheda potrebbero rompersi o subire danni durante la rimozione del pannello. Un'altra buona pratica consiste nel posizionare e instradare i condensatori di bypass immediatamente dopo aver posizionato i componenti necessari. Assicurarsi che i condensatori di bypass siano posizionati vicino al rispettivo circuito integrato (IC) e che l'alimentazione all'IC avvenga dopo il condensatore.

7. serigrafia

Tenere la grafica serigrafata lontana dai pad e attenersi alle indicazioni del produttore relative alla dimensione minima dei caratteri e allo spessore minimo delle linee.

8. Prevenzione del fenomeno del "tombstoning" nei PCB

Il fenomeno del "tombstoneing" si verifica quando un pad di saldatura su un componente SMD si solleva durante la saldatura a riflusso. Ciò è causato da un riscaldamento non uniforme del pad dovuto al fatto che la traccia non si allontana dal pad in modo uniforme. È possibile prevenire il disallineamento e il "tombstoneing" assicurandosi che i pad vengano riscaldati in modo uniforme.

9. Comprendere le capacità del produttore

Questo è un aspetto fondamentale. Se il vostro produttore non è in grado di eseguire questo processo, sarebbe insensato chiedergli di farlo. Naturalmente, anche se ne è in grado, è comunque necessario comunicare e informarsi. Ad esempio, occorre verificare se sono necessari fori e piste di piccole dimensioni, che sono più costosi, e, in tal caso, se lo strato esterno è più facilmente danneggiabile. Comprendere a fondo le capacità del proprio produttore può aiutare a ridurre i costi. Pur soddisfacendo i requisiti, cercate di tenere i componenti il più lontano possibile dal PCB. Il posizionamento dei componenti sulla parte superiore e inferiore del PCB richiede fasi di assemblaggio aggiuntive e aumenta il rischio di errori di assemblaggio.

10. Eseguire l'analisi DFM

Tra i problemi legati alla produzione dei PCB figurano la formazione di sacche di acido, la presenza di frammenti di rame e le questioni relative alla spaziatura e all’orientamento delle serigrafie. Pertanto, è fondamentale eseguire un’analisi DFM (Design for Manufacturing) prima della produzione. Un buon strumento DFM può aiutare a evitare questi problemi prima della produzione dei PCB. Una distanza insufficiente tra i componenti e i pad può causare problemi durante la saldatura. Nella saldatura ad onda, i componenti di grandi dimensioni possono oscurare quelli più piccoli, causando giunti di saldatura difettosi su questi ultimi. Ciò aumenta inoltre in modo significativo la difficoltà di rilavorazione e collaudo dei PCB.

11. Progettazione e produzione adatto PCB recinti

Assicurarsi che il proprio PCB sia dotato di un involucro adeguato può prevenire eventuali danni. Se avete bisogno di componenti per involucri realizzati su misura per il vostro PCB attuale, non esitate a contattarci. Non forniamo solo servizi di produzione di PCB e PCBA, ma anche servizi di produzione di componenti su misura. Qualunque sia il materiale richiesto per i componenti dell’involucro, siamo in grado di soddisfare le vostre esigenze. I nostri processi di produzione includono la lavorazione CNC, stampaggio a iniezione, pressofusione, lavorazione della lamiera, e lo stampaggio a iniezione di metalli.

L'analisi della progettabilità per la produzione (DFM) dei circuiti stampati può aiutare a evitare i problemi più comuni.

Padroneggiare i principi fondamentali della progettabilità per la produzione (DFM) dei circuiti stampati permette di ridurre facilmente il 90% dei difetti di qualità più comuni e dei ritardi durante il passaggio dalla progettazione alla produzione. Di seguito è riportata una sintesi delle esperienze più comuni nella produzione di circuiti stampati, comprovate dal settore:

Controllo del layout e della spaziatura	Mantenere margini di sicurezza: mantenere le piste e i conduttori in rame ad una distanza di almeno 0,3 mm-0,5 mm dal bordo della scheda per evitare che il rame rimanga esposto o si verifichino cortocircuiti durante la pulizia della scheda.
	Impostare una spaziatura adeguata: la spaziatura tra le linee e tra le linee e i pad non deve essere inferiore a 4 mil-6 mil per evitare la formazione di ponti durante la produzione.
	Densità dei componenti: mantenere una distanza sufficiente tra i componenti a montaggio superficiale per evitare fenomeni di oscuramento o ponti di saldatura durante la saldatura.
Progettazione di fori e cuscinetti	Limite del diametro del foro: il diametro finale del foro ottenuto mediante foratura meccanica non deve essere inferiore a 0,2 mm-0,3 mm. Un diametro troppo piccolo causerebbe la rottura della punta da trapano e un aumento dei costi.
	Larghezza sufficiente della zona di contatto: l'anello di rame attorno al foro non deve essere inferiore a 3 mil-4 mil su ciascun lato, per evitare il disallineamento del foro e la rottura.
	Evitare di praticare fori nei punti in cui sono presenti pad: evitare di praticare fori a cieco sotto i BGA o in corrispondenza di pin ravvicinati. Se la foratura è necessaria, tappare i fori (tappatura con resina).
Ottimizzazione dei tracciati e del rame	Evitare angoli acuti nel cablaggio: utilizzare transizioni a 45° o arrotondate per il cablaggio ed evitare angoli retti (90°) o angoli acuti per prevenire l’accumulo di acido e un’eccessiva corrosione.
	Prevenire la presenza di rame isolato: rimuovere il rame inattivo o isolato, privo di collegamenti elettrici, per evitare l’adsorbimento elettrostatico o le interferenze a microonde durante la produzione.
	Rivestimento in rame su ampia superficie con motivo a griglia: il rivestimento in rame su ampia superficie dovrebbe presentare, per quanto possibile, un disegno a griglia (trattino incrociato) per evitare un distribuzione non uniforme del calore durante la saldatura, che potrebbe causare la deformazione o la formazione di bolle sulla scheda.
Documentazione relativa all'etichettatura e ai processi	Evitare la serigrafia sui punti di saldatura: non imprimere i caratteri serigrafati sui punti di saldatura o sulla lamiera d'acciaio, poiché ciò comprometterebbe la tenuta della saldatura.
	Verifica dei documenti di produzione: prima di generare i file Gerber, controllare attentamente la maschera di saldatura e le aperture dello stencil per assicurarsi che la polarità, la direzione della serigrafia e le marcature del pannello (punti di riferimento) siano corrette.

La scelta di collaborare con Geyuan Electronics per un progetto di produzione su misura di circuiti stampati e involucri

La produzione su misura di circuiti stampati (PCB) e involucri è un processo altamente complesso, che richiede un'attenzione meticolosa ai dettagli in ogni fase, dalla progettazione iniziale ai test finali. Comprendere ogni fase del processo di produzione di PCB e involucri consente di prendere decisioni informate, ottimizzare i progetti per una migliore producibilità e selezionare produttori in linea con gli obiettivi del proprio progetto. Collaborare con un produttore su misura esperto e affidabile può migliorare significativamente la qualità, le prestazioni e il successo di mercato dei vostri prodotti elettronici. Geyuan Electronics offre servizi completi, dalla prototipazione rapida e dalla produzione in piccoli lotti alla produzione su larga scala e all’assemblaggio completo dei prodotti, impegnandosi a essere il vostro partner di fiducia nella creazione di prodotti elettronici innovativi. Ci dedichiamo alla ricerca dell’eccellenza, alla rapidità di risposta e all’ottimizzazione dei costi, consentendovi di concentrarvi su ciò che conta di più: far crescere la vostra attività e soddisfare le esigenze dei vostri clienti. Contattateci oggi stesso per discutere di come le nostre soluzioni end-to-end per la produzione di PCB possano supportare le vostre esigenze di sviluppo prodotto e aiutarvi a ottenere un vantaggio competitivo sul mercato. Lasciate che vi aiutiamo a trasformare con sicurezza ed efficienza i vostri progetti in prodotti di alta qualità e pronti per il mercato.

Riassumi

Il contenuto sopra riportato presenta principalmente 11 sintesi delle esperienze del team di Geyuan Electronics relative alla produzione di PCB. È importante tenere presente che si tratta solo di problemi comuni che possono sorgere nel processo standard di produzione dei PCB. Sebbene il processo generale di produzione dei PCB sia uniforme, possono esserci differenze significative per alcuni prodotti specializzati. Tuttavia, evitare i problemi comuni durante la produzione di PCB può apportare notevoli vantaggi economici all’azienda. Se la vostra azienda sta avviando un nuovo progetto di PCB o un progetto di componenti personalizzati, non esitate a contattarci per ricevere assistenza.