Производство печатных плат Руководство: 11 Производство Советы

В сфере электронных изделий наблюдается все более активный переход к интегрированным технологиям, а именно к крупномасштабной интеграции и гипермасштабной интеграции, широко известным как VLSI и VLSI. Хотя эта технология уже позволила миниатюризировать наши повседневные устройства, дальнейшее развитие интеграционных технологий делает их все меньше и меньше, а их основные функции в значительной степени зависят от печатных плат (PCB) и компонентов корпуса. Все компоненты, обеспечивающие функциональность изделия, припаиваются к печатной плате, а корпус служит для защиты и улучшения внешнего вида изделия. В данной статье рассматриваются 11 ключевых уроков, извлеченных инженерами и производственной командой компании Geyuan Electronics в ходе реализации проектов по изготовлению печатных плат.

11 Производство печатных плат Опыт

Независимо от типа Производство печатных плат, основной производственный процесс остаётся в целом неизменным. Даже при некоторых модификациях фундаментальные принципы остаются прежними. Как профессиональный производитель печатных плат и компонентов, мы проводим комплексный анализ DFM (Device-Driven Manufacturing) для каждого изделия. Поэтому основная цель следующих 11 кратких обзоров опыта производства печатных плат заключается в следующем: как сделать производство печатных плат более плавным? Если вы инженер, который часто заказывает или производит изделия на печатных платах, вам следует знать, что качество и результаты изготовления печатных плат зачастую оставляют желать лучшего, особенно при проверке новых проектов, когда нередко возникают серьезные проблемы. Данный обзор наиболее распространенных проблем и рекомендаций в области изготовления печатных плат призван помочь вам наладить более бесперебойное производство, сократить количество брака и повысить общее качество ваших печатных плат.

1. Обеспечьте согласованность производственных документов и документации

В процессе производства крайне важно соблюдать требования производителя, чтобы избежать несоответствий между версиями. Также необходимо обеспечить соблюдение требуемых технологических параметров, таких как зазоры, размеры элементов, расстояния между элементами и физическая компоновка. Производитель проверит производственную документацию, в частности элементы медного слоя и маски на каждом слое, чтобы гарантировать надежное изготовление печатной платы. Технические условия производства также имеют жизненно важное значение, поскольку содержат всю остальную информацию, необходимую для изготовления «голых» печатных плат. К ним относятся конформные покрытия, виды обработки поверхности, конкретные материалы, подлежащие использованию (паяльная маска LPI и т. д.), требования к импедансу, спецификации слоев и материалов и многое другое — все это определено в чертежах для производства печатных плат. Полные и чёткие производственные спецификации помогают гарантировать успешную реализацию проекта в производстве.

2. Управление спецификациями

Управление спецификацией (BOM) — это давно обсуждаемая тема. Анализ файла BOM позволяет осуществлять закупку материалов, проверять наличие компонентов, сроки поставки и статус снятия продукции с производства. Например, инструмент анализа спецификаций на сайте Caixin.com позволяет напрямую анализировать спецификации, предоставляя исчерпывающую и понятную информацию. Кроме того, в процессе проектирования печатных плат крайне важно по возможности выбирать широко распространённые компоненты, особенно те, для которых имеются легко доступные альтернативы. Это позволяет минимизировать риски. Использование широко распространённых компонентов даёт преимущество в виде лёгкой доступности и достаточного предложения.

3. Свести к минимуму количество компонентов с проходными отверстиями

Компоненты SMT легко обрабатываются машинами для укладки деталей, однако многие крупные конденсаторы на печатной плате требуют ручной укладки и пайки. Компоненты с сквозными выводами (THT) обычно дороже компонентов SMD, требуют ручной пайки и занимают больше времени. Разъёмы являются наиболее распространёнными компонентами THT и также подвержены производственным проблемам. Многократное вставление разъёмов в сопрягаемые с ними компоненты может легко привести к неполадкам. Поэтому следует свести к минимуму использование компонентов THT и по возможности использовать компоненты SMT.

4. Обеспечить отвод тепла

Большая часть меди на печатной плате поглощает тепло во время пайки, что может привести к образованию холодных паяных соединений, чего следует избегать. Обеспечьте адекватный отвод тепла для соединений THT с большими медными площадями, такими как плоскости заземления или питания. Убедитесь, что «лучи» имеют достаточную толщину, чтобы выдерживать общий ток, протекающий от ваших компонентов к заземлению. Обеспечьте отвод тепла, оставив небольшие зазоры вокруг контактных площадок. Соединения, выходящие из контактных площадок, должны выдерживать ток, протекающий в них.

5. Предотвращение неправильной установки печатной платы

Используйте разъемы с ориентационными выемками, чтобы их можно было вставлять только одним способом. Обратите внимание на то, как при использовании следующих разъемов печатная плата может быть вставлена вверх ногами. Это особенно вероятно в случае ленточных разъемов, поскольку при этом может нарушиться совпадение монтажных отверстий, что позволит установить плату только в одном положении. Убедитесь, что на шелкографической печати чётко указана ориентация диода и один вывод соединён с микросхемой. Любой, кто имеет опыт работы с производителями, знает, что многие проблемы при сборке возникают из-за отсутствия или неправильного расположения ориентационных меток.

6. Оставьте достаточно места

На печатной плате необходимо оставить достаточно места. Слишком плотное размещение компонентов на печатной плате может привести к коротким замыканиям и другим ошибкам при сборке, что приведет к увеличению затрат. Следует избегать прокладки трасс к краям платы. Прокладывайте дорожки внутри границ печатной платы, а компоненты размещайте вдали от краев платы. Компоненты, расположенные близко к краю платы, могут сломаться или быть повреждены при извлечении панели. Еще одна рекомендуемая практика — размещать и прокладывать трассы обходных конденсаторов сразу после размещения необходимых компонентов. Убедитесь, что обходные конденсаторы размещены рядом с соответствующими микросхемами и что питание на микросхемы подается после конденсатора.

7. шелкография

Не размещайте графику, нанесенную методом шелкографии, вблизи контактных площадок и соблюдайте рекомендации производителя относительно минимального размера шрифта и ширины линий.

8. Предотвращение образования «надгробий» на печатных платах

Эффект «надгробного камня» возникает, когда контактная площадка на устройстве SMD припоивается вверх во время пайки методом рефлоу. Это происходит из-за неравномерного нагрева площадки, вызванного неравномерным отходом дорожки от площадки. Предотвратить смещение и появление эффекта «надгробного камня» можно, обеспечив равномерный нагрев контактных площадок.

9. Оценка возможностей производителя

Это крайне важный момент. Если ваш производитель не располагает необходимыми возможностями для выполнения данного процесса, было бы неразумно просить его об этом. Конечно, даже если он может это сделать, вам всё равно нужно обсудить и уточнить все детали. Например, нужны ли мелкие отверстия и дорожки, которые обходятся дороже, и если да, то внешний слой будет более подвержен повреждениям. Глубокое понимание возможностей вашего производителя поможет вам сократить расходы. Старайтесь, насколько это возможно, размещать компоненты не на самой печатной плате, не нарушая при этом требований. Размещение компонентов на верхней и нижней сторонах печатной платы требует дополнительных этапов сборки и увеличивает вероятность ошибок при монтаже.

10. Провести анализ DFM

К проблемам при производстве печатных плат относятся скопления кислоты, фрагменты меди, а также интервалы и ориентация шелкографии. Поэтому проведение анализа «Проектирование с учетом технологичности» (DFM) перед началом производства имеет решающее значение. Хороший инструмент DFM поможет избежать этих проблем еще до начала производства печатных плат. Недостаточное расстояние между компонентами и контактными площадками может вызвать проблемы при пайке. При пайке волной припоя крупные компоненты могут закрывать более мелкие, что приводит к некачественным паяным соединениям на мелких компонентах. Это также значительно усложняет доработку и тестирование печатных плат.

11. Проектирование и производство подходящий печатная плата приложения

Обеспечение подходящего корпуса для вашей печатной платы поможет предотвратить её повреждение. Если вам необходимо изготовить детали корпуса для вашей текущей печатной платы, пожалуйста, свяжитесь с нами. Мы предоставляем не только услуги по изготовлению печатных плат и сборке электронных узлов (PCBA), но и услуги по изготовлению деталей на заказ. Какие бы материалы вам ни потребовались для изготовления деталей корпуса, мы готовы вам помочь. Наши производственные процессы включают обработку на станках с ЧПУ, литье под давлением, литье под давлением, изготовление изделий из листового металла, а также литье металла под давлением.

Анализ проектирования печатных плат с учетом технологичности (DFM) помогает избежать типичных проблем.

Освоение основных принципов проектирования печатных плат с учетом технологичности (DFM) позволяет легко предотвратить 90% типичных дефектов качества и задержек на этапе перехода от проектирования к производству. Ниже приводится краткое изложение проверенных на практике общих рекомендаций по производству печатных плат:

Управление макетом и интервалами	Соблюдайте безопасное расстояние от края платы: размещайте медные дорожки и проводники на расстоянии не менее 0,3–0,5 мм от края платы, чтобы предотвратить оголение меди или возникновение коротких замыканий при очистке платы.
	Установите соответствующие интервалы: расстояние между линиями, а также между линиями и контактными площадками должно составлять не менее 4–6 мил, чтобы избежать образования мостиков в процессе производства.
	Плотность размещения компонентов: Следует соблюдать достаточное расстояние между компонентами для поверхностного монтажа, чтобы предотвратить затенение или образование паяных мостиков во время пайки.
Проектирование отверстий и опорных площадок	Ограничение по диаметру отверстия: Диаметр готового отверстия, полученного в результате механического сверления, не должен быть меньше 0,2–0,3 мм. Слишком маленький диаметр приведёт к поломке сверла и увеличению затрат.
	Достаточная ширина контактной площадки: ширина медного кольца вокруг отверстия должна составлять не менее 3–4 мил с каждой стороны, чтобы предотвратить смещение отверстия и его разрушение.
	Избегайте установки прокладок на отверстиях: не следует слепо сверлить отверстия под BGA или в местах с плотным расположением выводов. Если сверление необходимо, заделайте отверстия (заливкой смолой).
Оптимизация трассировки и медных слоёв	Избегайте острых углов при прокладке проводов: используйте переходы под углом 45° или с закругленными краями и избегайте прямых углов (90°) или острых углов, чтобы предотвратить скопление кислоты и чрезмерную коррозию.
	Предотвращение появления изолированных участков меди: удалите неработающие участки меди или изолированные участки, не имеющие электрической связи, чтобы избежать электростатической адсорбции или микроволновых помех в процессе производства.
	Медная облицовка большой площади с сетчатым рисунком: при изготовлении медной облицовки большой площади следует по возможности использовать сетчатый (штриховой) рисунок, чтобы предотвратить неравномерное распределение тепла во время пайки, которое может привести к деформации платы или образованию пузырей.
Маркировка и технологическая документация	Избегайте нанесения трафаретной печати на паяльные площадки: не нажимайте на трафаретные символы, расположенные на паяльных площадках или стальном листе, иначе это повлияет на прочность пайки.
	Проверьте производственную документацию: перед выводом файлов Gerber внимательно проверьте паяльную маску и отверстия трафарета, чтобы убедиться в правильности полярности, направления шелкографии и маркировки панели (контрольных точек).

Решение о сотрудничестве с компанией Geyuan Electronics в рамках проекта по изготовлению печатных плат и корпусов по индивидуальному заказу

Изготовление печатных плат и корпусов на заказ — это чрезвычайно сложный процесс, требующий тщательного внимания к деталям на каждом этапе, от первоначального проектирования до окончательного тестирования. Понимание каждого этапа процесса изготовления печатных плат и корпусов позволяет принимать обоснованные решения, оптимизировать конструкции для улучшения технологичности и выбирать производителей, которые соответствуют целям вашего проекта. Сотрудничество с опытным и надежным производителем по индивидуальным заказам может значительно повысить качество, производительность и рыночный успех вашей электроники. Компания Geyuan Electronics предлагает комплексные услуги — от быстрого прототипирования и мелкосерийного производства до крупносерийного выпуска и полной сборки продукции — и стремится стать вашим надежным партнером в создании инновационной электроники. Мы стремимся к совершенству, оперативному реагированию и экономической эффективности, что позволяет вам сосредоточиться на самом важном: развитии вашего бизнеса и удовлетворении потребностей ваших клиентов. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить, как наши комплексные решения по производству печатных плат могут удовлетворить ваши потребности в разработке продукции и помочь вам получить конкурентное преимущество на рынке. Позвольте нам помочь вам уверенно и эффективно превратить ваши проекты в высококачественную, готовую к выходу на рынок продукцию.

Обобщить

В приведенном выше материале в основном представлены 11 выводов, сделанных командой Geyuan Electronics на основе опыта в области производства печатных плат. Важно учитывать, что речь идет лишь о типичных проблемах, которые могут возникать в стандартном процессе производства печатных плат. Хотя общий процесс производства печатных плат остается неизменным, при изготовлении определенных специализированных изделий могут наблюдаться существенные различия. Тем не менее, предотвращение типичных проблем при производстве печатных плат может принести компании существенную экономическую выгоду. Если ваша компания приступает к реализации нового проекта по производству печатных плат или изготовлению деталей по индивидуальному заказу, обращайтесь к нам за помощью.