Ключевые факторы проектирования печатных плат для оптимального SMT-производства

SMT и его атрибуты

Развитие современных научных технологий приводит к возрастающей миниатюризации электронных компонентов и массовому применению SMT-технологии и устройств в электронных продуктах. SMT-производственное оборудование обладает атрибутами полной автоматизации, высокой точности и высокой скорости. Поскольку степень автоматизации растет, к проектированию печатных плат предъявляются более высокие требования. Проектирование печатных плат должно соответствовать требованиям SMT-оборудования, иначе производительность и качество производства будут затронуты, или даже полностью автоматический SMT может не быть выполнен. Например, машина будет часто ломаться, когда MARK не полностью соответствует; неразумный дизайн в плане формы печатной платы, зажимного края и панели будет влиять на эффективность производства, дефекты контактных площадок или даже машинное производство не может быть завершено.

SMT (Surface Mount Technology) — передовой технологией электронного производства, которая паяет и монтирует компоненты на заданном месте печатной платы. По сравнению с традиционным THT (Through Hole Technology), наиболее значительной особенностью SMT является повышенная степень автоматического производства, подходящая для массового автоматического производства.

Введение в SMT-производственную линию

Базовая интегрированная SMT-производственная линия должна содержать загрузчик, принтер, монтажную машину, печь переплавки и выгрузчик. Печатная плата начинает с загрузчика, передается по пути и проходит оборудование с завершением производства. Затем печатная плата получает высокотемпературную пайку через печь переплавки и передается к выгрузчику с завершением производства печати, монтажа и пайки. Этот процесс показан на рисунке 1.

Элементы проектирования печатных плат, влияющие на SMT-производство

Проектирование печатных плат — ключевое звено, содержащееся в SMT-технологии, важный элемент, определяющий качество SMT-производства. В статье анализируются элементы проектирования печатных плат, влияющие на его качество, с точки зрения SMT-производственного оборудования. Требования проектирования печатных плат от SMT-производственных устройств включают в основном: узор печатной платы, размер, отверстие позиционирования, зажимной край, MARK, способы панелизации и т.д.

Узор печатной платы

В автоматической SMT-производственной линии производство печатной платы начинается с загрузчика и завершается после печати, монтажа чипов, пайки. Наконец, она будет получена от выгрузчика как готовая плата. В этом процессе печатная плата передается по пути устройства, что требует, чтобы узор печатной платы соответствовал передаче по пути между устройствами.

Рисунок 2 показывает стандартную прямоугольную печатную плату, чей зажимной край пути так же плоск, как линия, поэтому этот тип печатной платы подходит для передачи по пути. Иногда прямой угол проектируется в фаску.

Для проектирования печатной платы на рисунке 3, ее зажимной край пути не является прямой линией, поэтому и позиционирование печатной платы, и передача в устройстве будут затронуты. Открытое пространство на рисунке 3 может быть дополнено, чтобы его зажимной край стал прямой линией, как на рисунке 4. Другой метод — добавить ломаный край к печатной плате, что показано на рисунке 5.

Размер печатной платы

Размер проектирования печатной платы должен соответствовать требованиям максимального и минимального размера принтера и монтажной машины. На данный момент размер большинства устройств в диапазоне от 50 мм × 50 мм до 330 мм × 250 мм (или 410 мм × 360 мм).

Если толщина печатной платы слишком тонкая, ее размер проектирования не должен быть слишком большим. Иначе деформация печатной платы будет вызвана температурой переплавки. Идеально, чтобы отношение длины к ширине было 3:2 или 4:3.

Если размер печатной платы меньше минимального требования оборудования, должна выполняться панелизация. Количество панелей определяется в соответствии с размером и толщиной печатной платы.

Отверстие позиционирования печатной платы

SMT-методы позиционирования делятся на два типа: отверстие позиционирования вместе с краевым позиционированием и краевое позиционирование. Однако метод позиционирования, применяемый в нашей компании, — Fiducial Mark.

Зажимной край печатной платы

Поскольку печатная плата передается по пути устройства, компоненты не должны размещаться вдоль направления зажимного края, иначе компоненты будут зажаты устройством, влияя на монтаж чипов. Возьмем для примера печатную плату на рисунке 6(a): некоторые компоненты размещены у нижнего края печатной платы, поэтому верхний и нижний края не должны использоваться как зажимные края. Однако у двух боковых краев нет компонентов, поэтому два коротких края могут использоваться как зажимные края, как показано на рисунке 6(b).

MARK

MARK печатной платы — идентификационная точка для идентификации и позиционирования всех полностью автоматических устройств, используемая для коррекции ошибки производства печатной платы.

1. Форма: сплошной круг, квадрат, треугольник, ромб, крест, полый круг, овал и т.д. Сплошной круг — первый выбор.
2. Размер: размер должен быть в диапазоне от 0,5 мм до 3 мм. Сплошной круг с диаметром 1 мм — первый выбор.
3. Поверхность: ее поверхность такая же, как паяльная плоскость контактной площадки печатной платы, с паяльной плоскостью, являющейся равномерной, ни слишком толстой, ни слишком тонкой, с отличным отражающим эффектом.

Зона фона должна быть расположена вокруг MARK, и другие контактные площадки, шелкография и паяльная маска не могут содержаться в зоне фона, как показано на рисунке 7.

Рисунок 8 показывает отличный метод проектирования MARK, а рисунок 9 — некоторые неразумные проектирования MARK.

Шелкографические символы и линии расположены вокруг MARK на рисунке 9, что повлияет на идентификацию MARK устройством и приведет к частой тревоге идентификации MARK, сильно влияя на эффективность производства.

Метод панелизации

Для повышения производительности несколько маленьких печатных плат одинаковой или разной формы могут быть объединены в панель. Для некоторых печатных плат с двойными сторонами верхняя и нижняя стороны могут быть спроектированы в одну панель, что создаст одну трафаретную пластину, снижая затраты. Этот метод также помогает сократить время переключения для верхней и нижней сторон, повышая эффективность производства и использование оборудования.

Метод соединения панелей включает штамповые отверстия и V-разрез, показанные на рисунке 10.

Одним из требований метода V-разреза является поддержание остаточной части платы (нерассеченной) равной одной четверти до одной трети толщины платы. Если отрезать слишком много платы, разрез может сломаться под высокой температурой переплавки, приводя к падению печатной платы, которая сгорит в печи переплавки.

Проектирование печатных плата — такая сложная технология, что требования устройства, компоновка компонентов, дизайн контактных площадок и проектирование схемы должны учитываться. Отличное проектирование печатных плат — значительный элемент, обеспечивающий качество продукта. Статья поднимает некоторые проблемы, которые проектирование печатных плат должно учитывать с точки зрения SMT-производства. Достаточно уделить внимание этим проблемам, чтобы полностью автоматическое SMT-производство устройства SMT могло быть выполнено.

PCBCart предлагает комплексный сервис производства печатных плат: быстрый прототип, изготовление печатных плат, закупка компонентов и монтаж схем — всё под одной крышей.

Независимо от того, находится ли ваш проект на стадии прототипа или производственного запуска, PCBCart имеет решение для печатных плат. Наш бизнес охватывает недорогие прототипы печатных плат, изготовление 맞печатанных плат, услуги монтажа THT и SMT. Доверяя нам ваши проекты печатных плат, вы можете рассчитывать на высококачественные печатные платы, выполненные более чем разумным способом. Не стесняйтесь запрашивать расчет стоимости вашего кастомного изготовления и монтажа печатных плат здесь:

Полезные ресурсы

• Требования проектирования SMT печатных плат Часть 1: Дизайн контактных площадок некоторых обычных компонентов
• Требования проектирования SMT печатных плат Часть 2: Настройки соединения площадка-трасса, металлизированные отверстия, тестовые точки, паяльная маска и шелкография
• Требования проектирования SMT печатных плат Часть 3: Дизайн компоновки компонентов
• Требования проектирования SMT печатных плат Часть 4: MARK
• Полнофункциональный сервис производства печатных плат от PCBCart — множество ценностных опций
• Продвинутый сервис монтажа печатных плат от PCBCart — от 1 штуки