PCB nên được thiết kế như thế nào?

Trước tiên, một kỹ sư điện tử chọn các thành phần cần thiết để thực hiện hoạt động của thành phẩm và sau đó xác định cách hiệu quả nhất để kết nối điện các thành phần đó với nhau trên bảng mạch in (PCB).

Bạn có thể bao gồm các ghi chú về loại vật liệu, thông số kỹ thuật, yêu cầu UL, mặt nạ hàn và yêu cầu kiểm tra trong bản vẽ.

Các bản vẽ cung cấp cho nhà sản xuất rất nhiều thông tin, chẳng hạn như kích thước bảng mạch in, kích thước và vị trí lỗ cũng như các định nghĩa cơ học chung.

CAD: tạo các đối tượng vật lý bằng các chương trình máy tính

Bố cục PCB từng được vẽ bằng tay trên màng mylar, nhưng ngày nay chúng được phát triển bằng phần mềm thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD). Trong những ngày xưa, sơ đồ pcb bố cục đã được sao chép thủ công.

Việc sử dụng phần mềm CAD cho phép người lái tự động xác định lộ trình, từ đó giảm thiểu lượng nhân công phải thực hiện thủ công.

Phần lớn các nhà cung cấp CAD cung cấp các thư viện có hình dạng và kích cỡ khác nhau của các thành phần cho khách hàng của họ. Phác thảo là cái mà bạn gọi là những hình dạng và kích cỡ khác nhau này. Thuật ngữ “dấu chân” đề cập đến khu vực của bo mạch mà các thành phần này chạm vào khi chúng được lắp đặt.

lựa chọn vật liệu

Do có thể có nhiều sự kết hợp khác nhau giữa độ dày đồng, đặc tính epoxy và loại vải thủy tinh nên người thiết kế chịu trách nhiệm xác định sự kết hợp.

Prepreg bảng mạch in nhiều lớp, là tác nhân liên kết các lớp lại với nhau, có thành phần cấu tạo là một yếu tố quan trọng cần xem xét.

Thuật ngữ “chuẩn bị” đề cập đến vải thủy tinh đã được ngâm tẩm bằng epoxy và sau đó được xử lý một phần. Nó còn được gọi là “nhựa loại B.” Tính chất nhiệt, điện và hóa học là cơ bản.

Thông số kỹ thuật cho các lớp hoàn thiện khác nhau có sẵn trên kim loại

Đồng là chất dẫn điện được sử dụng trên hầu hết các bảng mạch in (pcbs) và nếu không được che chắn đúng cách, nó có thể bị hỏng, điều này sẽ ngăn cản việc hàn đúng cách các thành phần vào bảng mạch trần.

Các kim loại không bị ăn mòn hoặc bị ăn mòn chậm được phủ lên bề mặt đồng tiếp xúc của PCB để chúng được bảo vệ.

Có nhiều mức giá, tuổi thọ hữu ích, mức độ tin cậy và quy trình lắp đặt để xử lý bề mặt kim loại. Dưới đây là danh sách một số bề mặt hoàn thiện phổ biến nhất:

  • Bảng mạch in (PCB) được nhúng vào vũng chất hàn nóng chảy (thiếc-chì) trong quá trình Cân bằng chất hàn không khí nóng (HASL).
  • ENIG, hay vàng ngâm không điện phân, được coi là một trong những quy trình hoàn thiện rohs hiệu quả và được sử dụng rộng rãi nhất. ENIG có các đặc tính thấm ướt, kết dính, oxy hóa và thời gian sử dụng tuyệt vời.
  • ngâm bạc
  • Chất bảo quản khả năng hàn hữu cơ (OSP): OSP là vật liệu hữu cơ gốc nước tuân thủ rohs, là một hợp chất hữu cơ liên kết có chọn lọc với đồng. Sau đó, nó cung cấp một lớp hữu cơ/kim loại để bảo vệ đồng trong khi nó đang được hàn.
  • HASL Không Chì là dung dịch tắm đúc không chứa chì và cũng không có rohs. Để đạt được kết quả tương tự, một hợp kim biến đổi niken được sử dụng.

Lập chứng từ kế toán

Các trang bố trí được tạo bởi các nhà thiết kế như là giai đoạn cuối cùng của quá trình thiết kế. Tờ này cung cấp một cái nhìn tổng quan về bảng.

  • Tạo dữ liệu cho quá trình sản xuất
  • Thông số kỹ thuật nội bộ hoặc cho ngành
  • Thông số kỹ thuật của Phòng thí nghiệm Underwriters (UL) Yêu cầu kiểm tra thông số kỹ thuật tùy chỉnh.

Gửi bản thiết kế cho công ty sản xuất.

Dưới đây là các định dạng được sử dụng phổ biến nhất để truyền dữ liệu:

  • Gerber và hậu duệ của nó, Gerber RS-274X.
  • ODB++, gencam và PIC-D-350.

Thay đổi thiết kế cho các công cụ khác nhau

Việc truyền dữ liệu điện tử đã nhận được từ nhà thiết kế là bước đầu tiên trong quy trình sản xuất.

Bước này được thực hiện với sự trợ giúp của phần mềm chuyên dụng được gọi là phần mềm sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính (CAM). CAM cung cấp cho các nhà sản xuất khả năng thực hiện những việc sau:

  • Phát triển thiết bị chụp ảnh và kỹ thuật xử phạt
  • Quá trình xử phạt bao gồm việc tạo ra một số hình ảnh PCB, sau đó được sử dụng để lấp đầy toàn bộ bề mặt của tấm laminate theo cách tiết kiệm chi phí nhất.
  • Nhiệm vụ bổ sung hoặc phụ trợ: Các bảng chấp nhận số lớp, ký hiệu UL, ranh giới và phiếu kiểm tra dưới dạng các thành phần bổ sung. Sau đó, nó được gửi đến một máy vẽ ảnh, là loại máy sử dụng ánh sáng laser để vẽ hình ảnh lên bảng điều khiển trong quá trình chụp ảnh. Bản vẽ hoàn thành sau đó được thực hiện trên phim ảnh.
  • Các cách khác để áp dụng hoặc tiết lộ bảng mạch GIƯỜNG NÓNG Thiết kế PCB đến bảng điều khiển được gọi là Hình ảnh Trực tiếp bằng Laser (LDI). Quá trình này liên quan đến việc ghi hình trực tiếp mạch lên bảng dựng bằng tia laser mạnh.

Tạo dữ liệu để định tuyến và quét

Để gửi dữ liệu khoan và định tuyến điều khiển số (NC) đến phần khoan, trước tiên bạn phải tạo dữ liệu này.

Lập trình dữ liệu để kiểm tra và thử nghiệm

Kiểm tra quang học tự động (AOI) được các nhà sản xuất sử dụng trong quá trình tìm kiếm các điểm đứt hoặc đoản mạch trong định tuyến PCB. Để tham khảo, các nhà sản xuất sẽ sử dụng bản vàng hoặc dữ liệu CAD khi lập trình bộ nhớ AOI.

Bảng đang được kiểm tra được quét bởi máy AOI và kết quả được so sánh với bảng vàng. Nếu có sự khác biệt, hệ thống sẽ xác định vị trí chính xác của lỗi.

Các thử nghiệm về điện được thực hiện trên bảng trần để xác minh rằng các thông số kỹ thuật thiết kế ngay từ đầu được tuân thủ. Bài kiểm tra có thể được thực hiện theo hai cách khác nhau.

Thử nghiệm bảng vàng là một kỹ thuật thường được sử dụng nhất trong các trường hợp không có dữ liệu Gerber hoặc dữ liệu điện tử cần thiết để xây dựng tác phẩm nghệ thuật mà nhà sản xuất bảng mạch in sử dụng.

Phương pháp kiểm tra này vẫn được sử dụng cho các sản phẩm cũ, thường bao gồm các bảng mạch đơn giản có 2, 4 hoặc thậm chí 6 lớp.

Kỹ thuật này có thể được sử dụng nếu có sẵn dữ liệu Gerber. Kiểm tra danh sách mạng Nó được hoàn thành khi tất cả các mạng, được định nghĩa là một loạt các điểm dọc theo một mạch, có thể được khôi phục từ thông tin đã cho.

Không giống như kiểm tra tấm vàng, là kiểm tra so sánh, kiểm tra danh sách kết nối kiểm tra từng điểm để đảm bảo mức độ tin cậy cao về độ ổn định điện của hệ thống. Bản phác thảo sơ đồ PCB thực tế chỉ cách một bước so với thử nghiệm điện từ điểm tới điểm thực tế đã được thực hiện.