PCB工程師如果理解並掌握了最短工藝路線的設計思維,老闆會感謝你,因為你給他省錢了。
SMT工廠會感謝你,因為你給他們提升生產效率了,市場會感謝你,因為你給產品上市提速了。
在搞清楚最短工藝路線重要性之前,首先我們要先了解關於PCB元件佈局與SMT工藝相關的兩大基礎問題,然後就容易理解了:這就是所謂的DFM,不知道製造流程,怎麼可能能設計的好PCB。
一、PCB上元器件佈局面問題
不管是單層板還是有多層板,PCB能放元器件的位置也就只有
正面
和
反面
,這個觀點應該沒人反對吧?
二、元件型別與焊接工藝
所有電子元件從焊接方式角度就分
貼片和外掛
。前者使用的是
貼片機
自動化貼片後,再回流焊,而後者一般是
人工插
完件後進入
波峰焊
。
同樣的數量元件,有自動化裝置的加持,貼片元件焊接速度那是人工手焊來焊接的幾十倍不止了。
兩者屬於完全獨立的生產部門。
正常的加工順序是:先焊接貼片元件,如果有外掛還要焊,就再焊外掛
。
smt貼片部門完成貼片後,就要把電路板週轉到波峰焊部門,兩個部門可能相差了一層樓,甚至一棟樓。這個過程 不僅費時費力,而且在週轉中還特別容易出現撞件問題。
從以上加工過程基本介紹後,大家是不是大概知道怎麼設計PCB更利於生產效率了?
我們再回過頭來說“工藝路線’
PCBA加工一般根據元件封裝的選用和佈局位置來決定貼片、外掛、正反面組裝的先後順序,這就是指PCAB工藝路線,因為貼片與外掛的生產是完全獨立環節與工藝,貼片為機器操作,又快又好、外掛一般為人工操作,又慢且質量問題相對更多,同時也涉及到元件反覆週轉,所以優選貼片物料,期望的是工藝路線越短越好,減少環節。
工藝路線概念的意義:工藝路徑越短、生產效率越高、質量越可靠,原則上貼片設計優先,單面放置優先。
再具體下來的元件佈局優先順序級別如下:
優先一:單面全是貼片或單面全是外掛
單面貼裝僅需一次迴流焊接即完成,這是最最最最快最好的佈局,當然很少電子產品是隻有貼片,除了一些模組板。
要麼就是單面全是外掛,一個貼片沒有,可以一次性焊波峰就可以,
所以PCB工師你有能力設計成這樣嗎????
如果沒能力,就往下看。
優先二:雙面貼片
雙面貼裝一般先貼少料面後迴流焊完成後再貼多料面迴流焊
高密度板最常見的板,當然其實也很少有電子產品只有兩面全是貼片,模組、手機小型數碼產品電路板會多點。如果我們的設計一面已經放不下,那就放2面貼 片。
不管怎麼樣,貼片元件依然是這個星球上焊接效率最有優勢的封裝。只是這個同樣操作,正反各焊一次,整個過程 可以在車間內持續完成,質量又能控制好
優先三:單面混裝(貼片+外掛)
1、先完成單面貼片迴流焊
2、人工外掛完成波峰焊
完成貼片焊接後,就要週轉到波峰焊部門進行外掛的焊件,因貼片和外掛為2部門,物理距離上也可能遠,這個過程 不僅極大影響了效率,還可能影響物料質量。
優先四:雙面混裝(貼片+外掛)
1、先完成少料面的貼片件迴流
2、完成多料面的貼片迴流
3、人工外掛完成波峰焊
這種混裝是複雜板最常見的方式了,工序多,帶來的各種週轉隱患也多。
案例分享:
這是一塊全外掛的單面板,在早期設計階段,上面的一個瓷片電容是用的貼片MLCC電容,也就是說最早的設計是一個貼片+直插的混裝板。
透過看上面介紹我們就知道這樣的設計顯示不合理,帶個板只有一個貼片料,但確帶 來了2個工序(機smt+波峰焊),雖然 我們優先要用貼 片,也不可能只為了一個電容就去做smt流程,還要開鋼網,也是具體情況具體看,這才是DFM靈活處。
透過把貼片電容換成直插電容,這個板變成只要一個波峰過程就能全焊完了也是極大的提高了效率。
你們學會了嗎?
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