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如何为装配工艺规划优化PCB设计

关键的外卖

  • 装配过程有哪些类型?

  • 什么是装配工艺规划?

  • 理解装配设计(DFA)的重要性。

  • 优化DFA工艺规划指南。

指向错误方向的迹象

迷路或非常迷路

我不知道这个谣言是如何开始的,但显然有些人到处说工程师不擅长指挥。事实上,有人说如果你要自驾游千万不要让工程师开车。否则,在你到达目的地之前,你可能会迷路或非常迷路。现在,我不同意这些断言;然而,我必须承认我很少使用GPS。具有讽刺意味的是,工程师实际上擅长于指路。

这种能力的一个例子是在PCB布局设计,是制造电子电路板的方向或蓝图。对于这些设计,必须为合同制造商(CMs)建造电路板精确指定材料、尺寸、组件和钻孔。大多数工程师都知道,当遵循CM为制造而设计(DFM)规则时,可制造性将显著提高。自然地,PCB设计的组装工艺规划应该导致一个更好的结果在组装阶段的制造。

在试图验证这一说法之前,让我们清楚地定义PCB组装过程类型以及它们的规划涉及到什么。

PCB组装过程的类型

PCB组装或PCBA是电路板制造的最后阶段,其中还包括制造.因此,组装提供了最后的机会,检查您的板,并在运输之前作出任何修正。然而,这一阶段的主要功能是安全地安装组件,这是通过焊接来完成的。所使用的组件定义了组装过程类型,如下所示。

PCB装配工艺类型

  • 通孔

通孔技术(THT)是指安装和连接通孔元件利用从板的顶部延伸到底部的通孔。

  • 面山

表面贴装技术(SMT)是固定表面安装组件的装配过程,可以利用扇孔或通孔连接到其他板元件。

  • 混合

当设计包括通孔和表面安装组件时,这是非常常见的,组装过程是混合的,同时采用THT和SMT焊接技术。

对于每一种成功的装配过程类型,必须满足一定的要求。这包括受CM的DFM限制的电路板制造,以及用于PCBA的组装过程的规划。

装配过程的规划

PCB组装取决于提供给CM的设计数据的准确性。确定的规格和选择用于设置和编程设备,包括大部分自动化的装配过程。这个计划不是微不足道的。事实上,装配计划中有许多方面可能会导致性能问题或导致电路板装配失败,具体如下所列。

装配计划误差的PCB设计结果

装配计划

性能问题

无法组装

组件包与占地面积和/或衬垫之间不匹配

X

X

无焊坝

X

X

组件跨板边缘

X *

与板边间距不足

X

组件之间缺乏间距

X

极性指示器缺失

X

ic缺少引脚1指示灯

X

选择via-in-pad

X * *

*边缘组件影响板的去面板化。这些组件必须在板分离后安装,这可能会产生额外的成本。

**许多CMs将不生产这种via类型的板或不保证工作。

表中所示的潜在问题和故障列表并不详尽。然而,它确实可以清楚地表明为什么在设计过程中计划电路板的组装是重要的。

装配工艺规划优化指南设计

如上所述,为了创建装配过程,计划设计属性必须量化。这些属性规范必须包含的约束由CM使用的设备和流程决定。总的来说,这些被称为装配设计(DFA)准则。为了确保为您的电路板提供最佳的组装过程,应优化将这些指南纳入PCBA开发的设计阶段。

设计过程中对装配过程的定位是从原理图开始的。具体来说,就是组件及其包的选择。组件的封装定义了它的占地面积,它的电路功能影响电路板上的位置。在电路板布局过程中,定义了许多其他组装过程属性。例如相邻组件包之间的间距,如下图所示。

OrCAD DFA约束集管理

OrCAD装配工艺规划工具

上图说明了应用DFA的最佳方法,即集成到PCBA设计工具中。

抑扬顿挫的PCB设计和分析软件,OrCAD包括DFM检查程序使PCB组装工艺规划成为简单直接的任务。此外,摄氏可用于分析热性能,以确保焊接过程不会对电路板产生负面影响。

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