Verschiedene Methoden der Leiterplattenbestückung
Wie bei vielen Prozessen in der Elektronikindustrie, Es gibt unzählige Möglichkeiten und Varianten in der Leiterplattenverkleidung. Da hat jeder Hersteller seinen eigenen Ansatz, Sie als Designer müssen von Zeit zu Zeit wählen, ob Sie Ihr Design entsprechend anpassen oder einen anderen Partner für die Produktion suchen möchten. Die drei häufigsten Methoden werden nachfolgend erläutert:
Verkleidung mit V-Nuten: Mit diesem Ansatz, Die einzelnen Leiterplatten sind durch V-förmige gefräste Nuten mit einer Tiefe von einem Drittel der Plattenhöhe voneinander getrennt. Die spätere Trennung erfolgt dann durch eine Maschine, die für gerade Schnitte am besten geeignet ist. Diese Methode wird daher besonders für Leiterplatten empfohlen, die drei Anforderungen erfüllen: Keine überhängenden Komponenten, Keine abgerundeten Ecken und ein ausreichender Abstand zwischen der Komponentengrenze und der Kante der Leiterplatte.
Panelisierung durch Tab-Routing: Hier, Die Leiterplatten werden entlang ihrer Konturen ausgefräst – Unter Beibehaltung einer Handvoll Materialbrücken, die die Platte während der Herstellung und Montage der Platte sicher an Ort und Stelle halten. Diese Art der Verkleidung ist nicht für Leiterplatten mit großen Transformatoren und anderen schwereren Komponenten geeignet, die die Trennung erheblich erschweren. Gleichzeitig, Es ist zu beachten, dass dieses Verfahren die Belastung der Leiterplatten und damit das Risiko von Abplatzungen verringert.
Panelisierung durch Laschenführung mit perforierten Materialbrücken: Dieser Vorgang ähnelt dem soeben beschriebenen einfachen Tab-Routing. jedoch, hier sind die Materialbrücken zusätzlich mit kleinen Bohrlöchern perforiert, Dies vereinfacht die Trennung erheblich und bietet auch ein höheres Maß an Kontrolle, da der Verlauf der Fraktur leichter vorherzusagen ist. jedoch, Diese Methode eignet sich noch weniger für Leiterplatten mit schweren Bauteilen, deren Gewicht die Materialbrücken brechen kann.
Die Nachteile der Leiterplattenverkleidung
Die Verkleidung von Leiterplatten ist eine Möglichkeit, ihre Integrität zu schützen. Zusätzlich, Panelisierung ermöglicht Leiterplattenhersteller in China um mehrere Boards gleichzeitig zu montieren, Kosten und Produktionszeit reduzieren. Die Verkleidung muss ordnungsgemäß ausgeführt werden, damit die Leiterplatten während der Trennung nicht oder auf andere Weise beschädigt werden.
Herausforderungen:
Die Verkleidung stellt in mehreren Bereichen eine Reihe von Herausforderungen:
1.Depanelisierung- Nachteile einiger Depanelisierungsmethoden:
Bei Verwendung eines Routers, Vor dem Versand kann eine zusätzliche Reinigung erforderlich sein. Diese Methode erzeugt viel Staub, der extrahiert werden muss.
2.Austausch der Teile vor dem Routing erforderlich, um Störungen der Depanelisierung zu vermeiden:
Überstehende Komponenten können in benachbarte Teile fallen.
3. Unvollständige Datendateien – Manchmal werden unvollständige Dateien von Leiterplattenherstellern bereitgestellt, Dies kann die Kosten auf verschiedene Weise erhöhen:
“Abreißlöcher” oder “Mausbisse” – Diese winzigen Löcher ermöglichen die Verwendung kleiner Leiterplatten in einem Array.
Kumulative und Registrierungstoleranzen – Wenn die Datendatei keine engen Toleranzen enthält, Der kumulative Effekt winziger Abweichungen kann zu Fehlern führen. Wenn das Array mehrere Karten enthält, Die Registrierung kann nicht mehr zentriert werden.
DFM- und PCB-Panelisierung
Wenn Unternehmen Leiterplatten für große Mengen entwickeln, Sie suchen nach Möglichkeiten, um die Herstellungskosten mit kleinen Tricks und Tricks zu senken. Dies erfordert nur relativ wenig Aufwand, wenn die Details der Produktion in der frühen Phase des Designprozesses ausführlich besprochen und bei der Entwicklung der Leiterplatte berücksichtigt werden (was daher sehr zu empfehlen ist). Diese frühzeitige Optimierung des Layouts im Hinblick auf die geplanten Fertigungsprozesse wird allgemein als bezeichnet “produktionsorientiertes Design” oder “Design für die Fertigung” (kurz: DFM).
Es gibt verschiedene DFM-Methoden, mit denen langfristig erhebliche Einsparungen erzielt werden können. Meine bevorzugte Strategie ist es einfach, frühzeitig mit den produzierenden Unternehmen in Kontakt zu treten und sich über ihre spezifischen Fähigkeiten zu informieren, Herausforderungen, und Geschäftsmodelle. Auf diese Weise kann ich eine Vorstellung davon bekommen, welche Aspekte meines Designs einfach implementiert werden können (und daher kostengünstig) und welche Elemente mit zusätzlichem Aufwand verbunden sind (und entsprechend höhere Kosten).
Davon habe ich vor einigen Jahren profitiert, zum Beispiel, Als ich einen Verstärker für einen Lautsprecher entwarf und zunächst eine Leiterplatte mit rundem Formfaktor bevorzugte, konnte diese optisch ansprechend direkt hinter dem ebenfalls runden Gehäuse des Lautsprechers montiert werden. jedoch, als ich meine Idee mit dem Hersteller besprach, es wurde schnell klar, dass Leiterplatten mit a (angeblich einfach) Die Herstellung einer runden Form ist so teuer, dass dies die Wirtschaftlichkeit des Designs erheblich beeinträchtigt.
So, schlussendlich, Ich entschied mich für ein rechteckiges Standarddesign, Die Herstellungskosten waren erheblich niedriger. Indem ich mein Layout entsprechend anpasse, Ich konnte die Gewinnspanne des Endprodukts erhöhen und das Projekt zu einem erfolgreichen Abschluss bringen.
PCB Paneling senkt die Kosten
Ein wenig verbreiteter DFM-Ansatz ist die sogenannte Panelisierung. Mit dieser Methode, Mehrere Leiterplattenlayouts werden auf ein größeres Substrat oder eine größere Platte aufgebracht und dann in dieser Form zusammengesetzt. Die gewünschten Einsparungen ergeben sich aus der Möglichkeit, mehrere Leiterplatten gleichzeitig herzustellen.
Nach Abschluss des Herstellungs- und Montageprozesses, Das Panel wird dann in die einzelnen Leiterplatten unterteilt. Auf diese Weise erhalten Sie eine ganze Reihe von fertigen und (hoffnungsvoll) voll funktionsfähige Leiterplatten auf einen Schlag, Ich warte nur darauf, installiert und verkauft zu werden. Das klingt ziemlich einfach, nicht wahr?? Aber nicht so schnell: Damit die Leiterplatten-Massenproduktion später so reibungslos wie möglich läuft und die gewünschten Einsparungen bringt, Einige wichtige Feinheiten müssen bei der Verkleidung berücksichtigt werden.
Faktoren, die die Kosten für die Leiterplattenverkleidung beeinflussen
Natürlich, Die meisten Designer interessieren sich letztendlich weniger für die technischen Details der verschiedenen Prozesse als für die damit verbundenen Kosten und Herausforderungen. Als Faustregel gilt, dass Kosten und Aufwand von der Komplexität des zu fertigenden Designs abhängen und mitwachsen. Es sollte auch beachtet werden, dass die auf Panelisierung basierende Fertigung die folgenden Herausforderungen darstellt, die sich auch auf die Kosten auswirken:
Trennung: Wenn eine Fräsmaschine zum Trennen der fertig montierten Leiterplatten verwendet wird, Chips, und andere Rückstände verbleiben auf der Oberfläche der PCBs, die dann zu einem späteren Zeitpunkt in einem separaten Schritt entfernt werden muss, Dies ist mit zusätzlichem Aufwand und zusätzlichen Kosten verbunden. Wenn Sie eine Säge anstelle eines Fräsers verwenden möchten, Bei der Gestaltung der Kontur Ihrer Leiterplatte sollten Sie berücksichtigen, dass hier nur gerade Schnitte möglich sind. Eine dritte Möglichkeit ist die Verwendung eines modernen Lasers, welche, jedoch, kann nur für Leiterplattenstärken von verwendet werden 1 mm oder weniger, In diesem Fall können Sie keine mehrschichtigen Leiterplattenentwürfe beliebiger Dicke erstellen.
Frakturen: Die meisten Trennprozesse hinterlassen grobe Brüche an den Seiten der Werkstücke – insbesondere bei der Verkleidung durch Laschenführung mit perforierten Materialbrücken (siehe oben). Damit die einzelnen Leiterplatten sicher gehandhabt werden können, Sie müssen an den fraglichen Stellen abgeschliffen werden, was wiederum zusätzliche Arbeit bedeutet.
Überhängende Komponenten: Wie bereits erwähnt, Überhängende Komponenten können die Anzahl der Panelisierungsmethoden, die für Ihr Design verwendet werden können, drastisch begrenzen. In einem solchen Fall, Es kann auch Probleme bei der Trennung der fertigen Leiterplatten geben, da die Gefahr besteht, dass der Fräskopf mit einer überhängenden Komponente kollidiert und dadurch die gesamte Platte beschädigt. Es versteht sich von selbst, dass solche Ausfälle unvorhergesehene Kosten und Verzögerungen mit sich bringen.
PCB-Lieferkette: Eine vollständige und stabile Lieferkette für Leiterplatten hilft Herstellern, genügend Komponenten und andere Rohstoffe zu wettbewerbsfähigen Preisen zu erhalten, während jegliche Komponentenknappheit nicht nur den Fertigungsfortschritt verlangsamt, sondern erhöhen auch Ihre Kosten für die Leiterplattenbestückung.
Möglichkeiten zur Früherkennung und vorbeugenden Behebung potenzieller Probleme
Erfahrene Leiterplattenentwickler verlassen sich auf verschiedene bewährte Methoden zur Früherkennung und Korrektur potenzieller Probleme.
Wie bereits erwähnt, Ein auf DFM-Prinzipien basierendes Design kann effektiv sicherstellen, dass Verkleidung und Produktion so kostengünstig wie möglich sind. Für die Leiterplattenverkleidung, es ist notwendig, unter anderem, sich in der frühen Phase des Designprojekts über die richtigen Fertigungsunternehmen und ihre Herstellungsprozesse zu informieren. Auf diese Weise können Sie Ihr Layout von Anfang an optimal für die Produktion gestalten.
Zusätzlich, Viele Herausforderungen im Zusammenhang mit der automatisierten Leiterplattenherstellung sind einfacher zu meistern, wenn Sie erstklassige Konstruktionssoftware verwenden. Zum Beispiel, Altium Designer® bietet umfangreiche Funktionen für die Leiterplattenverkleidung über die Funktion „Embedded Board Array“. Auf diese Weise können Sie problemlos ein Panel mit mehreren identischen oder unterschiedlichen PCB-Designs zusammenbauen. Und da die Originalentwürfe nicht einfach in das Panel kopiert werden, aber damit verbunden, Änderungen an einem Originaldesign werden sofort im Layout des Panels sichtbar.
Natürlich, Neben der Verkleidung gibt es viele andere Möglichkeiten, Herstellungskosten zu sparen. Dennoch, Dieser Punkt verdient besondere Aufmerksamkeit, da Fehler hier schnell zu unvorhergesehenen Mehrkosten oder sogar völlig ungeeigneten Leiterplatten führen.
Deshalb, Sie sollten auf jeden Fall die Ratschläge und DFM-Grundsätze beachten, die Sie hier finden – und in zahlreichen anderen Artikeln – und achten Sie während des gesamten Designprozesses auf produktionsorientiertes Design. Dies spart nicht nur Zeit, sondern kann auch die Herstellungskosten und das Risiko späterer Korrekturen senken.
Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie Altium Sie bei der Bewältigung Ihrer Verkleidungsprobleme unterstützen kann, Sprechen Sie noch heute mit einem unserer Experten.
EXTENDED GERBER RS274-X – PCB-Daten
– Wenn Ihr Designsystem dies zulässt, Verwenden Sie das erweiterte Gerät RS 274-X für den Datenexport. Der Hauptvorteil besteht darin, dass alle Informationen über Form und Größe der Paneele in der Kopfzeile enthalten sind. Der Datenimport ist einfacher und minimiert das Risiko einer fehlerhaften Vorbereitung der Panels. Die Datenverarbeitungszeit wird ebenfalls erheblich reduziert, Dies wirkt sich auch auf die geringeren Kosten für die Datenaufbereitung aus.
