Hoe kostbare PCB's te ontwerpen
Een ontwerpingenieur moet rekening houden met alle dingen die van invloed zijn op de totale productiekosten van PCB's. Vaak houden nieuwe PCB-ontwerpingenieurs vaak geen rekening met de kosten van PCB-fabricage. De dingen die van invloed zijn op de kosten per printplaat waar veel jonge ontwerpingenieurs niet naar op zoek zijn, zijn de kosten van gereedschappen, de grootte van een PCB en de afstand tussen de bordonderdelen.
Om ervoor te zorgen dat uw productiekosten zo laag mogelijk zijn, inclusief de kosten van tooling, volgen hier enkele richtlijnen:
1. Richtlijn voor PCB-afmetingen
Selecteer de kleinste afmeting van de PCB die praktisch is.
Hoewel dit een vanzelfsprekende richtlijn lijkt, denken niet alle PCB-ontwerpers eraan. Vergeet niet dat hoe groter het bord, hoe hoger de kosten. De grootte van een bord heeft een directe relatie met de uiteindelijke prijs die een klant ervoor betaalt.
2. Richtlijn voor het selecteren van de vorm van een PCB
Standaard rechthoekige en vierkante PCB-vormen kosten altijd minder dan niet-standaard vormen. Neem verder geen slots of uitsparingen op tenzij ze volledig nodig zijn.
Niet-standaard vormen leiden vaak tot oplevingen door sommige PCB-fabricagebedrijven. Figuur 1 is een voorbeeld van een aangepast ontwerp dat een niet-standaard gevormde PCB gebruikt voor montage in een speciale behuizing. Er zullen altijd momenten zijn waarop een niet-standaard PCB-vorm nodig zal zijn; Als er echter geen kritieke reden is waarom de PCB niet-standaard moet zijn, selecteer dan altijd een standaard PCB-vorm om uw totale kosten zo laag mogelijk te houden.
Figuur 1: Niet-standaard gevormde printplaat (PCB)
Figuur 2 toont een printplaat met een rechthoekige gleuf. PCB-fabricagebedrijven brengen u extra kosten in rekening. Figuur 2 is een rechthoekige PCB met sleuven. Er zijn toeslagen voor uitgesneden slots wanneer deze door de meeste fabrikanten van printplaatfabricages worden opgenomen op PCB. Om de totale kosten van het produceren van een PCB laag te houden, gebruikt u alleen slots wanneer dit van cruciaal belang is voor het ontwerp.
Figuur 2: Een standaard printplaat met een gleuf of uitsparing in de print. 3. Richtlijnen voor de grootte en scheiding van koperen PCB-onderdelen
De prijs van een PCB wordt verhoogd naarmate de grootte en scheiding van de koperen onderdelen krimpen.
Deze richtlijn is het omgekeerde van de eerste richtlijn, dat wil zeggen dat koperen onderdelen met grotere afmetingen minder duur zijn. Deze richtlijn ligt voor de hand omdat voor het afdrukken van onderdelen met zeer kleine afmetingen zeer nauwkeurige machines nodig zijn die zeer kleine toleranties aankunnen. Met andere woorden, er worden kosten toegevoegd aan een PCB die apparatuur met hoge precisie vereist om deze te produceren. Deze extra kosten worden geëscaleerd wanneer u prototype printplaten produceert die doorgaans zeer lage productiehoeveelheden hebben.
De koperdelen waar het om gaat zijn SMD of PADS met gaten, sporen, via's of andere met koperlaag bedrukte onderdelen. Figuur 3 illustreert dit probleem voor pads en tracks. dP vertegenwoordigt de scheiding tussen de pads terwijl dT de scheiding tussen de tracks vertegenwoordigt. wT vertegenwoordigt de breedte van de track. De meeste PCB-fabricagebedrijven verwijzen naar een standaard bord zonder extra kosten wanneer de minimale grootte van dP, dT en wT varieert in het bereik van 8 tot 10 mil (ongeveer 0,2 mm-0,254 mm). Om de meeste kostenbesparingen te behalen voor productiedoeleinden, is het verstandig om uw ontwerp tot deze bereiken te beperken. Houd er rekening mee dat u de fysieke vereisten van deze dingen kunt invoeren in de meeste elektronische ontwerpautomatiseringssoftware. Als u deze waarden eenmaal in de software hebt ingevoerd, worden fouten van uitwijkmaten voorkomen door de controles van de ontwerpregels van de software.
Figuur 3: Illustratie van vereisten voor pad- en trackscheiding 4. Richtlijnen voor type PCB-gaten
De kosten voor het produceren van een PCB nemen toe met kleine gaatjes en ringvormige ringen.
Gebruik gaten met een grotere diameter wanneer dit mogelijk is. Voor het maken van kleine gaten zijn hoge precisie-machines vereist; deze machines kosten altijd meer om te gebruiken, zodat PCB-fabricagehuizen vaak een verhoging toevoegen voor gaten van minder dan 0,4 mm. Om de extra kosten te bepalen, moet u contact opnemen met het specifieke fabricagehuis om hun beleid te leren over extra kosten voor gatafmetingen van standaard printplaten. Om dit probleem beter te verklaren, hebben we in figuur 4 de diameter van het gat met dH gelabeld.
Minimale hoekring is een essentiële vereiste die alleen verwijst naar doorlopende gaten en doorgangen, en wordt gedefinieerd als de rand van de minimale afstand van het gat en de pad. Dat wil zeggen, het is de kleinste breedte van de koperringen die het gat begrenst. Beide figuren vier en vijf demonstreren dit concept in detail. Figuur vier illustreert het concept van de kleinste ringvormige ring voor cirkelvormige doorlopende gaten of doorgangen. Figuur vijf illustreert hetzelfde concept voor pads in een langwerpige vorm.
Figuur 4: Illustratie van het ringvormige ringidee voor doorlopende gaten of via's
Het is van cruciaal belang dat u zich ervan bewust bent dat een rond gat met ronde gaten of via een ringvormige ringbreedte homogeen rond het gat is, terwijl de breedte van een langwerpig doorlopend gat niet-homogeen is. Figuur vijf heeft een rode markering om de kleinste ringvormige ring aan te geven.
Figuur 5: Illustratie van een minimale jaarlijkse ring voor een langwerpig gat in de opening
Het is belangrijk om te weten dat de kosten van de PCB hoger zullen zijn als de minimale ringvormige ring minder is dan de standaardvereisten van uw PCB-fabricagebedrijf. Zorg er daarom voor dat deze richtlijn wordt ingevoerd in de elektronische ontwerpautomatiseringssoftware die u gebruikt voordat u begint met het ontwerp van uw printplaat. Sommige PCB-fabrikanten voegen een verhoging toe als uw minimale jaarringen minder dan 0,3 mm zijn. Nogmaals, zorg ervoor dat u contact opneemt met de PCB-fabrikant om hun beleid met betrekking tot deze variabele, minimale waarde te leren om er zeker van te zijn dat het standaard is en dat er geen extra kosten aan verbonden zijn.
Figuur 6: Illustratie van de gatdiameter van een langwerpig kussen en de minimale ringvormige ring
Raadpleeg Afbeelding 6 om de volgende vergelijking te begrijpen van de relatie tussen de grootte van de pad, de grootte van het gat en de minimale hoekring:
PadMinSize = 2 * min (Ar) + dH
De bovenstaande vergelijking berekent de minimale pad-afmeting voor een gegeven minimale ringvormige bel- en gatdiameter. Bijvoorbeeld, als u aanneemt dat dH = 0,4 mm en min (Ar) = 0,3 mm, dan is de PadMinSize = 1 mm. Derhalve zal een gat met een doorgaand gat van minder dan 1 mm extra kosten met zich meebrengen.
Houd bij het gebruik van bovenstaande vergelijking rekening met het feit dat de toleranties van PCB-fabricagemachines groter zijn dan nul, dus voeg wat marge toe om op de veilige grootte te zijn. Om de marge in bovenstaande vergelijking te overwegen, wordt de vergelijking van de minimale padgrootte op de volgende manier gewijzigd:
PadMinSize = 2 * min (Ar) + dH + marge
Over het algemeen ligt de marge normaal in het bereik van 0,05 mm - 0,1 mm
Over vias:
In een eerder artikel over PCB-concepten werd besproken dat via's in drie vormen kunnen komen: doorgaand gat, blind en begraven. Hoge dichtheid en hoge frequentie PCBS die complex zijn, gebruiken blinde en begraven via's. (We zullen dit in meer detail in een ander artikel bespreken). Blinde en ingegraven via's zijn duurder dan standaard doorgangsopeningen, dus gebruik ze niet tenzij nodig.
Neem altijd contact op met uw PCB-fabricagebedrijf om de minimale vereisten voor een standaard printplaat na te gaan. De geselecteerde waarden voor dit artikel illustreren alleen de concepten voor het ontwerpen van kosteneffectieve PCB's.
NeoDen biedt een volledige smt-assemblagelijnoplossingen, inclusief SMT-reflow-oven, golfsoldeermachine , kies- en plaatsmachine , soldeerpastaprinter , PCB-lader , PCB-ontlader , chipmounter , SMT AOI-machine , SMT SPI-machine , SMT X-Ray machine, SMT assemblagelijn apparatuur, PCB productie-apparatuur smt reserveonderdelen enz. welke SMT-machines u ook nodig heeft, neem contact met ons op voor meer informatie:
Hangzhou NeoDen Technology Co., Ltd
Toevoegen: Gebouw 3, Diaoyu Industrial and Technology Park, No.8-2, Keji Avenue, Yuhang District, Hangzhou , China
Neem contact met ons op: Steven Xiao
E-mail: steven@neodentech.com
Telefoon: 86-18167133317
Skpe : tonercartridge