Domine a Painelização de PCB: 7 Diretrizes de Design Essenciais que Todo Engenheiro Deve Conhecer

Fatores do Design de Painelização de PCB

Fatores do Design de Painelização de PCB, existem vários fatores do design de placa de circuito impresso. Abaixo, discutimos três deles:

• Design da Placa de Circuito

O design de uma PCB desempenha o papel mais significativo na decisão do método de painelização apropriado que você vai usar. Geralmente, designers determinam o método ideal de painelização baseado no tamanho do espaçamento entre componentes e a borda da placa de circuito. Eles também olham a presença de elementos que penduram na borda.

• Componentes da Placa de Circuito

Componentes de PCB são as partes mais vitais de todo o painel. Cada elemento tem uma função distinta. Características dão à PCB as qualidades únicas que a tornam adequada para seu propósito pretendido.

O tipo de componentes que um designer escolhe são tão cruciais quanto sua colocação. Componentes sensíveis e conectores, em particular, desempenham papel essencial no breakout. Alguns componentes críticos de PCB incluem bateria, resistores, LEDs, transistores, capacitores, indutores, diodos e interruptores.

• Material da PCB

Os materiais que você usa em uma PCB podem limitar qual técnica de painelização é mais adequada. Isso porque alguns materiais tendem a lascar durante o processo de breakout. Outro fator crítico é a espessura da placa. Isso porque placas finas são mais propensas a quebrar durante a montagem. Placas de circuito grossas, por outro lado, podem ser desafiadoras durante o processo de breakout.

Entenda as Diretrizes de Design de Painelização de PCB

Um dos maiores e mais caros erros que designers cometem é deixar diretrizes essenciais de PCB como uma reflexão posterior. Em vez disso, dedicam todo seu tempo à seleção de componentes e design de circuito. Por que isso é um problema? Bem, se você não fornecer tempo e esforço suficientes aos fundamentos do layout de PCB, é provável que acabe com um design de circuito que funciona mal, tanto do domínio digital para a realidade física. O design final se torna problemático para o fabricante de PCB fabricar.

Então, como o designer cria um design que é realista tanto no papel quanto na forma física? A primeira coisa que você precisa saber é que não existe tal coisa como uma PCB padrão. Cada placa de circuito realiza uma função única no produto particular que você pretende para ela.

Como designer de placa, você precisará usar um sistema de design auxiliado por computador com software de design especial para layout do padrão do circuito na placa. Frequentemente, o espaço entre dois caminhos condutores elétricos é 0,04 polegadas ou menos. Usando o software de design, você também precisará layout a localização dos furos para pontos de contato e componentes. Toda esta informação é essencial para a máquina de perfuração controlada por computador durante o processo de fabricação.

Assim que o padrão do circuito estiver completo, seu sistema auxiliado por computador imprime uma imagem negativa, também conhecida como máscara, em uma folha plástica transparente. Esta máscara é do tamanho exato da placa de circuito. Todas as áreas que não farão parte do padrão do circuito aparecem em preto enquanto o padrão do circuito é claro.

Método de Design de Painelização de PCB

Atualmente, existem vários métodos de painelização em uso. Vamos olhar para três dos mais comuns.

Painelização V-Score

V-Score do painel, uma única PCB separada por um sulco em forma de V. Tipicamente, os slots removem cerca de um terço da espessura da placa de circuito tanto do lado superior quanto inferior da placa usando uma lâmina angular.

Fabricantes comumente usam uma máquina para completar o processo de breakout porque a parte restante da placa entre os sulcos superior e inferior é consideravelmente substancial. Se eles quebrassem manualmente aquela parte, colocaria estresse excessivo na placa e componentes circundantes.

Painelização com Abas Sólidas

Para melhorar a resistência geral da PCB, designers podem colocar abas sólidas entre cada placa. No entanto, quebrar este tipo de painel requer uma máquina de corte a laser, um roteador de despenelização, ou uma ferramenta em forma de gancho.

Este método de painelização é menos comum porque as ferramentas usadas para despenelização não são tão eficientes quanto os fabricantes. O roteador, por exemplo, pode causar vibração e poeira. O cortador a laser pode ser bastante caro e não funciona bem para placas mais grossas. A ferramenta de lâmina em gancho é propensa a rotação da lâmina.

Painelização por Roteamento de Abas

Quando fabricantes de PCB não podem viavelmente usar o método de sulco em V, eles optam pela técnica de roteamento de abas. Este método envolve pré-cortar PCBs do array e mantê-los no lugar na placa de circuito usando abas perfuradas.

Fabricantes tipicamente usam três a cinco furos nos padrões de perfuração. Painelização por roteamento de abas é especialmente vantajosa quando se trata de designs que têm ferramentas que penduram na borda. Além disso, este método permite que você use as mãos em vez de ferramentas quando se trata de quebrar.

Questões que Requerem Atenção no Design de Painelização de PCB

Precisamos garantir que a placa PCB tenha resistência e função suficientes, e designers precisam considerar vários fatores. Estes incluem:

Espaço

Um espaço de 0,05 polegadas entre componentes e sulcos em V é necessário para evitar afetar componentes durante o processo de corte. Onde componentes são mais altos, esta folga pode precisar ser maior. Se componentes têm áreas de conexão maiores, coloque-os mais longe do sulco. As juntas de solda podem fraturar devido ao estresse de despenelização se estiverem muito próximas do sulco em V.

Problema de Colocação de Etiqueta

A colocação de abas é crucial quando se trata de manter a integridade do design do array de PCB. Coloque abas a cada duas a três polegadas ao longo da borda da placa se você estiver usando uma aba perfurada de cinco furos. Para abas perfuradas de três furos, coloque abas a cada 1,5 polegadas. Certifique-se de que os custos são grandes o suficiente para suportar as placas.

A Localização da Perfuração

Evite colocar perfurações de aba no centro da aba para evitar protrusões dos lados da placa. Em vez disso, execute-as próximas à borda da PCB.

Arranjo do Array de PCB

Sempre certifique-se de quebrar abas que são colineares ao mesmo tempo ao arranjar PCBs. Isso garante que linhas de quebra são consistentes por todo o array.

Design de Painelização de PCB – Problemas Fáceis de Aparecer no Array de PCB

Mesmo quando o design do array de PCB é perfeito, algumas questões podem aparecer durante o processo de breakout. Abaixo, damos algumas dicas sobre como combater estes problemas:

Quebrando Abas Manualmente

Você pode quebrar um painel roteado por abas usando ferramentas manuais. Para evitar erros, use alicates de bico largo ao dobrar um cheque em uma linha de quebra. Dobre o custo na direção oposta para separá-lo completamente ao longo da linha de quebra.

Quebrando com Máquina

A placa é muito grossa para quebrar à mão; é melhor usar uma ferramenta de corte. Neste caso, use um roteador de despenelização ou uma máquina de lâmina em gancho para melhores resultados.

Quebrando Sulcos em V Manualmente

Designers podem quebrar painéis com V-score manualmente dependendo do design da placa e da proximidade dos componentes com a placa. Siga o mesmo procedimento do que quebrar abas manualmente.

Cortando Sulcos em V

Você também pode quebrar painéis com V-score usando um computador de despenelização. A máquina geralmente usa uma lâmina que é relativamente barata e fácil de manter. A principal desvantagem deste método é que as bordas da placa tendem a ser mais ásperas.

Design de Painelização de PCB – Método de Fiação do Painel

Determinar o método de quebra-cabeça apropriado a usar depende de vários fatores. Estes incluem:

Forma da Placa de Circuito

A forma da PCB que você está projetando determina o método de painelização de PCB que você vai usar. Para placas retangulares ou quadradas, use V-scoring.

Componentes de Borda

Para PCBs que dependem de componentes que penduram na borda ou componentes próximos à borda, você pode precisar usar uma variação de roteamento de abas em vez de V-scoring.

Qualidade da Borda

Onde qualidade da borda é um fator, use roteamento de abas. Embora este processo deixe alguns tocos de laminado, você pode facilmente lixá-los.

Tempo Gasto

Geralmente, roteamento de abas leva mais tempo e requer mais mão de obra para configurar. Em comparação, V-scoring leva menos tempo sob as máquinas.

Desperdício de Materiais

Onde você está preocupado com desperdício de material, use V-scoring pois desperdiça menos material comparado ao roteamento de abas. Você, portanto, gasta muito menos no custo geral por placa.

Outras Considerações para Design de Painelização de PCB

Antes de concluirmos este guia, vamos olhar para alguns outros fatores que você precisa considerar quando se trata de design de PCB. Eles incluem:

Controle de Qualidade

Durante todo o processo de design e fabricação de PCBs, você precisará fazer inspeções visuais e elétricas. Estas inspeções ajudam a detectar quaisquer falhas e corrigi-las antes que seja tarde demais. Algumas destas falhas incluem componentes mal posicionados, excesso de solda, e assim por diante. Assim que a placa estiver completa, você também precisará testá-las para desempenho funcional para verificar se sua saída atende aos limites desejados.

Considerações de Segurança

Alguns dos materiais que você usa para fazer PCBs contêm chumbo, que é um material tóxico. Fumos da solda também são um risco à saúde. Por isso é importante ter o equipamento de proteção pessoal apropriado em cada estágio do processo de fabricação de PCB correto. Felizmente, existem vários fabricantes de PCB.

Resumo

O design do array de PCB tem impacto significativo no sucesso geral e custo do processo de fabricação de PCB. É a razão pela qual designers devem considerar os acima considerações de design muito cuidadosamente. Estas diretrizes dão a você uma base sólida para seus futuros designs de array de placa de circuito impresso. Mas talvez mais crucial para o sucesso do seu processo de design de PCB é trabalhar com o fabricante de PCB certo. É onde a WellPCB entra.

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