Cách thiết kế PCB hiệu quả về chi phí

Một kỹ sư thiết kế nên xem xét tất cả những điều ảnh hưởng đến tổng chi phí sản xuất PCB. Thông thường, các kỹ sư thiết kế PCB mới thường không xem xét chi phí chế tạo PCB. Những thứ ảnh hưởng đến chi phí cho mỗi PCB mà nhiều kỹ sư thiết kế trẻ không có kế hoạch bao gồm chi phí dụng cụ, kích thước của PCB và khoảng cách của các thành phần bảng mạch.

Để đảm bảo rằng chi phí sản xuất của bạn càng thấp càng tốt, bao gồm chi phí dụng cụ, dưới đây là một số nguyên tắc để thực hiện:

1. Hướng dẫn về kích thước PCB

Chọn kích thước nhỏ nhất của PCB đó là thực tế.

Trong khi điều này có vẻ như một hướng dẫn rõ ràng, không phải tất cả các nhà thiết kế PCB đều nghĩ về nó. Hãy nhớ rằng, hội đồng quản trị càng lớn thì chi phí càng lớn. Kích thước của một bảng có mối quan hệ trực tiếp với giá cuối cùng mà khách hàng sẽ trả cho nó.

2. Hướng dẫn lựa chọn hình dạng của PCB

Hình dạng PCB hình chữ nhật và hình chữ nhật chuẩn luôn có chi phí thấp hơn hình dạng không chuẩn. Hơn nữa, không kết hợp các khe hoặc cắt trừ khi chúng hoàn toàn cần thiết.

Các hình dạng phi tiêu chuẩn thường phải chịu phí tăng thêm bởi một số công ty chế tạo PCB. Hình 1 là một ví dụ về một thiết kế tùy chỉnh đang sử dụng một PCB định hình phi tiêu chuẩn để gắn trong một bao vây chuyên dụng. Sẽ luôn có những lúc cần có hình dạng PCB phi tiêu chuẩn; tuy nhiên, nếu không có lý do quan trọng tại sao PCB phải không đạt tiêu chuẩn, luôn luôn chọn một hình dạng PCB tiêu chuẩn để giữ cho tổng chi phí của bạn càng thấp càng tốt.

Hình 1: Bảng mạch in dạng không chuẩn (PCB)

Hình 2 cho thấy một bảng mạch in với một khe hình chữ nhật. Các công ty chế tạo PCB tính phí cho bạn. Hình 2 là một PCB có rãnh hình chữ nhật. Có những phụ kiện cho các khe cutout khi chúng được bao gồm trên PCB bởi hầu hết các công ty chế tạo bảng mạch in. Để giữ cho tổng chi phí chế tạo PCB thấp, chỉ sử dụng các khe khi nó rất quan trọng đối với thiết kế.

Hình 2: Một bảng mạch in tiêu chuẩn với một khe cắm hoặc cutout được thực hiện trong PCB.

3. Hướng dẫn về Kích thước và Tách các bộ phận PCB đồng

Giá của một PCB được tăng lên khi kích thước và sự tách rời của các phần đồng co lại.

Hướng dẫn này ngược lại với hướng dẫn đầu tiên, nghĩa là các bộ phận đồng có kích thước lớn hơn sẽ rẻ hơn. Hướng dẫn này là hiển nhiên bởi vì các bộ phận in với kích thước rất nhỏ đòi hỏi máy móc chính xác cao có thể xử lý dung sai rất nhỏ. Nói cách khác, chi phí được thêm vào một PCB đòi hỏi thiết bị chính xác cao để sản xuất nó. Chi phí bổ sung này được tăng lên khi bạn đang sản xuất các bảng mạch in nguyên mẫu thường có số lượng sản xuất rất thấp.

Các phần đồng quan tâm bao gồm SMD hoặc thông qua lỗ PADS, đường ray, vias hoặc các bộ phận in lớp đồng khác. Hình 3 minh họa vấn đề này cho miếng đệm và đường ray. dP đại diện cho sự phân tách giữa các miếng đệm trong khi dT biểu thị sự tách biệt giữa các rãnh. wT đại diện cho chiều rộng của bản nhạc. Hầu hết các công ty chế tạo PCB đều tham khảo bảng tiêu chuẩn không tính thêm phí khi kích thước tối thiểu của dP, dT và wT thay đổi trong phạm vi từ 8 đến 10 mils (khoảng 0.2mm-0.254mm). Để có được tiết kiệm chi phí nhất cho mục đích sản xuất, bạn nên hạn chế thiết kế của mình cho các phạm vi này. Hãy nhớ rằng bạn có thể nhập vào các yêu cầu vật lý của những thứ này trong hầu hết các phần mềm tự động hóa thiết kế điện tử. Khi bạn đã nhập các giá trị này vào phần mềm, các lỗi ngoài phạm vi được ngăn không cho xảy ra bởi các kiểm tra quy tắc thiết kế của phần mềm.

Hình 3: Minh họa các yêu cầu tách riêng của Pad và Track

4. Hướng dẫn về loại lỗ PCB

Chi phí sản xuất PCB tăng với các lỗ nhỏ và vòng hình khuyên.

Khi nó khả thi, sử dụng các lỗ có đường kính lớn hơn. Để sản xuất các lỗ nhỏ, cần có máy chính xác cao; những máy này luôn tốn nhiều chi phí hơn để sử dụng nên các nhà chế tạo PCB thường thêm một phụ tải cho các lỗ nhỏ hơn 0,4 mm. Để xác định chi phí bổ sung, bạn sẽ cần phải liên hệ với nhà chế tạo cụ thể để tìm hiểu chính sách của họ về các khoản phí bổ sung cho kích thước lỗ của bảng mạch in tiêu chuẩn. Để giải thích vấn đề này tốt hơn, trong hình 4 chúng tôi đã dán nhãn đường kính lỗ bằng dH.

Vòng góc tối thiểu là một yêu cầu quan trọng đề cập đến thông qua miếng đệm lỗ và vias chỉ, và nó được định nghĩa là biên giới của lỗ và khoảng cách tối thiểu của pad. Đó là, nó là vòng đồng nhỏ nhất chiều rộng giới hạn lỗ. Cả hai Hình bốn và năm đều thể hiện khái niệm này một cách chi tiết. Hình 4 minh họa khái niệm vòng hình khuyên nhỏ nhất cho hình tròn mặc dù miếng đệm lỗ hoặc vias. Hình 5 minh họa khái niệm tương tự cho các miếng đệm trong hình dạng thuôn dài.

Hình 4: Minh họa ý tưởng vòng hình khuyên cho qua miếng đệm lỗ hoặc vias

Điều quan trọng cần lưu ý là một hình tròn thông qua lỗ tròn hoặc thông qua chiều rộng vòng hình khuyên là đồng nhất xung quanh lỗ, trong khi chiều rộng của một hình chữ nhật thông qua lỗ là không đồng nhất. Hình 5 có một điểm đánh dấu màu đỏ để biểu thị vòng hình khuyên nhỏ nhất.

Hình 5: Minh họa vòng tròn tối thiểu cho một hình chữ nhật thông qua lỗ hổng

Điều quan trọng là phải biết rằng chi phí của PCB sẽ cao hơn nếu vòng hình khuyên tối thiểu nhỏ hơn yêu cầu tiêu chuẩn của công ty chế tạo PCB của bạn. Do đó, bạn nên đảm bảo rằng hướng dẫn này được nhập vào phần mềm tự động hóa thiết kế điện tử bạn đang sử dụng trước khi bạn bắt đầu thiết kế bảng mạch in của mình. Một số nhà chế tạo PCB sẽ tăng thêm phụ phí nếu các vòng tối thiểu hàng năm của bạn dưới 0,3 mm. Một lần nữa, hãy đảm bảo bạn liên hệ với nhà chế tạo PCB để tìm hiểu các chính sách của họ về biến này, giá trị tối thiểu để đảm bảo nó là tiêu chuẩn và sẽ không phải chịu thêm phí.

Hình 6: Minh họa đường kính lỗ hình chữ nhật và vòng hình khuyên tối thiểu

Tham khảo Hình 6 để hiểu phương trình sau đây của mối quan hệ với kích thước của pad, kích thước của lỗ và vòng góc tối thiểu:

PadMinSize = 2 * phút (Ar) + dH

Phương trình trên tính toán kích thước pad tối thiểu cho một hình khuyên tối thiểu cho rang và đường kính lỗ. Ví dụ về kẻ thù, nếu bạn giả sử rằng dH = 0.4mm và min (Ar) = 0.3mm, thì PadMinSize = 1mm. Do đó, một lỗ thông qua lỗ dưới 1 mm sẽ phải chịu thêm chi phí.

Khi sử dụng phương trình trên, có tính đến dung sai của các máy chế tạo PCB lớn hơn 0 vì vậy hãy thêm một số lề vào kích thước an toàn. Để xem xét lợi nhuận trong phương trình trên, phương trình của kích thước pad tối thiểu được sửa đổi theo cách sau:

PadMinSize = 2 * phút (Ar) + dH + lề

Nói chung, margin thường nằm trong khoảng 0.05mm - 0.1mm

Liên quan đến vias:

Trong một bài báo trước đây về các khái niệm PCB, nó đã được thảo luận rằng vias có ba dạng: thông qua lỗ, mù và bị chôn vùi. Mật độ cao và PCBS tần số cao được sử dụng phức tạp và vias bị chôn vùi. (Chúng tôi sẽ thảo luận chi tiết hơn trong một bài viết khác). Vias mù và bị chôn vùi có chi phí cao hơn so với tiêu chuẩn thông qua lỗ vias vì vậy không sử dụng chúng trừ khi cần thiết.

Luôn liên hệ với công ty chế tạo PCB của bạn để xác minh các yêu cầu tối thiểu đối với bảng mạch in chuẩn. Các giá trị được chọn cho bài viết này là để minh họa các khái niệm để thiết kế PCB hiệu quả về chi phí.

NeoDen cung cấp đầy đủ các giải pháp dây chuyền lắp ráp SMT, bao gồm lò reflow SMT, máy hàn sóng, máy chọn và đặt , máy hàn dán , bộ tải PCB , bộ tháo dỡ PCB , bộ mounter , máy SMT AOI , máy SMT SPI , máy SMT X-Ray, Thiết bị dây chuyền lắp ráp SMT, Thiết bị sản xuất PCB   smt phụ tùng vv bất kỳ loại SMT máy bạn có thể cần, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi để biết thêm thông tin:

Công ty TNHH công nghệ NeoDen hàng Châu

Địa chỉ: Tòa nhà 3, Khu công nghiệp và công nghệ Diaoyu, số 8-2, đại lộ Keji, quận Yuhang, Hàng Châu , Trung Quốc

Liên hệ với chúng tôi: Steven Xiao

E-mail: steven@neodentech.com

Điện thoại: 86-18167133317

Skpe ： toner_cartridge