Quais regras e dicas facilitam a montagem automatizada?

Quais regras e dicas facilitam a montagem automatizada, em vez de desnecessariamente difícil ou completamente impossível?

Em particular, se eu tiver uma placa de circuito que funcione bem após a montagem manual, algumas pessoas sugerem que elas podem não ser adequadas para montagem automatizada:

"Os locais de fabricação de placas de circuito impresso do tipo protótipo enviarão placas de circuito impresso, ... Essas placas são adequadas para testar seu circuito, ... Elas podem ser usadas na MONTAGEM DE MÃO do seu circuito. Elas geralmente não são adequadas para uma instalação automatizada. processo de montagem." - Scott

A que coisas Scott está se referindo e que talvez eu precise mudar antes de ir para a montagem automatizada de produção em massa?

Depois de me dizer "Sempre faça A e nunca faça Z", continue. Por quê você faz isso? Que problema (s) ele evita? Existe um livro ou site que discute dicas de design para montagem ?

Você normalmente deseja painéis de painéis feitos para a montagem da máquina. Pranchas soltas serão mais caras de serem preenchidas porque equipamentos especiais precisam ser fabricados e usados ​​(a menos que haja áreas não utilizadas nas laterais) e porque há mais manuseio para preencher (digamos) 12 pranchas únicas do que um painel 4x3 .

Isso significa mais custos iniciais de NRE e ferramentas e mais custos por unidade, o que é praticamente o resultado geral de não seguir as diretrizes.

Você deve colocar tiras de ferramentas adequadas nas laterais (normalmente bits de 10 mm que serão arrancados e descartados), orifícios para ferramentas nas tiras e marcações fiduciais pelo menos diagonalmente opostas nas tiras de ferramentas (para alinhamento) e na diagonal sobre qualquer pegadas BGA de alta densidade. Você pode ver as marcas fiduciais (pontos) nas tiras de ferramentas abaixo .

Aqui está um exemplo do uso de "mordidas de mouse" e estrutura de tópicos roteada para permitir que uma PCB seja despanelizada com um mínimo de drama:

A placa pode ser encaixada ao longo das linhas com orifícios espaçados (não revestidos), deixando uma borda suave na maior parte do caminho. (a imagem mostra algumas maneiras de fazer o contorno, mas normalmente você precisaria de uma linha roteada adicional ou ranhura em V para separar as placas na outra dimensão). Prefiro ranhuras em V sozinhas às mordidas de mouse para placas de volume, mas tende a custar um pouco mais, e elas devem se estender por todo o painel, o que pode ser limitante. Você deve prestar atenção à rigidez do conjunto da placa em painéis ou isso pode causar problemas na operação da montagem (para que você não possa cortar muito em uma placa fina).

Às vezes, você pode colocar cupons de teste para impedância controlada, fiação nas placas de potência para teste ou outros circuitos descartáveis ​​nas tiras de ferramentas.

Você deseja minimizar as configurações e operações. Um número relativamente pequeno de peças SMT diferentes (apenas) apenas em um lado da placa com espaçamento adequado deve ser mais barato para a montagem da máquina. Tudo o que não puder ser fornecido em fita e rolo com um líder adequado custará mais para montar.

Minimize o número de peças diferentes na placa (existem muitos alimentadores de peças em uma máquina P&P - 25 a 40, talvez). Pode ser melhor usar um pouco mais da mesma peça ou racionalizar o uso de peças (se você precisar de um resistor 4K7 para um circuito analógico, talvez escolha um de todos os seus pullups, se estiver usando um zilhão de 100nF / 10V de cerâmica bypass, tente usá-los em outros locais.

Muito mais poderia ser dito, e o ilustre australiano Dave Jones tem alguns bons vídeos sobre o assunto - ele era um designer profissional de PCB e trabalhou para a Altium, então eles são muito bons se você usar o Altium. (geralmente é possível obter o link na barra lateral direita no SE) O Altium possui boas ferramentas internas para painelização, mas, é claro, você precisa saber quais dimensões deseja usar para o painel, espaçamento, largura da rota, tolerância e cobre - puxar em volta das ranhuras em V, dimensões de marcação fiduciária etc.).

Parte disso varia de fabricante para fabricante, mas há muito em comum. Não faça o painel muito grande para caber na máquina de montagem (!), Algo em torno de 9 x 12 "ou aproximadamente é normalmente bom para placas individuais de tamanho modesto.

A placa em si deve ter espaçamento adequado entre as peças, de preferência nenhuma parte oculta sob outras partes ou na parte inferior da placa, dimensões adequadas da almofada e orifícios não revestidos, quando desejável. Slots devem ser usados ​​em vez de orifícios enormes se as peças do orifício passante tiverem pontas planas (por exemplo, conectores de barril). Os tamanhos dos furos para as peças passantes devemtenha folga adequada para levar em conta as tolerâncias ou elas não podem ser cheias na máquina de maneira confiável. Quanto maior, melhor (até o ponto em que a solda é comprometida). Se você precisar cobrir bits para solda por onda (para que os furos não sejam preenchidos ou as abas dos conectores sejam cobertos com solda), você precisará de uma etapa adicional de mascaramento ou gravação. As peças que requerem alinhamento (LEDs de furo passante, por exemplo) podem exigir gabaritos ou acessórios personalizados, para os quais você pode precisar fazer concessões na PCB.

Basicamente, você precisará de duas considerações aqui três questões principais.

1. Usando o estêncil para aplicar pasta de solda. Isso geralmente não é um problema, mas para peças específicas (por exemplo, peças que exigem muita pasta de solda (como um conector para resistência mecânica) ou peças que possuem almofadas muito pequenas / finas. mão não deve haver um problema aqui.

2. Colocação de componentes na PCB: Geralmente, os componentes são colocados na direção vertical a 90 ° pela máquina. Um problema pode surgir se você tiver componentes muito pequenos ao lado de componentes grandes. Normalmente, as peças pequenas são preenchidas primeiro, depois as grandes, de modo que geralmente também não é grande coisa. Essa é uma tarefa da casa de fabricação, pois isso pode variar entre as máquinas. Quando você solicita os PCBs brutos, eles são entregues com uma pequena borda ao redor deles, para que a máquina possa lidar com isso. Se você possuir a placa de circuito impresso somente sem essa borda (que será removida posteriormente), nossas máquinas não poderão manipular a placa de circuito impresso adequadamente. Você menciona que "colocar uma parte no fundo é uma coisa ruim". Não é, mas o processo será mais caro, pois as placas passarão pela máquina e forno pela segunda vez (ou serão feitas à mão). Além disso, quando houver peças "pesadas" nos dois lados, é possível que uma peça caia quando as placas passarem pelo forno uma segunda vez. Novamente, isso pode ser contornado (algum adesivo), mas o seu produto será mais caro.

3. Montagem de peças com furo passante: Se você não estiver usando uma tecnologia especial, como Pin-In-Paste ou similar, essas peças podem ser colocadas manualmente e a placa será soldada (novamente), mesmo através de solda por onda ou soldagem seletiva. Regras especiais podem ser aplicadas aqui (distância mínima, direção, ...)

Resumindo a história: todas as fábricas devem poder enviar seus guias / regras / documentos de design com antecedência, para que você saiba o que procurar. E: quanto mais complicado o layout, mais caro ele ficará.

Eu estava falando principalmente da idéia de que você especificasse UMA placa para uma impressora de PCB para prototipagem, mas talvez seja necessário prestar atenção em como várias placas são exibidas em painéis no processo de produção. Corredores devem ser adicionados. Se você tiver conectores pendurados nas bordas, talvez seja necessário algo especial para facilitar a separação das placas.

Além disso, existem processos de criação de imagens usados ​​para posicionar corretamente as peças de coleta e colocação. Talvez os fiduciais estejam em seus corredores ou em cada quadro, ou em ambos.

Isso pode ou não ser um problema, pois o fabricante pode fazer parte ou tudo isso por você - mas quanto mais você entender sobre o processo, melhores serão as suas conversas.

Quanto à mistura de SMD e furo passante, isso significa dois processos em vez de um. As placas frente e verso são refluídas duas vezes, e pode ser necessário colar peças grandes para que não se movam no segundo refluxo. Isso adiciona custo.

Como sugerido nos comentários, também quis dizer que as placas que você obtém do fabricante de PCB para prototipagem já estão separadas e, portanto, não são adequadas para escolha e localização.