SMD IC montado de cabeça para baixo dentro de um furo para requisitos extremos de baixo perfil

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Não sei se o título é descritivo o suficiente, mas me deparei com esse PCB e poderia parar para pensar sobre seu design brilhante. É um controlador de gatilho de pós-venda para uma pistola de airsoft que funciona com sensores lineares Hall, de modo que você pode colar pequenos ímãs de neodímio nas diferentes partes móveis (não mostradas na figura) para detectar sua posição.

insira a descrição da imagem aqui

Observe o sensor Hall na extrema esquerda. Está enterrado dentro do PCB! E até parece que tem algumas vias expostas para ajudar na soldagem. Dessa forma, os projetistas poderiam colocar o sensor entre a carcaça e uma das engrenagens móveis (removidas na figura). Lindo!

Isso é prática comum? E quão difícil seria usar em meus próprios projetos? Existem referências ou diretrizes que eu possa ler? Esse design realmente me impressionou e me deu muitas idéias novas para projetos futuros que gostaria de experimentar.


ATUALIZAÇÃO: Conforme discutido nos comentários e em algumas das respostas, parece que o custo de fabricação desta PCB aumentará porque esses componentes devem ser soldados à mão. Gostaria de esclarecer que isso não é problema para mim. Eu produzo apenas PCBs de quantidade muito baixa para protótipos (que eu geralmente me soldo). Ainda assim, obrigado por trazer esse custo extra à minha atenção. Eu não expliquei isso por esse mesmo motivo :)

Sobre a resposta aceita: Infelizmente, só posso aceitar uma resposta, apesar de achar todas elas muito úteis e esclarecedoras. Agora eu sei que esse tipo de montagem não é uma prática comum, mas pode ser feita se alguém estiver disposto a pagar pelo custo extra (ou se soldar à mão). No entanto, aceitei a resposta que me deu o conceito principal, ou seja, furos castelados , além da idéia de fazer a fresagem na borda do painel (como na imagem em anexo). Obrigado a todos novamente por me ajudar nisso, e estou feliz que essa pergunta tenha levado a uma discussão saudável sobre os prós e contras do fresamento em z .

andresgongora
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Eu já vi peças (conectores USB, LEDs) que foram feitas para serem usadas dessa maneira.
brhans
A questão será que a colocação e a soldagem dessa peça serão uma operação manual, e não uma escolha e um local padrão. Então, isso aumentará o custo. Quanto custa algo para resolver com seu fornecedor de montagem.
O Photon
Elegante. Eu estava pensando nisso, mas o pick'n'place não funcionaria, portanto, para produção em série, não é muito bom.
Gregory Kornblum

Respostas:

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Obter o PCB em si provavelmente não custa mais. Os recursos de que você precisa são slots de fresagem e furos castelados . Isso já faz parte do serviço básico de muitas lojas de PCB.

No seu exemplo, o espaço para o componente está na borda da placa, portanto é feito ao mesmo tempo em que rotear o restante do contorno da placa. Mas também pode ser um furo fresado separado no centro.

Orifícios em castelo significa um orifício com folga cortado ao meio. Isso requer que o fabricante da placa de circuito impresso tenha uma etapa de fresamento após o revestimento, e que a ferramenta de fresamento possa cortar o cobre sem rasgá-lo. Os orifícios em Castellated são bastante comuns em painéis breakout, portanto, nada de especial.

É verdade que, se você pagar pela coleta e localização automáticas de peças SMD, elas geralmente não poderão colocar essa peça de cabeça para baixo automaticamente. Mas, por exemplo, na placa de circuito impresso em questão, também existem peças e fios através de orifícios, pelo que seria necessária alguma montagem manual.

jpa
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Obrigado pela informação! É o que estou procurando. Vou verificar se meu fabhouse faz essas brocas de castellated. Devo procurar outras informações específicas também? Costumo encomendar em fabricantes de protótipos baratos / sujos.
precisa saber é o seguinte
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Comum o suficiente. O processo é chamado de "fresagem no eixo Z". Às vezes, também é usado para LEDs.

Você pode até enterrar peças de baixo perfil, como capacitores de desvio e resistores em cavidades, inteiramente dentro de PCBs multicamadas.

Requer etapas extras, portanto, espere custos adicionais, MOQ ou ambos. Para pequenas quantidades, os custos podem ser proibitivos, mesmo da China.

Spehro Pefhany
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É proibitivo mesmo que as brocas percorram todo o PCB e eu as soldo manualmente (ou seja, para protótipos e produções de baixo qtty)?
andresgongora
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Nem um pouco, mas não tenho certeza de que você esteja obtendo muita vantagem dessa maneira. Uma máquina P&P não pode colocar as peças. Você vai receber perguntas de casa bordo e bandeiras de erro ou, pelo menos, as advertências de seu pacote PCB se você colocar almofadas em ambos os lados de um buraco não-revestidos (e é não uma boa idéia para desativar isso). Claro que você pode fazer um furo maior se quiser.
Spehro Pefhany
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Recortei as placas e montei eletrolíticos de chumbo radial no entalhe para reduzir o perfil, por exemplo, sem custo extra para isso (para a placa de circuito impresso), mas ela deve ser montada manualmente.
Spehro Pefhany
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Observe que, falando sobre LEDs, para alguns deles, é realmente a opção de montagem padrão. Eles são chamados de "montagem reversa" e, para eles, não há custo extra, pois o LED já está de cabeça para baixo no carretel. Assim, a máquina pick & place pode processá-los como qualquer componente padrão. Há apenas um orifício adicional a ser considerado no design.
escuro
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@dim Certo, mas isso não é incomum no POV de layout, porque o buraco é apenas um buraco e não tem nenhuma conectividade. Portanto, a pegada é semelhante a um conector RJ45 com pinos de localização de plástico, etc. Almofadas e orifícios não revestidos sem cobre nos dois lados.
Spehro Pefhany
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Isso é prática comum? E quão difícil seria usar em meus próprios projetos? Existem referências ou diretrizes que eu possa ler? Esse design realmente me impressionou e me deu muitas idéias novas para projetos futuros que gostaria de experimentar.

Não, não é uma prática comum, provavelmente incorreria em algum tipo de custo fora dos encargos regulares, devido ao tempo e esforço adicionais necessários para instalar a peça (provavelmente à mão). Mas eles precisavam de um sensor de efeito hall no quadro e uma boa maneira de mantê-lo lá, o que é engenhoso.

Não há regras para esse tipo de coisa, apenas muita criatividade. Pode ter levado uma revisão ou duas (ou três) para acertar. Mas o céu é o limite, se você pode sonhar e a casa do conselho pode fabricá-lo, então você pode construí-lo.

Eu acho que o fator mais limitante seria o seu software de layout e a capacidade de criar componentes em várias camadas.

Voltage Spike
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Parece que eles acabaram de defini-la como uma parte do orifício passante com os orifícios alinhados com os pinos e distribuídos pela fenda no centro dos orifícios ao mesmo tempo que o contorno da placa. Essa é uma técnica padrão chamada castelação quando usada na borda de um tabuleiro. Definitivamente, uma maneira criativa de montar uma peça. Veja docs.oshpark.com/tips+tricks/castellation
crj11 6/06/18
Você deve definitivamente fazer disso uma resposta. É exatamente o tipo de referência que eu estava procurando. @jpa também tem tould ser sobre castellation e explicou alguns dos parâmetros que devo considerar ao fazer isso :)
andresgongora
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Esta não é uma prática recomendada do ponto de vista do DFM (design for manufacturing). A assembléia da PCB cobrará mais pela montagem da peça de cabeça para baixo. É uma operação não padrão para eles.

Isso me faz pensar por que os projetistas não montaram o sensor no outro lado da placa de uma maneira normal e fizeram um bolso para ele no gabinete. Talvez esse arranjo tenha sido um último momento de confusão (embora bem parecido). Dito isto, existem peças SMT feitas especialmente para montagem através da placa. Quando são gravados, estão na orientação correta e as máquinas de picking e colocação podem trabalhar com eles.

Nick Alexeev
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Poderia, por favor, elaborar a parte do bolso, por favor? É a primeira vez que ouço o termo. Trata-se de fresar o gabinete? Isso pode não ser viável, pois o PCB é um item de pós-venda. Ou é uma técnica especial de montagem SMD?
andresgongora
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Eu quis dizer "bolso" no contexto de fresar o gabinete. Não sabia que a placa e o gabinete foram projetados por outras empresas.
Nick Alexeev
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De fato. Talvez eu deva atualizar a pergunta. Praticamente todos os eletrônicos "inteligentes" que você pode colocar em armas de airsoft são de terceiros. Ainda assim, você provavelmente está certo. Dada a oportunidade de adaptar o recinto para um novo design, provavelmente seria mais barato para uma produção em massa
andresgongora
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Esse método é / foi bastante usado para montar componentes volumosos (geralmente não específicos para SMD) (cristais de relógio, transformadores de ferrite, pequenos transistores não SMD (pense no tamanho 2SC2785, não no tamanho 2N3904!), Em capacitores eletrolíticos) mas dispositivos de baixa tecnologia: calculadoras do tamanho de cartões de crédito, cronômetros, relógios de pulso, controles remotos, jogos portáteis simples ....

rackandboneman
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