Quali regole e suggerimenti semplificano il montaggio automatizzato?


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Quali regole e suggerimenti rendono il montaggio automatizzato semplice, piuttosto che inutilmente difficile o completamente impossibile?

In particolare, se ho un circuito stampato che funziona bene dopo il montaggio manuale, alcune persone implicano che potrebbero non essere adatte per il montaggio automatizzato:

"I luoghi di fabbricazione del PCB di tipo prototipo ti invieranno schede a circuiti stampati, ... Queste schede sono adatte per testare il tuo circuito, ... Possono essere utilizzate per il MONTAGGIO A MANO del tuo circuito. In genere non sono adatte per un sistema automatizzato processo di assemblaggio ". - Scott

A quali cose si riferisce Scott che potrei aver bisogno di cambiare prima di andare all'assemblaggio automatizzato di produzione in serie?

Dopo avermi detto "Fai sempre A e non fare mai Z", per favore continua. Perchè lo fai? Quali problemi evita? Esiste un libro o un sito Web che discute dei suggerimenti per la progettazione per l'assemblaggio ?


Forse ciò che significa la risposta è che gli stessi PCB fabbricati non sono un input adatto all'assemblaggio automatizzato. Gli impianti di assemblaggio automatizzati necessitano di controllo sull'intero processo PCB: gli input devono essere disegni, non schede già pronte. OK, immagina di avere un PCB realizzato, ma non hanno praticato nessuno dei fori. Potresti semplicemente consegnare i PCB a un altro impianto PCB e dire "praticare i fori necessari in questi?" Abbastanza immaginabile, anche con un file di esercitazione, avrebbero difficoltà e finirebbe per essere fatto a mano.
Kaz,

Stavo per fare la stessa domanda. Ho appena inviato un disegno per ottenere un preventivo per PCBA. Uno dei componenti SMT deve essere sul fondo della scheda e apparentemente è una cosa negativa. Mi chiedo quali altre cose da evitare.
geometrikal,

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Ottime risposte finora, raccomando anche di guardare questo video e la parte 2. youtube.com/watch?v=VXE_dh38HjU
Matt Young

Risposte:


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Ti tipicamente desidera pannellizzare bordi fatti per la macchina di assemblaggio. Le schede sciolte saranno più costose da popolare perché devono essere fabbricati e utilizzati dispositivi speciali (a meno che non ci siano aree inutilizzate molto ampie sui lati) e perché c'è più maneggevolezza per popolare (diciamo) 12 schede singole rispetto a un pannello 4x3 .

Ciò significa costi NRE e di attrezzamento più anticipati e maggiori costi per unità, il che è praticamente il risultato generale di non seguire le linee guida.

Dovresti mettere strisce di utensili adeguate sui lati (in genere punte da 10 mm che verranno strappate e scartate), fori per utensili sulle strisce e segni fiduciali almeno diagonalmente opposti sulle strisce di utensili (per l'allineamento) e in diagonale su qualsiasi impronte di densità BGA. Puoi vedere i segni fiduciali (punti) sulle strisce degli strumenti qui sotto .

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Ecco un esempio dell'uso di "morsi di topo" e di una struttura instradata per consentire la depanelizzazione di tale PCB con un minimo di drammaticità:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

La scheda può essere agganciata lungo le linee con fori ravvicinati (non placcati), lasciando un bordo liscio per la maggior parte. (l'immagine mostra un paio di modi per creare il contorno, ma in genere avresti bisogno di una linea indirizzata aggiuntiva o di una scanalatura a V per separare le schede nell'altra dimensione). Preferisco solo le scanalature a V ai morsi del mouse per le schede del volume, ma tende a costare un po 'di più e devono estendersi completamente attraverso il pannello, il che può essere limitante. È necessario prestare attenzione alla rigidità dell'assemblaggio della scheda a pannelli o può causare problemi durante l'operazione di assemblaggio (quindi non è possibile tagliare troppo su una scheda sottile).

A volte è possibile inserire coupon di prova per impedenza controllata, cablaggio a schede di potenza per test o altri circuiti monouso sulle strisce degli utensili.

Ti consigliamo di ridurre al minimo le impostazioni e le operazioni. Un numero relativamente piccolo di diverse parti (solo) SMT solo su un lato della scheda con una spaziatura adeguata dovrebbe essere più economico per il montaggio della macchina. Tutto ciò che non può essere fornito in un nastro e bobina con un leader adeguato costerà di più per il montaggio.

Ridurre al minimo il numero di parti diverse sulla scheda (ci sono solo così tanti alimentatori di parti su una macchina P&P da 25 a 40, forse). Potrebbe essere meglio usare un po 'più della stessa parte o razionalizzare in altro modo l'uso delle parti (se hai bisogno di una resistenza 4K7 per un circuito analogico, potresti sceglierlo per tutti i tuoi pullup, se stai usando una ceramica da 100 nF / 10 V zillion bypass condensatori, prova ad usarli in altre posizioni.

Si potrebbe dire molto di più, e l'illustre australiano Dave Jones ha alcuni buoni video sull'argomento: era un progettista di PCB professionale e ha lavorato per Altium, quindi sono abbastanza buoni se usi Altium. (spesso puoi ottenere il link dalla barra laterale destra in SE) Altium ha buoni strumenti integrati per la pannellizzazione ma, ovviamente, devi sapere quali dimensioni vuoi usare per il pannello, la spaziatura, le larghezze del percorso, le quote e il rame - tirando indietro intorno alle scanalature a V, dimensioni della marcatura fiduciaria ecc.).

Alcuni di questi variano da produttore a produttore, ma c'è molto terreno comune. Non rendere il pannello troppo grande per adattarsi alla macchina di assemblaggio (!), Qualcosa di circa 9 x 12 "o più vicino di solito va bene per schede singole di dimensioni modeste.

La scheda stessa dovrebbe avere una spaziatura adeguata tra le parti, preferibilmente nessuna parte nascosta sotto altre parti o sul fondo della scheda, dimensioni del tampone adeguate e fori non placcati ove desiderabile. Le fessure devono essere utilizzate al posto di enormi fori se le parti del foro passante hanno cavi piatti (ad es. Connettori a botte). Le dimensioni dei fori per le parti passanti devonodisporre di spazio sufficiente per tenere conto delle tolleranze o non possono essere riempiti in modo affidabile. Più grande è meglio (fino al punto in cui la saldatura è compromessa). Se è necessario coprire punte per la saldatura ad onda (in modo che i fori non vengano riempiti o le linguette dei connettori coperte con la saldatura), è necessario un ulteriore passaggio di mascheratura o taping. Le parti che richiedono l'allineamento (ad esempio i LED a foro passante) possono richiedere maschere o dispositivi personalizzati, per i quali potrebbe essere necessario tenere conto del PCB.


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Fondamentalmente avrai bisogno di due consideri tre problemi principali qui.

  1. Utilizzo dello stencil per applicare la pasta per saldatura. Questo di solito non è un problema, ma per parti specifiche (ad esempio parti che richiedono molta pasta saldante (come un connettore per resistenza meccanica) o parti che hanno cuscinetti molto piccoli / sottili. Ma se si fosse in grado di popolare queste parti per mano non ci dovrebbe essere un problema qui.

  2. Posizionamento dei componenti sul PCB: di solito i componenti vengono posizionati in direzione verticale a 90 ° dalla macchina. Un problema può sorgere se si hanno componenti molto piccoli accanto a componenti di grandi dimensioni. Di solito le parti piccole vengono popolate per prime, poi quelle grandi quindi di solito non è un grosso problema. Questo è un compito della casa di fabbricazione poiché può variare tra le macchine. Quando ordini i PCB grezzi verranno consegnati con un piccolo bordo attorno in modo che la macchina possa gestirli. Se si dispone del PCB solo senza quel bordo (che viene rimosso in seguito) le nostre macchine non sono in grado di gestire correttamente il PCB. Dici che "posizionare una parte sul fondo è una cosa negativa". Non lo è, ma il processo sarà più costoso poiché le schede attraverseranno la macchina e il forno per la seconda volta (o sarà fatta a mano). Anche, quando ci sono parti "pesanti" su entrambi i lati, è possibile che una parte possa cadere quando le schede attraversano il forno una seconda volta. Ancora una volta, questo può essere risolto (alcuni adesivi), ma il tuo prodotto sarà più costoso.

  3. Montaggio di parti con foro passante: se non si utilizza una tecnologia speciale come Pin-In-Paste o simili, tali parti possono essere posizionate a mano e la scheda verrà saldata (di nuovo) anche mediante saldatura ad onda o saldatura selettiva. Qui possono essere applicate regole speciali (distanza minima, direzione, ...)

Per farla breve: ogni casa di produzione dovrebbe essere in grado di inviarti le proprie guide di progettazione / regole / documenti in modo che tu sappia cosa cercare. E: Più complicato è il layout, più costoso sarà.


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Principalmente stavo parlando dell'idea che si specifica UNA scheda a una stampante per prototipazione PCB, ma potrebbe essere necessario prestare attenzione a come più schede sono pannellate nel processo di produzione. I corridori devono essere aggiunti. Se si dispone di connettori che pendono dai bordi, ciò potrebbe richiedere alcuni particolari per rendere le schede facili da separare.

Inoltre, ci sono processi di imaging che vengono utilizzati per posizionare correttamente le parti di prelievo e posizionamento. Potrebbe essere necessario che i fiduciari siano presenti sui tuoi corridori o su ciascuna tavola o su entrambi.

Questo può o meno essere un problema, poiché il tuo produttore può fare tutto o parte di questo per te - ma più comprendi il processo, meglio andranno le tue conversazioni.

Per quanto riguarda la miscelazione di SMD e foro passante, ciò significa due processi anziché uno. Le tavole a due lati vengono ridisposte due volte e potrebbe essere necessario incollare pezzi di grandi dimensioni in modo che non si spostino sul secondo riflusso. Questo aggiunge costi.

Come suggerito nei commenti, intendevo anche che le schede ottenute dal produttore di PCB di prototipazione sono già separate e quindi non adatte al pick and place.


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Grazie per aver compilato i dettagli a cui hai accennato in precedenza.
David
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