Design PCB: componenti del foro passante su entrambi i lati?


9

Sto realizzando un dispositivo, ma il PCB sta diventando abbastanza grande. Non ho mai realizzato un PCB a doppia faccia prima, ma lo sto prendendo in considerazione ora. Ne ho saldato uno a scuola, dove i componenti SMD erano in cima e attraverso i componenti del foro in basso. È una cattiva pratica passare attraverso i componenti del foro su entrambi i lati? Non riesco a pensare a nessun aspetto negativo di questo, ma voglio essere sicuro. Mi risparmierebbe molto spazio


1
Se è solo per te, provaci.
pgvoorhees,

1
Se per un'azienda, la popolazione a doppia faccia aumenta i costi. Alle aziende non piace spendere soldi. Se il volume è elevato, il foro passante su due lati rende la saldatura automatizzata un problema.
pgvoorhees,

15
Se si desidera risparmiare "molto spazio", sostituire tutti i componenti con foro passante in componenti equivalenti per montaggio su superficie. E solo allora pensa al posizionamento su due lati.
Ale..chenski,

2
@jsotola da che parte è il lato superiore? : D in realtà direi quale lato ha il miglior flusso d'aria. A volte questo è il lato inferiore.
Trevor_G,

2
Per me, una scheda "a doppia faccia" ha tracce su entrambi i lati, ma tutti i componenti sono sul lato superiore.
Peter Bennett,

Risposte:


25

Se si prevede di eseguire saldature manuali, è possibile eseguire parti di fori passanti su entrambi i lati.

Il problema con la produzione è che è difficile far fluire la saldatura con parti del foro passante su entrambi i lati. Puoi farlo, ma potresti aver bisogno di un sacco di mascherature di saldatura conformi, una volta per ogni parte, e questo è laborioso e costoso. Alcune case favolose hanno attrezzature specializzate che consentono una saldatura più selettiva, ma ci sono costi di installazione coinvolti, quindi a meno che non sia una grande corsa, il costo per scheda è significativo.

Come per tutte le schede popolate a doppio lato, tuttavia, il risparmio di spazio è limitato dalla instradabilità. Su una tavola densa, usare l'altro lato non ti offre tutto lo spazio che potresti immaginare e aggiunge un costo considerevole.

Inoltre, poiché le parti del foro passante sono già effettivamente su entrambi i lati, i conduttori passano dall'altra parte, non è possibile riutilizzare i punti in cui passano le cose e devi essere in grado di vedere quei conduttori per saldarli. Quindi di nuovo, ti fa risparmiare molto poco.

L'uso di SMT invece del foro passante è un modo migliore per ridurre le dimensioni.

Se la scheda è ancora troppo grande con SMT popolata da entrambe le parti, la tua prossima scommessa migliore è quella di dividere la scheda in due con connettori adeguati in modo da poterlo rendere un sandwich. Che può essere progettato con entrambe le parti su un singolo pannello e fabbricato come una singola scheda e diviso e assemblato in seguito. Un'altra alternativa è costruirlo su un circuito flessibile e piegarlo.


12
Quando ho provato a stendere una fitta scheda a doppia faccia per risparmiare sull'area PCB, ho quasi guadagnato zero proprietà immobiliari. Sono i fori e le tracce che occupano tutto lo spazio, non i componenti. Inoltre, il consiglio è diventato più asimmetrico, irregolare, sbilanciato, ingombrante, ecc. Suggerisco che l'OP lo provi da solo, per ottenere l'esperienza completa. Anche se è quasi inutile, può essere divertente provare.
Dampmaskin,

@Dampmaskin è totalmente d'accordo. È controintuitivo finché non lo provi e ti imbatti nel muro di routing.
Trevor_G,

3
Normalmente "fronte-retro" significa tracce su entrambi i lati, ma tutti i componenti sullo stesso lato. Se metti i componenti su entrambi i lati, devi assicurarti di posizionare le cose in modo da poter saldare i componenti del lato superiore dal basso e i componenti del lato inferiore dall'alto.
Peter Bennett,

2
@Dampmaskin Questo commento dovrebbe essere una risposta!
rmuller,

3
@Trevor_G Sono d'accordo con la maggior parte dei tuoi punti. Ma devo sfidare la tua frase sul mascheramento di saldatura conforme. Esistono metodi standard per eseguire saldature selettive che non richiedono molta manodopera. (1) Creare un pallet per la saldatura ad onda selettiva. Ogni casa di assemblaggio di PCB che ha una saldatrice ad onda può farlo. (2) Utilizzare una macchina per ugelli per la saldatura selettiva anziché l'onda. Non tutte le case di assemblaggio hanno una macchina del genere, ma neanche queste sono troppo rare.
Nick Alexeev

6

Questo non guadagnerà molta densità ...

In generale, il carico a doppia faccia per la densità è utile solo quando SMT entra in gioco - o come una scheda a tecnologia mista come si vede comunemente nei prodotti di consumo che usano la saldatura ad onda, o come una maggior parte del carico a doppia faccia SMT come si trova in schede ad alta densità con BGA e simili in cui viene utilizzato un processo di rifusione / combinazione selettiva. Come sottolinea Trevor, la maggior parte dello spazio è occupata dalle aree dei pad, che non possono comunque essere sovrapposte. Inoltre, provare a fare un carico su due lati con parti opposte l'una all'altra solleva problemi di gioco da parte a scheda rispetto al rivestimento del piombo, non importa le gravi difficoltà con il sequenziamento dei punti di riempimento e saldatura, che possono persino forzare l'assemblaggio manuale di una scheda o parzialmente imbottito, saldato, quindi imbottito di nuovo e saldato di nuovo. Entrambi sono assassini in produzione.

Ma può essere un vantaggio nella semplicità del layout

Tuttavia, ho eseguito un carico su due lati in un design completamente THT. Perché? Perché mettere le parti sul retro di una tavola può essere di grande aiuto per ottenere gli autobus nel modo giusto. Dover passare da IO0 a D7 e quindi da Q7 a DQ0 può creare uno schema confuso; Inoltre, il backannotation di questo genere di cose è qualcosa che non tutti gli strumenti supportano particolarmente bene. In una situazione di assemblaggio manuale, è più facile schiaffeggiare la parte offensiva sul fondo della scheda, soprattutto se i tuoi strumenti di layout hanno un supporto di backannotation scadente, come ho già detto in precedenza.


2

Si può immaginare di mettere uno o due componenti THT extra-large sul lato inferiore e il resto dell'elettronica sul lato superiore. Per ottenere ciò, è necessario ordinare un pallet di saldatura (un adattatore) affinché il PCB mantenga le parti in posizione durante la saldatura. Costi aggiuntivi tra $ / € 700 e 2000 + alcuni costi di produzione aggiuntivi. Ma i componenti THT devono essere davvero grandi e il vantaggio evidente per farne valere la pena. Un pallet di saldatura o un altro tipo di adattatore fatto da sé potrebbe essere necessario anche per la saldatura manuale.


1

Oltre a quanto è già stato detto in termini di guadagno di spazio, posizionare componenti TH su entrambi i lati complica esponenzialmente il processo di progettazione, poiché l'unica cosa in mente è l'accessibilità dei cuscinetti di saldatura dei componenti con un saldatore. Sembra un incubo da rilavorazione, a meno che non sia solo una manciata di componenti. Sulla base della mia esperienza, è tempo di passare ai componenti a montaggio superficiale, forse senza andare completamente fuori passaggio tutti i componenti da TH, ma invece a partire dai passivi e utilizzando i pacchetti "più grandi" disponibili, come 1206 o 0805, che sono abbastanza grande da saldare con qualsiasi pezzo di acciaio smussato caldo. Una volta acquisita sicurezza con la tecnologia, non tornerai mai più ai componenti TH, a meno che tu non abbia scelta.


1

Le parti del foro passante sono belle poiché le gambe creano i propri percorsi per il routing sul lato inferiore. Lo stesso componente di SMD deve essere aggiunto via e spesso è più largo del foro passante quando si usano cavi ad ala di gabbiano. Suppongo che se avessi grandi parti del corpo in plastica che necessitavano di raffreddamento, metterle sul fondo e montare la scheda completa su una custodia di metallo potrebbe essere utile.

SMT con un semplice forno di riflusso ha reso la mia vita molto più semplice. Rifluiamo con un vecchio tostapane Sears a 4 elementi e una sonda per termocoppia in un multimetro per il monitoraggio della temperatura. Risparmia tempo durante l'assemblaggio manuale rispetto alla saldatura manuale di ogni singolo piombo e, come notato sopra, le parti di dimensioni 0805 e 1206 sono abbastanza facili da posizionare a mano (0603 e 0402, dimenticalo!). Gli stampini in pasta di saldatura di mylar spessi 3 e 4 mil di Pololu.com sono perfetti per le piccole schede e molte dimensioni di pad 'più grandi' come transistor, 44 cavi e 64 componenti TQFP, non così buoni per i pacchetti TQFP a 100 conduttori. Il passo delle parti è il fattore determinante. Ho iniziato a ordinare stencil in metallo da iteadstudio.com per schede da 10 cm x 10 cm, il mylar si muoveva troppo quando il tergipavimento incollava lo stencil sullo stencil, gli stencil in metallo non

Da un po 'di tempo realizziamo schede a doppia faccia con componenti su entrambi i lati. Il lato inferiore viene prima rifuso, quindi raffreddato e il nastro Kapton viene utilizzato sui componenti più grandi, come una custodia. Quindi i cuscinetti del lato superiore vengono incollati, le parti posizionate e ridisposte nuovamente. Questo è davvero utile per mettere cristalli, tappi e resistori vicino ai pin del microcontrollore sul fondo senza avere le stesse parti in mezzo sulla parte superiore per instradare i cavi lontano dai pin degli Stati Uniti.


1

I moderni PLD / FPGA, ecc. Svolgono un lavoro straordinario nell'eliminazione di circuiti integrati discreti. Le schede madri progettate 30 anni fa che erano logiche TTL da parete a parete ora possono essere sostituite da un singolo FPGA. Con componenti a montaggio superficiale, FPGA e micro incorporati, le schede che abbiamo realizzato 20-30 anni fa avrebbero dimensioni di un quarto o più piccole.

Utilizzando il nostro sito, riconosci di aver letto e compreso le nostre Informativa sui cookie e Informativa sulla privacy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.