由于社会化分工的发展,PCB设计和加工由不同的角色负责。电子工程师负责画板,制造商负责加工制造。这样,虽然提升了效率,但是也潜藏着隐患。由于电子工程师不了解生产制造,所以可能出现一些问题。
相信许多人在设计PCB时都有过以下疑问:
设计外形时要考虑哪些因素?
设计一些超薄产品时,有哪些事项要注意?
外形内槽能加工出直角么?
姿态万千的PCB模样
你以为PCB全是矩形,但是实际上,PCB的形状五花八门。
有这样
还有这样
以及这样的
何为外形层?
在PCB设计时,外形设计和拼板布局是非常重要的部分。其中,与PCB外形切割紧密相关的是外形层。
在不同的PCB设计软件中,它的名称也不同,有叫板框层的(Board Outline Layer),有叫机械层(Mechanical Layer)的,还有叫外形轮廓层(Outline Layer)的。我们统称为外形层。
Keepout和机械层分不清?
电路板做外形设计时,工程师只有向制造商提供唯一正确的外形层,才能实现想要的效果。
目前,许多电子工程师使用的PCB设计软件,其中,有些软件的外形层设计,Keepout层和机械层不分,特别令人头疼。
因为设计层次表达不清楚,从而导致PCB外形加工出错的现象时常发生。
并且,在外形层的开孔位置放置两个大小不同的同心圆,从而导致PCB制造商无法准确识别所需的开孔大小。
外形尺寸设计要点
在外形尺寸方面,需多加留意,具体包括单片或拼板出货时的外形长宽参数。
不管电子工程师设计出什么样的PCB,都要给PCB制造商加工生产。所以设计时要考虑PCB的可制造性。
如果太大,那么无法加工;如果太小,可能也没法加工。
PCB外形设计要点
总结下,掌握以下要点,助你规避外形层设计的那些坑。
外形尺寸方面,要考虑最小间距、最小线宽、最小孔径和正负公差等因素,以及板子的维修性和测试性。同时,外形尺寸的长宽比不能太大,不然回流焊或波峰焊时,板子容易变形。如果尺寸过大,要提前与制造商沟通,确认厚度和硬度是否足够,以及贴片机是否支持;如果PCB尺寸过小,需要注意拼板问题,避免材料浪费。
设计拼板尺寸时,要考虑板材的利用率。并且,异形结构一般要加工艺边,添加工艺边有利于PCBA的贴装和分板。
针对矩形的拼版连接,可采用V-cut。其他无法使用V-cut连接的形状,可以采用邮票孔连接拼版。
针对一些超薄产品,要管控板子的厚度和公差。
板子的平整度也很关键。某些电子元件,如光学元件和磁场元件,工作时,斜角位置的偏差如果达到几十微米,可能导致参数出现巨大误差。
在设计外形时,注意少一些弯折,少一些拐角,否则pcb容易弯曲,造成刚性不足,芯片焊点开裂。
注意接插件的布局,确保焊接和插拔的方便性,预留足够的空间。
线路板尺寸设计还应考虑安装和散热的便利性
注意尺寸单位的选择,确认是使用公制(毫米)还是英制(英寸)。
总之,前期要多加考虑,否则电脑上画板很完美,投产时,不满足现实条件,不方便生产,甚至无法生产。
电子工程师也要多了解PCB生产,主动与制造商沟通,向他们学习实践生产经验。
如何提升自己对生产的了解,那肯定是多尝试、多创造。需要积极参与 PCB 生产的各个环节,从设计方案的制定到原材料的选择,再到实际的生产流程跟进,全面把握每一个细节。
与不同领域的专业人士交流探讨,分享彼此在 PCB 生产及相关电子工程领域的见解和经验,拓宽自己的视野和思路。不断总结在实践过程中遇到的问题和解决方案,形成自己的知识体系,为今后更好地应对各种生产挑战奠定坚实基础。