由于社會化分工的發展,PCB設計和加工由不同的角色負責。電子工程師負責畫板,制造商負責加工制造。這樣,雖然提升了效率,但是也潛藏著隱患。由于電子工程師不了解生產制造,所以可能出現一些問題。
相信許多人在設計PCB時都有過以下疑問:
設計外形時要考慮哪些因素?
設計一些超薄產品時,有哪些事項要注意?
外形內槽能加工出直角么?
姿態萬千的PCB模樣
你以為PCB全是矩形,但是實際上,PCB的形狀五花八門。
有這樣

還有這樣

以及這樣的

何為外形層?
在PCB設計時,外形設計和拼板布局是非常重要的部分。其中,與PCB外形切割緊密相關的是外形層。
在不同的PCB設計軟件中,它的名稱也不同,有叫板框層的(Board Outline Layer),有叫機械層(Mechanical Layer)的,還有叫外形輪廓層(Outline Layer)的。我們統稱為外形層。
Keepout和機械層分不清?
電路板做外形設計時,工程師只有向制造商提供唯一正確的外形層,才能實現想要的效果。
目前,許多電子工程師使用的PCB設計軟件,其中,有些軟件的外形層設計,Keepout層和機械層不分,特別令人頭疼。
因為設計層次表達不清楚,從而導致PCB外形加工出錯的現象時常發生。
并且,在外形層的開孔位置放置兩個大小不同的同心圓,從而導致PCB制造商無法準確識別所需的開孔大小。
外形尺寸設計要點
在外形尺寸方面,需多加留意,具體包括單片或拼板出貨時的外形長寬參數。
不管電子工程師設計出什么樣的PCB,都要給PCB制造商加工生產。所以設計時要考慮PCB的可制造性。
如果太大,那么無法加工;如果太小,可能也沒法加工。

PCB外形設計要點
總結下,掌握以下要點,助你規避外形層設計的那些坑。
外形尺寸方面,要考慮最小間距、最小線寬、最小孔徑和正負公差等因素,以及板子的維修性和測試性。同時,外形尺寸的長寬比不能太大,不然回流焊或波峰焊時,板子容易變形。如果尺寸過大,要提前與制造商溝通,確認厚度和硬度是否足夠,以及貼片機是否支持;如果PCB尺寸過小,需要注意拼板問題,避免材料浪費。
設計拼板尺寸時,要考慮板材的利用率。并且,異形結構一般要加工藝邊,添加工藝邊有利于PCBA的貼裝和分板。
針對矩形的拼版連接,可采用V-cut。其他無法使用V-cut連接的形狀,可以采用郵票孔連接拼版。
針對一些超薄產品,要管控板子的厚度和公差。
板子的平整度也很關鍵。某些電子元件,如光學元件和磁場元件,工作時,斜角位置的偏差如果達到幾十微米,可能導致參數出現巨大誤差。
在設計外形時,注意少一些彎折,少一些拐角,否則pcb容易彎曲,造成剛性不足,芯片焊點開裂。
注意接插件的布局,確保焊接和插拔的方便性,預留足夠的空間。
線路板尺寸設計還應考慮安裝和散熱的便利性
注意尺寸單位的選擇,確認是使用公制(毫米)還是英制(英寸)。
總之,前期要多加考慮,否則電腦上畫板很完美,投產時,不滿足現實條件,不方便生產,甚至無法生產。
電子工程師也要多了解PCB生產,主動與制造商溝通,向他們學習實踐生產經驗。
如何提升自己對生產的了解,那肯定是多嘗試、多創造。需要積極參與 PCB 生產的各個環節,從設計方案的制定到原材料的選擇,再到實際的生產流程跟進,全面把握每一個細節。
與不同領域的專業人士交流探討,分享彼此在 PCB 生產及相關電子工程領域的見解和經驗,拓寬自己的視野和思路。不斷總結在實踐過程中遇到的問題和解決方案,形成自己的知識體系,為今后更好地應對各種生產挑戰奠定堅實基礎。

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