Die PCBA-Hardware Der Design- und Fertigungsprozess umfasst viele Schritte. Hardwareprodukte bestehen üblicherweise aus mehreren Phasen: Hardwaredesign, das Leiterplattenzeichnung, Leiterplattenherstellung, Komponentenbeschaffung und -prüfung, SMT-Patch-Verarbeitung, Plug-in-Verarbeitung, Programmbrennen, Testen, Alterung und weitere Prozesse umfasst. Wir erläutern die Rolle von DFM in diesen Schritten.
1. Hardware-Design umfasst PCB-Zeichnung
Der Hauptinhalt des Hardware-Designs ist der Entwurf des Schaltplans des elektrischen Steuerungssystems, die Auswahl der elektrischen Steuerungskomponenten und der Entwurf des Schaltschranks. Der Schaltplan des elektrischen Steuerungssystems umfasst den Hauptstromkreis und den Steuerstromkreis. Der Steuerstromkreis umfasst die E/A-Verdrahtung der PLC und die detaillierte Verbindung der automatischen und manuellen Teile. Die Auswahl der elektrischen Komponenten basiert in erster Linie auf den Steuerungsanforderungen und umfasst Taster, Schalter, Sensoren, elektrische Schutzgeräte, Schütze, Kontrollleuchten, Magnetventile usw.
Der Arbeitsaufwand beim PCB-Zeichnen besteht darin, das schematische Diagramm in eine PCB-Plattenerstellungsdatei (PCB-Layout) umzuwandeln. Nach Abschluss des schematischen Entwurfs wird das PCB-Layout entsprechend den ausgewählten elektronischen Komponenten entworfen und die schematische Netzliste für das Layout und die Verdrahtungsplanung in PCB-Plattenerstellungszeichnungen importiert.
In dieser Phase ist DFM entscheidend, da die entworfenen PCB-Zeichnungen möglicherweise nicht den Herstellanforderungen entsprechen. Daher ist eine DFM-Herstellbarkeitsanalyse erforderlich, um sicherzustellen, dass die Leiterplatte im Rahmen der Fertigungsprozesskapazitäten hergestellt werden kann.
2. Herstellung von PCB-Leiterplatten
Nach Eingang der Leiterplattenbestellung wird die Gerber-Datei analysiert. Dabei wird auf das Verhältnis zwischen Lochabstand und Tragfähigkeit der Leiterplatte geachtet. Dies hilft, Probleme wie Verbiegen oder Brechen zu vermeiden. Außerdem ist es wichtig sicherzustellen, dass bei der Verdrahtung wichtige Faktoren wie Hochfrequenz-Signalstörungen und Impedanz berücksichtigt werden.
Bei der Herstellung von Leiterplatten wird DFM-Software zur Berechnung von Impedanz, Plattenbestückung und Plattenauslastung eingesetzt. Die Produktionsdateien für die Leiterplatte müssen auf Herstellbarkeit geprüft werden. Erst wenn sie die erforderlichen Prozessfähigkeiten erfüllen, kann die Produktion beginnen.
3. Komponentenbeschaffung und -prüfung
Die Beschaffung von Komponenten erfordert eine strenge Kontrolle der Kanäle. Dabei muss sichergestellt werden, dass die Komponenten von seriösen Lieferanten wie großen Händlern oder Originalherstellern (z. B. wonderfulpcb Mall) bezogen werden. Dadurch wird der Kauf von gebrauchten oder gefälschten Materialien vermieden.
In dieser Phase treten häufig Probleme wie falsche Komponentenmodelle oder falsche Paketnamen auf. Die DFM-Dienste von wonderfulpcb können solche Probleme vermeiden, indem sie das Stücklistenmodell und den Paketnamen automatisch prüfen. Zusätzlich ordnet die Software mithilfe einer Bibliothek Komponenten den richtigen Paketen zu und stellt so sicher, dass die richtigen Komponenten für das Design beschafft werden.
4. SMT-Montageverarbeitung
Vorher LeiterplattenmontageMit den DFM-Services von wonderfulpcb werden Bestückbarkeitsanalysen durchgeführt, um potenzielle Probleme wie unzureichenden Bauteilabstand, zu nahe am Rand platzierte Bauteile und nicht übereinstimmende Pins und Bauteile zu identifizieren. Dieser proaktive Ansatz kann unnötige Verluste vermeiden.
Wichtige Aspekte wie der Lötpastendruck und die Temperaturregelung im Reflow-Ofen sind entscheidend für die Qualität des Lötprozesses. Die Qualität des Laserstahlgitters sowie die Notwendigkeit, Löcher zu vergrößern, zu verkleinern oder zu U-förmigen Löchern zu verändern, hängen von den Anforderungen der Leiterplatte ab. Die richtige Temperatur- und Geschwindigkeitskontrolle beim Reflow-Löten ist entscheidend für die Benetzung der Lötpaste und die Zuverlässigkeit des Schweißens. Darüber hinaus ist die AOI-Prüfung (Automated Optical Inspection) entscheidend, um durch menschliches Eingreifen verursachte Defekte zu minimieren.
5. Plug-in-Verarbeitung
Im Plug-in-Prozess spielt das Design der Wellenlötform eine Schlüsselrolle. Ingenieure müssen Formen entwerfen, um die Wahrscheinlichkeit zu maximieren, nach dem Ofenprozess gute Produkte herzustellen. In diesem Bereich müssen PE-Ingenieure ihre Fähigkeiten oft üben und durch Erfahrung verfeinern.
6. Programmbrennen
Frühe DFM-Berichte können das Setzen von Testpunkten auf der Leiterplatte empfehlen, um die Leitfähigkeit der Schaltung nach dem Löten aller Komponenten zu prüfen. Wenn möglich, kann das Programmbrennen auf dem Hauptsteuer-IC mit Brennern wie ST-LINK oder J-LINK durchgeführt werden. Dadurch können Ingenieure Funktionsänderungen durch verschiedene Berührungsaktionen direkt beobachten und die Funktionsintegrität der gesamten Leiterplatte überprüfen.
7. PCBA-Platinenprüfung
Bei Bestellungen, die PCBA-Tests erfordern, können die folgenden Tests durchgeführt werden:
- ICT (In-Circuit-Test)
- FCT (Funktionstest)
- Burn-In-Test (Alterungstest)
- Temperatur- und Feuchtigkeitstest
- Falltest
Diese Tests sollten dem Testplan des Kunden folgen und die Berichtsdaten können zur Analyse zusammengefasst werden.
Durch die Integration der DFM-Dienste von wonderfulpcb in diese wichtigen Phasen können Hardware-Ingenieure sicherstellen, dass ihre Designs für die Herstellbarkeit und Montage optimiert sind. Dadurch wird die Produktionseffizienz verbessert, die Kosten gesenkt und das Fehlerrisiko während des gesamten Herstellungsprozesses minimiert.
