Le rôle des services DFM de wonderfulpcb dans la conception et la fabrication du matériel
Le processus de conception et de fabrication de matériel PCBA implique de nombreuses étapes. Les produits matériels généraux se composent de plusieurs étapes : la conception matérielle, qui comprend le dessin du PCB, la fabrication des circuits imprimés, l’approvisionnement et l’inspection des composants, le traitement des patchs CMS, le traitement des plug-ins, la gravure de programmes, les tests, le vieillissement, etc. Expliquons le rôle de la DFM dans ces étapes. 1. La conception matérielle inclut le dessin du PCB. La conception matérielle comprend principalement la conception du schéma du système de contrôle électrique, la sélection des composants électriques et la conception de l’armoire de commande. Le schéma du système de contrôle électrique comprend le circuit principal et le circuit de commande. Le circuit de commande comprend le câblage des E/S. PLC et la connexion détaillée des parties automatiques et manuelles. Le choix des composants électriques repose principalement sur les exigences de commande, impliquant boutons, interrupteurs, capteurs, dispositifs de protection électrique, contacteurs, voyants lumineux, électrovannes,
Les services Wonderfulpcb DFM avec DFA sont désormais disponibles !
Lors de la fabrication et de l'assemblage de circuits imprimés (PCB), les ingénieurs matériel rencontrent souvent des problèmes : la conception du PCB est problématique, les composants achetés ne correspondent pas aux composants réels lors du traitement des circuits imprimés (PBCA), le cycle de production est long et la qualité n'est pas garantie… Comment identifier et résoudre ces risques de fabrication avant la production ? Ceux qui nous connaissent savent peut-être que nous avons développé un logiciel d'analyse de la fabricabilité : Wonderfulpcb DFM Services. Nous avons déjà présenté de nombreuses fonctionnalités et méthodes d'utilisation de « Wonderfulpcb DFM Services », utilisé par plus de 200 000 ingénieurs. Grâce aux retours et suggestions de la plupart d'entre eux, Wonderfulpcb DFM Services est désormais disponible en ligne avec la nouvelle fonction DFA ! DFM et DFA : Quelles sont les nouvelles fonctionnalités DFA de Wonderfulpcb DFM Services ? Avant de les comprendre, abordons les anciennes fonctionnalités et présentons brièvement les fonctionnalités.
L'outil de soudage interactif Wonderfulpcb DFM Visual BOM est une bénédiction pour les usines SMT et les ingénieurs PCB !
Aujourd'hui, les produits électroniques ont envahi notre quotidien, et leurs applications couvrent les communications, le médical, les périphériques informatiques, les produits audiovisuels, les jouets, l'électroménager, les produits militaires, etc. Pour le soudage des circuits imprimés des produits électroniques, le soudage manuel est généralement utilisé au stade de l'échantillon. Son avantage réside dans son faible coût et sa facilité d'utilisation. Si la machine soude quelques échantillons de cartes, la valeur de l'échantillon ne suffit pas à couvrir le coût de la machine. Afin d'améliorer l'efficacité du soudage manuel et la précision du soudage des composants, wonderfulpcb DFM a lancé un outil de soudage visuel interagissant avec la nomenclature et le schéma des circuits imprimés. Cet outil permet également aux usines CMS de vérifier et de compter les matériaux des composants et de localiser les points de réparation. Les outils de soudage interactifs avec nomenclature visuelle sont efficaces et pratiques, un atout majeur pour la fabrication en CMS.
L'importance de la disposition des composants pour les PCBA
1. Prévention des courts-circuits liés à l'étain. L'espacement de sécurité est étroitement lié à la dilatation du treillis métallique lors du traitement des patchs CMS. Des facteurs tels que la taille de l'ouverture, l'épaisseur, la tension et la déformation du treillis métallique peuvent provoquer des écarts de soudage, entraînant des courts-circuits dus aux pontages d'étain. 2. Faciliter les opérations. Un espacement adéquat garantit l'efficacité opérationnelle lors du soudage manuel, du soudage sélectif, de l'outillage, des retouches, de l'inspection, des tests et de l'assemblage. Un espacement approprié répond aux exigences d'espace opérationnel. 3. Éviter les pontages dans les composants de puce. L'espacement des composants impacte la fiabilité de l'assemblage. Par exemple, si les composants de puce sont trop proches, la pâte à braser peut remonter sur la surface de soudure, augmentant le risque de pontages et de courts-circuits, en particulier pour les composants plus fins. 4. L'espacement de sécurité comme variable. Les exigences d'espacement des composants dépendent des capacités de l'équipement et des normes de fabrication des assemblages. Le logiciel DFM utilise des niveaux de gravité (rouge, jaune et vert) pour indiquer les niveaux de sécurité des paramètres de détection pour l'espacement des composants. Étude de cas sur les défauts d'agencement de composants déraisonnable : Court-circuit dû à une disposition inadéquate.
La conception pour la fabricabilité (DFM) est devenue une compétence nécessaire pour les concepteurs de circuits imprimés
La conception pour la fabricabilité (DFM) intègre l'IAO (ingénierie assistée par ordinateur), la CAO (conception assistée par ordinateur), la PAO (planification des procédés assistée par ordinateur) et la FAO (fabrication assistée par ordinateur) à l'analyse de la fabricabilité, garantissant ainsi la prise en compte des facteurs de fabrication dès la conception. En ce qui concerne la conception pour la fabricabilité, cela comprend : une analyse structurée et des organigrammes sont réalisés pendant le processus de production ; cette vérification est nécessaire non seulement pour chaque service, mais aussi pour tous les services. Les étapes inutiles doivent être supprimées, lorsque cela est possible, et les opérations doivent être revues. Analyser les capacités et les limites de fabrication : cela implique la création d'analyses structurées et de diagrammes de flux de données des processus de production, examinés par les équipes concernées. Les opérations inutiles sont éliminées et les processus sont revus. Garantir la fabricabilité et la qualité : cela comprend les tests d'assemblabilité, de testabilité, de maintenabilité et de qualité globale des nouveaux composants et de leurs relations d'assemblage. Contenu principal de la mise en œuvre de la DFM 1. Établissement des spécifications DFM L'élaboration d'une spécification DFM complète comprend : · L'alignement avec les
Présentation de l'emballage des composants électroniques
Le conditionnement des composants de puces est un aspect crucial de la fabrication de semi-conducteurs. Avec le développement rapide des technologies, notamment du montage en surface (CMS), de nombreuses formes de conditionnement sont utilisées dans l'industrie électronique. Certains, comme les condensateurs et les résistances, ont des tailles standardisées, tandis que d'autres, notamment les composants de circuits intégrés, évoluent constamment. Les boîtiers à broches traditionnels sont progressivement remplacés par de nouvelles générations de boîtiers comme les BGA (Ball Grid Array) et les Flip Chip. Types de boîtiers courants pour résistances de puce : Il existe neuf tailles de boîtiers couramment utilisées pour les résistances de puce, représentées par deux types de codes de taille : impérial (pouces) et métrique (millimètres). Ces codes sont composés de quatre chiffres, les deux premiers représentant la longueur et les deux derniers la largeur du composant. Voici une liste des boîtiers courants pour résistances de puce : Code impérial Code métrique Longueur (L) Largeur (l) Hauteur (t) a (mm) b (mm) 0201 0603 0.60 ± 0.05 0.30 ± 0.05
Comment utiliser DFM pour réduire les coûts de fabrication des PCB ?
Le coût de fabrication d'un PCBA repose sur de nombreux aspects. Les principaux composants comprennent principalement les matériaux de la carte nue, le coût du traitement CMS et le coût des composants. Outre ces composants, plusieurs autres processus ont un impact direct sur le coût d'un PCBA. Certains de ces facteurs sont souvent négligés, notamment les autres matériaux, les tests, la main-d'œuvre, l'assemblage, la conception et l'optimisation des processus PCB, ainsi que l'optimisation des processus de patch CMS. Incidence sur le coût d'une carte nue : coût de la carte. Différents types de cartes ont des coûts variables, selon les matériaux et les spécifications de conception. Coût de perçage : le nombre et le diamètre des trous ont un impact direct sur le coût de perçage. Un nombre plus élevé de trous ou des diamètres plus importants augmentent le coût. Coût du procédé : les exigences du procédé de fabrication de la carte, telles que les revêtements spéciaux ou les conceptions complexes, entraînent des difficultés de production variées, ce qui se traduit par des prix variables. Coûts de main-d'œuvre, d'eau, d'électricité et de gestion : ces coûts
Conception DFM (fabricabilité) de la sérigraphie PCB
La sérigraphie sur PCB est également appelée « sérigraphie » dans l'industrie. On la retrouve sur les circuits imprimés classiques. Quelles sont donc ses fonctions ? 1. Identification des composants électroniques : Comme chacun sait, les composants électroniques sont innombrables. La sérigraphie sur PCB permet d'identifier les composants électroniques placés sur chaque pastille. 2. Assemblage CMS : La sérigraphie sur PCB permet d'assembler les patchs grâce à des sérigraphies. Les sérigraphies aident l'usine à identifier les numéros de position de chaque composant lors du processus de patching. 3. Réparation de produits : Les sérigraphies sont également utiles pour la réparation de produits. Elles guident le personnel de réparation dans la localisation de chaque composant. 4. Identification du produit : Outre l'identification des composants, les sérigraphies sur PCB peuvent inclure d'autres informations essentielles, telles que le nom du produit, le logo du fabricant, les marquages UL, les codes de cycle de production et autres codes d'identification. Conception DFM
Formats de fichiers de fabrication de circuits imprimés
Les fichiers d'ingénierie utilisés dans la production de circuits imprimés comprennent les fichiers PCB, ODB++, Gerber et EXCELLON. Parmi ceux-ci, les fichiers Gerber sont utilisés pour le phototraçage afin de produire des films destinés à l'exposition et à la sérigraphie. Les fichiers au format EXCELLON servent de fichiers de programme de perçage et de fraisage, facilitant le perçage et le façonnage des trous. Les fichiers PCB doivent être convertis aux formats Gerber et EXCELLON pour être utilisés en production. En revanche, les logiciels de FAO pour la fabrication de circuits imprimés peuvent lire directement les données des fichiers ODB++. Fichiers de données PCB : Qu'est-ce qu'un fichier PCB ? Les fichiers PCB sont des fichiers de conception enregistrés à partir d'un logiciel EDA (Electronic Design Automation). Ces fichiers ne peuvent pas servir directement de fichiers d'outils de production, car les équipements de fabrication ne reconnaissent pas les formats de fichiers PCB. Tous les fichiers de données PCB enregistrés à partir d'un logiciel EDA doivent être convertis au format Gerber pour la production. Les fichiers Gerber sont le principal format de fichier utilisé dans les équipements de fabrication, bien que certains outils d'inspection puissent le prendre en charge.
La gravité de l'espacement insuffisant des composants électroniques assemblés
L'usinage des puces d'assemblage CMS accompagne le développement de produits électroniques pour le développement de composants de haute précision et à pas fin. La conception des composants CMS à pas minimal doit garantir la résistance aux courts-circuits des pastilles de la carte de circuit imprimé et prendre en compte la maintenabilité des composants. Conséquences d'un espacement insuffisant entre les composants : une broche du connecteur inférieur du circuit imprimé est trop proche du via suivant, ce qui entraîne un court-circuit entre la broche et le via, et brûle le circuit imprimé. La distance entre le trou de montage du composant et la pastille est trop faible. Le trou traversant est directement connecté à la pastille, et il n'y a pas de réserve de soudure entre le trou et la pastille. L'espacement n'est pas adapté au procédé de soudage à la vague ni aux paramètres de soudage, tels que la vitesse et la
L'importance de la sensibilisation mondiale au DFM pour la conception de circuits imprimés
L'analogie selon laquelle « les circuits intégrés ne sont que des versions plus petites des circuits imprimés multicouches » n'est pas totalement dénuée de fondement. À mesure que les processus se différencient entre fabricants et assembleurs de circuits imprimés, la conception de circuits imprimés pourrait adopter certaines des philosophies utilisées par l'industrie de la conception de circuits imprimés pour faire face à une complexité croissante. L'analyse de fabricabilité DFM est particulièrement importante dans les processus complexes de conception et de fabrication de circuits imprimés. 1. Concept de conception orienté vers les objectifs. La clé d'une conception sans DFM réside dans l'adéquation des règles et contraintes de conception aux capacités du fournisseur de fabrication et d'assemblage de circuits imprimés. Une fois les règles et contraintes de conception établies, elles deviennent les conditions de vérification à respecter en permanence pour garantir la fabricabilité de la conception. Les problèmes survenant pendant la conception sont plus faciles à identifier et à corriger pendant la phase de conception. Une connaissance de la DFM dès la conception peut s'avérer très utile. Identifier les problèmes de fabrication dès la conception initiale
Résoudre le problème des vias de masque de soudure PCB
Encre de masque de soudure pour PCB selon la méthode de durcissement. L'encre de masque de soudure contient une encre révélatrice photosensible. Il existe des encres thermodurcissables thermodurcissables, ainsi que des encres UV durcissables à la lumière UV. L'encre de masque de soudure pour PCB, pour cartes souples FPC et pour substrats en aluminium peut également être utilisée sur les cartes en céramique. Les vias sont généralement classés en trois catégories : les vias borgnes, les vias enterrés et les trous traversants. Les « vias borgnes » se situent sur les faces supérieure et inférieure des circuits imprimés. Ils ont une certaine profondeur et servent à connecter le circuit de surface et le circuit interne. Le trou traversant traverse l'ensemble du circuit imprimé, de la couche supérieure à la couche interne, puis à la couche inférieure. Vias dans le traitement du masque de soudure pour PCB. Les procédés de fabrication des vias les plus courants incluent : l'huile de couverture, l'huile de bouchon, l'ouverture de fenêtre, le colmatage par résine, le remplissage par galvanoplastie, etc. Chacun de ces cinq procédés a ses propres caractéristiques.
Gravité de l'espacement inadéquat entre les composants et les bords de la carte PCB
Conséquences d'un espacement insuffisant entre les composants et les bords de la carte : les composants trop proches du bord peuvent perturber le fonctionnement des équipements d'assemblage automatisés, tels que les machines de soudage à la vague ou par refusion. Ils peuvent être endommagés lors de la mise en panneau de la carte en fin de fabrication. Ces dommages peuvent être intermittents et difficiles à détecter et à déboguer. Plus le composant est haut, plus le risque d'interférence avec l'équipement d'assemblage est élevé. Les composants tels que les grands condensateurs électrolytiques, par exemple, doivent être placés plus loin du bord de la carte que les autres composants. Pour éviter ces problèmes, voici quelques recommandations générales concernant l'espacement entre les composants et les bords. Un espacement de 2.5 mm autour du bord du circuit imprimé est généralement recommandé, ce qui offre suffisamment d'espace pour les montages de test et la plupart des opérations d'assemblage. Rainures en V du panneau : pour les circuits imprimés destinés au poinçonnage, le composant doit être positionné en V.
Points forts de la conception des circuits imprimés
Préparation de la conception du PCB 1. Informations à fournir avec le matériel C ● Schémas précis, y compris les fichiers papier et électroniques et les tables de réseau sans erreur. ● Une nomenclature officielle avec les codes des composants. L'ingénieur matériel doit fournir une FICHE TECHNIQUE ou un objet physique pour les composants qui ne sont pas dans la bibliothèque de boîtiers et spécifier l'ordre dans lequel les broches sont définies. ● Fournir un schéma général du PCB ou l'emplacement des unités importantes et des circuits principaux. Fournir des schémas de structure du PCB, qui doivent indiquer la forme du PCB, les trous de montage, le positionnement des composants, les zones interdites et autres informations pertinentes. 2. Exigences de conception de base avant la conception ● Composants à courant élevé et réseaux de 1 A ou plus. ● Signaux d'horloge importants, signaux différentiels et signaux numériques à haut débit. ● Petits signaux analogiques et autres signaux facilement perturbés. ● Autres signaux spéciaux requis. 3. Notes sur les demandes spéciales ● Lignes de distribution différentielles, réseaux nécessitant un blindage, impédance caractéristique
Définition des différentes couches de conception des circuits imprimés
Pour les débutants, les circuits imprimés comportent de nombreuses « couches », et beaucoup sont facilement déroutés par ces différentes couches lorsqu'ils apprennent à les concevoir. L'ingénieur résume ci-dessous la définition des différentes couches de conception de circuits imprimés afin de les aider à mieux comprendre et maîtriser le sujet. Il existe de nombreuses définitions de la terminologie spécialisée des logiciels EDA. Voici une explication des significations possibles de ces termes : Mécanique : désigne généralement la couche de marquage dimensionnel d'une machine à tôle. Couche de conservation : définit les zones où les fils, les trous (vias) ou les pièces ne peuvent pas être routés. Ces restrictions peuvent être définies indépendamment les unes des autres. Couche supérieure : définit les caractères sérigraphiés de la couche supérieure, qui correspondent aux numéros de pièce et à certains caractères et cadres sérigraphiés habituellement présents sur les circuits imprimés. Couche inférieure : définit la couche inférieure des caractères sérigraphiés, qui correspond au numéro du composant et à certains caractères habituellement présents sur les circuits imprimés.
L’assemblage PCB a un impact sur l’assemblage SMT !
Pourquoi les PCB doivent-ils être imprimés au pochoir ? Les PCB sont assemblés pour répondre aux exigences de production. Certains circuits imprimés sont trop petits pour répondre aux exigences de fixation ; ils doivent donc être assemblés pour la production. Afin d'améliorer l'efficacité de la soudure des CMS, un seul passage dans le CMS suffit pour souder plusieurs PCB. Afin d'optimiser les coûts. Certains circuits imprimés sont façonnés, ce qui permet d'optimiser l'utilisation de la surface, de réduire les déchets et d'optimiser les coûts. Méthode d'imposition des PCB. La plaque de gong avec découpe en V convient aux cartes comportant des composants sur les bords, qui ne peuvent être assemblés sans espacement. Adoptez la forme d'assemblage avec bords de traitement. Ajoutez un traitement V-CUT aux deux extrémités du bord de traitement, en laissant un espace au milieu du gong pour faciliter le soudage des composants. Sinon, les composants sur le bord de la plaque seront endommagés.
L'une des causes de la soudure des composants : les spécifications de conception manufacturables pour le trou dans le disque
Qu'est-ce qu'un trou dans une pastille ? Un trou dans le disque désigne le trou dans la pastille. La pastille pour disque CMS, généralement pour les pastille CMS 0603 et supérieures et les pastille BGA, est souvent appelée VIP (via in pad). Les trous d'enfichage dans la pastille ne peuvent pas être qualifiés de trou dans le disque, car ils nécessitent l'insertion de composants à souder. Toutes les pastille à broches enfichables sont percées. Avec le développement de produits électroniques légers, fins et compacts, les circuits imprimés sont de plus en plus denses, ce qui rend leur développement difficile. La taille des composants diminue donc progressivement. Par exemple, les composants BGA étant de petite taille, l'espacement des broches diminue. Ce faible espacement rend difficile l'extraction du boîtier à l'intérieur de la broche, nécessitant un changement de couche de perforation.
Ne sous-estimez jamais les cartes PCB à demi-trou
Ne sous-estimez jamais les circuits imprimés demi-trous. Qu'est-ce qu'un demi-trou pour circuit imprimé ? Les demi-vias sont des rangées de trous percés le long des bords d'un circuit imprimé à des fins de production. Lorsque les trous sont cuivrés, leurs bords sont rognés afin de les diviser en deux. Les bords du circuit imprimé ressemblent à une surface cuivrée à l'intérieur des trous. À quoi servent les demi-vias ? Les circuits imprimés modulaires sont généralement conçus avec des demi-vias, principalement pour faciliter la soudure, réduire la taille des modules et répondre à des exigences fonctionnelles. Généralement, un demi-trou est conçu sur un seul bord du circuit imprimé, en forme de gong, ne laissant que la moitié du trou dans le circuit imprimé, communément appelé demi-trou. Conception pour la fabricabilité des plaques demi-trous : 1. Demi-trou minimum : La capacité de fabrication minimale du procédé de demi-trou est de 0.5 mm, le trou devant être centré sur la ligne de profil.
Mener une nouvelle réflexion dans l'industrie : comment la notion de DFM évoluera-t-elle ?
Préface : Dans les processus complexes de conception et de fabrication de circuits imprimés, l'analyse de fabrication DFM est particulièrement importante. Conception DFM pour la fabrication, Conception pour la fabricabilité (DFM). Le rôle de la DFM est d'améliorer le processus de fabrication du produit. La DFM est aujourd'hui la technologie clé de l'ingénierie parallèle. La conception et la fabrication étant les deux maillons les plus importants du cycle de vie du produit, l'ingénierie parallèle est au début de la conception et doit être prise en compte lors de la fabricabilité et de l'assemblage du produit, entre autres facteurs. Par conséquent, la DFM est l'outil d'aide le plus important de l'ingénierie parallèle. L'essentiel de la DFM est d'analyser la transformabilité des informations de conception, d'évaluer la rationalité de la fabrication et de suggérer des améliorations. La DFM s'associe à la CAX, à la PDM, à la DFX, etc. pour former la technologie de Conception pour le Cycle de Vie (DFLC). La DFX désigne les technologies DFA (Conception pour l'Assemblage), DFD (Conception pour le Désassemblage), DFQ (Conception pour la Qualité), DFI (Conception pour l'Inspection) et DFE (Conception pour
Comment résoudre le problème de non-concordance entre le matériau de la nomenclature et le tampon
Qu'est-ce qu'une nomenclature ? En termes simples, elle désigne la liste des composants électroniques. Un produit est composé de nombreux éléments, notamment : circuits imprimés, condensateurs, résistances, diodes, cristaux, inductances, puces de commande, microcontrôleurs, alimentations, abaisseurs et élévateurs de tension, LDO, mémoires, connecteurs, broches, rangées de broches, etc. Les ingénieurs, en se basant sur la conception du produit, établissent une liste de ses composants appelée table de nomenclature. Qu'est-ce qu'une pastille ? Les pastille de circuit imprimé sont divisées en pastille pour trous d'enfichage, pastille de connexion CMS et sert à souder les composants au circuit imprimé. Les composants sont fixés sur le circuit imprimé par soudure. Les fils à l'intérieur du circuit imprimé relient les pastilles et réalisent la connexion électrique des composants d'un circuit. Causes des erreurs de nomenclature : 1. Modèle de nomenclature incorrect. Les fichiers de nomenclature sont générés et exportés par un logiciel EDA. De nombreuses situations peuvent entraîner des erreurs de données dans les fichiers de nomenclature tout au long du processus de conception. Par exemple : la modification