Quelles règles et astuces facilitent l'assemblage automatisé?

Quelles règles et astuces facilitent l'assemblage automatisé, plutôt que d'être inutilement difficile ou complètement impossible?

En particulier, si j'ai une carte de circuit imprimé qui fonctionne bien après l'assemblage manuel, certaines personnes suggèrent qu'elles peuvent ne pas convenir à un assemblage automatisé:

"Les lieux de fabrication de PCB de type prototype vous enverront des cartes de circuits imprimés, ... Ces cartes sont adaptées pour tester votre circuit, ... Elles peuvent être utilisées pour le MONTAGE À LA MAIN de votre circuit. Elles ne seront généralement pas adaptées à une automatisation processus d'assemblage." - Scott

De quoi Scott parle-t-il que je pourrais avoir besoin de changer avant de passer à l'assemblage automatisé de production en série?

Après m'avoir dit "Faites toujours A et ne faites jamais Z", continuez. Pourquoi tu fais ça? Quel (s) problème (s) évite-t-il? Existe-t-il un livre ou un site Web qui traite des conseils de conception pour l'assemblage ?

Vous souhaiterez généralement panéliser des planches conçues pour l'assemblage de la machine. Les planches en vrac vont coûter plus cher à peupler car des luminaires spéciaux doivent être fabriqués et utilisés (à moins qu'il n'y ait de très grandes zones inutilisées sur les côtés), et parce qu'il y a plus de manipulation pour peupler (disons) 12 planches simples qu'un panneau 4x3 .

Cela signifie plus de coûts initiaux NRE et d'outillage et plus de coûts unitaires, ce qui est à peu près le résultat général du non-respect des directives.

Vous devez placer des bandes d'outils adéquates sur les côtés (généralement des embouts de 10 mm qui seront cassés et jetés), des trous d'outillage sur les bandes et des marquages ​​fiduciaux au moins en diagonale opposés sur les bandes d'outils (pour l'alignement), et en diagonale sur toute hauteur. empreintes de densité BGA. Vous pouvez voir les marques de repérage (points) sur les bandes d'outillage ci-dessous .

Voici un exemple d'utilisation de "piqûres de souris" et d'un contour routé pour permettre à un tel PCB d'être dépanélisé avec un minimum de drame:

La planche peut être enclenchée le long des lignes avec des trous rapprochés (non plaqués), laissant un bord lisse presque tout autour. (l'image montre quelques façons de faire le contour, mais généralement vous auriez besoin d'une ligne routée supplémentaire ou d'une rainure en V pour séparer les planches dans l'autre dimension). Je préfère les rainures en V seules aux piqûres de souris pour les planches de volume, mais cela a tendance à coûter un peu plus, et elles doivent s'étendre tout au long du panneau, ce qui peut être limitant. Vous devez faire attention à la rigidité de l'assemblage de panneaux en panneaux ou cela peut causer des problèmes lors de l'assemblage (vous ne pouvez donc pas trop couper sur une planche mince).

Parfois, vous pouvez placer des coupons de test pour l'impédance contrôlée, le câblage des cartes d'alimentation pour les tests ou d'autres circuits jetables sur les bandes d'outillage.

Vous souhaiterez minimiser les configurations et les opérations. Un nombre relativement petit de pièces SMT différentes (uniquement) sur un seul côté de la carte avec un espacement adéquat devrait être moins cher pour l'assemblage de la machine. Tout ce qui ne peut pas être fourni dans une bande et une bobine avec un bon leader coûtera plus cher à assembler.

Minimisez le nombre de pièces différentes sur la carte (il y a seulement autant de chargeurs de pièces sur une machine P&P - 25 à 40, peut-être). Il peut être préférable d'utiliser un peu plus de la même pièce ou de rationaliser votre utilisation des pièces (si vous avez besoin d'une résistance 4K7 pour un circuit analogique, peut-être choisissez-la pour tous vos pullups, si vous utilisez une céramique zillion 100nF / 10V contourner les condensateurs, essayez de les utiliser dans d'autres endroits.

Beaucoup plus pourrait être dit, et l'illustre australien Dave Jones a de bonnes vidéos sur le sujet - il était un concepteur de PCB professionnel et a travaillé pour Altium, donc ils sont assez bons si vous utilisez Altium. (souvent, vous pouvez obtenir le lien dans la barre latérale droite en SE) Altium a de bons outils intégrés pour la pannalisation mais, bien sûr, vous devez savoir quelles dimensions vous souhaitez utiliser pour le panneau, l'espacement, les largeurs de routage, la tolérance et le cuivre -retour autour des rainures en V, dimensions de marquage fiduciaire, etc.).

Une partie de cela varie d'un fabricant à l'autre, mais il existe de nombreux points communs. Ne faites pas le panneau trop grand pour tenir dans la machine d'assemblage (!), Quelque chose autour de 9 x 12 "ou environ est généralement bien pour les planches individuelles de taille modeste.

La carte elle-même doit avoir un espacement adéquat entre les pièces, de préférence aucune pièce cachée sous d'autres pièces ou au bas de la carte, des dimensions de tampon appropriées et des trous non plaqués si cela est souhaitable. Les fentes doivent être utilisées à la place d'énormes trous si les pièces traversantes ont des fils plats (par exemple des connecteurs cylindriques). La taille des trous pour les pièces traversantes doitavoir un dégagement suffisant pour tenir compte des tolérances ou ils ne peuvent pas être bourrés de manière fiable à la machine. Plus c'est gros, mieux c'est (jusqu'au moment où la soudure est compromise). Si vous devez couvrir des bits pour le soudage à la vague (afin que les trous ne soient pas remplis ou les languettes de connecteur recouvertes de soudure), vous avez besoin d'une étape de masquage ou de rubanage supplémentaire. Les pièces qui nécessitent un alignement (LED traversantes, par exemple) peuvent nécessiter des gabarits ou des fixations personnalisés, pour lesquels vous devrez peut-être faire des ajustements sur le PCB.

Fondamentalement, vous aurez besoin de deux à considérer trois problèmes principaux ici.

1. Utiliser le pochoir pour appliquer la pâte à souder. Ce n'est généralement pas un problème, mais pour des pièces spécifiques (par exemple, les pièces qui nécessitent beaucoup de pâte à souder (comme un connecteur pour la résistance mécanique) ou les pièces qui ont de très petites plaquettes minces. Mais si vous pouviez remplir ces pièces par il ne devrait pas y avoir de problème ici.

2. Placement des composants sur le PCB: Habituellement, les composants sont placés dans une direction verticale à 90 ° par la machine. Un problème peut survenir si vous avez de très petits composants à côté de gros composants. Habituellement, les petites pièces seront remplies en premier, puis les grandes, donc ce n'est généralement pas un gros problème non plus. C'est une tâche de la maison de fabrication car cela peut varier d'une machine à l'autre. Lorsque vous commandez les PCB bruts, ils seront livrés avec une petite bordure autour d'eux afin que la machine puisse les gérer. Si vous avez le PCB uniquement sans cette bordure (qui est retirée par la suite), nos machines ne peuvent pas gérer le PCB correctement. Vous mentionnez que "placer une pièce sur le fond est une mauvaise chose". Ce n'est pas le cas, mais le processus sera plus coûteux car les planches passeront par la machine et le four pour la deuxième fois (ou cela se fait à la main). Aussi, lorsqu'il y a des parties "lourdes" des deux côtés, il est possible qu'une partie tombe lorsque les planches traversent le four une deuxième fois. Encore une fois, cela peut être résolu (un peu d'adhésif), mais votre produit sera plus cher.

3. Montage de pièces traversantes: Si vous n'utilisez pas une technologie spéciale telle que Pin-In-Paste ou similaire, ces pièces peuvent être placées à la main et la carte sera soudée (à nouveau) même par brasage à la vague ou brasage sélectif. Des règles spéciales peuvent s'appliquer ici (distance minimale, direction, ...)

Pour faire court: chaque maison de fabrication devrait être en mesure de vous envoyer ses guides / règles / documents de conception à l'avance afin que vous sachiez quoi rechercher. Et: plus la mise en page est compliquée, plus elle coûtera cher.

La plupart du temps, je parlais de l'idée que vous spécifiiez UNE carte à une imprimante PCB de prototypage, mais vous devrez peut-être faire attention à la façon dont plusieurs cartes sont regroupées dans le processus de production. Des coureurs doivent être ajoutés. Si vous avez des connecteurs qui pendent sur les bords, cela peut nécessiter un peu de spécial pour rendre les cartes faciles à séparer.

En outre, il existe des processus d'imagerie qui sont utilisés pour positionner correctement les pièces de prélèvement et de placement. Les fiduciaires peuvent devoir être sur vos coureurs ou sur chaque planche, ou les deux.

Cela peut ou non être un problème, car votre fabricant peut faire tout ou partie de cela pour vous - mais plus vous comprendrez le processus, meilleures seront vos conversations.

Quant au mélange du SMD et du trou traversant, cela signifie deux processus au lieu d'un. Les planches à deux faces sont refondues deux fois, et les gros morceaux peuvent devoir être collés pour ne pas bouger lors de la seconde refusion. Cela ajoute du coût.

Comme suggéré dans les commentaires, je voulais aussi dire que les cartes que vous obtenez du fabricant de PCB de prototypage sont déjà séparées et ne sont donc pas adaptées au pick and place.