在不遠的過去,曾經有一段時間,在工廠工作主要是基於身體狀況。工廠的生產率主要取決於員工一個小時可以裝多少個容器或託盤可以堆放多快。幸運的是,對於工廠員工來說,那些日子幾乎消失了。如今,工廠依靠由軟體控制的自動化設備,用於移動和放置零件和材料的機器人技術以及用於在內部和外部進行信息和數據通信的WiFi和IoT來控制。當然,這些先進的工業生產流程需要熟練的管理人員並確保操作有效地進行。
為了使人員確保所生產的產品滿足性能(操作和可靠性)要求,工廠設備依賴 工業PCB製造。有些人可能認為建築電路板就是建築電路板,而不論該電路板的應用或環境如何,該過程都沒有明顯的區別。他們錯了!就像基於使用PCB的地點和/或方式對PCBA的質量期望有所不同一樣,製造它們的製造過程也存在差異。讓我們探討一下工業PCB製造過程所需的專業知識,以及在設計過程中可以做些什麼來幫助簡化它。
工業與商業PCB製造
PCB合同製造商(CM)的製造過程遵循以下行業標準:
l IPC 6011印製板通用性能規範
該標準闡述並定義了成品PCB的三個性能等級。
1. 第1類-通用電子產品。預期壽命為1-2年或更短。
2. 第2類-專用服務電子產品。生命周期預期為3-5年。
3. 第3類-高可靠性電子產品。預期壽命為15年。
這些規範適用於CM的製造質量。
l 剛性印製板的IPC 6012D資格和性能規範
該標準基於IPC 6011中規定的分類級別建立了硬質PCB的規範。
l IPC 6013撓性/剛撓印製板的資格和性能規範
該標準是IPC 6012D撓性和剛撓性板的對應標準。
上述標準適用於所有電路板製造過程,儘管某些PCBA應用程式在該過程上還附加了法規和準則。這包括關鍵行業;如航天 和 醫療設備。商業PCB製造通常屬於1類的最少限制類別。相比之下,工業生產環境更可能需要質量更好的板,而這些板可能需要2類製造工藝的遵守。這種區別和其他區別在下面的比較表中列出。
工業和商業PCB製造工藝的比較
上面的表並不意味著適用於每個工業和/或商業PCB製造過程,因為所討論的特定設計將定義所列出屬性的重要性。但是,該表可以作為代表工業和/或商業用板構建最常見情況的代表。現在,讓我們看看如何幫助您的CM生產工業板。
工業PCB製造工藝優化設計
如上所示,在用於工業和商業板的PCB製造的特定方面的重要性上存在明顯差異。通常,大多數基本的PCB製造工藝都可以滿足商業電路板的要求。工業板;但是,要求您和您的CM對材料以及製造和裝配階段進行更嚴格的控制。您可以通過應用以下工業PCB製造設計技巧來幫助您的CM。
工業PCB製造工藝設計技巧
l 選擇適當的標準分類
最好的經驗法則是指定最低的 PCB製造的IPC分類符合您的績效目標。例如,在許多情況下,可接受2級板而不是更嚴格的3級板。
l 選擇最適合您PCB應用的材料
在選擇電路板時,應結合環境和應用程式,以幫助您做出最佳決策。對於工業板,這可能意味著高壓PCB材料 將需要。
l 確保您的電路板的銅重量在整個電路板上都一致
銅的不平衡對於製造(例如,在熱空氣焊料調平或HASL表面拋光期間)和組裝(例如,在回流期間)都可能是一個問題。 大電流PCB設計在工業應用中很普遍;因此,您應設計成儘可能減少銅重量的較大差異。
l 設計堆棧以進行對稱構造
幾何上平衡堆疊的銅對於信號完整性非常重要,因為方差會影響走線參數。例如阻抗。
l 採用熱平衡技術
影響PCB組件(PCBA)的最重要因素之一是熱平衡甚至熱量的熱分布。避免焊錫缺陷 必須為您的電路板設計良好的熱分布。
l 確保應用了電路板保護技術
工廠環境會給電路板帶來許多環境危害。這些包括情況;例如較大的溫度差異,這可能會向您的電路板引入水分。而且,在製造過程中可能會發生汙染。因此,申請好的保護方法 是一個要求。
隨著工業4.0的出現和先進的工業生產設備的出現,用於工業和商業板的PCB製造之間的差距將繼續擴大。因此,您需要與包含這些變化並具有能力和專業知識的CM合作,以確保您的工業PCB滿足需求。
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