Wszystko o otworach narzędziowych PCB: Czym są i gdzie się znajdują

Wielu projektantów uwielbia skupiać się na PCB, ale jeśli projekt ma kiedykolwiek zostać przekształcony w rzeczywisty produkt, musisz wziąć pod uwagę aspekt mechaniczny i produkcyjny projektu. Otwory narzędziowe na PCB to ważna cecha mechaniczna, która pomaga przeprowadzić projekt przez etap produkcji. Otwory narzędziowe nie są tym samym co otwory montażowe i są niezbędne do zabezpieczenia płytki na stole roboczym podczas produkcji.

Chociaż otwory narzędziowe są prawdopodobnie najprostszą cechą na PCB, istnieją pewne podstawowe wytyczne, które należy przestrzegać przy określaniu, gdzie umieścić otwory narzędziowe. Po konsultacji z producentem na temat ich wymagań dotyczących paneli i narzędzi, lub jeśli zdecydowałeś się na wykonanie własnego panelu, otwory narzędziowe mogą być umieszczane przy użyciu standardowych funkcji padu i otworu w oprogramowaniu do projektowania PCB. Oto jak to działa i kilka najlepszych praktyk dotyczących otworów narzędziowych w twoim projekcie.

Praca z otworami narzędziowymi na PCB

Otwory narzędziowe będą prawdopodobnie jedną z najprostszych cech w twoim PCB, ale są kluczowe dla produkcji i montażu. Istnieją trzy główne punkty, które należy wziąć pod uwagę przy określaniu, gdzie i jak umieścić otwory narzędziowe na twoim PCB:

• Umieszczenie podczas panelizacji
• Rozmiar i powlekanie
• Umieszczenie z fiducials

Płytki drukowane czy panele?

Pierwszym elementem, który może wydawać się oczywistym pytaniem, jest: gdzie należy umieścić otwory narzędziowe? Otwory narzędziowe umieszcza się w panelu, a nie na płytce obwodu drukowanego, szczególnie gdy umieszcza się płytki w tablicy. Należy zauważyć, że producenci faktycznie produkują panele, a nie pojedyncze płytki; otwory narzędziowe PCB służą pomocą w produkcji, więc powinny być umieszczone w panelu. Poniższy obraz pokazuje, jak należy umieszczać otwory narzędziowe na szynie rozłącznej w panelu PCB.

Jeśli projektujesz własny panel i szyny rozłączne, możesz umieścić otwory narzędziowe PCB w obszarze szyny lub w narożnikach panelu. Producenci, z którymi współpracuję, zaakceptują panel klienta, o ile pasuje do ich rozmiaru, ale nie wymagają od Ciebie dostarczenia panelu wraz z plikami projektowymi. Ogólnie rzecz biorąc, sami stworzą panel, w tym otwory narzędziowe PCB, i włączą to do swoich kosztów NRE. Jeśli jednak chcesz stworzyć własny panel, upewnij się, że zawiera otwory narzędziowe. Nawet jeśli początkowo zostaną umieszczone w niewłaściwym miejscu, twój producent może nadal naprawić panel, aby Twoja płyta mogła przejść przez produkcję.

Chciałbym zauważyć, że widziałem zalecenia dotyczące umieszczania otworów narzędziowych bezpośrednio na gotowej płytce PCB, w tym od producenta. Nie jestem pewien, czy mieli na myśli "otwór montażowy", ponieważ wyraźnie odnosili się do pojedynczej płytki, a nie panelu. Większość wytycznych, w tym od zakładów produkcyjnych i montażowych, będzie jednoznacznie stwierdzać, że otwory narzędziowe należy umieszczać w panelu PCB. Mając to na uwadze, przyjrzyjmy się różnicom między otworami narzędziowymi a montażowymi w PCB.

Otwory narzędziowe a montażowe

Niektóre poradniki będą stwierdzać, że otwory narzędziowe i montażowe to to samo, ale to niekoniecznie prawda. Główna różnica polega na powłoce: otwory narzędziowe w PCB są otworami niepokrytymi, podczas gdy otwory montażowe są zazwyczaj pokryte. Inną różnicą jest rozmiar: otwory narzędziowe w PCB będą miały ogólnie jakieś standardowe rozmiary imperialne lub metryczne, a producent może zalecić konkretne rozmiary otworów narzędziowych w PCB, aby Twoja płyta mogła zostać włączona do ich procesu bez modyfikacji. Rozmiary otworów montażowych są standardowe tylko w odniesieniu do używanego osprzętu montażowego do montowania płyty w jej obudowie.

Przy użyciu otworów montażowych z metalowym osprzętem, otwór powinien być uziemiony, poprzez połączenie z uziemioną ścieżką lub powierzchnią uziemienia/miedzianym zalaniem. Przewiercony otwór powinien również mieć odsłoniętą podkładkę, aby zapewnić niskooporowe połączenie elektryczne z metalowym mocowaniem. Podstawowym efektem umieszczenia dodatkowego uziemionego przewodnika na płytce jest zapewnienie dodatkowego ekranowania i zapobieganie pojemności pasożytniczej od jakiegokolwiek unoszącego się przewodnika. Wolę uziemiać do dużej regionu miedzianego zalania lub płaszczyzny, ponieważ duży metalowy montaż może również działać jak radiator i odprowadzić dodatkowe ciepło z płytki do obudowy.

Fiducjale

Kolejnym ważnym punktem są fiduciale, które są używane, aby zapewnić, że maszyna do drukowania szablonów, maszyna do umieszczania elementów oraz automatyczna maszyna inspekcyjna (AOI) mogły określić orientację Twojej PCB. Fiduciale powinny być umieszczone w 3 narożnikach układu PCB, aby orientacja gołej PCB była jasna. Jednakże, powinny być one również umieszczone na panelu, aby można było zidentyfikować narożniki. Dla uproszczenia, po prostu umieść fiduciale w narożnikach, przesunięte od otworów narzędziowych PCB, i postępuj zgodnie z zaleceniami dotyczącymi rozmiaru od Twojego montażysty.

Umieszczanie otworu narzędziowego PCB

Umieszczenie otworów narzędziowych jest proste: wystarczy użyć funkcji „umieść pad” lub „umieść otwór” w oprogramowaniu do projektowania. Dobre narzędzia CAD do PCB pozwolą Ci określić konkretne otwory jako pokryte lub niepokryte; po prostu ustaw otwór jako niepokryty i ustaw wymagany średnicę, i skończyłeś projektowanie otworu narzędziowego. Oprogramowanie do projektowania PCB, takie jak Altium Designer, ułatwia to dzięki kompletnemu zestawowi narzędzi CAD do projektowania i układania PCB.

Bez względu na to, jakie rodzaje otworów montażowych PCB lub innych cech musisz uwzględnić w układzie swojej płytki drukowanej, możesz tworzyć wysokiej jakości projekty i przygotować swoją PCB do produkcji za pomocą narzędzi do projektowania PCB w Altium Designer®. Gdy zakończysz projektowanie i będziesz chciał przekazać pliki swojemu producentowi, platforma Altium 365™ ułatwia współpracę i udostępnianie projektów.

Przedstawiliśmy tylko niewielką część możliwości, jakie daje Altium Designer na Altium 365. Możesz sprawdzić stronę produktu po bardziej szczegółowy opis funkcji lub jedno z Webinarów na Żądanie.