Tất cả về Lỗ Công cụ PCB: Chúng là gì và Chúng nằm ở đâu

Nhiều nhà thiết kế thích tập trung vào PCB, nhưng nếu một thiết kế bao giờ được chuyển thành sản phẩm thực tế, bạn sẽ phải xem xét đến phần cơ khí và sản xuất của thiết kế. Lỗ công cụ trên PCB là một tính năng cơ khí quan trọng giúp bạn đưa thiết kế qua quá trình sản xuất. Lỗ công cụ không giống như lỗ gắn kết, và chúng cần thiết để cố định một bảng mạch vào bàn làm việc trong quá trình sản xuất.

Trong khi lỗ công cụ có lẽ là tính năng đơn giản nhất trên một PCB, có một số hướng dẫn cơ bản nên được tuân theo khi xác định vị trí đặt lỗ công cụ. Một khi bạn tham khảo ý kiến từ nhà sản xuất của mình về yêu cầu bảng và công cụ của họ, hoặc nếu bạn đã quyết định tự làm bảng của mình, lỗ công cụ có thể được đặt với các tính năng pad và lỗ tiêu chuẩn trong phần mềm thiết kế PCB của bạn. Dưới đây là cách thức hoạt động và một số phương pháp tốt nhất cho lỗ công cụ trong thiết kế của bạn.

Làm Việc Với Lỗ Công Cụ PCB

Lỗ công cụ có lẽ sẽ là một trong những tính năng đơn giản nhất trong PCB của bạn, nhưng chúng rất quan trọng cho việc sản xuất và lắp ráp. Có ba điểm chính cần xem xét khi xác định vị trí và cách đặt lỗ công cụ trong PCB của bạn:

• Vị trí trong quá trình tạo bảng
• Kích thước và mạ
• Vị trí với fiducials

Bảng Mạch hay Bảng?

Mục đầu tiên có thể xuất hiện như một câu hỏi hiển nhiên là: lỗ công cụ nên được đặt ở đâu? Lỗ công cụ được đặt trên tấm panel chứ không phải trên một bảng mạch, đặc biệt là khi đặt các bảng mạch thành một mảng. Cần lưu ý rằng nhà sản xuất thực sự sản xuất các tấm panel, không phải các bảng mạch riêng lẻ; lỗ công cụ PCB được sử dụng để hỗ trợ quá trình sản xuất, vì vậy chúng nên được đặt trên tấm panel. Hình ảnh dưới đây cho thấy cách đặt lỗ công cụ trên một thanh tách trên tấm panel PCB.

Nếu bạn tự thiết kế tấm panel và thanh tách của mình, bạn có thể đặt lỗ công cụ PCB ở khu vực thanh tách hoặc ở các góc của tấm panel. Các nhà sản xuất mà tôi làm việc với sẽ chấp nhận tấm panel của khách hàng miễn là nó phù hợp với kích thước của họ, nhưng họ không yêu cầu bạn phải nộp tấm panel cùng với các tệp thiết kế của mình. Nói chung, họ sẽ tự tạo tấm panel, bao gồm cả lỗ công cụ PCB, và họ sẽ tính phí này vào chi phí NRE của họ. Nếu bạn muốn tạo tấm panel của riêng mình, hãy chắc chắn bao gồm lỗ công cụ. Ngay cả khi chúng được đặt ở vị trí sai ban đầu, nhà sản xuất của bạn vẫn có thể sửa chữa tấm panel để bảng mạch của bạn có thể đi qua quá trình sản xuất.

Tôi muốn lưu ý rằng tôi đã thấy một số khuyến nghị về việc đặt lỗ công cụ trực tiếp trên PCB hoàn thiện, bao gồm cả từ nhà sản xuất. Tôi không chắc họ có ý định viết "lỗ gắn" vì họ rõ ràng đang đề cập đến một PCB đơn, không phải một tấm panel. Đa số hướng dẫn, bao gồm từ các xưởng sản xuất và lắp ráp, sẽ rõ ràng nói rằng cần đặt lỗ công cụ vào tấm panel PCB. Với điều này trong tâm trí, hãy xem xét sự khác biệt giữa lỗ công cụ PCB và lỗ gắn.

Lỗ Công Cụ và Lỗ Gắn

Một số hướng dẫn sẽ nói rằng lỗ công cụ và lỗ gắn là một, nhưng thực tế không hẳn như vậy. Sự khác biệt chính là việc mạ: lỗ công cụ PCB là lỗ không mạ qua, trong khi lỗ gắn thường được mạ. Sự khác biệt khác là kích thước: lỗ công cụ PCB thường có một số kích thước tiêu chuẩn theo hệ đo lường Anh hoặc mét, và nhà sản xuất của bạn có thể khuyến nghị kích thước lỗ công cụ PCB cụ thể để bo mạch của bạn có thể được đưa vào quy trình của họ mà không cần chỉnh sửa. Kích thước lỗ gắn chỉ được chuẩn hóa theo phần cứng gắn để gắn bo mạch vào vỏ của nó.

Khi sử dụng lỗ gắn với phần cứng kim loại, lỗ đó nên được nối đất, hoặc bằng cách kết nối với một đường dẫn nối đất hoặc một mặt đất/phủ đồng. Lỗ thông phủ cũng nên có một pad lộ ra để cung cấp kết nối điện trở thấp với giá đỡ kim loại. Tác dụng cơ bản của việc đặt thêm một số dẫn điện nối đất trên bảng mạch là để cung cấp thêm một số chắn và ngăn chặn dung kháng lạc đường từ bất kỳ dẫn điện nào đang lơ lửng. Tôi thích nối đất với một khu vực phủ đồng lớn hoặc một mặt phẳng vì một giá đỡ kim loại lớn cũng có thể hoạt động như một tản nhiệt và kéo thêm một số nhiệt ra khỏi bảng mạch và vào vỏ.

Fiducials

Một điểm quan trọng khác là các điểm fiducial, được sử dụng để đảm bảo máy in stencil, máy chọn và đặt, và máy kiểm tra quang tự động (AOI) có thể xác định hướng của PCB của bạn. Các điểm fiducial nên được đặt ở 3 góc của bản vẽ PCB để rõ ràng hướng của PCB trần. Tuy nhiên, chúng cũng nên được đặt trên tấm panel để có thể xác định các góc. Để đơn giản, chỉ cần đặt các điểm fiducial ở các góc lệch so với các lỗ công cụ của PCB, và tuân theo khuyến nghị về kích thước của người lắp ráp.

Đặt Lỗ Công Cụ PCB

Việc đặt lỗ công cụ rất đơn giản: chỉ cần sử dụng tính năng “đặt pad” hoặc “đặt lỗ” trong phần mềm thiết kế của bạn. Các công cụ CAD PCB tốt sẽ cho phép bạn xác định các lỗ cụ thể là có mạ hoặc không mạ; chỉ cần thiết lập lỗ là không mạ và thiết lập đường kính cần thiết, và bạn đã hoàn thành thiết kế lỗ công cụ. Phần mềm thiết kế PCB như Altium Designer làm cho điều này trở nên dễ dàng với một bộ công cụ CAD đầy đủ cho thiết kế và bố trí PCB.

Dù bạn cần bao gồm loại lỗ công cụ PCB hay các tính năng khác vào bố cục mạch in của mình, bạn có thể tạo ra các thiết kế chất lượng cao và chuẩn bị PCB của mình cho quá trình sản xuất với các công cụ thiết kế PCB trong Altium Designer®. Khi bạn hoàn thành thiết kế và muốn gửi các tệp cho nhà sản xuất của mình, nền tảng Altium 365™ giúp việc hợp tác và chia sẻ dự án của bạn trở nên dễ dàng.

Chúng ta mới chỉ khám phá bề mặt của những gì có thể thực hiện với Altium Designer trên Altium 365. Bạn có thể kiểm tra trang sản phẩm để biết mô tả tính năng sâu hơn hoặc một trong những Webinar Theo Yêu Cầu.