Il processo di prototipazione dei circuiti stampati

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Il processo di prototipazione dei circuiti stampati

Il processo di prototipazione di una scheda a circuito stampato (PCB) prevede una serie di fasi, a partire dalla creazione di un progetto di PCB. Queste fasi comprendono la generazione dei fori passanti necessari e l'utilizzo di punte in carburo o di macchine perforatrici NC per creare i fori. Una volta creati i fori passanti, un sottile strato di rame viene depositato chimicamente nei fori passanti. Questo strato di rame viene poi ispessito attraverso la ramatura elettrolitica.

File Gerber

Un file Gerber è un file con descrizioni dettagliate dei componenti. Questi file sono spesso utilizzati per aiutare il processo di debug e per creare circuiti stampati. Per assicurarsi che il file Gerber contenga le informazioni corrette, è necessario verificare che sia privo di errori utilizzando uno strumento come FreeDFM. È anche una buona idea inviare un file di testo semplice se è necessario includere informazioni aggiuntive che non sono incluse nel file Gerber. È inoltre necessario fornire il file di mappatura e i file di corrispondenza corretti, che sono richiesti dai produttori di PCB per produrre il vostro PCB.

Per creare i file Gerber dei PCB si possono utilizzare diverse applicazioni software, tra cui i software di progettazione di PCB. Un'altra opzione è quella di rivolgersi a un produttore di PCB esperto che crei il file Gerber per voi.

Serigrafia

Tradizionalmente, il processo di prototipazione di circuiti stampati in serigrafia si basa su stencil per applicare le marcature su una scheda di circuito. Questi stencil sono simili a quelli utilizzati per verniciare a spruzzo la targa di un'auto. Tuttavia, lo sviluppo dei circuiti stampati è progredito da allora e anche i metodi di applicazione della serigrafia sono migliorati. Con la serigrafia, l'inchiostro epossidico viene spinto attraverso lo stencil per creare il testo o l'immagine desiderata. L'inchiostro viene poi cotto in un laminato. Tuttavia, questo metodo ha i suoi svantaggi e non è ideale per la stampa ad alta risoluzione.

Una volta completata la serigrafia, il fabbricante utilizzerà le informazioni della serigrafia per realizzare una serigrafia di trasferimento e trasferire le informazioni sul PCB. In alternativa, il fabbricante può anche scegliere di utilizzare il metodo più moderno di stampa diretta sul PCB senza schermo di trasferimento.

Forno di rifusione

Il forno a rifusione è un tipo di forno che utilizza la luce infrarossa per fondere la pasta saldante e assemblare i componenti di un circuito stampato. Questo tipo di forno presenta diversi vantaggi. La velocità del processo è regolabile e la temperatura di ciascuna zona può essere controllata in modo indipendente. I circuiti stampati vengono introdotti nel forno tramite un trasportatore a velocità controllata. I tecnici regolano la velocità, la temperatura e il profilo temporale in base alle esigenze del PCB.

La prima fase del processo di saldatura a riflusso consiste nell'applicare la pasta saldante alle piazzole di montaggio superficiale dei componenti. La pasta saldante tiene in posizione i componenti mentre questi vengono saldati. Sono disponibili diversi tipi di pasta saldante. La scelta del tipo più adatto alle vostre esigenze sarà una decisione importante.

Riflusso

Il processo di reflow è una tecnica comunemente utilizzata nella prototipazione di circuiti stampati. Utilizza una pasta saldante per tenere insieme i vari componenti della scheda. Quando i componenti sono saldati insieme, diventano elettricamente connessi. Il processo inizia con il preriscaldamento delle unità, seguendo un profilo di temperatura che rimuove i solventi volatili dalla pasta saldante.

La temperatura è fondamentale per ottenere un giunto di saldatura di qualità. Il processo di rifusione deve essere completato entro un tempo ragionevole. Un calore insufficiente provoca giunzioni inefficaci, mentre un calore eccessivo danneggia i componenti della scheda di circuito. In genere, il tempo di riflusso varia da 30 a 60 secondi. Tuttavia, se il tempo di riflusso è troppo lungo, la saldatura non raggiunge il suo punto di fusione e può causare giunti fragili.

Forno di rifusione per PCB a quattro lati

Un forno a riflusso per la prototipazione di circuiti stampati (PCB) a quattro lati è un forno utilizzato nel processo di saldatura a riflusso. Il processo prevede una serie di fasi importanti e l'utilizzo di materiali di alta qualità. Per la produzione su larga scala, si ricorre spesso alla saldatura a onda. La saldatura a onda richiede una dimensione e un allineamento specifici del PCB. La saldatura individuale può essere realizzata anche con una matita ad aria calda.

Un forno a riflusso ha diverse zone di riscaldamento distinte. Può avere una o più zone, che sono programmate per corrispondere alla temperatura della scheda di circuito quando passa attraverso ciascuna zona. Queste zone sono impostate con un programma SMT, che di solito è una sequenza di set point, temperatura e velocità del nastro. Questi programmi garantiscono una trasparenza e una coerenza complete durante il processo di riflusso.

 

Flusso di produzione del PCB rigido flessibile e relativi vantaggi e svantaggi

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Flusso di produzione del PCB rigido flessibile e relativi vantaggi e svantaggi

Il flusso di produzione dei circuiti stampati rigidi flessibili è molto complesso rispetto a quello dei circuiti stampati rigidi tradizionali e presenta numerose sfide. In particolare, le linee di piegatura dei circuiti flessibili rendono difficile l'instradamento e i componenti posizionati su queste linee di piegatura sono soggetti a sollecitazioni meccaniche. Per mitigare questo problema, spesso si ricorre a una placcatura a fori passanti o all'aggiunta di un ulteriore strato di copertura per ancorare le piazzole.

Vias ciechi

I circuiti stampati rigidi flessibili sono spesso utilizzati nelle apparecchiature mediche, nelle apparecchiature di imaging, nei monitor portatili e nelle apparecchiature militari. Hanno un basso costo per unità, sono flessibili e possono resistere alle fluttuazioni di temperatura. Queste schede sono utilizzate anche nei sistemi di comunicazione radio e nelle apparecchiature radar. Vengono utilizzate anche nei sistemi di test del rumore e delle vibrazioni.

Il flusso di produzione dei PCB rigidi flessibili inizia con la progettazione e il layout della scheda. Il layout deve essere controllato per verificare la continuità elettrica. L'area flessibile deve essere progettata per resistere alle curve senza punti deboli o flessioni. Durante questo processo, le tracce vengono posate perpendicolarmente alla linea di piegatura. Se possibile, si devono aggiungere tracce fittizie per rafforzare l'area di piegatura.

Temperature elevate

I PCB rigidi-flessibili sono realizzati facendo aderire un PCB con un nastro adesivo a una scheda flessibile. Questi nastri adesivi sono realizzati con materiali per alte temperature. Questi materiali sono in grado di resistere alle alte temperature e agli effetti negativi delle radiazioni, dello scattering Raman e dei raggi infrarossi.

I PCB rigidi-flessibili utilizzano tipicamente una combinazione di film in PI e PET per i loro substrati. Anche le anime in fibra di vetro sono comuni, sebbene siano tipicamente più spesse.

Prodotti chimici

I circuiti stampati flessibili rigidi hanno un'ampia gamma di applicazioni e sono componenti importanti di qualsiasi cosa, dalla piccola elettronica di consumo ai sofisticati sistemi militari e di difesa. Sono estremamente versatili e ideali per le applicazioni in cui sono presenti temperature elevate e movimenti costanti. Oltre a essere molto flessibili, queste schede sono anche resistenti agli agenti chimici e ai solventi.

Il rame è il materiale conduttore più comune ed è ampiamente disponibile. Presenta inoltre buone proprietà elettriche e di lavorabilità. I fogli di rame sono disponibili in forma laminata ed elettrodepositata. I fogli di rame sono spesso sottoposti a trattamenti superficiali per migliorarne l'adesione e proteggerli dall'ossidazione.

Vibrazioni

Il processo di produzione dei circuiti stampati flessibili rigidi è lungo e richiede più materiali e manodopera rispetto ai circuiti stampati rigidi. Questo tipo di circuito stampato è tipicamente utilizzato nei dispositivi medici, nei controllori wireless e nei sistemi di somministrazione di farmaci. Viene utilizzato anche nell'industria aerospaziale per sistemi di movimento e di rilevamento, sistemi di comunicazione radio e camere di prova ambientali.

Questo tipo di PCB è più affidabile delle schede rigide tradizionali. È in grado di resistere ad ambienti con vibrazioni elevate e di ripiegarsi in profili di dimensioni ridotte. Inoltre, è più facile da installare in spazi ristretti, il che lo rende ideale per le applicazioni ad alta densità.

Ammortizzatori

Questo tipo di circuito è più complesso dei tradizionali circuiti stampati rigidi e presenta una serie di sfide progettuali. Ad esempio, le linee di piegatura dei circuiti flessibili possono influenzare il routing e i componenti posizionati su di essi possono provocare sollecitazioni meccaniche. Fortunatamente, l'intreccio di fori passanti e la copertura aggiuntiva possono contribuire a mitigare questo problema.

Un altro vantaggio dei circuiti stampati flessibili rigidi è la loro compatibilità con i dispositivi esistenti. Possono essere piegati e ripiegati senza causare danni al circuito. Inoltre, sono affidabili. Questo tipo di circuito stampato è un'ottima scelta per le applicazioni ad alta affidabilità.

Costo

Il costo di un PCB rigido dipende da diversi fattori, come il tipo di scheda flessibile utilizzata e il numero di strati che la compongono. I costi dipendono anche dallo sviluppatore e dal produttore della scheda. Alcuni produttori di PCB applicano prezzi estremamente elevati, ma sono giustificati dall'eccezionale qualità e attenzione ai dettagli che forniscono.

I circuiti stampati flessibili stanno diventando sempre più complessi in quanto devono soddisfare requisiti sempre più severi. Ad esempio, la direttiva REACH, i requisiti EMC e i nuovi standard richiedono tutti test specifici sui componenti utilizzati. I costi aggiuntivi associati a questi test incidono direttamente sul costo dei PCB flessibili.

Tipi di maschere di saldatura per PCB - I 4 tipi di maschere di saldatura per PCB

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Tipi di maschere di saldatura per PCB - I 4 tipi di maschere di saldatura per PCB

Per scegliere la maschera di saldatura giusta per il vostro progetto, dovete conoscere le sue specifiche. Queste specifiche indicano la durezza, la durata di conservazione e l'infiammabilità del prodotto. Inoltre, specificano la resistenza della maschera di saldatura all'ossidazione, all'umidità e alla crescita biologica. Si consiglia inoltre di scegliere una maschera di saldatura con finitura opaca o satinata, in quanto può ridurre al minimo le sbavature di saldatura.

Maschera di saldatura LPI

In passato, i produttori di PCB offrivano due diversi tipi di maschera di saldatura LPI: opaca e lucida. Pochi clienti indicavano quale volevano, quindi la decisione era spesso lasciata al produttore. Oggi, invece, i clienti possono valutare i vantaggi di ciascun tipo di finitura. Sebbene la differenza di prestazioni tra i due tipi di maschera di saldatura sia minima, la finitura lucida può essere più interessante per alcuni.

La differenza principale tra questi due tipi di maschere di saldatura è il processo di applicazione. Il primo tipo è una maschera di saldatura fotoimmaginabile a film secco, simile a un adesivo, ma tenuta insieme dalla saldatura. Dopo il processo di saldatura, la maschera di saldatura a film secco fotoimmaginabile viene staccata da un lato e il resto del materiale viene applicato al PCB con il lato della maschera rivolto verso il basso. Il secondo tipo è la maschera di saldatura liquida, che segue la stessa procedura senza l'adesivo.

Le maschere di saldatura LPI possono essere serigrafate o rivestite a spruzzo su PCB. Queste maschere di saldatura sono più spesso utilizzate in combinazione con le finiture superficiali Electro-less Nickel, Immersion Gold o Hot Air Solder Leveling. Per una corretta applicazione, il PCB deve essere pulito e privo di contaminanti e la maschera di saldatura deve polimerizzare a fondo.

Maschera di saldatura epossidica

Esistono due tipi principali di maschere di saldatura epossidiche. Un tipo è costituito da epossidico liquido che viene serigrafato su una scheda PCB. Questo metodo di stampa delle maschere di saldatura è il meno costoso e il più diffuso. Per supportare il modello di blocco dell'inchiostro viene utilizzata una rete tessuta. Il liquido epossidico si indurisce durante l'indurimento termico. Un colorante viene quindi mescolato all'epossidica, che polimerizza per produrre il colore desiderato.

Lo spessore della maschera di saldatura dipende dalla posizione delle tracce sul circuito. Lo spessore sarà più sottile vicino ai bordi delle tracce di rame. Lo spessore dovrebbe essere di almeno 0,5 mil su queste tracce e può arrivare a 0,3 mil. Inoltre, la maschera di saldatura può essere spruzzata su un PCB per ottenere uno spessore uniforme.

I diversi tipi di maschera di saldatura sono disponibili in vari colori. Mentre il colore più comune è il verde, altri tipi sono disponibili in nero, bianco, arancione e rosso. A seconda dell'applicazione, è possibile scegliere il colore che meglio si adatta al progetto.

Maschera di saldatura trasparente

Esistono diversi tipi di maschera di saldatura trasparente per la produzione di PCB. Vengono utilizzate per proteggere le tracce di rame dall'ossidazione. Queste maschere impediscono anche la formazione di ponti di saldatura tra le piazzole di saldatura. Anche se non forniscono una trasparenza perfetta, possono comunque essere efficaci per raggiungere gli obiettivi del progetto.

Tuttavia, il tipo di maschera di saldatura scelto dipende da diversi fattori, tra cui le dimensioni della scheda, la disposizione delle superfici, i componenti e i conduttori. È inoltre necessario considerare l'applicazione finale. Inoltre, potrebbero esserci degli standard industriali da rispettare, soprattutto se si lavora in un settore regolamentato. In generale, le maschere fotoimmaginabili liquide sono l'opzione più comune e affidabile per la produzione di PCB.

Oltre ai colori più comuni, esistono anche tipi di maschere di saldatura più particolari. Ad esempio, sono disponibili maschere più rare e colorate, che possono essere utili per i progettisti e i produttori di elettronica di nicchia. Il tipo di maschera di saldatura utilizzata influisce sulle prestazioni del PCB, quindi è importante scegliere il tipo giusto in base alle esigenze del progetto.

Maschera di saldatura in grafite

I diversi colori delle maschere di saldatura hanno viscosità diverse e la differenza è importante da conoscere se si intende utilizzarne una per il proprio PCB. Le maschere di saldatura verdi hanno la viscosità più bassa, mentre quelle nere hanno la più alta. Le maschere verdi sono più flessibili e quindi più facili da applicare ai PCB con un'alta densità di componenti.

Queste maschere di saldatura proteggono i PCB e le loro finiture superficiali. In particolare, sono utili per le apparecchiature che richiedono prestazioni elevate e un servizio ininterrotto. Sono inoltre adatte per le applicazioni che richiedono una maggiore durata della presentazione. Queste maschere di saldatura sono un'alternativa per risparmiare tempo alla mascheratura manuale con nastri resistenti al calore.

Un altro tipo di maschera di saldatura è la maschera di saldatura fotoimmaginabile a film secco. Questo tipo di maschera di saldatura ha un'immagine creata sulla pellicola, che viene poi saldata sulle piazzole di rame del PCB. Il processo è simile a quello di una LPI, ma la maschera di saldatura a film secco viene applicata in fogli. Il processo fa aderire la maschera di saldatura indesiderata al PCB ed elimina le bolle d'aria sottostanti. In seguito, gli operatori rimuovono la pellicola con un solvente e polimerizzano la maschera di saldatura rimanente.

Come ridurre i costi di assemblaggio dei PCB mantenendo la qualità

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Come ridurre i costi di assemblaggio dei PCB mantenendo la qualità

If you’re looking to cut PCB assembly costs, there are several strategies you can employ. These include choosing a manufacturer that scales with your business, selecting a PCB assembler that can meet your needs, and calculating lead time. These steps will reduce your overall PCB assembly costs without compromising on quality.

Design strategies to reduce pcb assembly cost

To reduce PCB assembly cost, use design strategies that minimize errors and increase efficiency. Often, these strategies involve using fiducial markers to identify components, which can help reduce multiple rework costs. Additionally, these strategies reduce the overall number of components, thereby reducing assembly runs.

For example, you can design your PCBs to be more efficient by using common shapes instead of custom shapes. This way, your assembly team can use more standard components, which can reduce costs. You should also avoid using expensive components that are nearing the end of their life cycles. By using more affordable components, you can save on costs per PCB.

When designing a PCB, consider the cost of the components and the process. Often, expensive components are overkill for a design. Look for alternative components that meet your specifications and are less expensive. Likewise, choose a PCB manufacturer that offers the lowest price for volume. These strategies can help you reduce PCB assembly cost without sacrificing quality.

Choosing a manufacturer that can scale with your business

While PCB assembling is expensive, it is possible to cut production costs by choosing a manufacturer that can scale with your business and meet your needs. It is best to select a manufacturer with multiple component sources for greater cost leverage. The size of a PCB can also be a key consideration, as the smaller it is, the more expensive it will be. In addition, the cost of a PCB also depends on its individual component count. The more unique components that are used in the assembly, the lower the price.

The technology used to assemble PCBs differs from one manufacturer to another. For example, Surface Mount Technology (SMT) is more cost effective and efficient than through-hole technology. However, both technologies have their pros and cons.

Choosing a PCB assembler

With the growing competition in manufacturing technology, designers are looking for ways to cut the cost of their products without compromising on quality. As a result, they are focusing on finding a PCB assembler that can offer the best value for their money. PCB assembly is a crucial component of hardware engineering and it can greatly impact the overall cost. To ensure the best value for your money, you need to choose the right PCB assembler and PCB fabrication vendor.

When choosing a PCB assembler, you should look for one that has a long-term relationship with their customers. This way, you can be sure of the quality of their work. Additionally, the company should have the right equipment to perform the assembly process, including robots to place SMT components.

PCB assembly cost is also influenced by the type of electronic components used in the PCB. Different components need different types of packaging and require more manpower. For example, a BGA package requires more time and effort to complete than a conventional component. This is because the electrical pins of a BGA have to be inspected using an X-ray, which can significantly increase the assembly cost.

Calculating lead time

The main issue with calculating lead time is that different PCB assemblers have different methods for doing this. To calculate lead time, you will need to determine the starting date of your order, as well as the date that you received your components. The general rule is that the longer the lead time, the less expensive the PCB assembly will be.

Calculating lead time is important for several reasons. First, it helps you understand how long it takes to complete a project. In a production process, lead time refers to the time it takes from the request to the final delivery. For example, if you place an order for a product with a two-week lead time, you risk having it out of stock in two weeks. Additionally, any delays or hiccups in the manufacturing process will impact lead time. Ultimately, this can affect the customer satisfaction.

Ultimately, reducing lead time is vital for business efficiency. Not only will it cut down on waiting time, but it will also lower your overall costs. Nobody likes to wait, especially when it’s for a small item.

Altium Designer - Una linea guida di base dalla progettazione di schemi a quella di PCB

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Altium Designer – A Basic Guideline From Schematic to PCB Design

In this Altium Designer tutorial, you’ll learn how to create a schematic and compile it into a PCB design. You’ll also learn about importing components into a blank PCB layout and identifying routing requirements. Then, you’ll know what to do next to get your PCB ready for fabrication.

Creating a schematic in Altium Designer

Creating a schematic in Altium Designer can be done by importing an existing schematic file or by creating a new schematic. If you’ve created a circuit board before, it’s not necessary to start from scratch. Altium Designer includes guidelines for design reuse. To begin, open the board’s schematic window.

Altium Designer has two environments: the primary document editing environment and workspace panels. Some panels dock on the left side of the tool, while others pop out or are hidden. To move around a schematic, click and hold the right mouse button or hold the left Ctrl key while clicking the screen. To zoom, use the options on the top menu.

You can then drag and drop components to the schematic. You can also use the explorer window to view and select components. Alternatively, click and drag on the schematic window to place them. You can also hold down the mouse button to set a component.

Compiling it to a pcb design

Once you have a schematic, you can use Altium designer to compile it to a PCB design. It has several features, including the ability to create a library of components. Then, you can set the footprints for your components, and choose from the various options for each. Depending on the size and density of your board, you can choose the normal (N) or medium (M) footprint.

After you’ve created your PCB layout, you’ll want to add the schematic to your project. This will automatically link your schematic and BOM. Altium Designer can even compile your schematic data automatically while you’re creating your design. To do this, click on the library tab in the left pane of the screen. On the next screen, you’ll want to check that the components you’ve added are properly integrated into the PCB layout.

Importing components into a blank PCB layout

Importing components into a blank PCBA layout in Altium Designer is a quick and easy process. After you import the components, you can turn on or off specific layers, and then arrange them in the PCB. After that, you can route traces between the components.

First, you need to create a schematic PCB layout. To do so, add a new schematic or add an existing schematic. Then, on the left screen, click on the library tab. You can then check to see if the component you selected is integrated.

After you import the components, Altium Designer will check for the compliance of the schematic with the design rules. This is an important step in the design process, because errors in the schematic may affect the quality of your finished PCB.

Routing requirements in Altium Designer

Altium Designer includes built-in tools for managing routing requirements. These tools are useful when adding new components to a schematic or PCB. However, there are still some rules to adhere to when auto-routing. The first tool to use for routing requirements is a net class. Once configured, a net class will automatically route the components in an appropriate way.

A rule-driven design engine is also included in Altium Designer to ensure that the PCB layout complies with all signaling standards. The rules-driven design engine also checks the layout against various design requirements to ensure that it follows the design rules. As a result, Altium Designer ensures the quality of your design. In addition, successful PCB routing starts with the right stackup, which supports your impedance goals and trace density requirements. This step allows you to set specific impedance profiles for important nets, so that the signal is not lost during routing.

Steps in the process

Once you have created a schematic, you can export it in the form of a netlist or bill of materials in Altium Designer. These files are required for the fabrication of the PCB. They contain all of the necessary information for manufacturing the board, including a list of all of the required materials. In addition, these documents can be reviewed after each step.

Altium Designer also has a tool for schematic capture, which allows you to import schematic components into a PCB layout. The software will then generate a PcbDoc file and a blank printed circuit board document.