¿Qué reglas y consejos facilitan el montaje automatizado?

¿Qué reglas y consejos hacen que el ensamblaje automatizado sea fácil, en lugar de innecesariamente difícil o completamente imposible?

En particular, si tengo una placa de circuito que funciona bien después del ensamblaje manual, algunas personas implican que pueden no ser adecuadas para el ensamblaje automático:

"Los lugares de fabricación de PCB de tipo prototipo le enviarán placas de circuitos impresos, ... Estas placas son adecuadas para probar su circuito, ... Se pueden usar para el MONTAJE MANUAL de su circuito. En general, no serán adecuadas para un sistema automatizado proceso de ensamblaje." - Scott

¿A qué cosas se refiere Scott que podría necesitar cambiar antes de pasar al ensamblaje automatizado de producción en masa?

Después de decirme "Siempre haz A y nunca Z", continúa. ¿Porque haces eso? ¿Qué problema (s) evita? ¿Hay algún libro o sitio web que discuta consejos de diseño para ensamblar ?

Por lo general, querrá panelizar tableros hechos para ensamblar máquinas. Las tablas sueltas serán más caras de poblar porque se deben fabricar y usar accesorios especiales (a menos que tenga áreas realmente anchas sin usar en los lados), y porque hay más manipulación para llenar (digamos) 12 tablas individuales que un panel 4x3 .

Eso significa más NRE por adelantado y costos de herramientas y más costos por unidad, que es más o menos el resultado general de no seguir las pautas.

Debe colocar tiras de herramientas adecuadas en los lados (generalmente, brocas de 10 mm que se desprenderán y desecharán), agujeros de herramientas en las tiras y marcas fiduciales al menos diagonalmente opuestas en las tiras de herramientas (para alineación), y en diagonal sobre cualquier altura. huellas de densidad BGA. Puede ver las marcas fiduciales (puntos) en las tiras de herramientas a continuación .

Aquí hay un ejemplo del uso de "mordidas del mouse" y esquema enrutado para permitir que tal PCB se despanelice con un mínimo de drama:

El tablero se puede ajustar a lo largo de las líneas con agujeros espaciados (sin placa), dejando un borde liso casi todo el camino. (la imagen muestra un par de formas de hacer el contorno, pero normalmente necesitaría una línea enrutada adicional o una ranura en V para separar las tablas en la otra dimensión). Prefiero las ranuras en V solo a las mordidas del mouse para tableros de volumen, pero tiende a costar un poco más, y deben extenderse por todo el panel, lo que puede ser limitante. Debe prestar atención a la rigidez del ensamblaje de la placa panelizada o puede causar problemas en la operación de ensamblaje (por lo que no puede cortar demasiado en una placa delgada).

A veces puede colocar cupones de prueba para impedancia controlada, cableado a tableros de alimentación para pruebas u otros circuitos desechables en las tiras de herramientas.

Querrás minimizar las configuraciones y operaciones. Un número relativamente pequeño de piezas SMT (solo) diferentes solo en un lado del tablero con espacio adecuado debería ser más barato para el ensamblaje de la máquina. Cualquier cosa que no se pueda suministrar en una cinta y carrete con un líder adecuado costará más para ensamblar.

Minimice el número de partes diferentes en el tablero (solo hay algunos alimentadores de partes en una máquina P&P, de 25 a 40, tal vez). Puede ser mejor usar un poco más de la misma parte o racionalizar su uso de las partes (si necesita una resistencia 4K7 para un circuito analógico, tal vez elija eso para todas sus pullups, si está usando una cerámica zillion 100nF / 10V evite los condensadores, intente usarlos en otros lugares.

Se podría decir mucho más, y el ilustre australiano Dave Jones tiene algunos buenos videos sobre el tema: fue un diseñador profesional de PCB y trabajó para Altium, por lo que son bastante buenos si usa Altium. (a menudo puede obtener el enlace desde la barra lateral derecha en SE) Altium tiene buenas herramientas integradas para la panelización, pero, por supuesto, debe saber qué dimensiones desea usar para el panel, el espaciado, los anchos de ruta, el margen y el cobre -Tire hacia atrás alrededor de ranuras en V, dimensiones de marcado fiduciario, etc.).

Algo de esto varía de un fabricante a otro, pero hay muchos puntos en común. No haga que el panel sea demasiado grande para caber en la máquina de ensamblaje (!), Algo alrededor de 9 x 12 "o más o menos por lo general está bien para tableros individuales de tamaño modesto.

La placa en sí misma debe tener un espacio adecuado entre las partes, preferiblemente sin partes ocultas debajo de otras partes o en la parte inferior de la placa, dimensiones adecuadas de la almohadilla y agujeros sin chapa donde sea deseable. Se deben usar ranuras en lugar de agujeros grandes si las partes de los agujeros pasantes tienen cables planos (por ejemplo, conectores de barril). Los tamaños de orificios para piezas de orificio pasante debentienen un espacio libre adecuado para tener en cuenta las tolerancias o no se pueden rellenar de manera confiable a máquina. Más grande es mejor (hasta el punto en que se compromete la soldadura). Si necesita cubrir las brocas para la soldadura por ola (para que los agujeros no se rellenen o las pestañas de los conectores se cubran con soldadura), necesita un paso adicional de enmascaramiento o cinta adhesiva. Las piezas que requieren alineación (LED de orificio pasante, por ejemplo) pueden requerir plantillas o accesorios personalizados, para lo cual es posible que tenga que tener en cuenta la PCB.

Básicamente, necesitará dos, considere tres cuestiones principales aquí.

1. Usando la plantilla para aplicar pasta de soldadura. Esto generalmente no es un problema, pero para partes específicas (por ejemplo, partes que requieren mucha pasta de soldadura (como un conector para resistencia mecánica) o partes que tienen almohadillas muy pequeñas / delgadas. Pero si pudiera llenar estas partes por mano no debería haber un problema aquí.

2. Colocación de componentes en la PCB: por lo general, la máquina coloca los componentes en dirección vertical a 90 °. Puede surgir un problema si tiene componentes muy pequeños junto a componentes grandes. Por lo general, las partes pequeñas se llenarán primero, luego las grandes, por lo que tampoco es un gran problema. Esta es una tarea de la casa de fabricación, ya que puede variar entre máquinas. Cuando solicite los PCB sin procesar, se entregarán con un pequeño borde a su alrededor para que la máquina pueda manejarlos. Si tiene la PCB solo sin ese borde (que se quita después), nuestras máquinas no pueden manejar la PCB correctamente. Usted menciona que "colocar una parte en la parte inferior es algo malo". No lo es, pero el proceso será más costoso ya que las tablas atravesarán la máquina y el horno por segunda vez (o se hará a mano). También, Cuando hay partes "pesadas" en ambos lados, es posible que una parte se caiga cuando las tablas pasan por el horno por segunda vez. Nuevamente, esto se puede solucionar (un poco de adhesivo), pero su producto será más costoso.

3. Montaje de piezas de orificio pasante: si no está utilizando una tecnología especial como Pin-In-Paste o similar, dichas piezas pueden colocarse a mano y la placa se soldará (nuevamente) incluso mediante soldadura por ola o soldadura selectiva. Pueden aplicarse reglas especiales aquí (distancia mínima, dirección, ...)

Larga historia corta: cada casa de fabricación debería poder enviarle sus guías de diseño / reglas / documentos por adelantado para que sepa qué buscar. Y: cuanto más complicado sea el diseño, más costoso será.

Principalmente, estaba hablando de la idea de que especifique UNA placa para una impresora de prototipos de PCB, pero es posible que deba prestar atención a cómo se panelizan varias placas en el proceso de producción. Se deben agregar corredores. Si tiene conectores que cuelgan sobre los bordes, esto puede necesitar algo especial para que las placas sean fáciles de separar.

Además, hay procesos de imágenes que se utilizan para colocar correctamente las piezas de selección y colocación. Los Fiduciales pueden necesitar estar en sus corredores o en cada tabla, o en ambos.

Esto puede o no ser un problema, ya que su fabricante puede hacer algo o todo por usted, pero cuanto más comprenda sobre el proceso, mejores serán sus conversaciones.

En cuanto a mezclar SMD y orificio pasante, eso significa dos procesos en lugar de uno. Los tableros de dos lados se vuelven a fluir dos veces, y es posible que las piezas grandes deban pegarse para que no se muevan en el segundo flujo. Esto agrega costo.

Como se sugirió en los comentarios, también quise decir que las placas que obtienes del fabricante de prototipos de PCB ya están separadas y, por lo tanto, no son adecuadas para elegir y colocar.