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Die 10 wichtigsten Fragen, die bei PCB Manufacturing Services berücksichtigt werden

Leiterplatten oder PCBs sind das Herzstück jedes elektronischen Geräts. Vielleicht möchten Sie eine Leiterplatte für Ihr DIY-Projekt herstellen oder benötigen große Mengen an Schaltkreisen für Ihr Unternehmen. In jedem Fall müssen Sie mit einem Leiterplattenhersteller zusammenarbeiten, der die Arbeit erledigt. Aber wissen Sie, dass bei der Leiterplattenherstellung mehrere Überlegungen angestellt werden müssen?

Das Stellen von Fragen ist entscheidend, um am Ende des Fertigungsservices eine funktionsfähige und qualitativ hochwertige Charge von Leiterplatten sicherzustellen. In diesem Artikel sprechen wir über die 10 wichtigsten Fragen, die Sie für Ihr WellPCB berücksichtigen sollten. Wir bieten Ihnen einen One-Stop-Service und qualitativ hochwertige Produkte. Sie können uns die erforderlichen Unterlagen zusenden und erhalten sofort ein Angebot! Auf was warten wir? Wir haben zehn Jahre Erfahrung in der PCB-Fertigung.

1. PCB-Fertigungsservices – PCB-Design und -Layout

Es wäre hilfreich, wenn Sie Ihre Leiterplatte entwerfen und viele Überlegungen in Betracht ziehen, bevor Sie sie herstellen können. In der ersten Phase wird ein Schaltplan der Leiterplatte erstellt und während des Leiterplattendesigns in eine gute PCB-Signalintegritätsbewertung hochgeladen, da die Korrektur nach der Herstellung komplex sein kann. Verwenden Sie eine zuverlässige PCB-Designsoftware, um das Design abzuschließen. Sie können verschiedene PCB-Designprogramme wie Eagle, Altium Designer, Circuit Maker, AutoCAD usw. verwenden. Jetzt werden wir die kritischen Fragen untersuchen, die in dieser Phase auftauchen.

Leiterplatten oder PCBs sind die neuesten Revolutionen in der Elektronik. Sie bestehen aus vorgefertigtem Kunststoff mit Kupferbahnen anstelle von Leiterdrähten. Dadurch sind diese Schaltungen kompakter und bequemer zu verwenden als handgefertigte Steckbretter. Die Komponenten einer Leiterplatte werden gelötet, um ihr zusätzliche Stabilität zu verleihen.

Leiterplatten, sorgen für Sicherheit, da die Wahrscheinlichkeit von Kurzschlüssen oder falscher Verdrahtung minimal ist. Computergarantierte Präzision bei der Herstellung von Leiterplatten ist ein wesentlicher Grund, sich für sie zu entscheiden.

Hier sind die wichtigsten Dinge, die ein Leiterplattenhersteller für Sie tun kann:

·Standardplatine

Ein wesentliches, aber effektives Produkt von Leiterplattenherstellern sind Standard-Leiterplatten, die in einer Reihe von Branchen wie Telekommunikation, Sicherheitssystemen, audiovisuellen Geräten, LED-Anzeigen, Prozesssteuerung, Verkehrssignalsystemen, Beleuchtung usw. eingesetzt werden.

Abhängig von Ihren Anforderungen können diese Hersteller ein-, zwei- oder mehrschichtig (bis zu 24 Schichten) anbieten. Bei kompetenten Leiterplattenherstellern finden Sie auch spezialisiertes Quick-Turn-Prototyping für alle gängigen Leiterplatten.

·Metal Clad PCBs (MC-PCB)

LEDs ersetzen schnell herkömmliche Beleuchtungsalternativen, da sie am kostengünstigsten und energieeffizientesten sind. Der einzige Nachteil von LEDs ist, dass sie beim Gebrauch viel Wärme erzeugen. Standard-Leiterplatten können dieser Hitze nicht standhalten. Hier kommen metallbeschichtete Leiterplatten, die auf Wärmeableitung spezialisiert sind und die Langlebigkeit von LEDs erhöhen können.

1. Wie können Sie einen fehlerfreien und genauen PCB-Schaltplan sicherstellen?

Designer verwenden den Schaltplan, um die Funktion der Leiterplatte anzugeben und die Platzierung von Komponenten zu bestimmen. Ein korrekter und fehlerfreier Schaltplan ist entscheidend für die ordnungsgemäße Funktion Ihrer Leiterplatte.

Achten Sie darauf, die passende Leiterplattengröße zu wählen. Viele Designer vergessen, dass sie eine Brettgröße auswählen müssen, die den Anforderungen der Ausrüstung entspricht. Die richtige Platinengröße ermöglicht es Ihnen, die Leiterbahnen auf der erforderlichen Mindestlänge zu halten, die Verschwendung von PCB-Platz zu vermeiden und die Materialkosten niedrig zu halten.

Wenn Sie eine Massenproduktion anstreben, sollten die Spezifikationen und das Design Ihrer Leiterplatte dafür optimiert sein. Eine kleine Platine erfüllt möglicherweise Ihre Anforderungen, ist jedoch möglicherweise nicht für die Massenproduktion geeignet.

Der Elektroniker sollte auch den richtigen Rasterabstand wählen, um Abstandsprobleme zu vermeiden. Die Teile der Leiterplatte sollten in das Raster passen, da dies Fehlfunktionen verhindert. Sie sollten nach Alternativen suchen oder kundenspezifische Produkte verwenden, wenn einige Komponenten nicht mit dem Raster funktionieren.

Eine weitere Möglichkeit, Fehler zu reduzieren, besteht darin, wann immer möglich, den Design Rule Check (DRC) der PCB-Designsoftware zu verwenden. Viele Designer behalten es bis zuletzt, wodurch sich kleine Fehler und falsche Designentscheidungen ansammeln können. Designer sollten jeden Schritt überprüfen, der mit DRC anwendbar ist, damit Sie am Ende des Designs nicht mit einer Reihe von Fehlern enden.

Die häufige Verwendung von DRC erspart Ihnen am Ende die Mühe, massive Änderungen durchzumachen.

2. Was sind die Best Practices für die Komponentenplatzierung auf einer Leiterplatte?

Alle Komponenten auf einer Leiterplatte haben ihren festgelegten Platz. Sie müssen die richtige Platzierung für alle Details auswählen, nachdem Sie viele Faktoren wie elektrisches Rauschen, Wärmemanagement und Funktionalität berücksichtigt haben.

Designer halten eine bestimmte Reihenfolge ein, um die richtige Platzierung sicherzustellen. Zuerst werden die Steckverbinder platziert, gefolgt von Leistungsschaltkreisen und Präzisionsschaltkreisen. Danach setzt der Designer die kritischen Schaltungskomponenten, die mit allen anderen Elementen enden.

Sie sollten auch die kritischen Testpunkte und die Anwendungskomponenten identifizieren. Sie sollten in der Nähe der Testpunkte platziert werden, damit Sie Fehler schnell erkennen können.

Der Siebdruck trägt auch wesentlich dazu bei, den Herstellungsprozess von Leiterplatten zu vereinfachen und zusätzliche Arbeit zu vermeiden. Sie können die Elemente und Verbindungsrichtungen, Komponenten und Funktionen markieren, sodass der Hersteller problemlos die verschiedenen Aspekte Ihrer Leiterplatte identifizieren kann.

3. Welche Spurbreite sollten Sie verwenden?

Die Leiterbahnbreite ist ein wichtiger Aspekt beim Entwerfen einer Leiterplatte. Leiterbahnen sind die Kupferleitungen, die über die gesamte Leiterplatte verlaufen und die verschiedenen Komponenten und Anschlüsse verbinden. Die Leiterbahnen in der Leiterplatte sind so ausgelegt, dass sie nur eine bestimmte Stromgrenze zulassen, bevor sie beschädigt werden.

Wenn Strom durch eine Leiterbahn fließt, beginnt sie sich aufgrund des Eigenwiderstands zu erwärmen. Die Temperatur steigt mit zunehmendem Strom weiter an, und nach einem bestimmten Punkt brennt die Leiterbahn durch, wodurch die Platine unbrauchbar wird.

Die minimale Spurbreite, die Sie verwenden können, beträgt 1,0 mm/A. Die Breite ist für gängige PCB-Typen geeignet, die 1,0 oz/ft2 Kupfer verwenden.

Sie können auch eine Formel verwenden, um die erforderliche Leiterbahnbreite Ihrer Leiterplatte zu ermitteln. Zuerst müssen Sie die Fläche mit der folgenden Formel berechnen-

Fläche[mils^2] =(Strom[Ampere]/(k*(Temp_Rise[Grad C])^b))^(1/c)

Der Wert für Innenlagen nach IPC 2221 beträgt -

k =0,024, b =0,44, c =0,725

Der Wert externer Schichten ist-

k =0,048, b =0,44, c =0,725

Sie können die Formel für bis zu 35 Ampere Stromstärke, 10 bis 100 Grad Temperaturanstieg und 0,5 bis 3 Unzen pro Quadratfuß Kupfer verwenden.

Lassen Sie uns nun die Fragen zu PCB-Spezifikationen behandeln.

2. PCB Manufacturing Services – Spezifikationen von PCB

Während des Herstellungsprozesses müssen Sie einige Dinge über Ihre Leiterplatte bestimmen. Wir erklären Ihnen die Unterschiede und Vorteile aller Aspekte, damit Sie eine fundierte Entscheidung treffen können.

4. Wie wählt man zwischen einseitiger und doppelseitiger Leiterplatte?

Einseitige Leiterplatten

Leiterplatten sind in einer Vielzahl elektronischer Geräte zu finden und sollen elektronische Komponenten verbinden. Bei einseitigen Platinen entdecken Sie auf der einen Seite leitfähige Kupfer- und Elektronikelemente und auf der anderen leitfähige Drahtverbindungen.

Diese werden häufig in vielen elektronischen Geräten wie Druckern, Kameras, Taschenrechnern und Radios verwendet. Einseitige Leiterplatten werden häufig verwendet, da sie einen primären und unkomplizierten Herstellungsprozess haben.

Die PCBs eignen sich für nicht komplexe Schaltungsdesigns mit geringer Dichte und haben aufgrund ihres grundlegenden Designs niedrige Produktionskosten. Alle Leiterplattenhersteller können einseitige Leiterplatten verstehen und produzieren.

Das einfache Design der Leiterplatte führt zu weniger Herstellungsfehlern und sie können schnell in großen Stückzahlen produziert werden.

Doppelseitige Leiterplatten

Die doppelseitigen Leiterplatten haben eine obere und eine untere Schicht und sind auf zwei Seiten mit Leiterbahnen versehen. Sie können beidseitig elektronische Bauteile und Leitkupfer verwenden, was zu einer Überkreuzung der Bahnen führt. Diese eignen sich für Schaltungsdesign mit hoher Dichte und erfordern kein Punkt-zu-Punkt-Löten.

Leiterplatten sind aufgrund ihres komplexen Designs schwierig herzustellen. Sie sind jedoch sehr gefragt für komplexe Schaltungen, die in Geräten mit höherer Technologie verwendet werden. Sie finden doppelseitige Leiterplatten in Verkaufsautomaten, Beleuchtungssystemen, Verstärkern und Armaturenbrettern von Fahrzeugen.

Die Leiterplatten bieten eine zusätzliche Ebene für die Unterbringung der Komponenten, und Sie haben Platz für zusätzliche Verbindungen. Sie können auch die Größe des Boards reduzieren, da beide Seiten des Boards verwendbar sind. Das reduziert die Herstellungskosten.

5. Wie wählt man PCB-Kernmaterial aus?

Der Kern oder das Substrat Ihrer Leiterplatte ist die nichtleitende Basis und verleiht der gesamten Leiterplatte Festigkeit. Sie können für Ihre Leiterplatte verschiedene Arten von Materialien mit ihren Vor- und Nachteilen verwenden. Sie sollten Ihr Material basierend auf dem gewünschten Ergebnis, der Anwendung, den Umgebungsbedingungen und anderen Faktoren auswählen, die für die Leiterplatte gelten.

Das für den Kern verwendete Material bestimmt die Leistung und den Integrationsgrad der Leiterplatte. Das Material sollte strapazierfähig genug sein und eine regelmäßige Leistung erbringen. Es wäre hilfreich, wenn Sie auch andere thermische, elektrische und physikalische Faktoren wie Flexibilität, Temperaturbeständigkeit, Dielektrizitätskonstante, Zugfestigkeit, Durchschlagsfestigkeit, Haftung usw. berücksichtigen würden.

Hier sind die am häufigsten verwendeten Materialien für eine PCB-

FR-4:

Es ist bei weitem das am häufigsten verwendete Material für Kerne von Leiterplatten. Die Epoxid-Laminatplatte ist mit Glas verstärkt, um zusätzliche Festigkeit zu bieten. Das „FR“ im Namen bedeutet feuerhemmend, zudem ist das Material wasserabweisend. Sie können von einem hervorragenden Festigkeits-Gewichts-Verhältnis von FR-4 profitieren.

PTFE (Teflon):

PTFE ist ideal für Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeitsanwendungen, da das Kunststoffmaterial keinen Widerstand bietet. Aufgrund seiner Flexibilität können Sie es auch für Geräte mit engen Toleranzen verwenden. Verschiedene Industrien verwenden PTFE in ihren Leiterplatten, da es sehr leicht und auch feuerfest ist. Zu den Vorteilen von PTFE gehören Vielseitigkeit, Materialfestigkeit und Temperaturstabilität.

Metall:

Einige Anwendungen erfordern die Verwendung von Metallen wie Eisen, Aluminium und Kupfer. Das Material eignet sich ideal für die Surface Mount Technology (SMT) und zeichnet sich durch mechanische Beständigkeit aus. Mit Metall-Leiterplatten kommt man über das Produktleben hinweg.

Jetzt werden wir die Überlegungen zur PCB-Oberflächenbeschaffenheit erörtern.

3. PCB-Fertigungsservices – PCB-Oberflächenbeschaffenheit

6. Welche Oberflächenbeschaffenheit ist für Leiterplatten geeignet?

Auf die Leiterplatte wird eine Oberflächenveredelung aufgebracht, um die Kupferschaltkreise zu schützen und ein ordnungsgemäßes Löten sicherzustellen. Die Auswahl der richtigen Oberflächenbeschaffenheit ist entscheidend für die erfolgreiche Montage der elektronischen Komponenten.

Gegenwärtig ist Electroless Nickel Immersion (ENIG) zu einer beliebten Oberflächenbehandlung geworden. Es ist bleifrei und für komplexe Bauteile wie Flip-Chips und BGAs geeignet. Das zweischichtige Metallic-Nickel-Finish ist kostspielig, da Gold zum Schutz des Nickels verwendet wird.

HASL wird häufig wegen seiner geringen Kosten und Haltbarkeit verwendet. Aber es führt oft zu unebenen Oberflächen, die für komplexe Oberflächenbauteile nicht geeignet sind. HASL kann auch bleifrei und reparierbar sein.

Organic Solderability Preservative (OSP) ist ein organisches Finish auf Wasserbasis, das für Kupferpads verwendet wird. Die umweltfreundliche Lösung ist nicht so langlebig wie HASL.

Sie können auch Immersionssilber verwenden, das eine ausgezeichnete Alternative zu ENIG sein kann. Das Material ist ideal für Flat-Pack-Beschichtung und Fine-Pitch, kann aber teuer sein. Tauchzinn ist auch für das Finish erhältlich und eignet sich für Fine-Pitch-Produkte.

Wir werden jetzt mehr über die Leiterplattenbestückung erfahren.

4. PCB-Fertigungsservices – PCB-Montage

Die Stückliste (BOM) einer Leiterplatte wird an Bord montiert. Bei der Leiterplattenmontage werden die elektronischen Komponenten direkt auf der Platine platziert. Sie können sowohl manuelle als auch automatische Verfahren verwenden, also lassen Sie uns mehr herausfinden.

7. PCB-FertigungsdiensteWelcher PCB-Montageprozess  sollten Sie verwenden?

Hersteller verwenden verschiedene Methoden zur Bestückung von Leiterplatten, und die beiden wichtigsten sind die Thru-Hole-Technologie (THT) und die Oberflächenmontage-Technologie (SMT).

THT

Komponenten, die mit einem Draht oder einer Leitung enden, können das THT verwenden, um die Leiterplatte zu montieren. Die Durchkontaktierungen oder Löcher in der Leiterplatte ermöglichen den Durchgang der Informationen oder Drähte und werden dann mit Lötzinn befestigt. Kondensatoren, Spulen und andere übergroße Gegenstände sind für THT geeignet, da Sie sie manuell platzieren können. Einige Hersteller verwenden auch automatisierte THT-Bestückungsprozesse.

Zunächst werden die Bauteile manuell oder automatisch auf der Platine platziert. Es wird eine Prüfung auf Abweichungen durchgeführt und dann in einen Ofen geleitet, wo Lotpaste auf die Stifte aufgetragen wird.

THT ist nicht für hohe Stückzahlen geeignet, da der Prozess bei manueller Durchführung anstrengend und zeitaufwändig wird.

SMT

SMT ist für die Massenproduktion geeignet, da Maschinen die ganze Arbeit erledigen. Es ist auch ideal für kleine Komponenten, die Stifte oder Abschlusswiderstände anstelle von Kabeln oder Drähten haben.

Eine Schablone übernimmt das Löten, danach werden die Bauteile an den Lötstellen befestigt. Eine Maschine wird dann verwendet, um die Teile aufzunehmen und sie vorsichtig auf der Leiterplatte zu platzieren. Als nächstes wird die Lötpaste durch einen Ofen geleitet, um das Befestigen der Komponenten zu erschweren.

8. Leiterplatte FertigungsdienstleistungenWie berechnet man die Kosten für die Leiterplattenbestückung?

Ihre Stückliste (BOM) einer Leiterplatte wird an Bord montiert. Die Kosten für die Leiterplattenbestückung hängen von vielen Faktoren ab. Die Arbeitskosten sind je nach Region unterschiedlich – es ist viel billiger, eine Leiterplatte in China herzustellen als in Nordamerika.

Sie müssen die Bearbeitungszeit Ihrer Bestellung berücksichtigen. Wenn Sie eine schnelle Bearbeitungszeit wünschen, müssen Sie möglicherweise extra bezahlen, da der Hersteller möglicherweise andere Arbeiten aufschiebt, um Ihr Projekt abzuschließen.

Die Produktionskosten pro Platine sinken bei höheren Stückzahlen und sorgen für insgesamt niedrige Kosten. Es kann teurer sein, kleine Chargen von Leiterplatten herzustellen. Sie müssen auch die verwendete Technologie berücksichtigen - SMT ist aufgrund seiner Automatisierung billiger, während THT mehr kostet.

Kommen wir nun zum letzten Kapitel.

5. PCB-Fertigungsservices – PCB-Tests

9. Wie können Sie die ordnungsgemäße Funktionalität der Leiterplatte sicherstellen?

Viele Tests müssen durchgeführt werden, um die Funktionalität der Leiterplatte sicherzustellen. Die wesentlichen Tests sind Isolations- und Durchgangsprüfungen und bestimmen die Qualität des Herstellungsprozesses.

Der Stromkreis-Durchgangstest sucht nach Unterbrechungen im Stromkreis, während der Isolationstest durchgeführt wird, um Kurzschlüsse zu ermitteln.

Sie können auch andere Tests wie den Nagelbetttest durchführen, indem Sie Federn an den Testpunkten anbringen. Dann werden 200 g Druck auf sie ausgeübt, um die Haltbarkeit der Testpunkte zu testen.

10. PCB-FertigungsdiensteWelche Qualitätsprüfung sollten Sie durchführen?

You can conduct a visual test of the PCB with a ruler and magnifying glass. Look out for any cosmetic defects like surface roughness or scratches and check the position of the pads.

Inspect the integrity of conductive patterns and find out if the vias are adequately punched. Test the coating quality and plating flux to ensure they are clear and firm.

Schlussfolgerung

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