Projekt płytki drukowanej: elementy otworów po obu stronach?

Robię urządzenie, ale płytka drukowana robi się dość duża. Nigdy wcześniej nie tworzyłem dwustronnej płytki drukowanej, ale rozważam to teraz. Przylutowałem jeden w szkole, gdzie elementy SMD znajdowały się na górze, a elementy przez otwór na dole. Czy złym rozwiązaniem jest przechodzenie przez otwory po obu stronach? Nie mogę wymyślić żadnych wad tego, ale chcę być pewien. Zaoszczędziłoby mi to dużo miejsca

Jeśli planujesz lutowanie ręczne, możliwe jest wykonanie otworów po obu stronach.

Problem z produkcją polega na tym, że lutowanie z częściami przelotowymi po obu stronach jest trudne. Możesz to zrobić, ale może być konieczne wykonanie maskowego lutowania konformalnego, raz dla każdej strony, a to jest pracochłonne i kosztowne. Niektóre domy mają wyspecjalizowany sprzęt, który pozwala na bardziej selektywne lutowanie, ale wiążą się z tym koszty instalacji, więc jeśli nie jest to duża seria, współczynnik kosztu za płytę jest znaczny.

Jednak, podobnie jak w przypadku wszystkich podwójnie zapełnionych płyt, oszczędność miejsca jest ograniczona przez możliwości routingu. Korzystanie z drugiej strony na gęstej planszy nie zapewnia tyle miejsca, ile można sobie wyobrazić, i powoduje znaczne koszty.

Co więcej, ponieważ części otworów są już skutecznie dwustronne, elektrody przebijają się na drugą stronę, nie możesz ponownie użyć miejsc, w których przebijają się przedmioty, i musisz widzieć te elektrody, aby je przylutować. Więc znowu to bardzo cię oszczędza.

Lepszym sposobem zmniejszenia rozmiaru jest użycie SMT zamiast otworu przelotowego.

Jeśli plansza jest nadal zbyt duża z obustronnie wypełnionym SMT, następnym najlepszym rozwiązaniem jest podzielenie planszy na dwie z odpowiednimi złączami, aby można było zrobić z niej kanapkę. Można to zaprojektować z obiema częściami na jednym panelu i wyprodukować jako pojedynczą deskę, a następnie podzielić i zmontować później. Inną alternatywą jest zbudowanie go na elastycznym obwodzie i złożenie.

To nie zyska dużej gęstości ...

Ogólnie rzecz biorąc, obustronne obciążenie ze względu na gęstość jest przydatne tylko wtedy, gdy SMT wchodzi w grę - albo jako płytka z technologią mieszaną, jak powszechnie spotyka się w produktach konsumenckich wykorzystujących lutowanie na fali, lub jako głównie dwustronne obciążenie SMT, jak się znajduje. w płytach o większej gęstości z BGA i takich, w których stosuje się proces łączenia / selektywnego łączenia. Jak zauważa Trevor, większość miejsca zajmują obszary pól, które i tak nie mogą się pokrywać. Co więcej, próba wykonania dwustronnego obciążenia częściami naprzeciwko siebie powoduje problemy z odstępem między płytą a wykończeniem ołowiu, nie wspominając o poważnych trudnościach z sekwencjonowaniem wypychania i lutowania kroków, które mogą nawet zmusić płytkę do ręcznego złożenia lub częściowo nadziewane, lutowane, a następnie nadziewane i lutowane ponownie. Oba są zabójcami w produkcji.

Ale może to być zysk z prostoty układu

Wykonałem jednak ładunek dwustronny w konstrukcji w pełni THT. Dlaczego? Ponieważ umieszczenie części na tylnej stronie tablicy może być bardzo pomocne w prawidłowym poruszaniu się autobusami. Konieczność przejścia z IO0 do D7, a następnie Q7 z powrotem do DQ0 może być mylącym schematem; ponadto, cofanie notatek tego rodzaju rzeczy jest czymś, co nie wszystkie narzędzia wspierają szczególnie dobrze. W sytuacji montażu ręcznego łatwiej jest uderzać obraźliwą część w dolną część płyty, szczególnie jeśli narzędzia do układania mają słabą obsługę cofania adnotacji, jak wspomniałem wcześniej.

Można sobie wyobrazić umieszczenie jednego lub dwóch bardzo dużych elementów THT na dolnej stronie, a resztę elektroniki na górnej stronie. Aby to osiągnąć, musisz zamówić paletę lutowniczą (adapter) do płytki drukowanej, aby utrzymywać części w miejscu podczas lutowania. Dodatkowy koszt od 700 USD do 2000 EUR + dodatkowe koszty produkcji. Ale elementy THT muszą być naprawdę duże, a korzyść oczywista, aby było warto. Do lutowania ręcznego może być potrzebna paleta lutownicza lub inny samodzielnie wykonany adapter.

Oprócz tego, co już powiedziano o zwiększeniu przestrzeni, umieszczenie komponentów TH po obu stronach komplikuje wykładniczo proces projektowania, ponieważ jedną z rzeczy jest dostępność padów lutowniczych komponentów za pomocą lutownicy. To brzmi jak przeróbka koszmaru, chyba że jest to tylko garść elementów. Z mojego doświadczenia wynika, że ​​nadszedł czas, aby przejść do elementów montowanych powierzchniowo, być może bez pełnego przełączania wszystkich elementów z TH, ale zamiast tego zaczynając od pasywnych i używając dostępnych „większych” pakietów, takich jak 1206 lub 0805, które są wystarczająco duży, aby lutować dowolnym dowolnym tępym kawałkiem stali. Gdy zdobędziesz zaufanie do technologii, nigdy nie wrócisz do komponentów TH, chyba że nie masz wyboru.

Części przelotowe są ładne, ponieważ nogi tworzą własne przelotki do prowadzenia po dolnej stronie. Ten sam element, co SMD, musi mieć przelotowy otwór, i często jest szerszy niż otwór przelotowy, gdy używa się przewodów typu frajer. Podejrzewam, że jeśli miałeś duże plastikowe części ciała, które wymagały chłodzenia, to umieszczenie ich na dole i przymocowanie gotowej płyty do metalowej skrzynki może się przydać.

SMT z prostym piecem rozpływowym znacznie ułatwiło mi życie. Przepływamy ze starym 4-elementowym tosterem Sears i sondą termoelektryczną do multimetru do monitorowania temperatury. Oszczędza czas przy ręcznym montażu i lutowaniu każdego pojedynczego ołowiu ręcznie, a jak wspomniano powyżej, części o rozmiarach 0805 i 1206 można dość łatwo umieścić ręcznie (0603 i 0402, zapomnij o tym!). Szablony o grubości 3 i 4 mililitów z pastą mylarową z Pololu.com są idealne do małych płyt i wielu „większych” rozmiarów padów, takich jak tranzystory, 44 ołowiu i 64 ołowiu komponentów TQFP, nie tak dobrze do 100-ołowianych pakietów TQFP. Podział części jest czynnikiem decydującym. Zacząłem zamawiać metalowe szablony z iteadstudio.com na deski o wymiarach 10 cm x 10 cm, mylar poruszał się za bardzo, kiedy wycieraczka wklejała pastę po szablonie, metalowe szablony nie

Od jakiegoś czasu tworzymy dwustronne deski z elementami po obu stronach. Dolna strona jest najpierw ponownie napełniana, a następnie chłodzona, a na większych elementach stosowana jest taśma Kapton, na wszelki wypadek. Następnie górne pady boczne są wklejane, części umieszczane i ponownie napełniane. Jest to bardzo przydatne do uzyskiwania kryształów, czapek i rezystorów obok pinów mikrokontrolera na dole, nie mając tych samych części na górze, aby poprowadzić przewody z dala od pinów uC.

Nowoczesne PLD / FPGA itp. Wykonują niesamowitą robotę eliminując dyskretne układy scalone. Płyty, które zaprojektowałem 30 lat temu, które były logiką TTL od ściany do ściany, można teraz zastąpić pojedynczą układem FPGA. Dzięki komponentom do montażu powierzchniowego, układom FPGA i wbudowanym mikropłytkom płyty, które zrobiliśmy 20-30 lat temu, byłyby o jedną czwartą mniejsze lub większe.