Thiết kế PCB: Thông qua các thành phần lỗ trên cả hai mặt?

Tôi đang chế tạo một thiết bị, nhưng PCB có kích thước khá lớn. Tôi chưa bao giờ thực hiện một PCB hai mặt trước đây, nhưng tôi đang xem xét nó bây giờ. Tôi đã hàn một cái ở trường, trong đó các thành phần SMD ở trên cùng, và thông qua các thành phần lỗ ở phía dưới. Có phải là một thực tế xấu để đưa qua các thành phần lỗ ở cả hai bên? Tôi không thể nghĩ ra bất kỳ nhược điểm nào cho việc này, nhưng tôi muốn chắc chắn. Nó sẽ giúp tôi tiết kiệm rất nhiều không gian

Nếu bạn có kế hoạch hàn tay, thông qua các bộ phận lỗ ở cả hai bên là có thể làm được.

Vấn đề với sản xuất là rất khó để hàn chảy qua các phần lỗ ở cả hai bên. Bạn có thể làm điều đó, nhưng bạn có thể cần phải thực hiện nhiều mặt nạ hàn phù hợp, một lần cho mỗi bên, và đó là tốn nhiều công sức và tốn kém. Một số nhà fab có thiết bị chuyên dụng cho phép hàn chọn lọc hơn, nhưng có chi phí thiết lập liên quan đến điều đó, vì vậy trừ khi đó là một hoạt động lớn, chi phí cho mỗi yếu tố bảng là đáng kể.

Như với tất cả các bảng dân cư hai mặt, việc tiết kiệm không gian bị hạn chế bởi khả năng định tuyến. Trên một bảng dày đặc, sử dụng phía bên kia không mua cho bạn nhiều không gian như bạn tưởng tượng và thêm chi phí đáng kể.

Hơn nữa, vì các phần lỗ đã có hiệu quả hai mặt, các khách hàng tiềm năng chọc qua phía bên kia, bạn không thể sử dụng lại các điểm mà mọi thứ chọc qua, và bạn cần có thể nhìn thấy các đầu dẫn đó để hàn chúng. Vì vậy, một lần nữa, nó giúp bạn tiết kiệm rất ít.

Sử dụng SMT thay vì thông qua lỗ là một cách tốt hơn để giảm kích thước.

Nếu bảng vẫn còn quá lớn với cả hai bên là dân cư, thì cách tốt nhất tiếp theo của bạn là chia bảng thành hai với các đầu nối phù hợp để bạn có thể biến nó thành bánh sandwich. Điều đó có thể được thiết kế với cả hai bộ phận trên một bảng điều khiển và được sản xuất như một bảng duy nhất và phân chia và lắp ráp sau đó. Một cách khác là xây dựng nó trên một mạch linh hoạt và gấp nó lại.

Điều này sẽ không đạt được mật độ nhiều ...

Nói chung, tải hai mặt vì mật độ chỉ có giá trị khi SMT ra đời - với tư cách là một bảng công nghệ hỗn hợp như thường thấy trong các sản phẩm tiêu dùng sử dụng hàn sóng, hoặc là tải hai mặt chủ yếu như SMT được tìm thấy trong các bảng mật độ cao hơn với các máy phát tín hiệu và trong đó sử dụng quy trình kết hợp lại / chọn lọc được sử dụng. Như Trevor chỉ ra, hầu hết không gian được chiếm bởi các khu vực đệm, dù sao chúng không thể bị chồng chéo. Hơn nữa, cố gắng thực hiện tải hai mặt với các bộ phận đối diện nhau làm tăng các vấn đề về giải phóng mặt bằng so với cắt chì, không bao giờ bận tâm đến những khó khăn nghiêm trọng với các bước nhồi và hàn, thậm chí có thể buộc một bảng được lắp ráp bằng tay hoặc nhồi một phần, hàn, sau đó nhồi thêm và hàn lại. Cả hai đều là kẻ giết người trong sản xuất.

Nhưng nó có thể là một lợi ích trong đơn giản bố trí

Tuy nhiên, tôi đã thực hiện tải hai mặt trong một thiết kế THT hoàn toàn. Tại sao? Bởi vì đặt các bộ phận ở mặt sau của một bảng có thể là một trợ giúp lớn để có được các bus đúng cách xung quanh. Phải đi từ IO0 đến D7 và sau đó Q7 trở lại DQ0 có thể tạo ra một sơ đồ khó hiểu; Trên đó, backannotation của loại điều này là một cái gì đó mà không phải tất cả các công cụ hỗ trợ đặc biệt tốt. Trong tình huống lắp ráp bằng tay, việc tát phần vi phạm ở dưới cùng của bảng sẽ dễ dàng hơn, đặc biệt là nếu các công cụ bố trí của bạn có hỗ trợ backannotation kém, như tôi đã đề cập trước đó.

Người ta có thể tưởng tượng đặt một hoặc hai thành phần THT cực lớn ở phía dưới và phần còn lại của điện tử ở phía trên. Để đạt được điều đó, bạn sẽ cần phải đặt một pallet hàn (bộ chuyển đổi) cho PCB của bạn để giữ các bộ phận tại chỗ trong quá trình hàn. Chi phí thêm từ $ / € 700 đến 2000 + một số chi phí sản xuất bổ sung. Nhưng các thành phần THT phải thực sự lớn và lợi thế rõ ràng để làm cho nó xứng đáng. Một pallet hàn hoặc một loại bộ chuyển đổi tự làm khác cũng có thể cần thiết để hàn thủ công.

Ngoài những gì đã được nói về việc đạt được không gian, việc đặt các thành phần TH ở cả hai bên làm phức tạp quá trình thiết kế theo cấp số nhân, vì một điều trong tâm trí là khả năng tiếp cận của các miếng hàn của các thành phần bằng một que hàn. Nghe có vẻ như một cơn ác mộng làm lại, trừ khi nó chỉ là một số ít các thành phần. Dựa trên kinh nghiệm của tôi, đã đến lúc chuyển sang các bộ phận gắn trên bề mặt, có thể không chuyển đổi hoàn toàn tất cả các thành phần từ TH, mà thay vào đó bắt đầu với các thụ động và sử dụng các gói "lớn hơn" có sẵn, chẳng hạn như 1206 hoặc 0805, đủ lớn để hàn với bất kỳ mảnh thép cùn nóng. Một khi bạn có được sự tự tin với công nghệ, bạn sẽ không bao giờ quay lại các thành phần TH, trừ khi bạn không có lựa chọn nào khác.

Các bộ phận của Thruhole rất đẹp khi chân tạo ra vias của riêng chúng để định tuyến ở phía dưới. Thành phần tương tự như SMD cần phải có thêm thông qua, và thường rộng hơn lỗ thông qua khi sử dụng dây dẫn cánh. Tôi cho rằng nếu bạn có các bộ phận cơ thể bằng nhựa lớn cần làm mát, sau đó đặt chúng xuống dưới và gắn bảng hoàn thành vào vỏ kim loại có thể tiện dụng.

SMT với một lò phản chiếu đơn giản đã làm cho cuộc sống của tôi dễ dàng hơn rất nhiều. Chúng tôi chỉnh lại với một máy nướng bánh mì 4 yếu tố Sears cũ và đầu dò cặp nhiệt điện thành một vạn năng để theo dõi nhiệt độ. Tiết kiệm thời gian khi lắp ráp bằng tay so với hàn từng dây dẫn bằng tay, và như đã lưu ý ở trên các bộ phận kích thước 0805 và 1206 khá dễ dàng để đặt bằng tay (0603 và 0402, hãy quên nó đi!). Bút chì dán mylar hàn dày 3 và 4 triệu từ Pololu.com rất phù hợp cho các bảng nhỏ và kích thước miếng đệm lớn hơn như bóng bán dẫn, 44 thành phần TQFP chì và 64 chì, không tốt cho các gói TQFP 100 chì tho. Cao độ của các bộ phận là yếu tố quyết định. Tôi đã bắt đầu đặt hàng giấy nến kim loại từ iteadstudio.com cho các bảng 10cm x 10cm, mylar đã di chuyển quá nhiều khi dán que hàn trên khuôn tô, giấy nến kim loại không '

Chúng tôi đã làm bảng hai mặt với các thành phần trên cả hai mặt trong một thời gian. Mặt dưới được làm lại trước, sau đó được làm mát và băng Kapton được sử dụng trên các thành phần lớn hơn, như là một trường hợp chính. Sau đó, các miếng đệm phía trên cùng được dán, các bộ phận được đặt và được tô lại một lần nữa. Điều này thực sự tiện dụng để lấy các tinh thể, mũ và điện trở bên cạnh các chân vi điều khiển ở phía dưới trong khi không có các bộ phận tương tự trên đường trên để dẫn các dây dẫn ra khỏi các chân uC.

Các PLD hiện đại / đồ họa, vv làm một công việc tuyệt vời để loại bỏ các IC rời rạc. Các bảng tôi đã thiết kế cách đây 30 năm, đó là logic TTL tường-giờ có thể được thay thế bằng một GPU đơn. Với các thành phần gắn trên bề mặt, đồ họa và các micrô nhúng, các bo mạch chúng ta đã làm cách đây 20-30 năm sẽ có kích thước bằng một phần tư hoặc nhỏ hơn.