PCB设计:两侧的通孔元件?


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我正在制造设备,但PCB的尺寸越来越大。我以前从未制作过双面PCB,但现在正在考虑。我在学校焊接了一个,顶部是SMD组件,底部是通孔组件。在两侧插入通孔组件是否不好?我想不出这有什么坏处,但我想确定。这样可以节省很多空间


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如果只适合您,那就去吧。
pgvoorhees

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如果是一家公司,双面人口会增加成本。公司往往不喜欢花钱。如果是大批量生产,则双面通孔会使自动焊接变得很痛苦。
pgvoorhees

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如果要节省“大量空间”,请将所有通孔组件更改为等效的表面安装组件。然后才想到双面放置。
Ale..chenski

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@jsotola哪一侧是顶部?:D实际上,我想说哪一侧的气流最好。有时那是底端。
Trevor_G

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对我来说,“双面”板的两边都有走线,但所有组件都在上边。
彼得·贝内特

Answers:


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如果计划进行手工焊接,则可以使用两侧的通孔部分。

但是,制造方面的问题是很难使两侧都带有通孔部分的焊料流动。您可以执行此操作,但是可能需要对每个侧面进行大量的保形焊料掩膜,而且这是劳动密集型且昂贵的。一些晶圆厂拥有专门的设备,可以进行更多的选择性焊接,但是其中涉及设置成本,因此,除非大批量生产,否则每板成本会非常高。

与所有双面填充板一样,节省空间受布线能力的限制。在密集的板上,使用另一侧不会为您提供想象中的足够空间,并且会增加可观的成本。

此外,由于通孔部分已经有效地双面化了,所以引线会直刺到另一侧,因此您无法重复使用东西刺入的点,并且需要能够看到这些引线进行焊接。再说一次,它为您节省了很少。

使用SMT代替通孔是减小尺寸的更好方法。

如果两面都装有SMT的电路板仍然太大,那么您最好的选择是将电路板分成两块,并使用合适的连接器,以便将其制成三明治。可以将这两个部件设计在一个面板上,并作为一个单板制造,然后拆分和组装。另一种选择是将其构建在柔性电路上并折叠。


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当我尝试布置密集的双面电路板以节省PCB面积时,我几乎获得了零空间。占据所有空间的是孔和轨道,而不是组件。此外,董事会变得更加不对称,不规则,不平衡,笨拙等。我建议OP自己尝试一下,以获得完整的经验。即使几乎没有用,尝试它也可能很有趣。
Dampmaskin

@Dampmaskin完全同意。除非您尝试并碰到路由墙,否则这是违反直觉的。
Trevor_G

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通常,“双面”是指两侧都有走线,但所有组件都在同一侧。如果将元件都放在两面,则必须确保放置东西,以便可以从底部焊接顶部的元件,并从顶部焊接底部的元件。
彼得·贝内特

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@Dampmaskin此评论应该是答案!
rmuller

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@Trevor_G我同意您的大部分观点。但是我不得不挑战您关于保形阻焊层的说法。有一些标准的方法来进行选择性焊接,这些方法并不费力。(1)创建用于选择性波峰焊的托盘。每个具有波峰焊机的PCB装配厂都可以做到这一点。(2)使用喷嘴机代替波峰焊进行选择性焊接。并非每个装配厂都具有这样的机器,但是它们也不是很不常见。
尼克·阿列克谢耶夫

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这不会增加太多密度...

通常,仅在SMT发挥作用时,为了密度而施加双面负载才有意义-既可以作为使用波峰焊的消费产品中常见的混合技术板,也可以将其作为主要采用SMT的双面负载在具有BGA的高密度板上,以及使用回流/选择性组合工艺的场合。正如Trevor所指出的那样,大部分空间都被焊盘区域占据,无论如何它们都不能重叠。此外,试图在彼此相对的零件之间施加双向载荷会引起零件与电路板之间的间隙与引线修整之间的关系,不要介意顺序填充和焊接步骤的严重困难,甚至会迫使电路板手工组装或部分填充,焊接,然后填充更多并再次焊接。这些都是生产中的杀手kill。

但这可以简化布局

但是,我已经在完全THT设计中完成了双面加载。为什么?因为将零件放在板子的背面可以对正确布线总线有很大帮助。从IO0到D7,然后从Q7回到DQ0,可能会使原理图混乱。最重要的是,并非所有工具都特别支持此类注释。在手工组装的情况下,将有问题的部分拍到板子的底部比较容易,尤其是如我前面提到的,如果布局工具的背面注释支持不佳。


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可以想象在底侧放置一个或两个超大THT组件,在顶侧放置其余的电子设备。为此,您需要为PCB订购一个焊料托盘(适配器),以便在焊接过程中将零件固定在适当的位置。在$ /€700到2000之间的额外成本+一些额外的生产成本。但是,THT组件必须非常大,并且其优势显而易见,值得一试。手动焊接也可能需要焊台或其他类型的自制适配器。


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除了已经提到的节省空间外,在两侧放置TH组件还会使设计过程成倍增加,因为要记住的一件事是,使用烙铁可以接近组件的焊盘。除非这只是少数组件,否则这听起来像是一场返工梦night。根据我的经验,现在是时候转移到表面安装元件了,也许不需要完全从TH切换所有元件,而是从无源器件开始,并使用可用的“较大”封装,例如1206或0805,它们是足够大,可以用任何热钝钢焊接。一旦您对这项技术充满信心,除非您别无选择,否则您将永远不会再使用TH组件。


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通孔部件非常好,因为支脚在底部制作了自己的通孔以进行布线。与SMD相同的组件需要添加通孔,并且在使用鸥翼形引线时通常比通孔宽。我想如果您有需要冷却的大型塑料车身部件,那么将它们放在底部并将完成的电路板安装在金属盒上会很方便。

带有简单回流炉的SMT使我的生活变得更加轻松。我们将旧的Sears 4元素烤面包机回流,然后将热电偶探针回流到用于监测温度的万用表中。与手工焊接每根引线相比,节省了手工组装的时间,并且如上所述,0805和1206尺寸的零件非常容易用手放置(0603和0402,算了!)。来自Pololu.com的3到4 mil厚的聚酯薄膜蜡纸模具非常适合小板和许多“较大”焊盘尺寸,例如晶体管,44引线和64引线TQFP组件,不适用于100引线TQFP封装。零件的间距是决定因素。我已经开始从iteadstudio.com订购10cm x 10cm的金属模板,当在模板上涂抹焊膏时,聚酯薄膜的移动幅度太大,而金属模板没有

我们一直在做双面板,两侧都有组件。首先将底面回流,然后冷却,然后将Kapton胶带用于较大的组件,以防万一。然后粘贴上侧垫,放置零件,然后再次回流。这对于将晶体,电容和电阻器靠近底部的微控制器引脚非常方便,而顶部的方式没有相同的部件将引线从uC引脚引走。


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现代PLD / FPGA等在消除分立IC方面做得非常出色。我30年前设计的板对板TTL逻辑板现在可以由单个FPGA代替。借助表面贴装元件,FPGA和嵌入式微控制器,我们20到30年前所做的开发板尺寸只有四分之一或更小。

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