過去,要尋找表面貼裝或通孔插裝的晶片都不是難事。然而約十年前,制造商逐步停止制造通孔技術的晶片。很多時候,最新的產品都只有小型QFN(四方平面無接腳封裝)或晶圓等級的BGA (球柵陣列封裝)兩種。
深圳宏力捷則想出了很多種方式來運用其中大部分的晶片。在深圳宏力捷的創意激蕩下,只有很少數業界所使用的元件是深圳宏力捷無法使用的。
不過,如果深圳宏力捷做出了一個好設計,想要
PCBA量產的話,該怎么做呢?
有一些適合手動焊接的做法,進入機器中反而會破壞整個制程。為了解決這類問題,我整理了五個常見的問題,供大家進入機械制程前參考。
1. 考量濕氣
雖然乍看不合理,不過塑膠是會吸收濕氣的,而且并不是只有把整塊塑膠丟進水里才會受到影響。只要塑膠晶片暴露在空氣中就會吸收濕氣,如果把吸收濕氣的晶片放進回焊爐,結果會像微波爐中的爆米花一樣。
濕氣受熱會變成水蒸氣,如果出氣不夠快,水氣就會把晶片撐開。而且這些裂縫是肉眼看不見的,會使產品變得很不穩定。一些DIY玩家常常打開套件后,就把元件放在外頭,而不會特別想到要在適當的環境下存放這些元件。
如果要將設計送去進行機械PCBA組裝,對于濕度敏感的元件,你可以有兩種做法 。第一,不需要提早訂購元件,當你需要時再訂購,或是在元件到貨后保持密封包裝。不然,你也可以回收受潮的元件。如果你告知廠商有這樣的情況,請他們在PCBA組裝前先烘烤過那些元件,也可以解決受潮的問題。
2. 不要省防焊漆
若你訂購的是沒有防焊漆(soldermask)或絲網(silkscreen),有些電路板制造商會提供折扣。這點在人工PCBA組裝時沒有問題,因為你可以用肉眼來調整焊料的使用量。
防焊漆可以提升焊接點的品質
然而,如果是在回焊爐里,焊料透過模板焊接到電路板時,有些焊料會回流到銅片上,導致元件尖端的焊料不足,無法將接點固定穩妥。雖然防焊漆要錢,但是可以提高接點的穩定性,長遠來看還是比較劃算。而且,挑選不同顏色的防焊漆,也可以讓板子看起來更有個人風格!
3. 絲網也很重要?
絲網與穩定無關,不過絲網會影響PCBA組裝精確度。理想中,CAD檔會告訴PCBA組裝機器每個元件的精確位置、角度和方向,不過事情并不是十全十美的。
元件的尺寸可能有錯,標示也可能不清楚,許多時候單靠CAD檔并不夠。絲網的好處在于讓資料的錯誤留下痕跡。如果你不想讓PCB上面寫滿極性標示或物件名稱,你可以將這些注記放在制作軟件的文件層內,再請PCBA組裝工廠在那一層看說明就行了。
4. 不要害怕表面貼裝
要確保板子可以用手工打造,最簡單的方式之一就是用通孔插裝元件。然而,這會限制設計的可能性,而且無法應用許多新的科技。當然,你可以買附加電路板──一種小的表面貼裝晶片,貼在PCB上,上頭有可以焊接的接頭。許多功能都可以這樣解決,不過這并不是萬靈丹。 那些產品很有用,但是很佔空間,價格也會比一片板子還要貴。
透過機器PCBA組裝,可以讓右邊那塊小板子做到左邊兩塊板子加在一起可以做的事
如果你在做產品設計,用到的板子不多,可以考慮附加電路板。然而,如果你要生產一千片板子,請重新設計PCB。只要別忘了旁路電容或其他元件就行了。此外,許多附加電路板都是開源的,所以你可以直接拿一個可用的電路來設計!
5. 無法使用導孔在焊墊
QFN和BGA下面都有針腳或焊墊,通常是碰不到的。對迴焊爐來說,這沒有問題,但如果要用手焊接怎么辦?很多人會在晶片座上加導孔(via),用膠帶把元件固定在板子上,再把板子翻過來,將焊鐵與焊料穿過導孔。如此一來,的確可以手動焊接大部分表面貼裝、沒有接頭的元件。
讀到這邊你大概已經猜到我要說什么了,這一招在機械PCBA組裝時也會出問題。焊料會從導孔中流下去,跑到電路板的另一側,可能會造成背側短路、前側元件脫落或無法穩妥接合所有焊墊等,如果你用了導孔手動焊接這個方法,那在進行機器PCBA組裝之前,必須重新設計PCB,必須要拿掉導孔。
6. 動手做!
不過幾年前,生產電子產品的工具和服務仍十分復雜,價格也非常昂貴,對業余愛好者來說,幾乎不可能將自己的小專題投入生產,開始一門小生意。時至今日,事情已經有所改變, 要做硬件生意沒這么困難,幾乎任何人都可以試試看。
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