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PCB在完整电子产品中的重要性
15Jan
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PCB在完整电子产品中的重要性

一台好的相机不仅要有好的效果,更要有吸引人的外观。 成功的外观设计需要优秀的设计理念,但也需要精湛的工艺才能将这种理念体现在具体的物件上。


设计 

1.外观设计 据PCB设计团队介绍,相机的初步设计也很复杂。

一款新相机的诞生最初是受到了设计师的启发。 设计师先手绘草图,将自己的想法大致反映在纸上,画出一个简单的大体外观。

ID组讨论决定后,使用Rhino犀牛工业建模软件绘制几幅3D外观效果图。 讨论确认后,将粗略的外观图纸文件发送到印刷中心进行CNC 3D雕刻和“手工打印”,然后审查实体模型,然后根据PCB模型设计人员不断修改。 这个过程是为了确认相机最终要达到的外观。 外观打样后,将进行结构论证和设计工作。 一般来说

“PRO-E”软件,结构设计。

pcb board

设计底座时,打印了很多样品。 根据市场调研,设计者发现大多数相机的底座都是一个“夹子”,可以用来夹笔记本电脑,但很多设计非常个性化的液晶显示器却不能夹,因为背是不规则的。 设计师特别设计了一款万能的“吊座”,它是根据机械原理设计的底座。 无需夹子即可轻松挂在笔记本电脑和液晶显示器上,也可放置在桌面或CRT显示器上。 这个“悬座”很费功夫。 如何设计材料和模具,如何制作模具,都和模具设计师商量过,做了很多样品进行测试。 在结构设计阶段,需要丰富的模具知识和与模具设计师的大量交流。

当具体的内部尺寸确定后,设计者就可以把PCB的尺寸给硬件工程师了。 同时PCB设计也从此同步进行,他们之间需要做很多沟通。 有时,为了争取一点空间,他们互相打架。

为了检查结构尺寸与PCB板之间的契合度,我们还需要制作结构原型。 经过测试,如果外观有问题或者内部结构与PCB板不符,我们可以进行修改。 其实修改外观是一个迭代的过程,直到所有的设计都达到最好的配合,最后确定模具,PRO-E图纸会正式交给专业的模具厂来制作模具。 从外观到结构,本次设计耗时最长,不确定因素较多。 一般需要两三个月,然后就快了。

外观设计过程: 1. 灵感:手绘草图

确认大体外观 2. 练习:用软件pro-e或rhinoceros绘制大体外观 3. 确定初始颜色:使用3D

MAX渲染图 4.使用Pro-e制作内部结构,达到外观要求 5.制作手工版确认外观,检查结构和PCB配合 6.修改结构图 7.制作模具(约30 天)


电路板

2、硬件工程师在确定PCB设计外观的内部结构的同时,可以根据给定的内部结构尺寸绘制原理图。 第一步是确定方案。 由于相机有多种选择,因此第一步是确定一个好的方案。 然后就可以开始用power PCB软件绘制原理图了。


原理图画好后,转换成网表,然后将网表导入PowerPCB

并制作成PCB文件。 然后开始画PCB板框,确定模具需要的一些固定位置,比如定位孔、灯、电源插座的位置。 然后对 PCB 进行布局和布线。 布局主要是保证大功率元件相互隔离,滤波电容靠近其对应的IC管脚; 布线的主要注意事项是:电源和地线尽量粗,易受干扰的线要加以保护。

然后是整理BOM,根据原理图检查是否有少件、多件。 检查后,您可以发送脚本。 原型的制作有一定的时间。 制作完成后返回给硬件工程师进行元件贴装调试。 调试要看效果。 如果效果不理想,继续修改调试,反复达到最佳效果。

一般设计流程: 1. 确定方案,比如中兴微7131R+301L,或者Magnum+松瀚120 2. 根据方案绘制原理图 3. 将原理图导出为PCB文件 4. 绘制PCB框架和 模具要求的固定位置 5. PCB布局布线 6. 整理BOM 7. 核对后,出说明书 8. 手板返回后,贴上元器件,然后调试 9. 调试后开始生产。


3、模具制造的外观设计(过程大约需要30天)已经确定,就是把概念中的设计变成现实中的模具。 该阶段与PCB设计同时进行。 因为是新模具,从设计到实际注塑成型需要解决的问题很多。 因为如果产品结构设计不合理,很容易造成产品的各种缺陷:缩孔、熔接线、气孔、变形、拉毛、顶损、飞边。 因此,模具制造应综合考虑成品的加工性能和零件的性能。


注意开模方向和分型面,尽量消除分型线对外观的影响,保证模具的美观和性能。

模具完成后需要进行终检,确认产品图纸与实物(样品)的形状差异,确认表面粗糙度、应变等问题,还要确认整体长宽高和曲率。

生产第一部分:外壳生产 1.注塑成型

模具制造完成后,即可进行注射。 一般在这个阶段容易出现填充不足、溢料、开裂、气泡等不良现象,需要模具设计师和注塑工程师共同商讨解决。 因此,每一次注塑成型都需要设计师花费大量的精力去解决这些问题,使模具尽可能的完美。


燃油喷射过程

外观的颜色是确定的。 外壳经过大量注塑成型,得到“料”,再进行注油工艺。 这个过程绝对是一个精确而严谨的过程。 一次成功的燃油喷射需要这样的10万级无尘车间。 要想获得良好的喷油效果,首先必须解决的关键问题是如何去除基材上的灰尘。 第一步是人工擦拭表面灰尘,进行初步除尘处理,然后用吹风机吹除灰尘进行二次除尘。 除尘过程非常重要,因为它关系到喷涂后的效果。 最主要的除尘方式是“静电除尘”。 将经初步除尘处理后的模底料固定在支架上,约4个一组,经流水线进入“电除尘柜”进行彻底清洗。


(静电除尘喷枪)

除尘成功后,模具将通过流水线进入“底漆柜”。 底漆需要喷涂数次。 安装在支架上的基材在喷漆时会高速旋转,以保持漆面厚度均匀。

喷完底漆,再喷面漆,依然是流水线自动作业,最后喷UV漆。 UV漆是最重要的油漆,无论是用手指甲磕碰还是划伤,都能保持面漆完好无损。 喷漆后最重要的就是干燥,尤其是喷了UV漆之后。 若是让它风干,只怕要一年的时间! 因此,需要采用紫外线辐射干燥技术,只需很短的时间即可使涂料干燥。

(因为是紫外线烘干,不能靠近相机拍摄,内部反射的强光只能通过UV固化检查口看到)


4、PCB板的生产 PCB板的生产和外壳的生产是同时进行的。 根据设计好的PCB板文件和要求量产后,根据BOM和丝印图进行贴装,按照要求焊接PCB元器件。 生产完成后,应进行试验,确保生产的产品合格。 这整个过程就是完整的PCB生产。

首先,给PCB板涂锡膏。 PCB板在刷漆前要经过100度以上的烘烤,将水分蒸发掉。 然后工人会检查PCB是否有破损等问题,挑出有缺陷的PCB。 留有焊膏的合格PCB板。 将PCB放置在专用钢网板下方,对应需要刷锡膏的点。 以上机器一过,锡膏就被均匀的刷在了PCB板上。 这里的钢网板是专门为这款相机制作的。 需要注意的是,不同产品的每块钢网板都是特制的,对应需要涂锡膏的地方。

(正在涂锡膏,PCB板在中间钢网板下方对应位置)

粗略检查PCB板上焊锡膏是否均匀,然后对PCB进行贴片。 补丁过程是全自动的。 首先将需要的材料放入相应的装料盘中,用电脑设计程序。 贴片机根据程序接受各种贴片元件的自动贴片。 SENSOR等元器件是用贴装机“贴”上去的。

(自动放置)

粘贴所有组件后,再次检查是否有遗漏的粘贴。 之后,PCB板会通过IR炉加热,这样PCB板的锡膏和贴片元件会因为通过IR炉后的加热而更加粘合。 整个红外炉对热量的要求非常严格,需要分几个阶段进行加热和再加热,这也是由电脑程序控制的。

由于并非所有元器件都可以自动贴装,有些元器件必须焊接,有些元器件不能承受红外炉的热量。 所有PCB板还需要进行“后焊”,手工焊接剩余的元器件,如USB线座、晶振、电液、电阻等。

元器件焊好后,检查有无漏焊、虚焊、漏焊现象,然后进行补焊。

另外,在整个PCB生产过程中还有一个非常重要但又容易被忽视的环节:因为生产过程中难免会粘上灰尘,而在子弹头生产中,几乎每一个生产环节都会用到专门的布——毛皮来擦油。 COMS 传感器表面有污渍和灰尘,很容易因为灰尘导致以后的成像效果不佳,这个过程就更重要了!

PCB制作:1.刷锡膏 2.贴片 3.过IR炉 4.后焊 5.补焊 6.清洗pcb

组装部分 1. 相机部件的组装外壳和PCB全部制作完成后,需要组装所有部件。 所谓组装,并不是它们的简单组合。 这个过程也很微妙。

装配过程中有很多工序同时进行。 这里有一些重要的过程。

首先介绍一下镜头的安装:用手啤机将镜头口压入镜头盖。 压入前,检查镜片口是否有破损,确保镜片完好无损。 压入后,检查镜口与帽盖之间是否有缝隙。 如果有缝隙,则为不合格产品,不能使用。

镜片压入后,工人在镜片口与帽之间涂上一层润滑油。 因为铝合金镜筒和塑料镜座不可避免地会因摩擦而磨损,加一点润滑油可以减少这种损耗。 许多制造商没有完成或省略此过程。

注意清洁镜头,以确保以后的透明度和成像清晰度。 然后将制作好的PCB板和镜头用螺丝固定好,装上镜头调节环。

与此同时,外壳也在另一条流水线上生产。 首先,检查外壳,挑出所有有缺陷的部分,如划痕和磨损。 这些是不合格的产品,不能使用。 然后将 UBS 电缆安装到外壳中。 然后用螺丝固定摄像头的上半部分和底座的连杆。

将固定PCB板和镜头卡入外壳底部,安装尾灯罩,然后安装外壳上部。 上下盖可用螺丝锁紧。 最后,别忘了擦去镜头上的灰尘。

底座需要贴QC和防伪标签,子弹头需要贴脚垫。 这项工作可以在另一条流水线上同时进行。

(粘贴防伪标签)

所有配件组装完成后,最重要的是进行全面的QA检查,比如检查镜头对焦点的松紧度,进一步检查组装好的相机在组装过程中是否有划痕。 如果相机完全合格,不仅组装所有零件简单,组装前后的质量检测也很简单。 产品质量过高,任何细节都不能马虎。

(对照色卡检查色差)

(检查调节环与主体、底座的松紧度)


包装相机组装完毕,剩下的就是包装。 将使用说明书、光盘、合格证等依次放入彩壳内,再将内支架放入壳内,这样就可以将相机放置在相应的位置。 放置前仍需检查外壳是否有破损,如有划痕即为不合格。 条码应按顺序粘贴在外包装上。 然后就可以打包啦!

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