PCB設計：両側にスルーホールコンポーネントがありますか？

デバイスを作成していますが、PCBのサイズがかなり大きくなっています。これまで両面PCBを作成したことはありませんが、現在検討中です。私は、SMDコンポーネントが上にあり、スルーホールコンポーネントが下にある学校で1つをはんだ付けしました。両側に穴コンポーネントを配置することは悪い習慣ですか？私にはこれの欠点は考えられませんが、確かにしたいと思います。それは私に多くのスペースを節約します

手はんだをご希望の場合は、両面のスルーホール部品で対応可能です。

ただし、製造上の問題は、両面にスルーホール部分があるはんだを流すことが難しいことです。あなたはそれを行うことができますが、多くのコンフォーマルなはんだマスキングを両側に一度行う必要があるかもしれません、そしてそれは労働集約的で高価です。一部のファブハウスには、より選択的なはんだ付けを可能にする特殊な機器がありますが、それにはセットアップコストが含まれるため、大規模な場合を除き、ボードファクターあたりのコストは重要です。

ただし、両面実装のすべてのボードと同様に、スペースの節約は配線可能性によって制限されます。密度の高いボードでは、反対側を使用しても、想像するほど多くのスペースが購入されず、かなりのコストがかかります。

さらに、スルーホールパーツは既に効果的に両面になっているため、リードが反対側に突き刺さり、突き出た箇所を再利用できず、はんだ付けするためにそれらのリードを見ることができる必要があります。繰り返しになりますが、それによって節約されることはほとんどありません。

スルーホールの代わりにSMTを使用すると、サイズを小さくすることができます。

両面実装のSMTでボードがまだ大きすぎる場合は、次の最善策は、適切なコネクタでボードを2つに分割して、サンドイッチにすることです。これは、両方のパーツを1つのパネルに設計して、1つのボードとして製造し、分割して後で組み立てることができます。別の選択肢は、フレキシブル回路上に構築し、それを折り畳むことです。

これはそれほど密度を上げません...

一般に、密度のための両面負荷は、SMTが登場したときにのみ価値があります-ウェーブはんだ付けを使用する消費者向け製品で一般的に見られるような混合技術ボードとして、または見つかるほとんどSMTの両面負荷としてBGAなどの高密度基板では、リフロー/選択的組み合わせプロセスが使用されます。Trevorが指摘するように、ほとんどのスペースはパッド領域によって占められており、いずれにしても重ねることはできません。さらに、互いに反対側の部品で両面負荷を行おうとすると、部品と基板のクリアランスとリードトリムの問題が発生します。スタッフィングとはんだ付けの手順を順番に実行すると、ボードを強制的に手動で組み立てたり、部分的に詰め、はんだ付けしてから、さらに詰めて再度はんだ付けする。これらの両方は、生産のキラーです。

しかし、それはレイアウトのシンプルさを向上させることができます

ただし、完全なTHT設計で両面ロードを実行しました。どうして？ボードの裏側に部品を配置することは、バスを正しい方向に配置する上で大きな助けとなるからです。IO0からD7に移動してからQ7をDQ0に戻す必要があるため、回路図が混乱する可能性があります。その上、この種のもののバックアノテーションは、すべてのツールが特にうまくサポートしているわけではありません。手で組み立てる状況では、特に前述のように、レイアウトツールのバックアノテーションサポートが不十分な場合は、問題のある部分をボードの下部に平手打ちする方が簡単です。

1つまたは2つの特大THTコンポーネントを底面に配置し、残りの電子部品を上面に配置することを想像できます。そのためには、PCBが部品をはんだ付け中に固定するためのはんだパレット（アダプター）を注文する必要があります。$ /€700〜2000の追加コスト+いくつかの追加の生産コスト。しかし、THTコンポーネントは実際に大きく、その価値を明らかにする利点が明らかでなければなりません。手はんだ付けにも、はんだパレットまたは他の種類の自作アダプタが必要になる場合があります。

スペースの増加に関してすでに述べたことに加えて、THのコンポーネントを両側に配置すると、はんだごてでコンポーネントのはんだパッドにアクセスできることを念頭に置いて、設計プロセスが指数関数的に複雑になります。ほんの一握りのコンポーネントでない限り、それはやり直しの悪夢のように聞こえます。私の経験に基づいて、おそらくすべてのコンポーネントをTHから切り替えることなく、表面実装コンポーネントに移行する時ですが、代わりにパッシブから開始し、1206や0805などの「より大きな」パッケージを使用します。熱くなった鈍い鋼片とはんだ付けするのに十分な大きさ。テクノロジーに自信がついたら、仕方がない限りTHコンポーネントに戻ることはありません。

スルーホールパーツは、脚が底面の配線用に独自のビアを作成するので便利です。SMDと同じコンポーネントにはビアを追加する必要があり、ガルウィングリードを使用する場合、スルーホールよりも幅が広いことがよくあります。冷却が必要な大きなプラスチック製のボディパーツがある場合は、それらを底部に置き、完成したボードを金属ケースに取り付けると便利です。

シンプルなリフローオーブンを備えたSMTは、私の生活をずっと簡単にしました。古いシアーズの4素子トースターを使用してリフローし、熱電対プローブを温度監視用のマルチメーターに挿入します。手作業ですべてのリードを手作業で組み立てる場合とはんだ付けする場合の時間を節約します。上記のように、0805および1206サイズの部品は手で簡単に配置できます（0603および0402、忘れてください！）。Pololu.comの厚さ3ミルと4ミルのマイラーソルダーペーストステンシルは、小さなボードや、トランジスタ、44ピンおよび64ピンTQFPコンポーネントなどの多くの「より大きな」パッドサイズに最適で、100ピンTQFPパッケージにはあまり適していません。パーツのピッチが決定要因です。10cm x 10cmのボード用にiteadstudio.comから金属ステンシルの注文を開始しました。ステンシル全体にはんだペーストをスキージで塗ると、マイラーが動きすぎていました。金属ステンシルは

私たちはしばらくの間、両面にコンポーネントを備えた両面ボードを使用してきました。底面が最初にリフローされ、次に冷却されて、Kaptonテープがジャストインケースとして大きなコンポーネントに使用されます。次に、上面パッドを貼り付け、部品を配置して、再度リフローします。これは、底面のマイクロコントローラーピンの横にクリスタル、キャップ、抵抗を配置する一方で、上面に同じ部品を配置してリード線をuCピンから遠ざけるために非常に便利です。

最近のPLD / FPGAなどは、ディスクリートICを排除するという驚くべき仕事をしています。30年前に設計した、壁から壁までのTTLロジックであったボードは、単一のFPGAに置き換えることができます。表面実装コンポーネント、FPGA、および組み込みマイクロを使用すると、20〜30年前に行ったボードは、サイズが4分の1以下になります。