SMD IC montado al revés dentro de un orificio perforado para requisitos de perfil extremadamente bajo

No sé si el título es lo suficientemente descriptivo, pero encontré este PCB y podría dejar de preguntarme sobre su brillante diseño. Es un controlador de gatillo del mercado de accesorios para una pistola de airsoft que funciona con sensores Hall lineales, de modo que puede pegar pequeños imanes de neodimio a las diferentes partes móviles (que no se muestran en la imagen) para detectar su posición.

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Observe el sensor Hall en el extremo izquierdo. ¡Está enterrado dentro de la PCB! E incluso parece que tiene algunas vías expuestas para ayudar con la soldadura. De esta forma, los diseñadores podrían colocar el sensor justo entre la carcasa y uno de los engranajes en movimiento (retirado en la imagen). ¡Hermosa!

¿Es esta una práctica común? ¿Y qué tan difícil sería usarlo en mis propios diseños? ¿Hay alguna referencia o guía que pueda leer? Este diseño realmente me impresionó y me dio muchas ideas nuevas para proyectos futuros que me gustaría probar.


ACTUALIZACIÓN: Como se discutió en los comentarios y en algunas de las respuestas, parece que el costo de fabricación de esta PCB aumentará porque estos componentes deben soldarse a mano. Me gustaría aclarar que esto no es un problema para mí. Produzco solo una cantidad muy pequeña de PCB para prototipos (que generalmente sueldo yo mismo). Pero aún así, gracias por informarme sobre este costo adicional. No lo tomé en cuenta por esta misma razón :)

Acerca de la respuesta aceptada: Lamentablemente, solo puedo aceptar una respuesta, aunque las encuentro todas muy útiles y esclarecedoras. Ahora sé que este tipo de ensamblaje no es una práctica común, pero se puede hacer si uno está dispuesto a pagar el costo adicional (o soldarlo a mano). Sin embargo, acepté la respuesta que me dio el concepto clave, es decir, agujeros almenados , además de la idea de hacer el fresado justo en el borde del tablero (como en la captura de pantalla adjunta). Gracias a todos nuevamente por ayudarme con esto, y me alegra que esta pregunta conduzca a una discusión saludable sobre los pros y los contras del fresado en z .

He visto partes (conectores USB, LED) que fueron hechas para usarse de esa manera.
El problema va a ser que colocar y soldar esta pieza va a ser una operación manual en lugar de una selección y colocación estándar. Por lo tanto, aumentará el costo. Por cuánto es algo que debe resolverse con su proveedor de ensamblaje.
Elegante. Estaba pensando en eso, pero pick'n'place no funcionaría, así que para la producción en serie no es muy bueno.

Respuestas (5)

Fabricar la placa de circuito impreso en sí probablemente no cueste más. Las características que necesita son ranuras de fresado y agujeros almenados . Estos ya son parte del servicio base para muchas tiendas de PCB.

En su ejemplo, el espacio para el componente está en el borde del tablero, por lo que se hace al mismo tiempo que enrutan el resto del contorno del tablero. Pero también podría ser un agujero fresado separado en el centro.

Agujeros almenados significa un agujero chapado pasante cortado por la mitad. Esto requiere que el fabricante de PCB tenga un paso de fresado después del revestimiento y que la herramienta de fresado pueda cortar el cobre sin romperlo. Los agujeros almenados son bastante comunes en las placas de ruptura, así que nada especial.

Es cierto que si paga por la selección y colocación automática de piezas SMD, por lo general no pueden colocar esa pieza al revés automáticamente. Pero, por ejemplo, en la placa de circuito impreso en cuestión, también hay piezas de orificio pasante y cables, por lo que de todos modos sería necesario un montaje manual.

¡Gracias por la información! Es justo lo que estoy buscando. Verificaré si mi casa fabulosa hace estos ejercicios almenados. ¿Debería buscar otras especificaciones también? Normalmente hago pedidos a fabricantes de prototipos baratos/sucios.

Bastante común. El proceso se llama "fresado en el eje Z". A veces también se usa para LED.

Incluso puede enterrar piezas de bajo perfil como condensadores de derivación y resistencias en cavidades completamente dentro de PCB multicapa.

Requiere pasos adicionales, así que espere costos adicionales o MOQ o ambos. Para pequeñas cantidades los costos pueden ser prohibitivos, incluso desde China.

¿Es prohibitivo incluso si los taladros atraviesan completamente la PCB y los sueldo a mano (es decir, para prototipos y producciones de poca cantidad)?
En absoluto, pero no estoy seguro de que obtengas mucha ventaja de esa manera. Una máquina P&P no puede colocar las piezas. Recibirá preguntas de la casa de placas y banderas de error o al menos advertencias de su paquete de PCB si coloca almohadillas en ambos lados de un orificio sin placa (y no es una buena idea desactivar eso). Por supuesto, podría perforar el agujero más grande usted mismo si quisiera.
He cortado placas y montado electrolíticos de plomo radial en la muesca para reducir el perfil, por ejemplo, sin costo adicional por eso (para la placa de circuito impreso desnuda), pero tiene que ensamblarse a mano.
Tenga en cuenta que, hablando de LED, para algunos de ellos es en realidad la opción de montaje estándar. Estos se denominan "montaje inverso" y, para ellos, no hay costo adicional ya que el LED ya está al revés en el carrete. De modo que la máquina pick&place puede procesarlos como cualquier componente estándar. Solo hay un agujero adicional a tener en cuenta en el diseño.
@dim Correcto, pero esos no son inusuales desde el punto de vista del diseño porque el agujero es solo un agujero y no tiene conectividad. Por lo tanto, la huella es similar a un conector RJ45 con postes de ubicación de plástico, etc. Almohadillas y orificios sin enchapar sin cobre en ninguno de los lados.

¿Es esta una práctica común? ¿Y qué tan difícil sería usarlo en mis propios diseños? ¿Hay alguna referencia o guía que pueda leer? Este diseño realmente me impresionó y me dio muchas ideas nuevas para proyectos futuros que me gustaría probar.

No, no es una práctica común, probablemente incurriría en algún tipo de costo fuera de los cargos regulares debido al tiempo y esfuerzo adicional que llevaría instalar la pieza (muy probablemente a mano). Pero necesitaban un sensor de efecto Hall en la placa y una buena manera de mantenerlo ahí, lo cual es ingenioso.

No hay reglas para este tipo de cosas, solo mucha creatividad. Puede que les haya llevado una revisión o dos (o tres) hacerlo bien. Pero el cielo es el límite, si puedes soñarlo y la casa de tablas puede fabricarlo, entonces puedes construirlo.

Creo que el factor más limitante sería su software de diseño y la capacidad de hacer componentes en varias capas.

Parece que simplemente lo definieron como una parte de orificio pasante con los orificios alineados con los pines y enrutaron la ranura hacia el centro de los orificios al mismo tiempo que el contorno del tablero. Esta es una técnica estándar llamada almenado cuando se usa en el borde de un tablero. Definitivamente una forma creativa de montar una pieza. Consulte docs.oshpark.com/tips+tricks/castellation
Definitivamente deberías hacer de eso una respuesta. Es exactamente el tipo de referencias que estaba buscando. @jpa también ha hablado sobre la almenada y explicó algunos de los parámetros que debo considerar al hacerlo :)

Esta no es la mejor práctica desde el punto de vista de DFM (diseño para la fabricación). La casa de ensamblaje de PCB cobrará más por montar esa parte al revés. Es una operación no estándar para ellos.

Me pregunto por qué los diseñadores no montaron el sensor en el otro lado de la placa de manera normal y le hicieron un bolsillo en el gabinete. Tal vez este arreglo fue una chapuza de último momento (aunque buena). Habiendo dicho eso, hay piezas SMT hechas especialmente para montaje a través de placa. Cuando vienen en cinta, están en la orientación correcta y las máquinas pick & place pueden trabajar con ellos.

¿Podría dar más detalles sobre la parte del bolsillo, por favor? Es la primera vez que escucho ese término. ¿Se trata de fresar el recinto? Eso podría no ser factible, ya que la PCB es un artículo del mercado de accesorios. ¿O es una técnica especial de montaje SMD?
Quise decir "bolsillo" en el contexto de fresar el recinto. No sabía que la placa y el gabinete fueron diseñados por otras compañías.
En efecto. Tal vez debería actualizar la pregunta. Prácticamente todos los dispositivos electrónicos "inteligentes" que puede colocar en las armas de airsoft son de terceros. Aún así, probablemente tengas razón. Dada la oportunidad de adaptar el recinto para un nuevo diseño, probablemente sería más barato para una producción en masa

Este método se utiliza con bastante frecuencia para montar componentes voluminosos (normalmente no específicos de SMD) (cristales de reloj, transformadores de varilla de ferrita, transistores pequeños no SMD (¡piense en el tamaño 2SC2785, no en el tamaño 2N3904!), condensadores electrolíticos) en tamaños muy pequeños. pero dispositivos de tecnología relativamente baja: calculadoras del tamaño de una tarjeta de crédito, cronómetros, relojes de pulsera, controles remotos, juegos de mano simples...