SMD IC montado al revés dentro de un agujero de perforación para requisitos de perfil extremadamente bajo

Question

No sé si el título es lo suficientemente descriptivo, pero me encontré con este PCB y pude detenerme a preguntarme sobre su brillante diseño. Es un controlador de gatillo del mercado de accesorios para un arma de aire comprimido que funciona con sensores Hall lineales, de tal forma que puedes pegar pequeños imanes de neodimio a las diferentes partes móviles (no se muestra en la imagen) para detectar su posición.

Fíjese en el sensor Hall, a la izquierda. ¡Está enterrado dentro del PCB! E incluso parece que tiene algunas vías expuestas para ayudar con la soldadura. De esta manera los diseñadores pudieron colocar el sensor justo entre la carcasa y uno de los engranajes móviles (retirado en la foto). ¡Bonito!

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

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ACTUALIZACIÓN: Como se ha comentado en los comentarios y en algunas de las respuestas, parece que el coste de fabricación de este PCB aumentará porque estos componentes deben ser soldados a mano. Me gustaría aclarar que esto no es un problema para mí. Sólo produzco una cantidad muy baja de PCB para prototipos (que suelo soldar yo mismo). Pero aún así, gracias por llamar mi atención sobre este coste adicional. No lo he tenido en cuenta por la misma razón :)

Sobre la respuesta aceptada: Lamentablemente sólo puedo aceptar una respuesta, aunque las encuentro todas muy útiles y perspicaces. Ahora sé que este tipo de ensamblaje no es una práctica común, pero puede hacerse si uno está dispuesto a pagar el costo extra (o a soldarse a mano). Sin embargo, he aceptado la respuesta que me dio el concepto clave, a saber los agujeros almendrados además de la idea de hacer el fresado justo en el borde del tablero (como en la captura de pantalla adjunta). Gracias de nuevo por ayudarme en esto, y me alegro de que esta pregunta lleve a una sana discusión sobre los pros y los contras de z-milling .

Answer 1

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

Incluso puede enterrar piezas de bajo perfil, como condensadores de derivación y resistencias, en cavidades completamente dentro de placas de circuito impreso multicapa.

Requiere pasos adicionales, por lo que hay que contar con costes extra o MOQ o ambos. Para pequeñas cantidades los costes pueden ser prohibitivos, incluso desde China.

Answer 2

¿Es una práctica común? ¿Y qué tan difícil sería usarla en mis propios diseños? ¿Hay alguna referencia o guía que pueda leer? Este diseño de diseño me ha impresionado mucho, y me ha dado muchas ideas nuevas para futuros proyectos 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 tomaría instalar la pieza (muy probablemente a mano). Pero necesitaban un sensor de efecto Hall en la placa y una buena manera de mantenerlo allí, lo cual es ingenioso.

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

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

Answer 3

Esto no es una buena práctica desde el punto de vista del DFM (diseño para la fabricación). La empresa de montaje de placas de circuito impreso cobrará más por montar esa pieza al revés. Es una operación no estándar para ellos.

Me hace preguntarme por qué los diseñadores no montaron el sensor en el otro lado de la placa de forma normal, y le hicieron un hueco en la carcasa. Tal vez este arreglo fue una chapuza de último momento (aunque de buen aspecto). Dicho esto, hay piezas SMT hechas especialmente para el montaje a través de la placa. Cuando vienen en cinta, están en la orientación correcta, y las máquinas pick&place pueden trabajar con ellas.

Answer 4

La fabricación de la propia placa de circuito impreso probablemente no suponga un coste adicional. Las características que necesita son ranuras de fresado y agujeros almenados . Estos ya forman parte del servicio base de muchos talleres de PCB.

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

Los agujeros castellanos son agujeros pasantes cortados por la mitad. Para ello es necesario que el fabricante de placas de circuito impreso realice un paso de fresado después del chapado, y que la herramienta de fresado pueda cortar el cobre sin arrancarlo. Los agujeros en relieve son bastante comunes en las placas de circuito impreso, así que no es nada especial.

Es cierto que si pagas por el pick & place automático de piezas SMD, normalmente no pueden colocar esa pieza al revés automáticamente. Pero, por ejemplo, en la placa de circuito impreso en cuestión, también hay piezas con agujeros pasantes y cables, por lo que sería necesario un montaje manual de todos modos.

Answer 5

Este método es/era bastante común para montar componentes voluminosos (normalmente no específicos de SMD) (cristales de reloj, transformadores de barra de ferrita, pequeños transistores no SMD (piense en el tamaño 2SC2785, no en el 2N3904), condensadores electrolíticos) en dispositivos muy pequeños pero relativamente de baja tecnología: calculadoras del tamaño de una tarjeta de crédito, cronómetros, relojes de pulsera, mandos a distancia, simples juegos de mano....