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1、搜狐博客 控制技術(shù) 日志 電控技術(shù) 日志正文電子產(chǎn)品批量生產(chǎn)的設(shè)計(jì)要求 分類: 電控技術(shù) 2005-12-24 13:311 前言 1.1 目的本要求是為了規(guī)范公司產(chǎn)品批量生產(chǎn)的技術(shù)要求,提供技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品調(diào)測(cè)參考和依據(jù),提高產(chǎn)品性能,減少大批量生產(chǎn)中出現(xiàn)的技術(shù)問題,加快上市時(shí)間。 1.2 適應(yīng)范圍本要求適用于研發(fā)、設(shè)計(jì)、調(diào)測(cè)、生產(chǎn)加工、外協(xié)、中試等相關(guān)過程。 1.3 術(shù)語規(guī)范從要求高到低分為一、二、三級(jí)。 2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 2.1 底板和機(jī)殼設(shè)計(jì)要求底板和機(jī)殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),即結(jié)構(gòu)材料和裝配技術(shù),常常能決定是否能同工作環(huán)境實(shí)現(xiàn)EMC。底板和機(jī)殼是為控制設(shè)備或功能單元中無用信號(hào)通路提供屏蔽的最有效
2、方法。屏蔽的程度取決于結(jié)構(gòu)材料的選擇和裝配中所用的設(shè)計(jì)技術(shù)兩個(gè)方面。經(jīng)過設(shè)計(jì)的屏蔽僅受設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)接縫、開口、穿透和對(duì)底板及機(jī)殼的搭接等方面的知識(shí)和技巧的限制。 2.1.1 縫隙必須盡量減少結(jié)構(gòu)的電傳輸?shù)牟贿B續(xù)性,以便控制經(jīng)底板和機(jī)殼進(jìn)出的泄漏輻射。提高縫隙屏蔽效能的結(jié)構(gòu)措施包括:增加縫隙深度,減少縫隙長度,在接合面加入導(dǎo)電襯墊,在接縫處涂上導(dǎo)電涂料,縮短螺釘間距等。 在底板和機(jī)殼的每一條縫和不連續(xù)處要盡可能好地搭接。最壞的電搭接處對(duì)殼體的屏蔽效能降低起決定性作用。 保證接縫處金屬對(duì)金屬的接觸,以防電磁能的泄漏和輻射。 在可能的地方,接縫應(yīng)焊接,以便接合面連續(xù)。在條件受限制的情況下,可用點(diǎn)焊、
3、小間距鉚接和螺釘連接來處理。 在不加導(dǎo)電襯墊時(shí),螺釘間距一般應(yīng)小于最高工作頻率的l波長,至少不大于l20波長。 用螺釘或鉚接進(jìn)行搭接時(shí),應(yīng)首先在縫的中部搭接好,然后逐漸向兩端延伸,以防金屬表面的彎曲。 保證緊固方法有足夠的壓力,以便在有變形應(yīng)力、沖擊、振動(dòng)時(shí)保持表面接觸。 在接縫不平整的地方,在可移動(dòng)的面板等處,必須使用導(dǎo)電襯墊或指形彈簧材料。 選擇高導(dǎo)電率和彈性好的襯墊。選擇襯墊時(shí)要考慮接合處所使用的頻率。 選擇硬韌材料做成的襯墊。 保證同襯墊配合的金屬表面沒有非導(dǎo)電保護(hù)層。 當(dāng)需要活動(dòng)接觸時(shí),使用指形壓簧(而不用網(wǎng)狀襯墊),并要注意保持彈性指簧的壓力。 導(dǎo)電橡膠襯墊用在鋁金屬表面時(shí),要注意
4、電化腐蝕作用。純銀填料的橡膠或Monel線型襯墊將出現(xiàn)嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕。銀鍍鋁填料的導(dǎo)電橡膠是霧鹽環(huán)境下用于鋁金屬配合表面的最好襯墊材料。 2.1.2 穿透和開口 要注意由于電纜穿過機(jī)殼使整體屏蔽效能降低的程度。典型的未濾波的導(dǎo)線穿過屏蔽體時(shí)屏蔽效能降低30dB以上。 電源線進(jìn)入機(jī)殼時(shí),全部應(yīng)通過濾波。濾波器的輸入端最好能穿出到屏蔽機(jī)殼外;若濾波器結(jié)構(gòu)不宜穿出機(jī)殼,則應(yīng)在電源線進(jìn)入機(jī)殼處專為濾波器設(shè)置一隔艙。 信號(hào)線,控制線進(jìn)入/穿出機(jī)殼時(shí),要通過適當(dāng)?shù)臑V波。具有濾波插針的多芯連接器(插座)也適于該場(chǎng)合使用。 穿過屏蔽殼體的金屬控制軸,應(yīng)該用金屬觸片、接地螺母或射頻襯墊接地。也可不用接地的金屬
5、軸而用其他絕緣軸貫通波導(dǎo)截止頻率比工作頻率高的圓管來作控制軸。 必須注意在截止波導(dǎo)孔內(nèi)貫通金屬軸或?qū)Ь€會(huì)嚴(yán)重降低屏蔽效能。 當(dāng)要求使用對(duì)地絕緣的金屬控制軸時(shí),可用短的隱性控制軸,不調(diào)節(jié)時(shí)用螺帽或金屬襯墊彈性安裝帽蓋住。 為保險(xiǎn)絲、插孔等加金屬帽。 用導(dǎo)電襯墊和墊圈、螺母等實(shí)現(xiàn)鈕子開關(guān)防泄漏安裝。 在屏蔽、通風(fēng)和強(qiáng)度要求不苛刻時(shí),用蜂窩板屏蔽通風(fēng)口。最好用焊接方式保持連接,防止泄漏。 盡可能在指示器、顯示器后面加屏蔽,遠(yuǎn)距離連接對(duì)所有引線用穿心電容器濾波。 在不能從后面屏蔽指示器顯示器和對(duì)引線濾波時(shí),要用與機(jī)殼連續(xù)連接的金屬網(wǎng)或?qū)щ姴A帘沃甘酒黠@示器的前面。對(duì)夾金屬絲的屏蔽玻璃,在保持合理的透
6、光度條件下,對(duì)301000MHz的屏蔽效能可達(dá)50110dB。在透明塑料或玻璃上鍍上透明導(dǎo)電膜,消除觀察窗上的靜電積累,其屏蔽效果一般不大于20dB。 * 釋義:屏蔽體要起到屏蔽作用應(yīng)具備下述3個(gè)要素:a.屏蔽體是一個(gè)完整的電連續(xù)體;b.有完善的濾波措施;c.對(duì)于電屏蔽還要有良好的接地??刂葡到y(tǒng)有如下特點(diǎn): 系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生騷擾的功率器件、開關(guān)器件及電流突變的信號(hào)線未加濾波、屏蔽措施,使其機(jī)殼內(nèi)部騷擾場(chǎng)較大。 許多系統(tǒng)為塑料機(jī)殼,表面沒有涂覆導(dǎo)電材料,或雖涂覆但涂料性能不佳,屏蔽效能很低。 微機(jī)機(jī)殼由于設(shè)通風(fēng)孔、安裝開關(guān)及其它部件,開有許多孔縫,上下機(jī)蓋及側(cè)板之間由于沒有專門處理,接觸不是很好,造
7、成機(jī)箱本身不是一個(gè)電連續(xù)體,因而影響屏蔽效能。 電源進(jìn)線和出線的濾波不當(dāng),也是影響屏蔽效能的一個(gè)因素。以上特點(diǎn)并非不能消除影響,設(shè)計(jì)和轉(zhuǎn)化工程師,需要提高導(dǎo)電涂料的性能,合理布置孔、縫的位置及開口方向,加裝濾波器連接器、屏蔽銅網(wǎng)及導(dǎo)電襯墊,提高裝配工藝水平。 3 熱設(shè)計(jì)應(yīng)力設(shè)計(jì)功率器件的使用需要根據(jù)設(shè)計(jì)需要使用散熱器,控制功率器件的溫度,尤其是結(jié)溫Tj,使其低于功率器件正常工作的安全結(jié)溫,保障功率器件殼溫一般比結(jié)溫低305。從而提高功率器件的可靠性。PCB的熱設(shè)計(jì)要求借鑒SJ/T 11200-99環(huán)境試驗(yàn)第部分試驗(yàn)方法試驗(yàn)Td表面組裝元器件的可焊性金屬化層耐熔蝕性和耐焊接熱,其他熱設(shè)計(jì)借鑒GJ
8、B/Z27-92電子設(shè)備可靠性熱設(shè)計(jì)手冊(cè)。 * 釋義:各種功率器件的內(nèi)熱阻不同,安裝散熱器時(shí)由于接觸面和安裝力矩的不同,會(huì)導(dǎo)致功率器件與散熱器之間的接觸熱阻不同。選擇散熱器的主要依據(jù)是散熱器熱阻RTf。在不同的環(huán)境條件下,功率器件的散熱情況也不同。因此選擇合適散熱器還要滿足環(huán)境因素、散熱器與功率器件的匹配情況以及整個(gè)電子設(shè)備的大小、重量等要求。降低熱源:電子產(chǎn)品所消耗的功率絕大部分被轉(zhuǎn)化為熱能,故為了降低設(shè)備的溫升就應(yīng)在保證設(shè)備完成規(guī)定功能的前提下,盡量降低設(shè)備的功耗。合理布局 把設(shè)備內(nèi)的發(fā)熱元件均勻地分散于各個(gè)部位,防止設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)局部過熱。采取有效的散熱措施 所謂散熱,就是采取一定的傳熱方
9、式,把發(fā)熱體的熱量散發(fā)出去。傳熱有三種基本形式,即傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射,要提高散熱效果可以從以下幾方面著手:第一,充分利用傳導(dǎo)散熱。應(yīng)充分利用設(shè)備的各個(gè)部分(如結(jié)構(gòu)件,印制板和引線等)作為傳導(dǎo)通路,對(duì)發(fā)熱量較高的大中功率管,可裝在散熱器上,讓發(fā)熱體的熱量先傳導(dǎo)至散熱器,再通過對(duì)流、輻射把熱量從散熱器傳至周圍環(huán)境。第二,加強(qiáng)對(duì)流。合理設(shè)計(jì)通風(fēng)孔,進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口應(yīng)開在溫差最大的兩處。對(duì)自然通風(fēng)的設(shè)備,進(jìn)風(fēng)口應(yīng)開在設(shè)備的底部,出風(fēng)口應(yīng)盡量高,以形成較強(qiáng)的拔風(fēng)效應(yīng)。對(duì)功率較大的設(shè)備還應(yīng)采用強(qiáng)迫風(fēng)冷措施,以加強(qiáng)對(duì)流效果。第三,減小輻射熱阻。要擴(kuò)大輻射面積,提高發(fā)熱體黑度。第四,對(duì)熱敏元件隔熱。熱敏元件對(duì)溫度
10、變化非常敏感,如晶體管、鐵氧體磁性元件、石英晶體、槽路電容等,在熱的影響下,或是電參數(shù)急劇變化使設(shè)備出現(xiàn)性能失效,或是元件失效率升高使設(shè)備故障增多。故應(yīng)對(duì)熱敏元件進(jìn)行隔熱。元器件與基板的熱膨脹系數(shù)(TCE)相近,保證溫度變化不影響元器件正常聯(lián)結(jié)。 * 釋義:典型硅基板的熱膨脹系數(shù)小于PCB材料,如FR-4的熱膨脹系數(shù)。這種熱失配在溫度變化時(shí)將在硅片/焊球、焊球/PCB界面產(chǎn)生機(jī)械剪切應(yīng)力。如果在設(shè)計(jì)階段對(duì)此沒有考慮,那么在溫度循環(huán)時(shí),很可能在焊球和芯片之間造成信號(hào)的間斷或者開路。剪切應(yīng)力隨著焊凸點(diǎn)到芯片中心的距離增大而增大,所以焊接到PCB后,最外面的焊球(或焊凸點(diǎn))將會(huì)承受更大的應(yīng)力,通過組
11、裝過程中采用底部填充材料可以減小這種應(yīng)力。 PCB金屬層剝削力度滿足設(shè)計(jì)要求。 4 三防設(shè)計(jì)三防指的是防潮濕、防鹽霧、防霉菌。潮濕、鹽霧和霉菌對(duì)電子設(shè)備有很大影響,它們會(huì)使機(jī)內(nèi)凝聚水汽,降低絕緣電阻,元件的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗增大,塑料變形,金屬腐蝕,材料變質(zhì),使所有有機(jī)材料和部分無機(jī)材料受到霉菌的侵蝕而降低強(qiáng)度,從而使設(shè)備的壽命和可靠性受到影響。 產(chǎn)品根據(jù)設(shè)計(jì)需要需要滿足如下要求 防潮其方法包括:憎水處理;浸漬處理;灌封處理;塑料封裝;金屬封裝。 防鹽霧其方法包括:電鍍;表面涂敷;降低不同金屬接觸點(diǎn)問的電位差。 防霉菌其方法包括:密封;放置干燥劑;控制大氣條件,降低環(huán)境相對(duì)濕度;選用不易長霉的
12、材料;紫外線輻照;表面涂敷防霉劑、防霉漆。5 設(shè)備內(nèi)部聯(lián)結(jié)板極配件之間的聯(lián)結(jié),如果采用國際或國家標(biāo)準(zhǔn),需要滿足其相應(yīng)的規(guī)格和電氣特性。各組件排列,分布要合理和均勻,力求整齊,美觀,結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に囈?,便于生產(chǎn)裝配。 5.1 搭接要求搭接是把一定的金屬部件機(jī)械地連接在一起的過程,目的是實(shí)現(xiàn)低電阻的電氣接觸,保證系統(tǒng)電氣性能的穩(wěn)定,幫助實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻騷擾的抑制。 盡可能用同樣的金屬搭接。 保證搭接的直流電阻不大于25毫歐。不能用歐姆表來評(píng)估射頻搭接或射頻墊圈。 對(duì)不同金屬進(jìn)行搭接要注意各種金屬在電化學(xué)序列表中的相對(duì)位置。電位差要盡可能小,并有合適的防腐蝕措施。 修整搭接表面,以便得到最大的接觸面積。搭
13、接后立即涂復(fù)保護(hù)層。 搭接前清洗所有配接表面。為防止氧化,在清除了保護(hù)層之后就搭接配合表面。 對(duì)于永久性搭接應(yīng)盡可能用熔焊或銅焊、錫焊連接所有的接合面。射頻搭接應(yīng)優(yōu)先采用永久性搭接。 不允許用螺栓或螺釘?shù)穆菁y來完成射頻搭接。 不允許用導(dǎo)電漆來實(shí)現(xiàn)電的或射頻搭接。導(dǎo)電膠連接處必須提供大約700g/cm2的壓力,以保證導(dǎo)電涂復(fù)處的高導(dǎo)電率。導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性要求大約為25m/cm。 壓緊所有的射頻襯墊。 5.2 布線設(shè)計(jì)要求布線是指導(dǎo)線和電纜的布置。布線實(shí)際上包含了分開、隔離、分類捆扎和電纜安置等一系列的內(nèi)容。電路搭接牢固,整齊。 5.2.1 電纜的連接器電纜的連接能使電子/電氣分系統(tǒng)的性能變壞。不僅
14、因?yàn)橥鈦眚}擾信號(hào)會(huì)通過相互作用或耦合進(jìn)入系統(tǒng)/分系統(tǒng)中的連接電纜,對(duì)敏感設(shè)備構(gòu)成嚴(yán)重威脅;還可能因設(shè)計(jì)、分類(隔離)、捆扎和走線等不當(dāng)而產(chǎn)生問題。 應(yīng)盡量避免在現(xiàn)場(chǎng)更換電纜;應(yīng)使用經(jīng)生產(chǎn)單位測(cè)試或檢查過的替換電纜。 設(shè)備艙里面的連接電纜難以更換。為此應(yīng)確定適當(dāng)?shù)陌踩嗔?,以便在系統(tǒng)壽命期允許連接電纜的性能有所變壞。 設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意用于低電平信號(hào)和低阻抗電路的連接器,以及由于阻抗增大會(huì)引起誤差而又不能探測(cè)的連接器。 分系統(tǒng)間的連接電纜和連接器的設(shè)計(jì)要協(xié)調(diào)一致。(例如,不能一端要求其所有屏蔽層彼此隔開,而另一端卻只給一個(gè)連接器留1根插針供屏蔽層端接。不能一端用屏蔽線控制騷擾輻射,而另一端卻選用非
15、導(dǎo)電涂層的連接器。) 不要讓主電源線和信號(hào)線通過同一連接器。 盡量不要讓輸入輸出信號(hào)線通過同一連接器。 根據(jù)導(dǎo)線分類,正確進(jìn)行連接器屏蔽層端接。 5.2.2 導(dǎo)線分類及成束 EMI控制的一個(gè)主要方面是把導(dǎo)線和電纜分成和處理功率電子類似的等級(jí)。按30dB功率電平分組的分類表如下表所示:附:電纜束分類表:類別 功率范圍 特點(diǎn) A 40dBm高功率 DC、AC和RF(EMI)源 B 1040dBm 低功率 DC、AC和RF(EMI)源 C -2010dBm 脈沖和數(shù)字電路源 視頻輸出電路(音頻、視頻源) D -50-20dBm 音頻和傳感器敏感電路 視頻輸入電路(音頻敏感電路) E -80-50dB
16、m RF、IF輸入電路、安全電路(RF敏感電路) F -80dBm 天線和RF電路(RF敏感電路)這種分類的好處是: EMI源和接收器分別以功率分類 在同一線束或線扎中,鄰近導(dǎo)線功率電平相差不會(huì)超過30dB。 5.2.3 敷設(shè)電纜用的導(dǎo)線標(biāo)記 在導(dǎo)線每端距接頭、或被接設(shè)備不大于15厘米處制作標(biāo)記,每根線上的標(biāo)記間隔為40厘米。 實(shí)際捆扎時(shí),可把標(biāo)記相同的導(dǎo)線捆扎在同一線束內(nèi)。未征得EMI控制負(fù)責(zé)人批準(zhǔn),不可把不同標(biāo)記的導(dǎo)線捆扎在同一線束內(nèi)。 5.2.4 屏蔽端接 屏蔽導(dǎo)線 屏蔽導(dǎo)線用于防止產(chǎn)生不必要的輻射或保護(hù)導(dǎo)線免受雜散場(chǎng)的影響。 把屏蔽層隔離開來,以防發(fā)生不必要的接地。 不要把屏蔽層用于信
17、號(hào)回線。 雙絞線有類似電磁屏蔽作用。屏蔽電纜的屏蔽層必須將芯線完整的覆蓋起來,兩端也不例外。因此電纜兩端的連接器外殼必須能夠與電纜所安裝的屏蔽機(jī)箱360電氣搭接。矩形連接器護(hù)套中的床鞍夾緊方式能夠滿足大多數(shù)場(chǎng)合對(duì)搭接的要求。絕對(duì)避免使用小辮連接,再短也不能使用。下圖給出了典型D形連接器的屏蔽端接方式。 連接器護(hù)套中的屏蔽電纜360端接 與屏蔽機(jī)箱相連的電纜屏蔽層 敏感電路的保護(hù) 用于保護(hù)音頻敏感電路的屏蔽層僅一端接地。永遠(yuǎn)不要把屏蔽層用作音頻敏感電路的回線。 用于射頻敏感電路的屏蔽層兩端要接地。 對(duì)于既屬音頻敏感又屬射頻敏感的電路,要選用緊密的屏蔽線對(duì)。扭絞間距離越短屏蔽效果越好。屏蔽層兩端要
18、接地。 5.2.5 其他要求 * 釋義:產(chǎn)品內(nèi)部走線混亂,各種走線胡亂捆扎在一起,又沒有任何屏蔽、濾波、接地措施。這種內(nèi)部走線處理方法,不僅傳輸高、低電平信號(hào)的導(dǎo)線之間相互騷擾,也給后期采用屏流濾波等補(bǔ)救措施帶來不便。正確的布線也是一種電磁兼容性設(shè)計(jì)措施,它能大大地降低騷擾,不需增加工序,卻可收到較滿意的效果。在布線時(shí),應(yīng)做到: 機(jī)箱中各種裸露走線要盡可能短。 傳輸不同電子信號(hào)的導(dǎo)線分組捆扎,數(shù)字信號(hào)線和模擬信號(hào)線也應(yīng)分組捆扎,并保持適當(dāng)?shù)木嚯x,以減小導(dǎo)線間的相互影響。 對(duì)于產(chǎn)品經(jīng)常用來傳遞信號(hào)的扁平帶狀線,應(yīng)采用 地-信號(hào)-地-信號(hào)-地 排列方式,這樣不僅可以有效地抑制騷擾,也可明顯提高其抗
19、擾度。 將低頻進(jìn)線和回線絞合在一起,形成雙絞線,這樣兩線之間存在的騷擾電流幾乎大小相等,而方向相反,其騷擾場(chǎng)在空間可以相互抵消,因而減小騷擾。 對(duì)能確定的、輻射騷擾較大的導(dǎo)線加以屏蔽。 功能單元和設(shè)備內(nèi)電路的分隔能把無用信號(hào)限制在有限范圍內(nèi),以便使無用信號(hào)和可能敏感的電路和導(dǎo)線有效地去耦。 在可能的地方使用模塊式結(jié)構(gòu)(有屏蔽外殼的功能單元)。 特別要把電源線濾波器、高電平信號(hào)電路、低電平信號(hào)電路放在不同的屏蔽隔艙內(nèi)。 在設(shè)備內(nèi)部采用屏蔽,例如板或隔墻來分隔高電平源和靈敏的接收器。 對(duì)電源提供有效的電、磁場(chǎng)屏蔽。特別是對(duì)開關(guān)電源。 合理屏蔽高壓電源,并同敏感電路隔離。 在整個(gè)音頻敏感電路周圍使用
20、磁屏蔽,以減少同電源線的耦合。可以用這樣的方法來有效地減少400Hz/50Hz交流聲。輸入電路用差分方式,輸入信號(hào)用雙絞線。 6 設(shè)備接線圖 6.1 整機(jī)接線圖的設(shè)計(jì)要求(1)接線圖的設(shè)計(jì)規(guī)則輸入文件 滿足GB/T6988.31997電氣技術(shù)用文件的編制 接線圖和接線表。 (2)接線圖的設(shè)計(jì)要求接線圖是以電路圖為依據(jù)編制的。為了清晰地表示各個(gè)連接點(diǎn)的相對(duì)位置或提供必要的位置信息以便于布線或布纜,接線圖可依據(jù)位置圖(裝配圖)采用“位置布局法”,即近似地按照項(xiàng)目所在的實(shí)際位置無需按比例布局進(jìn)行繪制。設(shè)計(jì)規(guī)則: 1)布局:按照裝配圖進(jìn)行布局。包括正視圖、向視圖、側(cè)視圖和剖視圖。需要特別強(qiáng)調(diào)地是,接線
21、圖往往以主干線束的安裝面為主視圖,輔以向視圖、側(cè)視圖和剖視圖等,構(gòu)成一幅完整的接線圖。 2)導(dǎo)線的表示:按照GB/T6988.31997電氣技術(shù)用文件的編制 接線圖和接線表2.2.3導(dǎo)線的表示方法規(guī)定,導(dǎo)線可采用“連續(xù)線”法和“中斷線”法表示。 “中斷線” 法是導(dǎo)線的一種表示方法,適合于導(dǎo)線數(shù)量不多,對(duì)布線要求不高的地方,例如單元盒。 * 釋義:但是,在導(dǎo)線數(shù)量較多、布線要求較高的設(shè)備中(例如插箱、機(jī)柜), “中斷線” 法就無法為工藝準(zhǔn)備和加工裝配提供必要的位置信息,無法做到GB/T6988.31997電氣技術(shù)用文件的編制 接線圖和接線表2.2.3導(dǎo)線的表示方法圖3的要求。因此,接線圖種導(dǎo)線的
22、表示方法應(yīng)根據(jù)不同的特點(diǎn)應(yīng)用于不同的場(chǎng)合:“中斷線”法應(yīng)用于單元盒等;“連續(xù)線”法應(yīng)用于插箱、機(jī)柜等。電路功能需要多線束、分線束以滿足設(shè)備電磁兼容要求時(shí)(例如220V交流電源線需要單拉)接線圖上應(yīng)把它們彼此分開,并標(biāo)以不同的項(xiàng)目代號(hào)(見GB/T6988.31997電氣技術(shù)用文件的編制 接線圖和接線表2.2.3導(dǎo)線的表示方法圖3中的電纜束-W1和-W2。為了準(zhǔn)確確定線扎在整機(jī)上的固定位置,電路設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)插箱、機(jī)柜接線圖時(shí)應(yīng)采用“連續(xù)線”法,并與工藝設(shè)計(jì)師和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師一起在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段共同確定線扎的固定位置,并由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在相應(yīng)的位置設(shè)計(jì)相應(yīng)的線扎固定孔。 3)一致性:接線圖(接線表)是以電路
23、圖為依據(jù),按照裝配圖采用“位置布局法”編制的。因此,接線圖、接線表、電路圖、元件表、裝配圖、實(shí)物五者之間,在位號(hào)、名稱、布局等所有方面都必須保持一致,并符合GB4728-84電器圖用圖形符號(hào)。其中,重要的是接線圖的每一根線(包括短接線),接線表上必須有相應(yīng)的導(dǎo)線號(hào);接線圖上每一根導(dǎo)線都必須有對(duì)應(yīng)的區(qū)域號(hào)和焊接點(diǎn)位號(hào)(端子號(hào))。 4)工藝性:GB/T6988.31997電氣技術(shù)用文件的編制 接線圖和接線表2.1“一般規(guī)定”中指出:接線文件用于設(shè)備的裝配、安裝和維修。因此,接線圖的編制必須遵循相應(yīng)的工藝文件規(guī)定;例如每個(gè)焊點(diǎn)上(包括接地焊片)不得超過3根導(dǎo)線(含元件引線);每個(gè)焊點(diǎn)導(dǎo)線和元件引線的
24、總外徑不得超過焊點(diǎn)的內(nèi)徑;成品電纜用圖號(hào);明確表示屏蔽線的接地點(diǎn),就近接地。 5)導(dǎo)線選用原則:導(dǎo)線的選擇主要應(yīng)從2個(gè)方面考慮:第一,電路特性;第二,安裝尺寸要求。 * 釋義:在接線圖中,導(dǎo)線相當(dāng)于人體的血管和經(jīng)絡(luò)。一臺(tái)電子設(shè)備可以說是電氣互聯(lián)的產(chǎn)物,而導(dǎo)線是電氣互聯(lián)的的有形媒介,起著十分重要的作用。 導(dǎo)線的電路特性: a額定電壓:導(dǎo)線的額定電壓不得低于該導(dǎo)線所使用電路的標(biāo)稱電壓。 b載流量:載流量是決定導(dǎo)線截面積的主要依據(jù),要求每根導(dǎo)線修正后的載流量應(yīng)不小于該導(dǎo)線所使用電路中可能受到的最大電流;由于電路過載、短路事故等原因,導(dǎo)線中流過短時(shí)過電流時(shí),導(dǎo)線不得有過高的溫升和過大的電壓降。 c電磁
25、兼容的要求: * 釋義:為了電磁兼容的要求,選擇屏蔽線和絞合線;選用屏蔽線和絞合線提高了電路的抗干擾能力,但也大大增加了安裝體積和裝配工作量。以至裝配時(shí)超過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)空間所能容納的最大尺寸,造成產(chǎn)品整體質(zhì)量下降;選用屏蔽線和絞合線時(shí)注意2點(diǎn):其一,選用屏蔽線和絞合線應(yīng)經(jīng)過充分實(shí)驗(yàn),可不用則不用,不盲目使用、滿負(fù)荷使用;其二,選用屏蔽線和絞合線應(yīng)選用定型優(yōu)質(zhì)線材,以降低成本、減小安裝體積。必要時(shí)選用進(jìn)口絞合線和屏蔽線。 安裝要求 a導(dǎo)線截面積的選擇必須考慮焊接點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度和額定電流,導(dǎo)線芯線的外徑不得大于焊接點(diǎn)的內(nèi)徑;芯線的載流量不得大于焊接點(diǎn)的額定電流。 b導(dǎo)線截面積的選擇要考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)空間所能
26、容納的最大尺寸。當(dāng)同一方向走線很多,需要扎成線束時(shí),線束中導(dǎo)線截面積的總和(高度和寬度)不超過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)空間所能容納的最大尺寸,在插箱底板背面和高密度安裝結(jié)構(gòu)中布線時(shí)特別注意。當(dāng)常用的導(dǎo)線組合成線束,其外徑超過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)空間所能容納的最大尺寸時(shí),可選用進(jìn)口導(dǎo)線。 c導(dǎo)線絕緣的選擇:對(duì)于導(dǎo)線來講,載流量是一個(gè)重要的指標(biāo),而導(dǎo)線的載流量的大小主要取決于導(dǎo)線絕緣材料的耐溫等級(jí)。在通常情況下,選用導(dǎo)線的長期允許工作溫度要比環(huán)境溫度至少高10。 d機(jī)械強(qiáng)度:在敷設(shè)和使用條件下,為保證導(dǎo)線有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,導(dǎo)線的截面積不能太小,尤其對(duì)于高溫導(dǎo)線更要注意。 e防火要求:可選用阻燃型導(dǎo)線。 * 實(shí)例:以常見的插箱
27、接線圖為例,接線圖的主視圖應(yīng)是插箱底板的背視圖;主視圖上一般有印制板插座或單元盒插座,主干線束及過線孔,主視圖上常用剖視圖表示插箱底板正面所裝元器件的連線特性;在主視圖的上方及下方用箭頭示出向視圖,畫出前后面板上裝配的元器件的連線特性。 6.2 整機(jī)線扎圖的設(shè)計(jì)的要求(1)接線圖的工藝性審查產(chǎn)品電裝前必須對(duì)接線圖進(jìn)行認(rèn)真的工藝性審查。)電裝工藝性審查的范圍包括:生產(chǎn)單位的工藝條件,如技術(shù)水平,設(shè)備能力,檢測(cè)手段等;產(chǎn)品的研制階段,生產(chǎn)批量及發(fā)展規(guī)劃;新工藝、新技術(shù)、新材料、新設(shè)備等的應(yīng)用情況;產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)繼承性和工藝?yán)^承性;工藝外協(xié)情況;國家及部的技術(shù)政策、技術(shù)法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。)接線圖的工藝性審
28、查主要內(nèi)容包括:每個(gè)焊點(diǎn)上(包括接地焊片)不得超過3根導(dǎo)線和元件引線;每個(gè)焊點(diǎn)導(dǎo)線和元件引線的總外徑不得超過焊點(diǎn)的內(nèi)徑;接線表必須按接線圖的設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)計(jì),其中成品電纜用圖號(hào);接線圖上必須明確表示屏蔽線的接地點(diǎn),并且按就近接地的原則設(shè)計(jì);大的發(fā)熱元器件的位置應(yīng)遠(yuǎn)離導(dǎo)線及對(duì)熱敏感的元器件;由于體積的限制,發(fā)熱元器件靠近導(dǎo)線時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)量元器件的溫度及對(duì)導(dǎo)線的影響,并采取散熱、隔熱措施。()線扎圖的設(shè)計(jì)規(guī)則線扎圖是接線圖的主要部件,線扎圖的設(shè)計(jì)規(guī)則,歸納如下: 1)整機(jī)的布線方法有“單線布線”(先上機(jī)布線后扎線)和“線束布線”(平板扎線)2種; 2)線扎圖的適用范圍:在產(chǎn)品的試制階段,凡需繪制線扎圖的
29、產(chǎn)品均應(yīng)按本規(guī)則進(jìn)行線扎圖的設(shè)計(jì)。對(duì)試制產(chǎn)品,一般不繪制正式線扎圖(藍(lán)圖),可只提供線扎草圖供生產(chǎn)時(shí)使用; 3)定型(批量生產(chǎn))產(chǎn)品線扎圖的圖號(hào):線扎圖做為部件列入接線圖明細(xì)表攔和整件明細(xì)表中。定型(批量生產(chǎn))產(chǎn)品的線扎圖是基本產(chǎn)品設(shè)計(jì)文件,必須經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化審查; 4)線扎圖的繪制方法有結(jié)構(gòu)式和圖例式2種;圖例式采用單線布線,其優(yōu)點(diǎn)是單根使用,操作靈活,先布后扎,方法簡(jiǎn)單;缺點(diǎn)是因人而規(guī)則進(jìn)行線扎圖的設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)式采用平板布線,布線整齊、一致性好,產(chǎn)品性能穩(wěn)定,機(jī)內(nèi)空間利用率高,裝配效率高;缺點(diǎn)是增加了線扎的制作量; 5)線扎尺寸的標(biāo)注及說明 按照SJ2735-86的規(guī)定,當(dāng)線扎圖按11的比例繪制
30、時(shí),可不標(biāo)注尺寸; 線扎有平面繪制和立體繪制種方法; 展示線束必須與接線圖展示方位一致,并與裝配圖相適應(yīng); 應(yīng)充分考慮線束在整機(jī)中的位置及其與相鄰元器件、零部、整件的相互關(guān)系,力求布置勻稱合理; 線的始末端應(yīng)標(biāo)注導(dǎo)線的線號(hào); 線扎圖應(yīng)有導(dǎo)線表,導(dǎo)線表上應(yīng)標(biāo)明導(dǎo)線的線號(hào),來處、去處,導(dǎo)線的規(guī)格、顏色、長度、備注和更改等; 線扎圖應(yīng)有明細(xì)表,明細(xì)表上應(yīng)有線扎材料、如導(dǎo)線、電纜、尼龍線、絕緣帶、套管的型號(hào)、規(guī)格及總量等; 線束的內(nèi)彎曲半徑不得小于線束直徑的2倍; 當(dāng)線束的內(nèi)彎曲半徑為90度時(shí),圖上可不標(biāo)注;線束中導(dǎo)線的出頭位置應(yīng)離焊接點(diǎn)保持最短的距離,其出線長度為分線束到焊接點(diǎn)的最短距離加上剝頭長度
31、和23次翻修量;對(duì)于有特殊要求的線扎,如扁扎、松扎、高扎、線扎內(nèi)分段套絕緣套管等,線扎圖上必須明確說明和標(biāo)注尺寸,并編制相應(yīng)工藝卡片;明確線扎的扎距、單扎扎扣的數(shù)量;設(shè)計(jì)批量生產(chǎn)產(chǎn)品線扎布置工位圖,線扎布置工位圖上須標(biāo)注線扎固定的具體位置,線扎分支至焊接點(diǎn)的參考尺寸。 6.3 整機(jī)接線的工藝設(shè)計(jì)(1)線扎的樣板制作法 )線扎的制作和裝配的輸入文件有:線扎圖、導(dǎo)線表、裝配工藝過程卡;接線圖、導(dǎo)線表,裝配工藝過程卡;Q/AD172-2000平板扎線工藝守則;QJ1722-89線扎制作工藝守則; )線扎的制作:線扎的制作有種方法即樣板布線制作法、按圖布線續(xù)綁法、上機(jī)布線綁法; 3)扎線的方法有正扎法
32、和反扎法; 4)線扎的扎制:線扎的打結(jié)方法和線扎扎結(jié)間距按Q/AD172-2000平板扎線工藝守則規(guī)定進(jìn)行。扎線的材料為0.40.8 mm尼龍線。當(dāng)線束直徑大于20 mm時(shí),可應(yīng)用塑料扎線帶加固。結(jié)扎ASTVR導(dǎo)線時(shí),用力不宜太大,結(jié)扎AF、AF-250、44#、55#等高溫線時(shí)則必須用力扎緊。 7 PCB設(shè)計(jì) PCB設(shè)計(jì)需要滿足或適合Q/AD255-1997表面組裝印制板電路板設(shè)計(jì),SJ/T10670-1995表面組裝工藝通用技術(shù)條件,GJB3243-98電子元器件表面安裝要求。 7.1 印制板的布局設(shè)計(jì) 7.1.1 基板基板的選擇要考慮基材、銅箔厚度、阻焊膜和基板表面狀態(tài)處理類型。以下都必
33、須滿足每一個(gè)不同產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求:基材方面要考慮材質(zhì)(包括:剛性-如紙基、玻璃布基、復(fù)合基、陶瓷基、金屬基等;柔性-如聚酯薄膜、聚酰亞胺薄膜等)、層數(shù)(如單層、多層)和材料特性(如玻璃轉(zhuǎn)化溫度;X、Y、Z的膨脹系數(shù);熱傳導(dǎo)性;X、Y抗拉模數(shù);彎曲率;介電常數(shù);體積電阻;表面電阻;吸濕性;阻燃性等)。銅箔厚度按所需通過的電流強(qiáng)度與獲得優(yōu)質(zhì)焊點(diǎn)的要求來確定;阻焊膜需清洗時(shí),所選者應(yīng)滿足其要求;基板表面狀態(tài)處理類型指裸銅、鍍金、銀、錫鉛合金、防氧化助焊劑等。 7.1.2 分離件布局分離件的放置方式:分為平放與豎放兩種:(1)平放:當(dāng)電路組件數(shù)量不多,而且電路板尺寸較大的情況下,一般是采用平放較好;對(duì)于
34、1/4W以下的電阻平放時(shí),兩個(gè)器件焊盤間的距離一般大于10mm,1/2W的電阻平放時(shí),兩焊盤的間距一般取12mm;二極管平放時(shí),1N400X系列整流管,一般取7mm;1N540X系列整流管,一般取10mm左右。(2)豎放:當(dāng)電路組件數(shù)較多,而且電路板尺寸不大的情況下,一般是采用豎放,豎放時(shí)兩個(gè)焊盤的間距一般取2.55mm。低壓DC24V及一下電路中,類似形狀器件大部分可同樣方式。元件盡可能有規(guī)則地分布排列,以得到均勻的組裝密度;大功率元件周圍不應(yīng)布置熱敏元件,要留有足夠的距離;裝在印制板組件上的元件不允許重疊。所有不絕緣的金屬外殼元件,如鉭電容、有金屬基底的扁平組件,當(dāng)它們跨越印制導(dǎo)線時(shí),應(yīng)當(dāng)
35、用指定材料加以絕緣,如套管和絕緣帶。插件元件極性盡量同一方向布置。電路易扭曲變形,受力部位元件的布置應(yīng)考慮PCB變形對(duì)元件可靠性的影響。進(jìn)出接線端布置:(a)相關(guān)聯(lián)的兩引線端不要距離太大,一般為5-10mm左右較合適。(b)進(jìn)出線端盡可能集中在1至2個(gè)側(cè)面,不要太過離散。兩向焊接集成電路如(SOP)要沿軸向排列,阻容元件則垂直軸向排列,所有這些方向都相對(duì)PCB的生產(chǎn)過程的傳送方向。 * 釋義:這樣使元器件有規(guī)律的排列,從而減少在焊接中產(chǎn)生的缺陷。做顯示用的發(fā)光二極管等,因在應(yīng)用過程中要用來觀察,應(yīng)該考慮放于印制板的邊緣處。一些開關(guān)、微調(diào)元件等應(yīng)該放在易于操作的地方。高頻(30MHz以上)下工作
36、的電路,要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路盡可能使元器件平行排列,這樣不但美觀,而且易于裝焊,同時(shí)易于批生產(chǎn)。 7.1.3 SMT布局SMT印制板設(shè)計(jì)中SMD等元器件的布置是關(guān)系到獲得穩(wěn)定的焊接質(zhì)量的重要保障,因此在設(shè)計(jì)和審核SMT印制板設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:裝配密度合理,不能影響認(rèn)購和機(jī)器操作,疏密程度由不同設(shè)備。在采用波峰焊接時(shí),應(yīng)盡量去除“陰影效應(yīng)”,即器件的管腳方向應(yīng)平行于錫流方向。波峰焊時(shí)推薦采用的元件布置方向。如圖: SMD在PCB上應(yīng)均勻分布,特別是大功率器件和大質(zhì)量器件必須分散布置。大功率器件如果加裝散熱器時(shí)應(yīng)排布散熱器的位置和固定方式,熱敏感器件應(yīng)遠(yuǎn)離散熱器,大質(zhì)量的器
37、件應(yīng)考慮加裝器件固定架或固定盤。類型相似的元件應(yīng)該以相同的方向排列在板上,使得元件的貼裝、檢查和焊接更容易。還有,相似的元件類型應(yīng)該盡可能接地在一起,如圖: SMD在PCB上的排列,原則上應(yīng)隨元器件類型改變而變化,但同時(shí)SMD盡可能采取一個(gè)方向、一個(gè)間距、一個(gè)極性排列。這樣有利于貼裝、焊接和檢測(cè)。同時(shí)引腳超過28或引腳間距少于1mm需要有導(dǎo)流焊盤設(shè)計(jì)。應(yīng)用波峰焊工藝的元器件的放置和方向,遵守GJB3243-98電子元器件表面安裝要求和GJB3835-99表面安裝印制板組裝件通用要求,按照如下圖設(shè)計(jì)要求。印制板上應(yīng)有元器件的位號(hào),并與印制電路板裝配圖一致;對(duì)于防靜電元件,應(yīng)在裝配圖上注明??紤]到
38、元器件制造誤差、貼裝誤差以及檢測(cè)和返修之需,相鄰元器件焊盤之間間隔不能太近,建議按下述原則設(shè)計(jì)。 (1)PLCC、QFP、SOP各自之間和相互之間間距25mm。 (2)PLCC、QFP、SOP與Chip、SOT之間間距15mm。 (3)Chip、SOT相互之間間距07mm。采用波峰焊焊接的PCB面(一般是PCB背面),元器件的布局按以下要求設(shè)計(jì)。 (1)波峰焊不適合于細(xì)間距QFP、PLCC、BGA和小間距SOP器件的焊接,也就是說在要波峰焊的PCB面盡量不要布置這類器件。 (2)當(dāng)元件尺寸相差較大的貼片元器件相鄰排列且間距較小時(shí)(一般指其間隔小于相鄰元件中較大一個(gè)元件的高度),較小的元器件應(yīng)排
39、在首先進(jìn)入焊料波的位置。一般將PCB長尺寸邊作為傳送邊,布局時(shí)將小元件置于它相鄰大元件的同一側(cè)。在考慮元件位置的同時(shí)要對(duì)PCB板的熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、耐熱性以及彎曲強(qiáng)度等性能進(jìn)行全面考慮,以免在生產(chǎn)中對(duì)元件或PCB產(chǎn)生不良影響。盡量單面放置元器件,減少加工難度。波峰焊接面上元器件封裝必須能承受260度以上溫度并是全密封型的; 貴重的元器件不要布放在PCB的角、邊緣,或靠近接插件、安裝孔、槽、拼板的切割、豁口和拐角等處,以上這些位置是印制板的高應(yīng)力區(qū),容易造成焊點(diǎn)和元器件的開裂或裂紋。7.1.4 元器件混裝元器件的選用元器件選擇包括電氣特性參數(shù)和封裝方式、封裝特性等方面的選擇。電氣特性參數(shù)一般
40、按電路設(shè)計(jì)要求確定;封裝方式包括表面貼裝元器件和表面貼裝與插裝元器件混用;封裝特性則指外形、尺寸、共面性、可焊性、耐熱性、可清洗性、可靠性等都必須滿足設(shè)計(jì)和工藝要求。選用經(jīng)過質(zhì)量認(rèn)證或認(rèn)定,并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用證明質(zhì)量良好,可靠性高的通用元器件。對(duì)于新研制的新型元器件則必須經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量和可靠性試驗(yàn)后方能使用。 必須根據(jù)不同電路的工作參數(shù)和整機(jī)的使用環(huán)境條件,選用能滿足這些要求的相應(yīng)元器件,以充分發(fā)揮元器件應(yīng)有的功能提高元器件的使用可靠性。 * 釋義:各種電子元器由于它們的材料、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和制造工藝等方面的原因,對(duì)外應(yīng)力(包括電應(yīng)力、熱應(yīng)力等)都有一定的耐受強(qiáng)度。當(dāng)外應(yīng)力超過元器件本身的應(yīng)力承受強(qiáng)度(
41、即額定應(yīng)力)時(shí),元器件就會(huì)損壞 。降額就是使元器件在低于其額定的應(yīng)力條件下工作。降額能提高元器件和設(shè)備的可靠性。這是因?yàn)榻^大部分元器件的失效率隨著所施加的熱應(yīng)力和電應(yīng)力的降低而下降,但降額要適當(dāng),不能影響產(chǎn)品性能。 1)可焊性:借鑒SJ/T10669表面組裝元器件可焊性試驗(yàn)要求; 2)元件耐熱性:元器件必須能在215下承受至少10個(gè)焊接周期的加熱;其焊接條件是:波峰焊時(shí)為260、10 s,再流焊時(shí)為215、60 s。必須掌握SMD/SMC的焊接數(shù)據(jù),建立SMD/SMC焊接數(shù)據(jù)庫;對(duì)于不適應(yīng)波峰焊和再流焊耐熱要求的SMD/SMC原則上不予使用;如需使用,則對(duì)于焊接溫度在250以下的SMD/SMC
42、應(yīng)在設(shè)計(jì)圖上說明; 3)元器件應(yīng)能承受40的清洗液中至少浸泡4分鐘; 4)元器件保持不損傷,不變形。 單面混裝時(shí),應(yīng)把貼裝和插裝元器件布放在面;采用雙面再流焊混裝時(shí),應(yīng)把大的貼裝和插裝元器件布放在A面,PCB A、B兩面的大器件要盡量錯(cuò)開放置;采用A面再流焊,B面波焊混裝時(shí),應(yīng)把大的貼裝和插裝元器件布放在A面(再流焊),適合于波峰焊的矩形、圓柱形片式元件、SOT和較小的SOP(引腳數(shù)小于28,引腳間距1mm以上)布放在B面(波峰焊接面)。波峰焊接面上不能安放四邊有引腳的器件,如,QEP、PLCC等;印制電路板上不允許有搭接導(dǎo)線,不允許“插裝元件采用搭接安裝方式”(不允許散裝R、C、L、IC、G
43、等元器件在印制板焊盤或印制線上采用搭接安裝方式)。 7.1.5 應(yīng)用波峰焊工藝的焊盤圖形設(shè)計(jì)1) 對(duì)于1005和1206片式元件,不需為波峰焊而修改焊盤,對(duì)于0805和1206元件不減少焊盤寬度,而在元件端子部分以45角削去0.03 mm焊盤。見圖。 2) 為了確保波峰焊質(zhì)量,對(duì)于片式元件可在最佳再流焊焊盤的長寬方向各加長0.30.6 mm;對(duì)于SOIC元件,當(dāng)處于波峰焊一面時(shí)應(yīng)在SOIC引線末端外再加長0.38 mm焊盤,見圖。 3) 在印制板的設(shè)計(jì)中,非并聯(lián)片式元件外殼之間的間隙2.5 mm;焊盤、元器件外殼、印制線與印制板的四邊距離5 mm。 4) 引線直徑和孔壁之間的間隙值為0.20.
44、 mm,焊盤直徑與引線直徑的比值為23倍。 7.1.6 用SMT工藝的焊盤圖形設(shè)計(jì)1) 查選焊盤設(shè)計(jì)尺寸時(shí),應(yīng)與自己所選用的元器件的封裝外形、焊段、引腳等與焊接相關(guān)的尺寸相匹配。同時(shí)還應(yīng)分清自己所選用的元器件的代碼(如片狀電阻、電容、SOIC、QFP等)和與焊接相關(guān)的尺寸,是公制的還是英制的。 2) 表面貼裝元件的焊接可靠性,主要取決于焊盤的長度而不是寬度。焊盤的長度等于焊端(引腳)的長度加上焊端內(nèi)側(cè)的長度(約0.050.6 mm),再加上焊端外側(cè)的長度(約0.251.25 mm);焊端內(nèi)側(cè)的長度有利于焊料熔融時(shí)能形成良好的彎月形輪廓的焊點(diǎn),避免焊料產(chǎn)生橋接現(xiàn)象及元器件裝貼偏差。焊端外側(cè)的長度
45、保證能形成彎月形輪廓的焊點(diǎn)及SOIC、QFP等器件的焊盤抗剝離能力。焊盤的寬度等于(或小于)焊端(引腳)的寬度(其寬度的修正量分別為0,0.1,0.2mm)。 *釋義:焊盤的寬度決定在涂覆焊膏/再流焊過程中的位置以及防止元件旋轉(zhuǎn)或偏移。焊盤的間隔控制元件在涂覆焊膏/再流焊過程中的水平移動(dòng)。 3) 焊盤內(nèi)及其邊緣處,不允許有通孔( 通孔與焊盤兩側(cè)邊緣之間的距離應(yīng)大于0.6mm;若通孔盤需與焊盤互連,可用小于焊盤寬度1/2的連線,如0.20.4 mm加以互連)以避免焊料流失所引發(fā)的各種焊接問題。 4) 用于焊接和測(cè)試的焊盤內(nèi)不允許有字符與圖形,字符與圖形應(yīng)離開焊盤0.5 mm。 5) 焊盤之間、通
46、孔與焊盤之間以及焊盤與大面積接地(或屏蔽)銅箔之間的連線,其寬度應(yīng)等于或小于焊盤寬度1/2(一般為0.20.4 mm);若用阻焊膜隔開者連線的寬度可等于焊盤寬度。 6) 對(duì)于同一個(gè)元器件,凡是對(duì)稱使用的焊盤(如片狀電阻、電容、SOIC、QFP等)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保持其全面的對(duì)稱性,即焊盤的圖形形狀與尺寸完全一致。 7) 無外引線的元器件的焊盤(如片狀電阻、電容)焊盤之間不允許有通孔(有阻焊膜堵塞者除外),以保證清洗質(zhì)量。 8) 多引線的元器件(SOIC、QFP等),引腳焊盤之間不允許直接短接,應(yīng)由焊盤引出互連線之后再短接,以防止產(chǎn)生位移或橋接。減少焊盤之間穿越互連線,對(duì)于焊盤之間穿越的互連線必須用阻焊
47、膜加以保護(hù)。 9) 對(duì)于間距在0.65 mm以下的多引線的元器件,應(yīng)在其焊盤圖形上面或附近增設(shè)裸銅基準(zhǔn)標(biāo)志,作為光學(xué)校準(zhǔn)用。 10) 焊盤不能兼做檢測(cè)點(diǎn),應(yīng)設(shè)計(jì)專用的測(cè)試焊盤。測(cè)試焊盤均應(yīng)安排在PCB的同一面。 11) 用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)(CAD),所選用的網(wǎng)絡(luò)尺寸必須與其匹配確保圖形(焊盤、基準(zhǔn)標(biāo)志、互連線等)均落在網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)上。 12) 對(duì)于多引腳和細(xì)間距的元器件在焊盤設(shè)計(jì)時(shí)必須保證其總體類計(jì)誤差控制在0.0127 mm之內(nèi)。 13) 2個(gè)元件之間不應(yīng)合用一個(gè)大焊盤。 14) 焊盤與PCB一起在制造后必須檢驗(yàn)合格,才能使用。 15) 非焊接區(qū)必須嚴(yán)格阻焊。 7.2 加工定位電路板面尺寸大于20
48、0x150mm時(shí)應(yīng)考慮電路板所受的機(jī)械強(qiáng)度。不同的SMT生產(chǎn)線有各自不同的生產(chǎn)條件。如:PCB的大小,pcb的單板尺寸不小于200*150mm。如果長邊過小可以采用拼版,同時(shí)長與寬之比為3:2或4:3電路板面尺寸大于200150mm時(shí),應(yīng)考慮電路板所受的機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)電路板尺寸過?。ㄐ∮?0mm*50mm),對(duì)于SMT整線生產(chǎn)工藝很難,更不易于批量生產(chǎn),最好方法采用拼板形式,就是根據(jù)單板尺寸,把2塊、4塊、6塊等單板組合到一起,構(gòu)成一個(gè)適合批量生產(chǎn)的整板,整板尺寸要適合可貼范圍大小。為了適應(yīng)生產(chǎn)線的貼裝,單板要留有3-5mm或以上的范圍不放任何元件的工藝邊,拼板留有5-8mm的工藝邊,工藝邊與P
49、CB的連接有三種形式:A)無搭邊,有分離槽。B)有搭邊,又有分離槽。C)有搭邊,無分離槽。根據(jù)PCB板的外形,使用不同的拼板形式。對(duì)PCB的工藝邊根據(jù)不同產(chǎn)品的定位方式不同,有的要在工藝邊上設(shè)有定位孔,孔的直徑在4-5厘米,相對(duì)比而言,要比邊定位精度高,因此有定位孔定位的產(chǎn)品在進(jìn)行PCB加工時(shí),要設(shè)定位孔,并且孔設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn),以免給生產(chǎn)帶來不便。從整體生產(chǎn)工藝來說,其板的外形最好為距形,特別對(duì)于波峰焊。采用矩形便于傳送。如果PCB板有缺槽要用工藝邊的形式補(bǔ)齊缺槽,對(duì)于單一的SMT板允許有缺槽。但缺槽不易過大應(yīng)小于有邊長長度的1/3。7.3 PCB板的翹曲度用于表面貼裝的印制板,翹曲度一律要求小于
50、0.0075mm/mm,具體如下:上翹曲 0.5mm 下翹曲 1.2mm PCB容許的翹曲 7.4 基準(zhǔn)符號(hào)為了更好的定位和實(shí)現(xiàn)更高的貼裝精度,要為PCB設(shè)上基準(zhǔn)點(diǎn)(有元器件定位光學(xué)標(biāo)識(shí)),有無基準(zhǔn)點(diǎn)和設(shè)的好與壞直接影響到SMT生產(chǎn)線的批量生產(chǎn)。基準(zhǔn)符號(hào)成對(duì)使用。布置于定位要素的對(duì)角處。基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)計(jì)不要太靠近板邊,要有3-5mm的距離?;鶞?zhǔn)符號(hào)的應(yīng)用有三種情況:A)一是用于PCB的整板定位;B)二是用于細(xì)間距器件的定位,對(duì)于這種情況原則上間距小于0.65mm的QFP應(yīng)在其對(duì)角位置設(shè)置定位基準(zhǔn)符號(hào);C)三是用于拼版PCB子板的定位?;鶞?zhǔn)符號(hào)要求: a) 基準(zhǔn)符號(hào)常用圖形有:等,推薦采用的基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)
51、記是實(shí)心圓,直徑1mm。 b) 基準(zhǔn)符號(hào)最小的直徑為0.5mm0.020。最大直徑是3mm0.120?;鶞?zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記不應(yīng)該在同一塊印制板上尺寸變化超過25微米0.001。 c) 基準(zhǔn)點(diǎn)可以是裸銅、由清澈的防氧化涂層保護(hù)的裸銅、鍍鎳或鍍錫、或焊錫涂層(熱風(fēng)均勻的)。電鍍或焊錫涂層的首選厚度為5 - 10微米0.0002 - 0.0004。焊錫涂層不應(yīng)該超過25微米0.001。 d) 基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記的表面平整度應(yīng)該在15微米0.006之內(nèi)。 e) 在基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記周圍,應(yīng)該有一塊沒有其它電路特征或標(biāo)記的空曠區(qū)(Clearance)??諘鐓^(qū)的尺寸最好等于標(biāo)記的直徑,如圖所示: 推薦的空曠區(qū) f) 基準(zhǔn)點(diǎn)要距離印
52、制板邊緣至少5.0mm0.200(SMEMA的標(biāo)準(zhǔn)傳輸空隙,并滿足最小的基準(zhǔn)點(diǎn)空曠度要求。 g) 當(dāng)基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記與印制板的基質(zhì)材料之間出現(xiàn)高對(duì)比度時(shí)可達(dá)到最佳的性能。 h) 如圖: 局部/全局基準(zhǔn)點(diǎn) 拼板/全局基準(zhǔn)點(diǎn) i) 考慮到材料顏色與環(huán)境的反差,通常留出比基準(zhǔn)符號(hào)大1.5mm的無阻焊區(qū)。在基準(zhǔn)點(diǎn)的周圍要在3-5mm的范圍之內(nèi),不放任何元件和引線。同時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)要光滑、平整,不要任何污染。7.5 SMT印制板過孔與焊盤的設(shè)計(jì)審核焊盤原則上應(yīng)盡量避免設(shè)計(jì)過孔,如果孔和焊點(diǎn)靠得太近,通孔由于毛細(xì)管作用可能把熔化的焊錫從元器件上吸走,造成焊點(diǎn)不飽滿或虛焊。特殊情況經(jīng)技術(shù)總工批準(zhǔn)可直接在焊盤上使用過孔設(shè)
53、計(jì),如元器件密度較高,是多層板;但設(shè)計(jì)時(shí)過孔盡量設(shè)置在焊盤的頂端,過孔必須小于焊盤,要求過孔越小越好,最小鉆孔直徑控制在0.3mm。這種方式在工藝和質(zhì)量控制手段上相對(duì)要復(fù)雜一些,因此如果在條件許可的情況下,仍應(yīng)盡量避免在焊盤上設(shè)計(jì)過孔。 SOP、QFP、PLCC、BGA等存在著英制和公制兩種規(guī)格,而且除了PLCC外,其它封裝形式很不標(biāo)準(zhǔn),各廠家生產(chǎn)的封裝尺寸不完全一致。設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)以供應(yīng)商提供的封裝結(jié)構(gòu)尺寸來進(jìn)行設(shè)計(jì)。要求設(shè)計(jì)者應(yīng)掌握器件供應(yīng)商的資料,在電路設(shè)計(jì)工作中,應(yīng)隨時(shí)更新和增補(bǔ)元器件材料庫,保證設(shè)計(jì)者能從庫中直接調(diào)用器件時(shí)不會(huì)發(fā)生記錄與器件不符現(xiàn)象。焊盤過孔設(shè)計(jì)大小合理,要保證插件容易,
54、同時(shí)需要保證不被融化焊錫懸浮。當(dāng)采用波峰焊接工藝時(shí),插腳的焊盤通孔,一般應(yīng)比引腳線徑大0.050.30mm,其焊盤的直徑應(yīng)不大于孔徑的3倍。由于器件的生產(chǎn)企業(yè)的不同,批次的不同,引線管腳尺寸常有誤差,往往生產(chǎn)中才發(fā)現(xiàn)有器件無法插入孔徑的問題,在設(shè)計(jì)過程中是難以審核出這種問題,該問題只能在材料的入庫前檢驗(yàn)把關(guān),因此材料檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)應(yīng)具備與設(shè)計(jì)同樣的詳細(xì)器件資料。過孔有規(guī)律,最好某方向按照同樣的間隔和坐標(biāo)排列,便于數(shù)控機(jī)床操作,也防止和減少工藝性出錯(cuò)。 7.6 布板審核技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)審核人員出料要按照PCB設(shè)計(jì)規(guī)范審核,也要審核如下內(nèi)容: (1)SMT板型設(shè)計(jì)是否考慮了最大限度地減少組裝流程的問題,即雙面板
55、的設(shè)計(jì)能否用單面板代替,PCB每一面是否能用一種組裝流程完成,能否最大限度地不用手工焊; (2)PCB是否留出工藝傳送邊; (3)PCB是否設(shè)計(jì)出定位基準(zhǔn)符號(hào),尺寸是否正確,定位基準(zhǔn)符號(hào)周圍是否有1.0-1.5mm無阻焊區(qū); (4)PCB非接地安裝孔是否標(biāo)明非金屬化; (5)SMD的布局是否均勻,大元件是否分散布局; (6)SMD之間的間距是否利于檢測(cè)和修補(bǔ); (7)SMD的排布是否按照一個(gè)極性、一個(gè)引線位向的原則排列; (8)對(duì)于采用波峰焊的,元器件引線的排列是否嚴(yán)格按照一個(gè)引線位向排列,一大一小相鄰很近(相鄰距離小于大元件高度)元件的排列是否利于消除遮蔽現(xiàn)象; (9)PCB上SMD引線與焊
56、盤尺寸是否一致; (10)軸向插裝元件立式安裝時(shí)的插孔跨距是否大小合適; (11)徑向插裝元件插孔跨距是否與元件引線中心距一致; (12)相鄰插裝元件之間的間距是否利于手工插裝作業(yè); (13)每個(gè)插裝元件安裝空間是否足夠; (14)PCB的元件標(biāo)識(shí)符是否易于看到,有極向元件極性是否標(biāo)出,比第一腳位置是否標(biāo)出; (15)勘皿焊盤與引線的連接、SMD焊盤與導(dǎo)通孔的連接是否符合工藝要求; (16)測(cè)試焊盤是否考慮; (17)阻焊膜是否將不需要焊接的金屬導(dǎo)體全部覆蓋; (18)PCB安裝時(shí),是否有導(dǎo)電地方同機(jī)架相碰; (19)PCB外形形狀和尺寸是否與結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)一致; (20)PCB上接插件位置是否利
57、于布線和插拔; (21)PCB布線密度(間隔和線寬)是否滿足電氣性能要求; (22)小尺寸板是否考慮了拼版制造。 7.7 印制板的布線設(shè)計(jì)審核布線設(shè)計(jì)一定要檢查,按照如下原則初步檢查,詳細(xì)檢查參考PCB設(shè)計(jì)規(guī)范,便于大批量生產(chǎn)前消除設(shè)計(jì)失誤。 SMT印制板的布線密度設(shè)計(jì)原則:在組裝密度許可情況下,盡量選用低密度布線設(shè)計(jì),以提高無缺陷和可靠性的制造能力,PCB線間距合理,可減少批量生產(chǎn)斷路或短路現(xiàn)象。在元器件尺寸較大,而布線密度較低時(shí),可適當(dāng)加寬印制導(dǎo)線及其間距,走線間距一般定為03MM,并盡量把不用的地方合理地作為接地和電源用,對(duì)于高頻信號(hào)最好用地線屏蔽,提高高頻電路的屏蔽效果。在大面積使用地
58、線布置時(shí),地線應(yīng)設(shè)計(jì)成網(wǎng)格形式,避免在高溫焊接產(chǎn)生應(yīng)力,增加印制板變形度。 在雙面或多層印制電路板中,相鄰兩層印制導(dǎo)線,宜相互垂直走線或斜交、彎曲走線,力求避免相互平行走線。印制導(dǎo)線布線圖盡可能短,過孔盡可能少,待別是電子管柵極,晶體管的基極和高頻回路更應(yīng)注意布線要短,線路越短電阻越小,于擾也越小。印制電路板上同時(shí)安裝模擬電路和數(shù)字電路時(shí),宜將兩種電路的地線系統(tǒng)完全分開,它們的供電系統(tǒng)同樣也宜完全分開,防止它們之間的相互串?dāng)_。作為高速數(shù)字電路的輸入端和輸出端用的印制導(dǎo)線,應(yīng)避免相鄰平行布線。必要時(shí),在這些導(dǎo)線之間要加接地線。印制板信號(hào)走線,盡量粗細(xì)一致,有利于阻抗的匹配,一般為0203mm,對(duì)于電源線和地線應(yīng)盡可能的加大,地線排在印制板的四周對(duì)電路防護(hù)有利(如靜電防護(hù))。布線方向:從焊接面看,組件的排列方位盡可能保持與原理圖相一致,布線方向最好與電路圖走線方向相一致,因生產(chǎn)過程中通常需要在焊接面進(jìn)行各種參數(shù)的檢測(cè),故這樣做便于生產(chǎn)中的檢查,調(diào)試及檢修(注:指在滿足電路性能及整機(jī)安裝與面板布局要求的前提下)。在保證電路性能要求的前提下,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求走線合理,少外接跨線,并按一定順序要求走線,力求直觀,便于安裝,高度和檢測(cè)維
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