PCB設(shè)計(jì)的可制造性知識(shí)

xxxxxxxxxxxxxxx有限公司EcholiaoPCB設(shè)計(jì)的可制造性第一頁，共三十五頁。工藝流程

單面貼裝單面插裝印刷錫膏貼裝元件回流焊清洗錫膏——回流焊工藝簡(jiǎn)單，快捷成型、堵孔插件波峰焊清洗波峰焊工藝簡(jiǎn)單，快捷波峰焊中的成型工作，是生產(chǎn)過程中效率最低的部分之一，相應(yīng)帶來了靜電損壞風(fēng)險(xiǎn)并使交貨期延長，還增加了出錯(cuò)的機(jī)會(huì)。

第二頁，共三十五頁。雙面貼裝B面A面印刷錫膏貼裝元件回流焊翻轉(zhuǎn)貼裝元件印刷錫膏回流焊翻轉(zhuǎn)清洗A面布有大型IC器件，B面以片式元件為主充分利用PCB空間，實(shí)現(xiàn)安裝面積最小化，效率高第三頁，共三十五頁。單面混裝*如果通孔元件很少，可采用回流焊和手工焊的方式PCB組裝二次加熱，效率較高插通孔元件印刷錫膏貼裝元件回流焊波峰焊清洗第四頁，共三十五頁。一面貼裝、另一面插裝*如果通孔元件很少，可采用回流焊和手工焊的方式印貼片膠貼裝元件固化翻轉(zhuǎn)插件波峰焊清洗PCB組裝二次加熱，效率較高印刷錫膏貼裝元件回流焊清洗手工焊第五頁，共三十五頁。雙面混裝（一）波峰焊插通孔元件清洗PCB組裝三次加熱，效率低印刷錫膏貼裝元件回流焊翻轉(zhuǎn)貼片膠貼裝元件加熱固化翻轉(zhuǎn)第六頁，共三十五頁。雙面混裝（二）B面A面印刷錫膏貼裝元件回流焊翻轉(zhuǎn)貼裝元件印刷錫膏回流焊手工焊接清洗適用于雙面SMD元件較多，THT元件很少的情況，效率低第七頁，共三十五頁。DFM設(shè)計(jì)（PCB）一般原則PCB外形和尺寸應(yīng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一致，器件選型應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)件的限高要求，元器件布局不應(yīng)導(dǎo)致裝配干涉；PCB外形以及定位孔、安裝孔等的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮PCB制造的加工誤差以及結(jié)構(gòu)件的加工誤差PCB布局選用的組裝流程應(yīng)使生產(chǎn)效率最高；設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮板形設(shè)計(jì)是否最大限度地減少組裝流程的問題，即多層板或雙面板的設(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？使用的插裝元件能否用貼片元件代替？選用元件的封裝應(yīng)與實(shí)物統(tǒng)一，焊盤間距、大小滿足設(shè)計(jì)要求；第八頁，共三十五頁。元器件均勻分布﹐特別要把大功率的器件分散開﹐避免電路工作時(shí)PCB上局部過熱產(chǎn)生應(yīng)力﹐影響焊點(diǎn)的可靠性；考慮大功率器件的散熱設(shè)計(jì)；在設(shè)計(jì)許可的條件下，元器件的布局盡可能做到同類元器件按相同的方向排列，相同功能的模塊集中在一起布置；相同封裝的元器件等距離放置，以便元件貼裝、焊接和檢測(cè)；絲印清晰可辨，極性、方向指示明確，且不被組裝好后的器件遮擋住。第九頁，共三十五頁。元件分布均勻，方向盡量統(tǒng)一；采用回流焊工藝時(shí)，元器件的長軸應(yīng)與工藝邊方向（即板傳送方向）垂直﹐這樣可以防止在焊接過程中出現(xiàn)元器件在板上漂移或“立碑”的現(xiàn)象；采用波峰焊工藝時(shí)，無源元件的長軸應(yīng)垂直于工藝邊方向，這樣可以防止PCB受熱產(chǎn)生變形時(shí)導(dǎo)致元件破裂，尤其片式陶瓷電容的抗拉能力比較差；雙面貼裝的元器件﹐兩面上體積較大的器件要錯(cuò)開安裝位置﹐否則在焊接過程中會(huì)因?yàn)榫植繜崛萘吭龃蠖绊懞附有Ч?；小、低元件不要埋在大、高元件群中，影響檢、修；第十頁，共三十五頁。0603以下、SOJ、PLCC、BGA、0.6mmPitch以下的SOP、本體托起高度（Standoff）＞0.15mm的器件不能放在波峰面；QFP器件在波峰面要成45°布局；安裝在波峰焊接面上的SMT大器件（含SOT23器件）﹐其長軸要和焊錫波峰流動(dòng)的方向（即工藝邊方向）平行﹐這樣可以減少引腳間的焊錫橋接；波峰焊接面上的大、小SMT元器件不能排成一條直線，要錯(cuò)開位置，較小的元件不應(yīng)排在較大的元件之后，這樣可以防止焊接時(shí)因焊料波峰的“陰影”效應(yīng)造成的虛焊和漏焊；第十一頁，共三十五頁。橋連偷錫焊盤合理的元件排布方向不合理的元件排布方向附：IC的合理排布方向與橋連第十二頁，共三十五頁。較輕的THT器件如二級(jí)管和1/4W電阻等，布局時(shí)應(yīng)使其軸線和波峰焊方向垂直，以防止過波峰焊時(shí)因一端先焊接凝固而使器件產(chǎn)生浮高現(xiàn)象；SMD元件間隔應(yīng)滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，THT元件間隔應(yīng)利于操作和替換；經(jīng)常插拔器件或板邊連接器周圍3mm范圍內(nèi)盡量不布置SMD，以防止連接器插拔時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力損壞器件；第十三頁，共三十五頁。為了保證可維修性，BGA器件周圍需留有3mm禁布區(qū)，最佳為5mm禁布區(qū)。一般情況下BGA不允許放置在背面；當(dāng)背面有BGA器件時(shí)，不能在正面BGA5mm禁布區(qū)的投影范圍內(nèi)布器件；可調(diào)器件周圍留有足夠的空間供調(diào)試和維修；應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)或模塊的PCBA安裝布局以及可調(diào)器件的調(diào)測(cè)方式來綜合考慮可調(diào)器件的排布方向、調(diào)測(cè)空間。第十四頁，共三十五頁。SMD元件間距（相同封裝）第十五頁，共三十五頁。SMD元件間距（不同封裝）第十六頁，共三十五頁。SMD元件布局圖例好處：便于目視管理，方便操作，減少出錯(cuò)幾率!!BD/SMT過板方向Q發(fā)熱大的元件盡量靠邊QFP第十七頁，共三十五頁。焊盤設(shè)計(jì)SMT焊盤設(shè)計(jì)遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如IPC782標(biāo)準(zhǔn)；波峰面上的SMT元器件，其較大元件的焊盤(如三極管﹑插座等)要適當(dāng)加大，如SOT23之焊盤可加長0.8-1mm，這樣可以避免因元件的“陰影效應(yīng)”而產(chǎn)生的空焊；焊盤大小要根據(jù)元器件的尺寸確定，焊盤的寬度等于或略大于元器件引腳的寬度，焊接效果最好；對(duì)于通孔來說，為了保證焊接效果最佳，引腳與孔徑的縫隙應(yīng)在0.25mm～0.70mm之間。較大的孔徑對(duì)插裝有利，而想要得到好的毛細(xì)效果則要求有較小的孔徑，因此需要在這兩者之間取得一個(gè)平衡；第十八頁，共三十五頁。封裝太高，影響焊錫流動(dòng)引起空焊增加焊盤長度，通過焊盤引力給引腳上錫附：陰影效應(yīng)第十九頁，共三十五頁。在兩個(gè)互相連接的SMD元件之間﹐要避免采用單個(gè)的大焊盤﹐因?yàn)榇蠛副P上的焊錫將把兩元器件拉向中間﹐正確的做法是把兩元器件的焊盤分開﹐在兩個(gè)焊盤中間用較細(xì)的導(dǎo)線連接﹐如果要求導(dǎo)線通過較大的電流可并聯(lián)幾根導(dǎo)線﹐導(dǎo)線上覆蓋綠油；SMT元件的焊盤上或其附近不能有通孔，否則在回流焊過程中，焊盤上的焊錫熔化后會(huì)沿著通孔流走，會(huì)產(chǎn)生虛焊﹐少錫﹐還可能流到板的另一面造成短路；軸向器件和跳線的引腳間距（即焊盤間距）的種類應(yīng)盡量減少，以減少器件成型的調(diào)整次數(shù)，提高插件效率；第二十頁，共三十五頁。需波峰焊的貼片IC各腳焊盤之間要加阻焊漆，在最后一腳要設(shè)計(jì)偷錫焊盤；未做特別要求時(shí)，元件孔形狀、焊盤與元件腳形狀必須匹配，并保證焊盤相對(duì)于孔中心的對(duì)稱性（方形元件腳配方形元件孔、方形焊盤；圓形元件腳配圓形元件孔、圓形焊盤），以保證焊點(diǎn)吃錫飽滿；偷錫焊盤第二十一頁，共三十五頁。需要過錫爐后才焊的元件,焊盤要開走錫位,方向與過錫方向相反,寬度視孔的大小為0.5～1.0mm，以防止過波峰后堵孔；增大銅皮，增大邊引腳的引力，便于回流焊自對(duì)中；增大銅皮焊盤太近，容易引起連錫解決連錫增大銅皮第二十二頁，共三十五頁。插件元件每排引腳較多時(shí)，以焊盤排列方向平行于進(jìn)板方向布置器件時(shí)，當(dāng)相鄰焊盤邊緣間距為0.6mm～1.0mm時(shí)，推薦采用橢圓形焊盤或加偷錫焊盤，受PCBLAYOUT限制無法設(shè)置竊錫焊盤時(shí)，應(yīng)將DIP后方與焊盤鄰近或相連的線路綠漆開放為裸銅，作為竊錫焊盤用；將線路銅箔開放為裸銅作為偷錫焊盤第二十三頁，共三十五頁。為防止過波峰時(shí)焊錫從通孔上溢到上板，導(dǎo)致零件對(duì)地短路或零件腳之間短路，設(shè)計(jì)多層板時(shí)要注意，金屬外殼的元件，插件時(shí)外殼與印制板接觸的，頂層的焊盤不可開，一定要用綠油或絲印油蓋住（例如兩腳的晶振、3只腳的LED）綠油覆蓋第二十四頁，共三十五頁。走線要求板面布線應(yīng)疏密得當(dāng)，當(dāng)疏密差別太大時(shí)應(yīng)以網(wǎng)狀銅箔填充；為了保證PCB加工時(shí)不出現(xiàn)露銅的缺陷，要求所有的走線及銅箔距離板邊：V-CUT邊大于0.75mm，銑槽邊大于0.3mm（銅箔離板邊的距離還應(yīng)滿足安裝要求）;考慮到PCB加工時(shí)鉆孔的誤差，所有走線距非安裝孔都有最小距離要求。1）孔徑＜80mil(2mm)，走線距孔邊緣＞8mil；2）80mil(2mm)＜孔徑＜120mil(3mm)，走線距孔邊緣＞12mil；3）孔徑＞120mil(3mm)，走線距孔邊緣＞16mil第二十五頁，共三十五頁。金屬外殼器件下不可有過孔和表層走線；滿足各類螺絲孔的禁布區(qū)要求；所有的走線拐彎處不允許有直角轉(zhuǎn)折點(diǎn)；SMT焊盤引出的走線，盡量垂直引出，避免斜向拉線；當(dāng)從引腳寬度比走線細(xì)的SMT焊盤引線時(shí)，走線不能從焊盤上覆蓋，應(yīng)從焊盤末端引線；當(dāng)密間距的SMT焊盤引線需要互連時(shí)，應(yīng)在焊盤外部進(jìn)行連接，不允許在焊盤中間直接連接；第二十六頁，共三十五頁。合理不合理第二十七頁，共三十五頁。PCB尺寸及外形要求圓角：為方便單板加工，不拼板的單板板角應(yīng)為R型倒角，對(duì)于有工藝邊和拼板的單板，工藝邊應(yīng)為R型倒角，一般圓角直徑為Φ5，小板可適當(dāng)調(diào)整。有特殊要求按結(jié)構(gòu)圖表示方法明確標(biāo)出R大小，以便廠家加工；工藝邊：板邊5mm范圍內(nèi)有較多元器件影響PCB加工時(shí)，可以采用加輔助邊（工藝邊）的方法，工藝邊一般加在長邊；Mark點(diǎn)：基準(zhǔn)點(diǎn)用于錫膏印刷和元件貼片時(shí)的光學(xué)定位。根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)在PCB板上的用途，可以分為全局基準(zhǔn)點(diǎn)、單元板基準(zhǔn)點(diǎn)、個(gè)別器件基準(zhǔn)點(diǎn)。第二十八頁，共三十五頁。1、有表貼器件的PCB板對(duì)角至少有兩個(gè)不對(duì)稱基準(zhǔn)點(diǎn)；2、形狀：基準(zhǔn)點(diǎn)的優(yōu)選形狀為實(shí)心圓；3、大?。夯鶞?zhǔn)點(diǎn)的優(yōu)選尺寸為直徑40mil±1mil；4、材料：基準(zhǔn)點(diǎn)的材料為裸銅或覆銅，為了增加基準(zhǔn)點(diǎn)和基板之間的對(duì)比度，可在基準(zhǔn)點(diǎn)下面敷設(shè)大的銅箔；5、為了保證印刷和貼片的識(shí)別效果，基準(zhǔn)點(diǎn)范圍內(nèi)應(yīng)無其它走線及絲印；6、基準(zhǔn)點(diǎn)中心距板邊大于5mm，并有金屬圈保護(hù)，基準(zhǔn)點(diǎn)中心1.5mm（60mil）直徑范圍內(nèi)開阻焊窗；7、需要拼板的單板，每塊單元板上盡量保證有基準(zhǔn)點(diǎn)；8、對(duì)于引線間距≤0.5mm的QFP和球間距≤0.8mm的BGA封裝的器件，為提高貼片精度，要求在IC兩對(duì)角設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)；第二十九頁，共三十五頁。PCBA軌道傳送帶式傳送PCBA12附：傳送方式第三十頁，共三十五頁。拼板：當(dāng)PCB尺寸小于50mm×50mm的PCB應(yīng)進(jìn)行拼板；1、采用拼板的目的：1）單元板面積太小，無法單獨(dú)在設(shè)備上加工；2）為了提高生產(chǎn)效率；2、單元板間的連接方式主要有V-CUT槽和銑槽；1）常用于單元板和單元板的直接直線連接，為直通型，不能在中間停止或轉(zhuǎn)彎；2）銑槽常用于單元板間需要留有一定距離或某一部分需要與板分離的情況，一般和V-CUT槽配合使用

V-CUT槽第三十一頁，共三十五頁。3）采用V-CUT槽拼板時(shí)，若拼板后板邊元器件能滿足生產(chǎn)設(shè)備的工藝邊要求，可以不加額外的工藝邊，若不能滿足生產(chǎn)設(shè)備的工藝邊要求，必須加工藝邊；4）采用銑槽拼板時(shí)，必須加輔助邊（工藝邊），否則單元板之間無法連接。5）當(dāng)較小尺寸單元板由于結(jié)構(gòu)安裝上的要求需要作圓角或斜角時(shí)，拼板方式必須是銑槽加工藝邊；3、拼板方式：縱橫拼板、對(duì)拼、正反拼板。對(duì)拼適合兩塊不規(guī)則的電路板，正反拼適合采用雙面回流焊工藝的電路板；對(duì)拼正反拼第三十二頁，共三十五頁。絲印要求：清晰可辨且與BOM清單中一致，極性方向標(biāo)記易于辨認(rèn)；規(guī)則形狀采用V-CUT拼板

不規(guī)則形狀或有器件超出板邊時(shí)，可用銑槽加V-CUT需做斜角的單板拼板應(yīng)采用銑槽加輔助邊

第三十三頁，共三十五頁。ThankYou第三十四頁，共三十五頁。內(nèi)容總結(jié)xxxxxxxxxxxxxxx有限公司。絲印清晰可辨，極性、方向指示明確，且不被組裝好