SMT 基礎(chǔ)與工藝項(xiàng)目教程 課件 項(xiàng)目2 印制電路板PCB設(shè)計(jì)

SMT基礎(chǔ)與工藝項(xiàng)目教程

印制電路板的設(shè)計(jì)是以電路原理圖為根據(jù)，實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)者所需要的功能。印刷電路板的設(shè)計(jì)主要指版圖設(shè)計(jì)，需要考慮外部連接的布局。內(nèi)部電子元件的優(yōu)化布局、金屬連線和通孔的優(yōu)化布局、電磁保護(hù)、熱耗散等各種因素。優(yōu)秀的版圖設(shè)計(jì)可以節(jié)約生產(chǎn)成本，達(dá)到良好的電路性能和散熱性能。簡(jiǎn)單的版圖設(shè)計(jì)可以用手工實(shí)現(xiàn)，復(fù)雜的版圖設(shè)計(jì)需要借助電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)實(shí)現(xiàn)。項(xiàng)目2印制電路板PCB設(shè)計(jì)任務(wù)2.1單片機(jī)電路PCB設(shè)計(jì)

印制電路板PCB設(shè)計(jì)是電子產(chǎn)品生產(chǎn)的基礎(chǔ)性條件。PCB設(shè)計(jì)合理，才能為生產(chǎn)出合格的電子產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)，因此PCB設(shè)計(jì)是SMT生產(chǎn)前端非常重要的環(huán)節(jié)。通過(guò)本任務(wù)的學(xué)習(xí)，旨在讓學(xué)者了解PCB文件的建立、掌握原理圖文件導(dǎo)入PCB的方法、PCB布線基本流程以及PCB板優(yōu)化和審核，同時(shí)通過(guò)該項(xiàng)目實(shí)施，強(qiáng)化對(duì)于EDA工具的使用。相關(guān)知識(shí)

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（ElectronicDesignAutomation,EDA），指利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign,CAD）軟件，來(lái)完成超大規(guī)模集成電路（VeryLargeScaleIntegration,VLSI）芯片的功能設(shè)計(jì)、綜合、驗(yàn)證、物理設(shè)計(jì)（包括布局、布線、版圖、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查等）等流程的設(shè)計(jì)方式。2.1.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)EDA相關(guān)知識(shí)

目前具有廣泛影響的EDA軟件是系統(tǒng)設(shè)計(jì)輔助類軟件和可編程芯片輔助設(shè)計(jì)軟件。2.1.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)EDA1.Protel2.AltiumDesigner3.Cadence4.Kicad5.OrCAD6.MATLAB7.EWB8.嘉立創(chuàng)EDA2.1.2電路設(shè)計(jì)流程相關(guān)知識(shí)1.需求分析2.原理設(shè)計(jì)3.參數(shù)設(shè)定4.電路仿真5.PCB布局設(shè)計(jì)6.PCB布線設(shè)計(jì)7.電路板制造8.電路調(diào)試和測(cè)試9.產(chǎn)品驗(yàn)證10.文檔編寫和備案2.1.3PCB布局相關(guān)知識(shí)1.一般布局2.元器件排列方向

（1）再流焊接

（2）波峰焊接2.1.2電路設(shè)計(jì)流程相關(guān)知識(shí)3.元器件的間距設(shè)計(jì)1）兩個(gè)相鄰導(dǎo)線之間的最小電氣間隙為0.25mm。2）兩個(gè)相鄰焊盤之間的最小電氣間隙為0.25mm。3）兩個(gè)相鄰貼片元件之間的最小電氣間隙為0.25mm。4）兩個(gè)相鄰插件元件之間的最小電氣間隙為1.0mm。2.1.2電路設(shè)計(jì)流程相關(guān)知識(shí)4.PCB外形設(shè)計(jì)和拼板設(shè)計(jì)外形:

一般為矩形，長(zhǎng)寬比為3:2或4:3,厚度一般在0.5~2mm。為方便加工，單板板角或工藝邊應(yīng)為R型倒角，一般圓角直徑為Φ5，小板可適當(dāng)調(diào)整。定位孔:大小為4±0.1mm，為了定位迅速，其中一個(gè)孔可以設(shè)計(jì)成橢圓形狀。PCB拼板內(nèi)的每塊小板至少要有三個(gè)定位孔。當(dāng)單板尺寸小于100mm×70mm的PCB應(yīng)進(jìn)行拼板。2.1.2電路設(shè)計(jì)流程相關(guān)知識(shí)4.PCB外形設(shè)計(jì)和拼板設(shè)計(jì)2.1.2電路設(shè)計(jì)流程相關(guān)知識(shí)4.PCB外形設(shè)計(jì)和拼板設(shè)計(jì)2.1.2電路設(shè)計(jì)流程相關(guān)知識(shí)5.PCB拼板相關(guān)名詞

（1）MARK點(diǎn)MARK點(diǎn)，也就是光學(xué)基準(zhǔn)點(diǎn)。SMT廠貼片機(jī)進(jìn)行貼裝元件時(shí)，是需要對(duì)每個(gè)元件進(jìn)行定位，它是以MARK點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)定位PCB板內(nèi)的貼片元件。2.1.2電路設(shè)計(jì)流程相關(guān)知識(shí)5.PCB拼板相關(guān)名詞

（2）工藝邊

工藝邊也稱夾持邊。工藝邊就是在PCB兩邊各留出5mm，在這5mm以內(nèi)不能有任何貼片元件，這是為了回流焊生產(chǎn)用的。2.1.2電路設(shè)計(jì)流程相關(guān)知識(shí)5.PCB拼板相關(guān)名詞

（3）拼板的連接方式1）V-CUT連接2.1.2電路設(shè)計(jì)流程相關(guān)知識(shí)5.PCB拼板相關(guān)名詞

（3）拼板的連接方式2）空心加連接邊的形式2.1.4PCB布線設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)1.布線主要原則（略）2.布線工藝要求（略）2.1.5絲印和鋪銅相關(guān)知識(shí)PCB布線優(yōu)化完成之后，就可以鋪銅了(Place->polygonPlane)。鋪銅一般鋪地線（注意模擬地和數(shù)字地的分離），多層板時(shí)還可能需要鋪電源。對(duì)于絲印，要注意不能被器件擋住或被過(guò)孔和焊盤去掉。同時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)正視元件面，底層的字應(yīng)做鏡像處理，以免混淆層面。2.1.6DRC檢查和結(jié)構(gòu)檢查相關(guān)知識(shí)首先，在確定電路原理圖設(shè)計(jì)無(wú)誤的前提下，將所生成的PCB網(wǎng)絡(luò)文件與原理圖網(wǎng)絡(luò)文件進(jìn)行物理連接關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)檢查（NETCHECK)，并根據(jù)輸出文件結(jié)果及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修正，以保證布線連接關(guān)系的正確性；網(wǎng)絡(luò)檢查正確通過(guò)后，對(duì)PCB設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(Designruleschecking,DRC)檢查，并根據(jù)輸出文件結(jié)果及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修正，以保證PCB布線的電氣性能。最后需進(jìn)一步對(duì)PCB的機(jī)械安裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查和確定。2.1.7審核與檢查相關(guān)知識(shí)1.電源、地線的處理2.數(shù)字電路與模擬電路的共地處理3.信號(hào)線布在電（地）層上4.大面積導(dǎo)體中連接腿的處理5、布線中網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的作用6.注意事項(xiàng)(1)檢查尺寸(2)檢查有極性的元器件封裝。(3)檢查絲印(4)檢查器件布局(5)檢查線徑(6)檢查走線任務(wù)實(shí)施1.實(shí)訓(xùn)目的及要求1）熟悉PCB設(shè)計(jì)流程；2）了解PCB設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)；3）掌握PCB板設(shè)計(jì)流程；

4）完成單片機(jī)PCB設(shè)計(jì)任務(wù)2.實(shí)訓(xùn)器材3.

設(shè)計(jì)要求

使用AltiumDesigner或者其他EDA軟件繪制如圖所示電路原理圖的單片機(jī)電路雙面板PCB設(shè)計(jì)。任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備任務(wù)實(shí)施Altium

Designer

20集成了相當(dāng)強(qiáng)大的開發(fā)管理環(huán)境，能夠有效地對(duì)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)文件進(jìn)行分類及層次管理。關(guān)于該軟件的使用這里不再贅述，讀者可查閱相關(guān)文件進(jìn)行自學(xué)。菜單欄工作面板繪制工作區(qū)層顯示繪圖工具欄4.知識(shí)儲(chǔ)備任務(wù)實(shí)施

（1）PCB文件建立任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備(2)原理圖導(dǎo)入為了限定元器件布局和布線的范圍，用禁止布線區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)。任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備(2)原理圖導(dǎo)入①為了限定元器件布局和布線的范圍，用禁止布線區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)。②PCB文件建立之后，需要把編譯好的原理圖導(dǎo)入到PCB文件中任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備(2)原理圖導(dǎo)入③如果在PCB里面更改了封裝，同步到原理圖就執(zhí)行工程變更命令。任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備

（3）網(wǎng)表對(duì)比導(dǎo)入1）在工程目錄下單擊鼠標(biāo)右鍵，執(zhí)行“添加已有文檔到工程”命令，把需要對(duì)比導(dǎo)入的網(wǎng)表添加到工程中任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備

（3）網(wǎng)表對(duì)比導(dǎo)入2）選中加入工程的網(wǎng)表，右鍵選擇執(zhí)行“顯示差異”命令，如圖所示，進(jìn)入網(wǎng)表對(duì)比窗口任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備

（3）網(wǎng)表對(duì)比導(dǎo)入3）出現(xiàn)對(duì)比結(jié)果反饋窗口，把網(wǎng)表和PCB對(duì)比的相關(guān)所有結(jié)果準(zhǔn)備導(dǎo)入進(jìn)PCB。任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備

（3）網(wǎng)表對(duì)比導(dǎo)入4)執(zhí)行左下角的“創(chuàng)建工程變更單”命令，進(jìn)入和直接導(dǎo)入法一樣的導(dǎo)入執(zhí)行窗口任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備

（3）網(wǎng)表對(duì)比導(dǎo)入4)導(dǎo)入效果圖如圖所示。任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備(4)PCB布局

完成元器件庫(kù)調(diào)入之后，可以通過(guò)移動(dòng)Room把所有元器件一次性移動(dòng)到禁止布線區(qū)里面，當(dāng)然有些器件可能超出禁止布線區(qū)域，需要我們手動(dòng)把器件拖動(dòng)到區(qū)域內(nèi)，也可以直接刪除Room，初步調(diào)整如圖所示。任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備(4)PCB布局

根據(jù)原理圖的功能，按照就近原則把器件進(jìn)行調(diào)整重新布局，如圖所示。任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備(4)PCB布局

布局的細(xì)節(jié)調(diào)整，使用元器件排列調(diào)整K1、K2、K3、K4。任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備

調(diào)整元器件編號(hào)和外框之后，如圖所示，調(diào)整元器件標(biāo)注信息，使其不在元器件圖形、焊盤、過(guò)孔下面。(4)PCB布局任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備

（5）PCB自動(dòng)布線

項(xiàng)目設(shè)定PCB雙面布線，接地導(dǎo)線寬度為50mil，電源導(dǎo)線寬度為45mil，其它導(dǎo)線寬度為8mil，電氣間距為8mil。1）調(diào)用規(guī)則界面2）設(shè)置一般線寬3）設(shè)置電源、接地導(dǎo)線的寬度4）設(shè)置布線寬度優(yōu)先級(jí)5）線間距電氣規(guī)則設(shè)置6）按布線規(guī)則設(shè)置進(jìn)行自動(dòng)布線7）手動(dòng)修改布線任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備

（5）PCB自動(dòng)布線1）調(diào)用規(guī)則界面執(zhí)行菜單命令“設(shè)計(jì)（Design）”/規(guī)則（Rules），將彈出一個(gè)對(duì)話框，左側(cè)顯示設(shè)計(jì)規(guī)則類型，本項(xiàng)目用到的是Electrical(電氣類型)和Routing(布線)設(shè)計(jì)規(guī)則，右側(cè)顯示對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)則的具體屬性界面。任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備

（5）PCB自動(dòng)布線2）設(shè)置一般線寬任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備

（5）PCB自動(dòng)布線3）設(shè)置電源、接地導(dǎo)線的寬度項(xiàng)目規(guī)定，電源和地線寬度分別為45mil、50mil。任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備

（5）PCB自動(dòng)布線4）設(shè)置布線寬度優(yōu)先級(jí)任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備

（5）PCB自動(dòng)布線5）線間距電氣規(guī)則設(shè)置

不同導(dǎo)線之間、焊盤之間、導(dǎo)線與焊盤之間要保持適當(dāng)?shù)木嚯x，以免造成短路。系統(tǒng)默認(rèn)為10mil(1mil-0.0254mm)。任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備

（5）PCB自動(dòng)布線6）按布線規(guī)則設(shè)置進(jìn)行自動(dòng)布線

執(zhí)行菜單命令“布線（Route）自動(dòng)布線”/（Auto

Route）/All系統(tǒng)將彈出布線策略對(duì)話框，選用默認(rèn)的雙面板選項(xiàng)，單擊Route

All按鈕，即可自動(dòng)布線。沒有完成的布線需要進(jìn)行手動(dòng)修改。布線結(jié)果提示任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備

（5）PCB自動(dòng)布線7）手動(dòng)修改布線

對(duì)于一些需要特殊考慮的電氣性能，自動(dòng)布線不能很好地解決，在這些情況下，可以在自動(dòng)布線情況下進(jìn)行手動(dòng)修改，或者進(jìn)行全部手動(dòng)布線。

層顯示控制

任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備

（5）PCB自動(dòng)布線7）手動(dòng)修改布線

導(dǎo)線重疊，走線冗余

檢查PCB布線情況，發(fā)現(xiàn)存在導(dǎo)線重疊，走線冗余問(wèn)題，存在繞行直角問(wèn)題，如圖所示。

直角走線任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備

（5）PCB自動(dòng)布線7）手動(dòng)修改布線

冗余走線的修改

任務(wù)實(shí)施4.知識(shí)儲(chǔ)備

（5）PCB自動(dòng)布線

最終布線效果圖

任務(wù)實(shí)施5.實(shí)訓(xùn)結(jié)果及數(shù)據(jù)1）熟悉PCB設(shè)計(jì)流程；2）熟悉PCB設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)；3）掌握PCB設(shè)計(jì)流程及設(shè)置要求；

4）能按要求完成單片機(jī)PCB設(shè)計(jì)任務(wù)。任務(wù)2.2PCB電路板設(shè)計(jì)檢測(cè)任務(wù)描述PCB電路板的制造也是中國(guó)集成電路發(fā)展中重要的一環(huán)。本任務(wù)主要涉及到采用常州奧施特信息科技有限公司所設(shè)計(jì)的虛擬仿真軟件。通過(guò)虛擬仿真檢查和驗(yàn)證PCB電路板設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，提前加以修改和完善，使讀者達(dá)到了解和熟悉PCB可制造性設(shè)計(jì)DFM設(shè)計(jì)知識(shí)、PCB設(shè)計(jì)檢測(cè)(含PCB仿真、裸板檢測(cè)、可裝配性檢測(cè)、可焊接性檢測(cè))等學(xué)習(xí)目標(biāo)。相關(guān)知識(shí)2.2.1可制造性設(shè)計(jì)DFM概念可制造性設(shè)計(jì)DFM（DesignForManufacture）就是從產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)起，就考慮到可制造性和可測(cè)試性，使設(shè)計(jì)和制造之間緊密聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)到制造一次成功的目的。DFM具有縮短開發(fā)周期、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，是企業(yè)產(chǎn)品取得成功的途徑。相關(guān)知識(shí)2.2.1可制造性設(shè)計(jì)DFM概念1.現(xiàn)代設(shè)計(jì)DFX系列

作為一種科學(xué)的方法，DFX將不同團(tuán)隊(duì)的資源組織在一起，共同參與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程。通過(guò)發(fā)揮團(tuán)隊(duì)的共同作用，實(shí)現(xiàn)縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性和客戶滿意度，最終縮短從概念到客戶手中的整個(gè)時(shí)間周期。PCB可制造性常用專業(yè)術(shù)語(yǔ)英文專業(yè)術(shù)語(yǔ)中文釋義DFM:DesignforManufacturing可制造性設(shè)計(jì)DFT:DesignforTest可測(cè)試性設(shè)計(jì)DFD:DesignforDiagnosibility可分析性設(shè)計(jì)DFA:DesignforAssembly可裝配性設(shè)計(jì)DFE:DesibnforEnviroment環(huán)保設(shè)計(jì)DFF:DesignforFabricationofthePCB可加工性設(shè)計(jì)DFS:DesignforSourcing物流設(shè)計(jì)DFR:DesignforReliability可靠性設(shè)計(jì)2.2.1可制造性設(shè)計(jì)DFM概念2.提高PCB設(shè)計(jì)質(zhì)量的DFM措施1）首先管理層要重視DFM，認(rèn)識(shí)DFM的必要性，編制本企業(yè)DFM規(guī)范文件。2）要求設(shè)計(jì)人員了解一些SMT工藝，熟悉可制造性設(shè)計(jì)（DFM）規(guī)范，自覺考慮組裝、測(cè)試、檢驗(yàn)、返修等整個(gè)產(chǎn)品制造成本和工藝流程，選擇標(biāo)準(zhǔn)元器件和標(biāo)準(zhǔn)工藝，減少制具、工具的復(fù)雜性和成本。3）形成專門的DFM團(tuán)隊(duì)4）在設(shè)計(jì)階段，工藝一開始就要介入5）建立假想分析模型6）通過(guò)反饋步驟來(lái)證實(shí)所有DFM的內(nèi)容對(duì)生產(chǎn)的影響，起到的作用。7）制訂審核制度（可利用DFM工具和軟件）2.2.2SMT印制電路板設(shè)計(jì)中的常見問(wèn)題1.焊盤結(jié)構(gòu)尺寸不正確焊盤間距過(guò)大或過(guò)小焊盤尺寸大小不對(duì)稱兩個(gè)元件的端頭在同一個(gè)焊盤上2.2.2SMT印制電路板設(shè)計(jì)中的常見問(wèn)題2.通孔設(shè)計(jì)不正確導(dǎo)通孔設(shè)計(jì)在焊盤上，焊料會(huì)從導(dǎo)通孔中流出，會(huì)造成焊膏量不足。2.2.2SMT印制電路板設(shè)計(jì)中的常見問(wèn)題3.阻焊和絲網(wǎng)不規(guī)范

阻焊和絲網(wǎng)加工在焊盤上，其原因：一是設(shè)計(jì)；二是PCB制造加工精度差造成的。其結(jié)果造成虛焊或電氣斷路。2.2.2SMT印制電路板設(shè)計(jì)中的常見問(wèn)題4.元器件布局不合理

沒有按照波峰焊要求設(shè)計(jì)，波峰焊時(shí)造成陰影效應(yīng)；沒有按照再流焊要求設(shè)計(jì)，再流焊時(shí)造成溫度不均勻。2.2.2SMT印制電路板設(shè)計(jì)中的常見問(wèn)題5.PCB外形設(shè)計(jì)不正確1）基準(zhǔn)標(biāo)志(Mark)做在大地的網(wǎng)格上，或Mark圖形周圍有阻焊膜，由于圖像不一致與反光造成不認(rèn)Mark、頻繁停機(jī)。2）導(dǎo)軌傳輸時(shí)，由于PCB外形異形、PCB尺寸過(guò)大、過(guò)小、或由于PCB定位孔不標(biāo)準(zhǔn)，造成無(wú)法上板，無(wú)法實(shí)施機(jī)器貼片操作。3）在定位孔和夾持邊附近布放了元器件，只能采用人工補(bǔ)貼。4）拼板槽和缺口附近的元器件布放不正確，裁板時(shí)造成損壞元器件。2.2.2SMT印制電路板設(shè)計(jì)中的常見問(wèn)題5.PCB外形設(shè)計(jì)不正確5）PCB厚度與長(zhǎng)度、寬度尺寸比不合適造成貼裝及再流焊時(shí)變形，容易造成焊接缺陷，還容易損壞元器件。特別是焊接BGA時(shí)容易造成虛焊，如圖所示。

焊接BGA時(shí)容易造成虛焊6）PCB外形不規(guī)則、PCB尺寸太小、沒有加工拼板造成不能上機(jī)器貼裝等等。2.2.2SMT印制電路板設(shè)計(jì)中的常見問(wèn)題6.BGA的常見設(shè)計(jì)問(wèn)題

焊盤尺寸不規(guī)范，過(guò)大或過(guò)??；通孔設(shè)計(jì)在焊盤上，通孔沒有做埋孔處理；焊盤與導(dǎo)線的連接不規(guī)范；沒有設(shè)計(jì)阻焊或阻焊不規(guī)范。

A面再流焊，B面波峰焊工藝時(shí)，BGA的導(dǎo)通孔應(yīng)設(shè)計(jì)盲孔7.元器件和元器件的包裝選擇不合適沒有按照貼裝機(jī)供料器配置選購(gòu)元器件和元器件的包裝，造成無(wú)法用貼裝機(jī)貼裝。2.2.3熱設(shè)計(jì)和抗干擾EMC設(shè)計(jì)1.熱設(shè)計(jì)

熱處理在SMT的應(yīng)用上是很重要的學(xué)問(wèn)。原因之一是SMT技術(shù)在組裝密度上不斷增加，而在元件體形上不斷縮小，造成單位體積內(nèi)的熱量不斷提高。另一原因是SMT的元件和組裝結(jié)構(gòu)，對(duì)因尺寸變化引起的應(yīng)力的消除或分散能力不佳。常見的故障是經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的熱循環(huán)后(環(huán)境溫度和內(nèi)部電功率溫度)，焊點(diǎn)發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。2.2.3熱設(shè)計(jì)和抗干擾EMC設(shè)計(jì)1.熱設(shè)計(jì)

（1）熱處理考慮的問(wèn)題

一是半導(dǎo)體本身界面的溫度，另一是焊點(diǎn)界面的溫度。在分析熱性能的時(shí)候，有兩大注意方面。一是溫度的變化幅度和速率，另一是處在高低溫度下的時(shí)間。前者關(guān)系到和溫差有關(guān)的故障，如熱應(yīng)力斷裂等。后者關(guān)系到和時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)的故障，如蠕變之類。產(chǎn)品在其壽命期間，尤其是在組裝過(guò)程受到的熱沖擊(來(lái)自焊接和老化)，如果處理不當(dāng)，將會(huì)大大的影響其質(zhì)量和壽命。除了制造上的熱沖擊，產(chǎn)品在服務(wù)期間也會(huì)經(jīng)歷程度不一的熱沖擊，比如汽車電子在冷天氣下啟動(dòng)而升溫等等。2.2.3熱設(shè)計(jì)和抗干擾EMC設(shè)計(jì)1.熱設(shè)計(jì)

（2）散熱處理和熱平衡設(shè)計(jì)1）熱較敏感的元件、較高的元件、以及上下游元件的分布規(guī)則2）高熱器件應(yīng)考慮放于出風(fēng)口或利于對(duì)流的位置。散熱器的放置應(yīng)考慮利于對(duì)流。3）對(duì)于自身溫升高于30℃的熱源的要求4）大面積銅箔要求用隔熱帶與焊盤相連5）為了避免器件過(guò)回流焊后出現(xiàn)偏位、立碑現(xiàn)象，回流焊的0805以及0805以下片式元件兩端焊盤應(yīng)保證散熱對(duì)稱性，焊盤與印制導(dǎo)線的連接部寬度不應(yīng)大于0.3mm。2.2.3熱設(shè)計(jì)和抗干擾EMC設(shè)計(jì)2.抗干擾能力

沒有按照EMC（電磁兼容）規(guī)格設(shè)計(jì)的電子設(shè)備，很可能會(huì)散發(fā)出電磁能量，并且干擾附近的電器。EMC對(duì)電磁干擾（EMI），電磁場(chǎng)（EMF）和射頻干擾（RFI）等都有最大限制的規(guī)定，目的就是要防止電磁能量進(jìn)入或由裝置散發(fā)出。（1）電源線設(shè)計(jì)（2）地線設(shè)計(jì)（3）退耦電容配置（4）反射干擾2.2.4可測(cè)試設(shè)計(jì)DFT1.什么是可測(cè)試性?

可測(cè)試性的意義為測(cè)試工程師可以用盡可能簡(jiǎn)單的方法來(lái)檢測(cè)某種元件的特性，看它能否滿足預(yù)期的功能。簡(jiǎn)單地講就是檢測(cè)產(chǎn)品是否符合技術(shù)規(guī)范的方法簡(jiǎn)單化到什么程度？編制測(cè)試程序能快到什么程度？發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品故障全面化到什么程度？在可制造性和可測(cè)試性之間應(yīng)明確區(qū)別，因?yàn)檫@是完全不同的概念，從而構(gòu)成不同的前提。2.2.4可測(cè)試設(shè)計(jì)DFT2.在線測(cè)試設(shè)計(jì)一般原則（1）測(cè)試點(diǎn)的選擇1）測(cè)試點(diǎn)均勻分布于整個(gè)電子產(chǎn)品的裝配印制板（PrintedBoard

Assembly，PBA）板上。2）器件的引出管腳，測(cè)試焊盤，連接器的引出腳孔均可作為測(cè)試點(diǎn)，貼片元件最好采用測(cè)試焊盤作為測(cè)試點(diǎn)，如圖所示。2.2.4可測(cè)試設(shè)計(jì)DFT2.在線測(cè)試設(shè)計(jì)一般原則（1）測(cè)試點(diǎn)的選擇3）布線時(shí)對(duì)每一條網(wǎng)絡(luò)線上測(cè)試點(diǎn)的要求4）對(duì)電源和地應(yīng)測(cè)試點(diǎn)要求5）測(cè)試點(diǎn)的添加時(shí)，附加線應(yīng)該盡量短，見圖所示2.2.4可測(cè)試設(shè)計(jì)DFT2.在線測(cè)試設(shè)計(jì)一般原則（1）測(cè)試點(diǎn)的選擇6）測(cè)試焊盤表面與焊盤相同的表面處理，測(cè)試孔設(shè)置與再流焊導(dǎo)通孔要求相同。7）盡力采用一面測(cè)試，避免兩面用針床測(cè)試。2.2.4可測(cè)試設(shè)計(jì)DFT2.在線測(cè)試設(shè)計(jì)一般原則（2）測(cè)試點(diǎn)要求1）導(dǎo)通孔的測(cè)試要求、探針測(cè)試的焊盤直徑、面積、焊盤直徑的要求2）測(cè)試點(diǎn)不能選擇在元器件的焊點(diǎn)上，金手指不作為測(cè)試點(diǎn)，以免造成損壞。3）測(cè)試針周圍的間隙，由裝配工藝決定，最小間隙要求4）在PCB有探針的一面，零件高度不超過(guò)5.7mm，若超過(guò)5.7mm，測(cè)試工裝必須讓位，避開高元件，所以焊盤必須遠(yuǎn)離高元件5mm。5）套牢孔，呈對(duì)角線配置，定位精度為±0.05mm，直徑精度為±0.076mm，相對(duì)于測(cè)試點(diǎn)的定位精度為±0.05mm，離開元件邊緣距離至少為3mm。平臺(tái)頁(yè)面2.2.5仿真課程平臺(tái)技術(shù)參數(shù)2.2.5仿真課程平臺(tái)章節(jié)

技術(shù)參數(shù)和功能

PCB設(shè)計(jì)PCB設(shè)計(jì)課件，視頻

，作業(yè)

PCB設(shè)計(jì)檢測(cè)工程1.PCB設(shè)計(jì)檢測(cè)：文件提?。篈D（Protel軟件）；靜態(tài)3D仿真：PCB基板（正反面）、鉆孔、貼片器件；

物理加密算法參數(shù)檢測(cè)：通孔Via、焊盤Pin、線段Track；可裝配性檢測(cè)：PCB尺寸、Mark標(biāo)號(hào)、工藝邊、定位孔、機(jī)插間距；可焊接性檢測(cè)：再流焊/波峰焊元器件排列檢測(cè)、SMT焊盤寬度設(shè)計(jì)檢測(cè)；可視化檢測(cè)：可3D可視化顯示PCB上具體錯(cuò)誤位置和類型

微電子SMT組裝技術(shù)

SMT組裝工藝實(shí)驗(yàn)1.BGA電腦工藝流程設(shè)計(jì)和仿真：根據(jù)組裝類型，下拉選擇工藝流程每個(gè)工序，選擇工藝流程的每道工序的設(shè)備；3D仿真顯示所設(shè)計(jì)的工藝流程.實(shí)驗(yàn)2.QFP家電工藝流程設(shè)計(jì)和仿真：根據(jù)組裝類型，下拉選擇工藝流程每個(gè)工序，選擇工藝流程的每道工序的設(shè)備；3D仿真顯示所設(shè)計(jì)的工藝流程.實(shí)驗(yàn)3.BGA/QFP工控工藝流程設(shè)計(jì)和仿真：根據(jù)組裝類型，下拉選擇工藝流程每個(gè)工序，選擇工藝流程的每道工序的設(shè)備；3D仿真顯示所設(shè)計(jì)的工藝流程.實(shí)驗(yàn)4.BGA/QFN汽車電子工藝流程設(shè)計(jì)和仿真：根據(jù)組裝類型，下拉選擇工藝流程每個(gè)工序，選擇工藝流程的每道工序的設(shè)備；3D仿真顯示所設(shè)計(jì)的工藝流程.工程2.BGA電腦工藝參數(shù)設(shè)計(jì)

微電子組裝工藝實(shí)驗(yàn)5.FC智能卡工藝流程設(shè)計(jì)和仿真實(shí)驗(yàn)6PoP手機(jī)組裝工藝流程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)7.MCM軍工組裝工藝流程設(shè)計(jì)和仿真

SMT組裝設(shè)備和工廠

SMT組裝設(shè)備工程3.絲印機(jī)CAM程式編程和VR操作工程4.點(diǎn)膠機(jī)CAM程式編程和VR操作工程5.貼片機(jī)PCB正反面CAM程式編程，并進(jìn)行設(shè)備交互式VR操作.工程6.回流焊PCB正反面CAM程式編程和溫度曲線仿真,并進(jìn)行設(shè)備交互式VR操作.

SMT組裝工廠工程7.QFP家電組裝VR工廠：在虛擬VR制造工廠中，按照電子產(chǎn)品類型的工藝流程，漫游找到每步工序的設(shè)備，完成生產(chǎn)模擬運(yùn)行；查看每個(gè)工序的設(shè)備加工完成前后產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)變化，模擬產(chǎn)品生產(chǎn)真實(shí)過(guò)程.工程8.QFP家電生產(chǎn)準(zhǔn)備工程9.QFP家電故障處理工程10.FC智能卡組裝VR工廠工程11.BGA電腦組裝VR工廠工程12.BGA/QFP工控組裝VR工廠工程13.BGA/QFN汽車電子組裝VR工廠工程14.PoP手機(jī)組裝VR工廠工程15.MCM軍工組裝VR工廠

質(zhì)量控制和維修

SMT質(zhì)量控制工程16.生產(chǎn)故障VR處理：針對(duì)每個(gè)生產(chǎn)故障（缺焊膏、網(wǎng)板塞孔、貼片缺料、貼裝飛件等）的原因，正確選擇相應(yīng)處理方法；再在虛擬工廠中漫游到相應(yīng)設(shè)備并撞擊，查看所選方法的對(duì)應(yīng)動(dòng)畫工程17.產(chǎn)品質(zhì)量VR控制：針對(duì)每個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量（元件移位、橋接、虛焊、立碑、焊料球）缺陷的原因，正確選擇相應(yīng)處理方法；再在虛擬工廠中漫游到相應(yīng)設(shè)備并撞擊，查看所選方法的對(duì)應(yīng)動(dòng)畫

SMT設(shè)備維修工程18.絲印機(jī)維修維護(hù)：針對(duì)每個(gè)設(shè)備故障的原因，正確選擇相應(yīng)處理方法；再在虛擬工廠中漫游到相應(yīng)設(shè)備并撞擊相應(yīng)故障的部位，查看所選方法的對(duì)應(yīng)動(dòng)畫或圖片工程19.貼片機(jī)設(shè)備維修維護(hù)：針對(duì)每個(gè)設(shè)備故障的原因，正確選擇相應(yīng)處理方法；再在虛擬工廠中漫游到相應(yīng)設(shè)備并撞擊相應(yīng)故障的部位，查看所選方法的對(duì)應(yīng)動(dòng)畫或圖片工程20.點(diǎn)膠機(jī)設(shè)備維修維護(hù)：針對(duì)每個(gè)設(shè)備故障的原因，正確選擇相應(yīng)處理方法；再在虛擬工廠中漫游到相應(yīng)設(shè)備并撞擊相應(yīng)故障的部位，查看所選方法的對(duì)應(yīng)動(dòng)畫或圖片工程21.回流爐設(shè)備維修維護(hù)：針對(duì)每個(gè)設(shè)備故障的原因，正確選擇相應(yīng)處理方法；再在虛擬工廠中漫游到相應(yīng)設(shè)備并撞擊相應(yīng)故障的部位，查看所選方法的對(duì)應(yīng)動(dòng)畫或圖片

考評(píng)和教師系統(tǒng)課程大綱學(xué)生可查詢課程大綱。課程考試出題基于課程大鋼選擇出題，