
2表面组装印刷板设计2.ppt
85页SMT印制电路板的可制造性设计与制造9/6/20241•一一 SMBSMB特点特点•二、二、基本材料基本材料•三、质量三、质量参数参数•四、四、SMBSMB设计设计基础基础•五、五、常见问题解决措施常见问题解决措施•六、六、可制造性设计审核可制造性设计审核2 SMTSMT工艺与传统插装工艺有很大区别,对工艺与传统插装工艺有很大区别,对PCBPCB设设计有专门要求除了满足电性能、机械结构、等常规计有专门要求除了满足电性能、机械结构、等常规要求外,还要满足要求外,还要满足SMTSMT自动印刷、自动贴装、自动焊自动印刷、自动贴装、自动焊接、自动检测要求特别要满足再流焊工艺的再流动接、自动检测要求特别要满足再流焊工艺的再流动和自定位效应的工艺特点要求和自定位效应的工艺特点要求• SMTSMT具有全自动、高速度、高效益的特点,不同具有全自动、高速度、高效益的特点,不同厂家的生产设备对厂家的生产设备对PCBPCB的形状、尺寸、夹持边、定位的形状、尺寸、夹持边、定位孔、基准标志图形的设置等有不同的规定孔、基准标志图形的设置等有不同的规定SMBSMB与传统与传统 PCBPCB的区别的区别3 —基板材料选择基板材料选择 —布线布线 —元器件选择元器件选择 —焊盘焊盘 —印制板电路设计印制板电路设计——————测试点测试点 SMB设计设计——可制造(工艺)性设计可制造(工艺)性设计 —导线、通孔导线、通孔 —可靠性设计可靠性设计 —焊盘与导线的连接焊盘与导线的连接 —降低生产成本降低生产成本 —阻焊阻焊 —散热、电磁干扰等散热、电磁干扰等• 印制电路板(以下简称印制电路板(以下简称PCB))设计是表面组装技术的设计是表面组装技术的重要组成之一。
重要组成之一PCB设计质量是衡量表面组装技术水平的设计质量是衡量表面组装技术水平的一个重要标志,是保证表面组装质量的首要条件之一一个重要标志,是保证表面组装质量的首要条件之一 SMB设计包含的内容:设计包含的内容:4• 可制造性设计可制造性设计DFMDFM((Design For ManufactureDesign For Manufacture))是保证是保证PCBPCB设计质量的最有效的方法设计质量的最有效的方法DFMDFM就是从产就是从产品开发设计时起,就考虑到可制造性和可测试性,品开发设计时起,就考虑到可制造性和可测试性,使设计和制造之间紧密联系,实现从设计到制造一使设计和制造之间紧密联系,实现从设计到制造一次成功的目的次成功的目的• DFMDFM具有缩短开发周期、降低成本、提高产品具有缩短开发周期、降低成本、提高产品质量等优点,是企业产品取得成功的途径质量等优点,是企业产品取得成功的途径 5• 不正确的设计不仅会导致组装质量下降,还会造成贴装困不正确的设计不仅会导致组装质量下降,还会造成贴装困难、频繁停机,影响自动化生产设备正常运行,影响贴装效率,难、频繁停机,影响自动化生产设备正常运行,影响贴装效率,增加返修率,直接影响产品质量、产量和加工成本,严重时还增加返修率,直接影响产品质量、产量和加工成本,严重时还会造成印制电路板报废等质量事故。
会造成印制电路板报废等质量事故• 又由于又由于PCBPCB设计的质量问题在生产工艺中是很难甚至无法设计的质量问题在生产工艺中是很难甚至无法解决的,如果疏忽了对设计质量的控制,在批生产中将会带来解决的,如果疏忽了对设计质量的控制,在批生产中将会带来很多麻烦,会造成元器件、材料、工时的浪费,甚至会造成重很多麻烦,会造成元器件、材料、工时的浪费,甚至会造成重大损失6•HPHP公司公司DFMDFM统计调查表明统计调查表明: :产品总成本产品总成本60%60%取决于取决于产品的最初设计,产品的最初设计,•7575%%的制造成本取决于设计说明和设计规范,的制造成本取决于设计说明和设计规范,•7070--8080%%的生产缺陷是由于设计原因造成的的生产缺陷是由于设计原因造成的7•金属基板在散热性、机械加工金属基板在散热性、机械加工性、基板大型化、电磁屏蔽性性、基板大型化、电磁屏蔽性方面表现优异在高频性方面方面表现优异在高频性方面是差的•单独采用金属基板实现多层线单独采用金属基板实现多层线路板的制作方面也是差的路板的制作方面也是差的•但目前利用金属基板做两层或但目前利用金属基板做两层或多层板的底基材,在它的上面多层板的底基材,在它的上面覆有环氧玻璃布半固化片制成覆有环氧玻璃布半固化片制成两层板,甚至是多层板,也可两层板,甚至是多层板,也可达到很好的效果。
这也是金属达到很好的效果这也是金属基板今后发展方向之一基板今后发展方向之一 一一 PCBPCB材料材料金属基板、常规金属基板、常规PCBPCB((FR-4FR-4基)、陶瓷基板性能对比基)、陶瓷基板性能对比89二、二、PCBPCB基材质量参数基材质量参数•1.1.玻璃化转变温度玻璃化转变温度(Tg)(Tg)•玻璃化转变温度玻璃化转变温度(Tg)(Tg)是指是指PCBPCB材质在一定温度条件下,基材质在一定温度条件下,基材结构发生变化的临界温度材结构发生变化的临界温度•在这个温度之下基材是硬而脆的,即类似玻璃的形态,通在这个温度之下基材是硬而脆的,即类似玻璃的形态,通常称之为玻璃态常称之为玻璃态; ;若在这个温度之上,材料会变软,呈橡若在这个温度之上,材料会变软,呈橡胶样形态,称之为橡胶态或皮革态,这时它的机械强度将胶样形态,称之为橡胶态或皮革态,这时它的机械强度将明显变低明显变低•这种决定材料性能的临界温度称为玻璃化转变温度这种决定材料性能的临界温度称为玻璃化转变温度(glass (glass transtion temperturetranstion temperture,简称,简称Tg)Tg)。
•玻璃化转变温度是聚合物特有的性能玻璃化转变温度是聚合物特有的性能, ,除了陶瓷基板外,除了陶瓷基板外,几乎所有的层压板都含有聚合物,它是选择基板的几乎所有的层压板都含有聚合物,它是选择基板的——个关个关键参数10•a)a)应适当选择T应适当选择Tg g较高的基材较高的基材• TgTg应高于电路工作温度应高于电路工作温度•环氧树脂的环氧树脂的TgTg在在125~140 ℃125~140 ℃左右,再左右,再流焊温度在流焊温度在220℃220℃左左 右,远远高于右,远远高于PCBPCB基板的T基板的Tg g,,高温容易造成高温容易造成PCBPCB的的热变形,严重时会损坏元件热变形,严重时会损坏元件 112.2.热膨胀系数热膨胀系数(CTE)(CTE)•热膨胀系数热膨胀系数 指每单位温度变化所引发的材指每单位温度变化所引发的材料尺寸的线性变化量料尺寸的线性变化量 任何材料受热后都会膨胀,高分子材料的任何材料受热后都会膨胀,高分子材料的CTE通常高通常高于无机材料,当膨胀应力超过材料承受限度时,会于无机材料,当膨胀应力超过材料承受限度时,会对材料产生损坏对材料产生损坏用于用于SMB的多层板是由几片单层的多层板是由几片单层“半固化树脂片半固化树脂片”热热压制成的,冷却后再在需要的位置上钻孔并进行电压制成的,冷却后再在需要的位置上钻孔并进行电镀处理,最后生成电镀通孔--金属化孔,金属化镀处理,最后生成电镀通孔--金属化孔,金属化孔制成后,也就实现了孔制成后,也就实现了SMB层与层之间的互连。
层与层之间的互连 12 图图图图3-5 3-5 热应力对金属化孔壁的作用热应力对金属化孔壁的作用热应力对金属化孔壁的作用热应力对金属化孔壁的作用 a)a)多层板室温下无应力,金属化孔完好多层板室温下无应力,金属化孔完好多层板室温下无应力,金属化孔完好多层板室温下无应力,金属化孔完好 b)b)高温下热应力作用在金属化孔上高温下热应力作用在金属化孔上高温下热应力作用在金属化孔上高温下热应力作用在金属化孔上v对于多层板结构的对于多层板结构的SMBSMB来说,其长、宽方向的来说,其长、宽方向的CTECTE与厚与厚度方向的度方向的CTECTE存在差异性因此当多层板焊接受热时,存在差异性因此当多层板焊接受热时,层压材料、玻璃纤维和铜层之间在厚度方向的热膨胀系层压材料、玻璃纤维和铜层之间在厚度方向的热膨胀系数不一致,其热应力就会作用在金属化孔的孔壁上,从数不一致,其热应力就会作用在金属化孔的孔壁上,从而引发金属化孔中的铜层开裂,发生故障,而引发金属化孔中的铜层开裂,发生故障,13克服或消除金属化孔中的铜层开裂的措施:克服或消除金属化孔中的铜层开裂的措施:克服或消除金属化孔中的铜层开裂的措施:克服或消除金属化孔中的铜层开裂的措施:•在在SMB制造工艺上,采用盲孔和埋孔技术,制造工艺上,采用盲孔和埋孔技术,以达到减小径深比的目的。
以达到减小径深比的目的•盲孔是指表层和内部某些分层互连,无须盲孔是指表层和内部某些分层互连,无须贯穿整个基板,减小了孔的深度;贯穿整个基板,减小了孔的深度;•埋孔则仅是内部分层之间的互连,可使孔埋孔则仅是内部分层之间的互连,可使孔的深度进一步减小的深度进一步减小•尽管盲孔和埋孔在制作时难度大,但却大尽管盲孔和埋孔在制作时难度大,但却大大提高了大提高了SMB的可靠性的可靠性14• 3.3.耐热性耐热性•某些工艺过程中某些工艺过程中SMBSMB需经两次再流焊,需经两次再流焊,因而经过一次高温后,仍然要求保持板因而经过一次高温后,仍然要求保持板间的平整度,方能保证二次贴片的可靠间的平整度,方能保证二次贴片的可靠性性; ;而而SMBSMB焊盘越来越小,焊盘的粘结强焊盘越来越小,焊盘的粘结强度相对较小,若度相对较小,若SMBSMB使用的基材耐热性使用的基材耐热性高,则焊盘的抗剥强度也较高,一般要高,则焊盘的抗剥强度也较高,一般要求求SMBSMB能具有能具有2500C2500C//50s50s的耐热性的耐热性15• 5.5.平整度平整度• SMBSMB要求很高的平整度,以使要求很高的平整度,以使SMDSMD引脚与引脚与SMBSMB焊盘密切配合。
焊盘密切配合SMBSMB焊盘表面涂覆层不仅焊盘表面涂覆层不仅使用使用SnSn//PbPb合金热风整平工艺,而且大量采合金热风整平工艺,而且大量采用镀金工艺或者预热助焊剂涂覆工艺用镀金工艺或者预热助焊剂涂覆工艺• 165.5.元器件的选择元器件的选择元器件的选择应充分考虑到元器件的选择应充分考虑到PCBPCB实际面积的需实际面积的需要,尽可能选用常规元器件不可盲目地要,尽可能选用常规元器件不可盲目地追求小尺寸的元器件,以免增加成本,追求小尺寸的元器件,以免增加成本,ICIC器件应注意引脚形状与脚间距,对小于器件应注意引脚形状与脚间距,对小于0.5mm0.5mm脚间距的脚间距的QFPQFP应慎重考虑,不如直接应慎重考虑,不如直接选用选用BGABGA封装的器件,此外对元器件的包装封装的器件,此外对元器件的包装形式、端电极尺寸、可焊性、器件的可靠形式、端电极尺寸、可焊性、器件的可靠性、温度的承受能力性、温度的承受能力( (如能否适应无铅焊接如能否适应无铅焊接的需要的需要) )都应考虑到都应考虑到17•a a 元器件的外形适合自动化表面贴装,元件的上表面应易于使元器件的外形适合自动化表面贴装,元件的上表面应易于使用真空吸嘴吸取,下表面具有使用胶粘剂的能力;用真空吸嘴吸取,下表面具有使用胶粘剂的能力;•b b 尺寸、形状标准化、并具有良好的尺寸精度和互换性尺寸、形状标准化、并具有良好的尺寸精度和互换性 ;;•c c 包装形式适合贴装机自动贴装要求;包装形式适合贴装机自动贴装要求;•d d 具有一定的机械强度,能承受贴装机的贴装应力和基板的弯具有一定的机械强度,能承受贴装机的贴装应力和基板的弯折应力;折应力;元器件选用标准元器件选用标准18•e e 元元器器件件的的焊焊端端或或引引脚脚的的可可焊焊性性要要符符合合要要求求235℃±5℃235℃±5℃,,2±0.2s 2±0.2s 或或230℃±5℃230℃±5℃,,3±0.5s3±0.5s,,焊端焊端90%90%沾锡。
沾锡•f f 符合再流焊和波峰焊的耐高温焊接要求;符合再流焊和波峰焊的耐高温焊接要求;• 再流焊:再流焊:235℃±5℃235℃±5℃,,2±0.2s2±0.2s• 波峰焊:波峰焊:260℃±5℃260℃±5℃,,5±0.5s5±0.5s•g g 可承受有机溶剂的洗涤;可承受有机溶剂的洗涤;19选择元器件要根据具体产品电路要求以及选择元器件要根据具体产品电路要求以及PCBPCB尺寸、组装尺寸、组装密度、组装形式、产品的档次和投入的成本进行选择密度、组装形式、产品的档次和投入的成本进行选择 a a)) SMCSMC的选择的选择注意尺寸大小和尺寸精度,并考虑满足贴片机功注意尺寸大小和尺寸精度,并考虑满足贴片机功能钽和铝电解电容器主要用于电容量大的场合钽和铝电解电容器主要用于电容量大的场合薄膜电容器用于耐热要求高的场合薄膜电容器用于耐热要求高的场合云母电容器用于云母电容器用于Q Q值高的移动通信领域值高的移动通信领域波峰焊工艺必须选择三层金属电极焊端结构片式波峰焊工艺必须选择三层金属电极焊端结构片式元件元件20 • 小外形封装晶体管:小外形封装晶体管: SOT23SOT23是最常用的三极管封装,是最常用的三极管封装, SOT143SOT143用于射频用于射频 • • SOP SOP 、、 SOJSOJ:是:是DIPDIP的缩小型,与的缩小型,与DIPDIP功能相似功能相似 • QFP• QFP::占有面积大,引脚易变形,易失去共面性;占有面积大,引脚易变形,易失去共面性;引脚引脚 的柔性又能帮助释放应力,改善焊点的可靠的柔性又能帮助释放应力,改善焊点的可靠性。
性QFPQFP引腿最小间距为引腿最小间距为0.3mm0.3mm,,目前目前 0.5mm0.5mm间距已普遍应间距已普遍应用,用,0.3mm0.3mm、、 0.4mm0.4mm的的QFPQFP逐渐被逐渐被BGABGA替代选择时替代选择时注意贴片机精度是否注意贴片机精度是否 满足要求满足要求 b) SMDb) SMD的选择的选择21• PLCC• PLCC:占有面积小,引脚不易变形,:占有面积小,引脚不易变形,但检测不方便但检测不方便 • LCCC• LCCC:价格昂贵,主要用于高可靠性:价格昂贵,主要用于高可靠性的军用组件中,而且必须考虑器件与的军用组件中,而且必须考虑器件与电路板之间的电路板之间的CETCET问题问题 • BGA • BGA 、、CSPCSP:适用于:适用于I/OI/O高的电路中高的电路中22c) c) 片式机电元件:用于高密度、要求体积小、片式机电元件:用于高密度、要求体积小、重量轻的电子产品对于重量和体积大的电子重量轻的电子产品对于重量和体积大的电子产品应选用有引脚的机电元件产品应选用有引脚的机电元件d) THCd) THC((插装元器件)插装元器件)• •大功率器件、机电元件和特殊器件的片式化尚大功率器件、机电元件和特殊器件的片式化尚不成熟,还得采用插装元器件不成熟,还得采用插装元器件 • •从价格上考虑,选择从价格上考虑,选择THCTHC比比SMDSMD较便宜。
较便宜23•选择基材应根据选择基材应根据PCBPCB的使用条件和机械、电气性的使用条件和机械、电气性能要求来选择;能要求来选择;•根据印制板结构确定基材的覆铜箔面数根据印制板结构确定基材的覆铜箔面数( (单面、单面、双面或多层板双面或多层板) );;•根据印制板的尺寸、单位面积承载元器件质量,根据印制板的尺寸、单位面积承载元器件质量,确定基材板的厚度不同类型材料的成本相差很确定基材板的厚度不同类型材料的成本相差很大,在选择大,在选择PCBPCB基材时应考虑到下列因素:基材时应考虑到下列因素:•①①电气性能的要求电气性能的要求; ;•②Tg②Tg、、CTECTE、平整度等因素以及孔金属化的能力、平整度等因素以及孔金属化的能力; ;•③③价格因素价格因素6.PCB6.PCB基材的选用基材的选用249. PCB9. PCB板做成圆弧角板做成圆弧角•直角的直角的PCBPCB板在传送时容易产生卡板,因此板在传送时容易产生卡板,因此在设计在设计PCBPCB板时,要对板框做圆弧角处理,板时,要对板框做圆弧角处理,根据根据PCBPCB板尺寸的大小确定圆弧角的半径板尺寸的大小确定圆弧角的半径拼板和加有辅助边的拼板和加有辅助边的PCBPCB板在辅助边上做圆板在辅助边上做圆弧角。
弧角254.34.3.选择元器件.选择元器件264.4 SMT4.4 SMT设备对设备对PCBPCB设计的要求设计的要求•1. 1. PCBPCB外形、尺寸设计外形、尺寸设计•2 2..PCBPCB定位孔和夹持边的设置定位孔和夹持边的设置•3. 3. 基准标志基准标志(Mark)(Mark)设计设计•4 4..拼板设计拼板设计•5 5..选择元器件封装及包装形式选择元器件封装及包装形式•6 .6 .PCBPCB设计的输出文件设计的输出文件271. PCB1. PCB外形、尺寸设计外形、尺寸设计• 进进行行PCBPCB设设计计时时,,首首先先要要考考虑虑PCBPCB外外形形PCBPCB的的外外形形尺尺寸寸过过大大时时,,印印制制线线条条长长,,阻阻抗抗增增加加,,抗抗噪噪声声能能力力下下降降,,成成本本也也增增加加;;过过小小,,则则散散热热不不好好,,且且邻邻近近线线条条易易受受干干扰扰同同时时PCBPCB外外形形尺尺寸寸的的准准确确性性与与规规格格直直接接影影响响到到生生产产加加工工时时的的可可制制造性与经济性造性与经济性PCBPCB外形设计的主要内容包括:外形设计的主要内容包括:•((1 1)形状设计)形状设计• a) a) 印印制制板板的的外外形形应应尽尽量量简简单单,,一一般般为为矩矩形形,,长长宽宽比比为为3 3::2 2或或4 4::3 3,,其其尺尺寸寸应应尽尽量量靠靠标标准准系系列列的的尺尺寸寸,,以以便便简简化加工工艺,降低加工成本。
化加工工艺,降低加工成本• b) b) 板面不要设计得过大,以免再流焊时引起变形板面不要设计得过大,以免再流焊时引起变形28•PCBPCB尺寸是由贴装范围决定的尺寸是由贴装范围决定的•PCBPCB最大尺寸最大尺寸 = = 贴装机最大贴装尺寸贴装机最大贴装尺寸•PCBPCB最小尺寸最小尺寸 = = 贴装机最小贴装尺寸贴装机最小贴装尺寸•在设计在设计PCBPCB时,一定考虑贴装机的最大、最小贴装尺寸时,一定考虑贴装机的最大、最小贴装尺寸•JUKIJUKI机:机:PCBPCB允许长允许长××宽=宽=330×250330×250、、410×360 - 50 ×50 410×360 - 50 ×50 • 510×360 510×360、、510×460 - 50 ×50 510×460 - 50 ×50 •当当PCBPCB尺寸小于最小贴装尺寸时,必须采用拼板方式尺寸小于最小贴装尺寸时,必须采用拼板方式•((2) PCB2) PCB尺寸设计尺寸设计29a a 一般贴装机允许的板厚:一般贴装机允许的板厚:0.5-5mm0.5-5mm。
• PCBPCB厚度一般在厚度一般在0.5-2mm0.5-2mm范围内b b 只装配集成电路、小功率晶体管、电阻、电容等小功率元器只装配集成电路、小功率晶体管、电阻、电容等小功率元器件,在没有较强的负荷振动条件下,使用厚度为件,在没有较强的负荷振动条件下,使用厚度为1 1..6mm6mm、、板板的尺寸在的尺寸在500mm×500mm500mm×500mm之内;之内;C C 有负荷振动条件下,要根据振动条件采取缩小板的尺寸或加有负荷振动条件下,要根据振动条件采取缩小板的尺寸或加固和增加支撑点的办法,仍可使用固和增加支撑点的办法,仍可使用1.6mm1.6mm的板;的板;d d 板面较大或无法支撑时,应选择板面较大或无法支撑时,应选择2-3mm2-3mm厚的板e e 当当PCBPCB尺寸小于最小贴装尺寸时,必须采用拼板方式尺寸小于最小贴装尺寸时,必须采用拼板方式 ((3 3))PCBPCB厚度设计厚度设计302. PCB2. PCB定位孔和夹持边的设置定位孔和夹持边的设置• 一般丝印机、贴装机的一般丝印机、贴装机的PCBPCB定位有针定位、边定位有针定位、边定位两种定位方式定位两种定位方式。
• 为保证贴装精度,自动印刷机和贴装机都配为保证贴装精度,自动印刷机和贴装机都配有有PCBPCB基准校正用的视觉定位系统基准校正用的视觉定位系统•在导轨夹持边和定位孔附近不能布放元器件在导轨夹持边和定位孔附近不能布放元器件31(a)(a)(a)(a)针定位不能布放元器件的区域针定位不能布放元器件的区域针定位不能布放元器件的区域针定位不能布放元器件的区域(b)(b)(b)(b)边定位不能布放元器件的区域边定位不能布放元器件的区域边定位不能布放元器件的区域边定位不能布放元器件的区域32安装孔安装孔•如果不是用于接地如果不是用于接地,安装孔内壁不允许有电镀层安装孔内壁不允许有电镀层333. 3. 基准标志基准标志(Mark)(Mark)设计设计基准标志基准标志(Mark) (Mark) ::是为了纠正是为了纠正PCBPCB加工误差,用于光加工误差,用于光学定位的一组图形学定位的一组图形基准标志的种类:基准标志的种类:分为分为PCBPCB基准标志和局部基准标志基准标志和局部基准标志MarkMark形状:实心圆、三角形、菱形、方形、十字、空形状:实心圆、三角形、菱形、方形、十字、空心圆等都可以,优选实心圆。
心圆等都可以,优选实心圆34 MarkMark尺寸尺寸:: 1.5mm1.5mm~~ 2mm2mm最小 0.5mm0.5mm最大不能最大不能超过超过5mm5mmMarkMark表面表面:裸铜、镀锡、镀金均可,但要求镀层均匀、:裸铜、镀锡、镀金均可,但要求镀层均匀、不要过厚不要过厚MarkMark周围周围:考虑到阻焊材料颜色与环境反差,在:考虑到阻焊材料颜色与环境反差,在MarkMark周周围有围有1 1—2mm2mm无阻焊区,特别注意不要把无阻焊区,特别注意不要把MarkMark设置在电源设置在电源大面积地的网格上大面积地的网格上1)(1)基准标志图示基准标志图示(单位:(单位:mmmm)) 图中此区域内不能有任何图形和铜箔图中此区域内不能有任何图形和铜箔, , 35• (a) 针定位时基准标志图形不能布放区域针定位时基准标志图形不能布放区域 •(b) 边定位时,距边定位时,距板板边边4 mm内不能布放基准标志图形内不能布放基准标志图形 (2) (2) (2) (2) 基准标志布放位置基准标志布放位置基准标志布放位置基准标志布放位置基准标志布放位置根据贴装机的基准标志布放位置根据贴装机的基准标志布放位置根据贴装机的基准标志布放位置根据贴装机的PCBPCBPCBPCB传输方式决定,直接采传输方式决定,直接采传输方式决定,直接采传输方式决定,直接采用导轨传输用导轨传输用导轨传输用导轨传输PCBPCBPCBPCB时,在导轨夹持边和定位孔附近不能时,在导轨夹持边和定位孔附近不能时,在导轨夹持边和定位孔附近不能时,在导轨夹持边和定位孔附近不能布放布放布放布放MarkMarkMarkMark,,,,具体尺寸根据贴装机而异。
具体尺寸根据贴装机而异具体尺寸根据贴装机而异具体尺寸根据贴装机而异36(3) PCB(3) PCB(3) PCB(3) PCB基准标志基准标志基准标志基准标志—— PCB—— PCB—— PCB—— PCB基准标志用于整个基准标志用于整个基准标志用于整个基准标志用于整个PCBPCBPCBPCB光学定位的一组图形光学定位的一组图形光学定位的一组图形光学定位的一组图形• (a) (b) (c)(a) (b) (c)• PCB PCB基准标志位置示意图基准标志位置示意图• 37(4) (4) 局部基准标志局部基准标志————是用于引脚数量多,是用于引脚数量多,引脚间距小(中心距引脚间距小(中心距≤≤0.65 mm0.65 mm)的单个器件)的单个器件的一组光学定位图形的一组光学定位图形•局部基准标志位置示意图局部基准标志位置示意图38•4 4.拼板设计.拼板设计• 当当PCBPCB尺寸小于最小贴装尺寸时,必须采用拼板尺寸小于最小贴装尺寸时,必须采用拼板方式。
方式 拼板可以提高生产效率,双面全表面贴装,拼板可以提高生产效率,双面全表面贴装,并且不采用波峰焊工艺时,可采用双数拼板、正反并且不采用波峰焊工艺时,可采用双数拼板、正反面各半、两面图形完全相同的设计,这种设计可以面各半、两面图形完全相同的设计,这种设计可以采用同一块模板、节省编程、生产准备时间、提高采用同一块模板、节省编程、生产准备时间、提高生产效率和设备利用率生产效率和设备利用率39•a a 拼板的尺寸不可太大,也不可太小,应以制造、装配、和测拼板的尺寸不可太大,也不可太小,应以制造、装配、和测试过程中便以加工,不产生较大变形为宜试过程中便以加工,不产生较大变形为宜•根据根据PCBPCB厚度确定厚度确定1mm(1mm厚度的厚度的PCBPCB最大拼板尺寸最大拼板尺寸200mm×150mm)200mm×150mm)•b b 拼板的工艺夹持边(一般为拼板的工艺夹持边(一般为10mm10mm)•c MARKc MARK点加在每块小板的对角上,一般为二个(一点也可以)点加在每块小板的对角上,一般为二个(一点也可以)•d d 定位孔加在工艺边上,其距离为各边定位孔加在工艺边上,其距离为各边5mm.5mm.。
•e e 双面贴装如果不进行波峰焊时,可采用双数拼板正反各半双面贴装如果不进行波峰焊时,可采用双数拼板正反各半•f f 拼板中各块拼板中各块PCBPCB之间的互连有双面对刻之间的互连有双面对刻V V形槽和断签式两种方形槽和断签式两种方式要求既有一定的机械强度,又便于贴装后的分离要求既有一定的机械强度,又便于贴装后的分离•(1) (1) 拼板设计要求拼板设计要求: :405 5.选择元器件封装及包装形式.选择元器件封装及包装形式a a 封装尺寸及包装形式要符合贴装机供料器的配置;封装尺寸及包装形式要符合贴装机供料器的配置;b b 大批量生产时,大批量生产时,SMDSMD器件的包装尽量选用编带形式器件的包装尽量选用编带形式41 SMC/SMDSMC/SMD包装形式的选择也是影响自动贴装机生产包装形式的选择也是影响自动贴装机生产效率一项关键因素必须结合贴片机送料器的类型和效率一项关键因素必须结合贴片机送料器的类型和数目进行最佳选择数目进行最佳选择 • • 编带编带————除大尺寸的除大尺寸的QFPQFP、、PLCCPLCC、、LCCCLCCC、、BGABGA外,其余元器件均可采用。
已标准化编带宽度有外,其余元器件均可采用已标准化编带宽度有8 8、、1212、、1616、、2424、、3232、、4444、、56mm56mm是应用最广、使用时间是应用最广、使用时间最长、适应性最强、贴装效率高的一种包装形式最长、适应性最强、贴装效率高的一种包装形式 e) SMC/SMDe) SMC/SMD包装选择包装选择42• • 管式管式————主要用于主要用于SOPSOP、、SOJSOJ、、PLCCPLCC、、PLCCPLCC的插的插座通常用于小批量生产,及用量较小的场合通常用于小批量生产,及用量较小的场合• • 托盘式托盘式————主要用于主要用于SOPSOP、、QFPQFP、、BGABGA等• • 散装散装————用于矩形、圆柱形电容器、电阻器用于矩形、圆柱形电容器、电阻器436 PCB6 PCB设计的输出文件设计的输出文件• 规定规定PCBPCB设计的输出文件,给贴片程序、设计的输出文件,给贴片程序、MarkMark、、元件名元件名规定命名方法(便以贴片、规定命名方法(便以贴片、AOIAOI、、测编程)测编程)•(1)(1)设计输出文件设计输出文件• 除满足印制板加工标准中规定的印制板设计输出文件除满足印制板加工标准中规定的印制板设计输出文件外,外,SMTSMT印制板设计还需生成以下二个文件印制板设计还需生成以下二个文件•a) a) 贴装机的贴装机的CAMCAM纯文本文件或符合纯文本文件或符合ASCIIASCII码的码的PCBPCB坐标纯文坐标纯文本文件。
本文件• b) b) 元器件明细表,该文件包括元器件的位号、型号规格元器件明细表,该文件包括元器件的位号、型号规格和封装类型并以纯文本文件的形式输出和封装类型并以纯文本文件的形式输出•(注:应分别提供(注:应分别提供A A、、B B面的座标文件及元器件明细表面的座标文件及元器件明细表))44a) PCBPCB坐标坐标纯纯文本文件文本文件• 此此文文件件是是基基准准标标志志和和贴贴片片元元器器件件的的名名称称、、位位号号、、X X轴轴座座、、Y Y轴轴座座标标、、T T旋旋转转角角度度以以及及元元器器件件的的封封装装形形式式或或型型号号规规格格说说明明((可可省省略略))文文本本文文件件或或符符合合ASCIIASCII码码的的PCBPCB坐坐标标文文本本文文件件此此文文件件可可以以由由PCBPCB的的CADCAD设计软件生成(设计软件生成(CAMCAM文件)• 45例如:例如:元件名称元件名称 位号位号 X X轴座标轴座标 Y Y轴座标轴座标 T T旋转角度旋转角度 说明说明2125 R103 R20 X 2008 Y 491 180 Missing RI11-1/8-10k2125 R103 R20 X 2008 Y 491 180 Missing RI11-1/8-10k2125 C101 C15 X 3800 Y 1950 90 Missing CC41-50V-100P2125 C101 C15 X 3800 Y 1950 90 Missing CC41-50V-100PSOP16 D19 X6800 Y 2650 270 Missing 74FC374SOP16 D19 X6800 Y 2650 270 Missing 74FC374SS1MK MK1 X200 Y200 0 SS1MK MK1 X200 Y200 0 (PCB(PCB基准标志基准标志) )SS1MK MK2 X2200 Y1800 0 SS1MK MK2 X2200 Y1800 0 (PCB(PCB基准标志基准标志) )46b) b) 元器件明细表元器件明细表•位号位号 型号规格型号规格 封装类型封装类型 •C1 C101C1 C101(或(或CC41-50V-100PCC41-50V-100P)) 08050805(或(或Chip2125Chip2125))•C2 C104C2 C104(或(或CT41-50V-0.1μFCT41-50V-0.1μF)) 08050805(或(或Chip2125Chip2125))•R1 R122R1 R122(或(或RI11-1/10W-1.2kRI11-1/10W-1.2k)) 08050805(或(或Chip2125Chip2125)) •R2 R103R2 R103(或(或RI11-1/8-10kRI11-1/8-10k)) 12061206(或(或Chip3216Chip3216)) •D1 74FC374 TSOP48 D1 74FC374 TSOP48 •D2 EPM7128SQC160P QFP160 D2 EPM7128SQC160P QFP160 •D3 TC528257 SOJ40 narrowD3 TC528257 SOJ40 narrow(或(或SOJ40NSOJ40N))•D4 74HC245D SOP20 wideD4 74HC245D SOP20 wide(或(或S20WS20W))47•c) c) 贴装元器件的焊盘图形文件(简称漏板贴装元器件的焊盘图形文件(简称漏板文件,用于加工印刷模板)。
文件,用于加工印刷模板)48( (2) 2) 给贴片程序、给贴片程序、MarkMark、、元件名规定命名元件名规定命名方法(便以贴片、方法(便以贴片、AOIAOI、、测编程测编程))•例如:例如:•—— —— 贴片程序名的命名方法:贴片程序名的命名方法:• 贴片程序一般以产品贴片程序一般以产品PCBPCB代号为文件名代号为文件名•—— Mark—— Mark名的命名方法名的命名方法• (a) PCB Mark(a) PCB Mark以产品代号为名以产品代号为名•(b)(b)局部局部MarkMark以器件名称为名以器件名称为名• 当局部当局部MarkMark的形状尺寸与的形状尺寸与PCB MarkPCB Mark相同时,相同时,• 可采用与可采用与PCB MarkPCB Mark相同的名字相同的名字49•——元件名的命名方法元件名的命名方法•(不同单位可以有本单位的命名方法)(不同单位可以有本单位的命名方法)•1 1 一般电阻电容一般电阻电容• ×××××××× ×× ×××××× • • • 元件值元件值• 元件种类元件种类• 元件尺寸元件尺寸50元件名命名举例元件名命名举例片式电阻、电容:片式电阻、电容:a) 2125 R 100 a) 2125 R 100 — 表示元件封装尺寸为表示元件封装尺寸为2mm2mm×1.25mm1.25mm,, 阻值为阻值为100100 的片式电阻。
的片式电阻b)3216 R 20K b)3216 R 20K — 表示元件封装尺寸为表示元件封装尺寸为3.2mm3.2mm×1.6mm1.6mm,, 阻值为阻值为20K20K 的片式电阻的片式电阻c) 2125 C100P c) 2125 C100P — 表示元件封装尺寸为表示元件封装尺寸为2mm2mm×1.25mm1.25mm,, 容值为容值为100Pf100Pf的片式电容的片式电容d)2125 C0.1u d)2125 C0.1u — 表示元件封装尺寸为表示元件封装尺寸为2mm2mm×1.25mm1.25mm,, 容值为容值为0.1uf0.1uf的片式的片式电容51元件名命名举例元件名命名举例•钽电容、电位器、电感器、圆柱形元器件:钽电容、电位器、电感器、圆柱形元器件:•a)C47u/16V —a)C47u/16V —表示容值表示容值47uf47uf耐压为耐压为16V16V的片式钽电容。
的片式钽电容•b) W10K — b) W10K — 表示阻值为表示阻值为10K10K的片式电位器的片式电位器•c) L82uH — c) L82uH — 表示表示82uH82uH的片式电感器的片式电感器 d) MELF_4148—d) MELF_4148—表示型号为表示型号为41484148、、 圆柱形封装的片式二极管圆柱形封装的片式二极管52元件名命名举例元件名命名举例-晶体管晶体管晶体管有三种封装类型晶体管有三种封装类型a)a)SOT23 SOT23 — 表示表示 此种封装类型的三极管此种封装类型的三极管b) SOT89 b) SOT89 — 表示表示 此种封装类型的晶体管此种封装类型的晶体管c) SOT143 c) SOT143 — 表示表示 此种封装类型的晶体管此种封装类型的晶体管d) SOT23-1 d) SOT23-1 — 其中其中“-1-1”表示某种型号三极管的表示某种型号三极管的代号534.6 SMC/SMD焊盘设计54测试点测试点• (a) (a) PCBPCB上上可可设设置置若若干干个个测测试试点点,,这这些些测测试试点点可可以以是是孔孔或或焊焊盘。
盘• (b) (b) 测试孔设置与再流焊导通孔要求相同测试孔设置与再流焊导通孔要求相同• (c) (c) 探针测试支撑导通孔和测试点要求探针测试支撑导通孔和测试点要求: :• 采采用用在线测测试试时时,,PCBPCB上上要要设设置置若若干干个个探探针针测测试试支支撑撑导导通通孔孔和和测测试试点点, ,这这些些孔孔或或点点和和焊焊盘盘相相连连时时, ,可可从从有有关关布布线线的的任任意意处引出处引出, ,但应注意以下几点但应注意以下几点: :• ————要要注注意意不不同同直直径径的的探探针针进进行行自自动动在线测测试试((ATEATE))时时的最小间距;的最小间距;• ——导导通通孔孔不不能能选选在在焊焊盘盘的的延延长长部部分分,,与与再再流流焊焊导导通通孔孔要要求相同;求相同;• ——测试点不能选择在元器件的焊点上测试点不能选择在元器件的焊点上55阻焊、丝网的设置阻焊、丝网的设置•①①阻焊阻焊• ((a a))PCBPCB制作应选择热风整平工艺制作应选择热风整平工艺• ((b b))阻阻焊焊图图形形尺尺寸寸要要比比焊焊盘盘周周边边大大0.05 0.05 mmmm~~0.254 0.254 mmmm,,防防止阻焊剂污染焊盘。
止阻焊剂污染焊盘• ((c c))当当窄窄间间距距或或相相邻邻焊焊盘盘间间没没有有导导线线通通过过时时,,允允许许采采用用图图4(a)4(a)的的方方法法设设计计阻阻焊焊图图形形;;当当相相邻邻焊焊盘盘间间有有导导线线通通过过时时,,为为了防止焊料桥接,应采用如图了防止焊料桥接,应采用如图4(b)4(b)的方法设计阻焊图形的方法设计阻焊图形 • (a) (b)(a) (b)• 图图4 4 阻焊图形阻焊图形56•② ② 丝网图形丝网图形• 一般情况需要在丝网层标出元器件的丝网图形,丝网图一般情况需要在丝网层标出元器件的丝网图形,丝网图形包括丝网符号、元器件位号、极性和形包括丝网符号、元器件位号、极性和IC的的1脚标志高脚标志高密度窄间距时可采用简化符号见图密度窄间距时可采用简化符号见图5特殊情况可省去特殊情况可省去578. 8. 再流焊与波峰焊贴片元件的排列方向设计再流焊与波峰焊贴片元件的排列方向设计58• (1) (1) 再流焊工艺的元器件排布方向再流焊工艺的元器件排布方向• 为为了了减减少少由由于于元元器器件件两两侧侧焊焊端端不不能能同同步步受受热热而而产产生生竖竖碑碑、、移移位位、、焊焊端端脱脱离离焊焊盘盘等等焊焊接接缺缺陷陷,,要要求求PCBPCB上上两两个个端端头头的的片片式式元元件件的的长长轴轴应应垂垂直直于于再再流流焊焊炉炉的的传传送送带带方方向向;;SMDSMD器件长轴应平行于传送带方向。
器件长轴应平行于传送带方向• 59•对对于于大大尺尺寸寸的的PCBPCB,,为为了了使使PCBPCB两两侧侧温温度度尽尽量量保保持持一一致致,,PCBPCB长长边边应应平平行行于于再再流流焊焊炉炉的的传传送送带带方方向向,,因此当因此当PCBPCB尺寸大于尺寸大于200mm200mm时要求:时要求:• a a 两两个个端端头头ChipChip元元件件的的长长轴轴与与PCBPCB的的长长边边相相垂垂直直; ;• b SMD b SMD器件的长轴与器件的长轴与PCBPCB的长边平行;的长边平行;• c c 双面组装的双面组装的PCBPCB两个面上的元器件取向一致两个面上的元器件取向一致60( ( ( (2) 2) 2) 2) 波峰焊工艺的元器件排布方向波峰焊工艺的元器件排布方向波峰焊工艺的元器件排布方向波峰焊工艺的元器件排布方向 a a ChipChip元元件件的的长长轴轴应应垂垂直直于于波波峰峰焊焊机机的的传传送送带带方方向向;;SMDSMD器器件件长长轴应平行于波峰焊机的传送带方向轴应平行于波峰焊机的传送带方向• b b 为为了了避避免免阴阴影影效效应应,,同同尺尺寸寸元元件件的的端端头头在在平平行行于于焊焊料料波波方方向向排排成成一一直直线线;;不不同同尺尺寸寸的的大大小小元元器器件件应应交交错错放放置置;;小小尺尺寸寸的的元元件件要要排排布布在在大大元元件件的的前前方方;;防防止止元元件件体体遮遮挡挡焊焊接接端端头头和和引引脚脚。
当不能按以上要求排布时,元件之间应留有当不能按以上要求排布时,元件之间应留有3~5mm3~5mm间距•(3) (3) 元元器器件件的的特特征征方方向向应应一一致致如如::电电解解电电容容器器极极性性、、二二极极管管的的正极、三极管的单引脚端、集成电路的第一脚等正极、三极管的单引脚端、集成电路的第一脚等61 •c) c) 波峰焊时,应将导通孔设置在焊盘的尾部或靠近焊盘导波峰焊时,应将导通孔设置在焊盘的尾部或靠近焊盘导通孔的位置应不被元件覆盖,便于气体排出当导通孔设置在通孔的位置应不被元件覆盖,便于气体排出当导通孔设置在焊盘上时,一般孔与元件端头相距焊盘上时,一般孔与元件端头相距0.254mm0.254mm•d) d) 元器件的布排方向与顺序:元器件的布排方向与顺序:•* * 元器件布局和排布方向应遵循较小的元件在前和尽量避免互元器件布局和排布方向应遵循较小的元件在前和尽量避免互相遮挡的原则;相遮挡的原则;•* * 波峰焊接面上的大小元器件应交错放置,不应排成一直线;波峰焊接面上的大小元器件应交错放置,不应排成一直线;•* * 波峰焊接面上不能安放波峰焊接面上不能安放QFPQFP、、PLCCPLCC等四边有引脚的器。
等四边有引脚的器•* * 由于波峰焊接前已经将片式元器件用贴片胶粘接在由于波峰焊接前已经将片式元器件用贴片胶粘接在PCBPCB上了,上了,波峰焊时不会移动位置,因此对焊盘的形状、尺寸、对称性以波峰焊时不会移动位置,因此对焊盘的形状、尺寸、对称性以及焊盘和导线的连接等要求都可以根据印制板的实际情况灵活及焊盘和导线的连接等要求都可以根据印制板的实际情况灵活一些624.7 目前国内目前国内SMTSMT印制电路板设计印制电路板设计中的常见问题及解决措施中的常见问题及解决措施9/6/2024631. PCB1. PCB1. PCB1. PCB设计中的常见问题(举例)设计中的常见问题(举例)设计中的常见问题(举例)设计中的常见问题(举例)•(1) (1) 焊盘结构尺寸不正确焊盘结构尺寸不正确• 以以ChipChip元件为例:元件为例: •a a 当当焊焊盘盘间间距距G G过过大大或或过过小小时时,,再再流流焊焊时时由由于于元元件件焊焊端端不不能与焊盘搭接交叠,会产生吊桥、移位能与焊盘搭接交叠,会产生吊桥、移位• 焊盘间距焊盘间距G G过大或过小过大或过小 •b b 当当焊焊盘盘尺尺寸寸大大小小不不对对称称,,或或两两个个元元件件的的端端头头设设计计在在同同一一个个焊焊盘盘上上时时,,由由于于表表面面张张力力不不对对称称,,也也会会产产生生吊吊桥桥、、移位。
移位64•(2) (2) 通孔设计不正确通孔设计不正确• 导导通通孔孔设设计计在在焊焊盘盘上上,,焊焊料料会会从从导导通通孔孔中中流流出出,,会造成焊膏量不足会造成焊膏量不足• 印制导线印制导线• 不正确不正确 正确正确 • 导通孔示意图导通孔示意图65•(3) (3) 阻焊和丝网不规范阻焊和丝网不规范• 阻阻焊焊和和丝丝网网加加工工在在焊焊盘盘上上,,其其原原因因::一一是是设设计计;;二二是是PCBPCB制制造造加加工工精精度度差差造造成成的的其其结结果果造造成成虚虚焊焊或或电电气气断断路66•(4) (4) 元器件布局不合理元器件布局不合理• a a 没有按照再流焊要求设计,再流焊时造成温度不均匀没有按照再流焊要求设计,再流焊时造成温度不均匀67•b b 没有按照波峰焊要求设计,波峰焊时造成阴影效应没有按照波峰焊要求设计,波峰焊时造成阴影效应。
68•(5) (5) 基准标志基准标志(Mark)(Mark)、、PCBPCB外形和尺寸外形和尺寸、、PCBPCB定位孔和夹持边定位孔和夹持边的设置不正确的设置不正确• a a 基准标志基准标志(Mark)(Mark)做在大地的网格上,或做在大地的网格上,或MarkMark图形周围有图形周围有阻焊膜,由于图象不一致与反光造成不认阻焊膜,由于图象不一致与反光造成不认MarkMark、、频繁停机频繁停机• b b 导轨传输时,由于导轨传输时,由于PCBPCB外形异形、外形异形、PCBPCB尺寸过大、过小、尺寸过大、过小、或由于或由于PCBPCB定位孔不标准,造成无法上板,无法实施机器贴定位孔不标准,造成无法上板,无法实施机器贴片操作• c c 在定位孔和夹持边附近布放了元器件,只能采用人工补在定位孔和夹持边附近布放了元器件,只能采用人工补贴• d d 拼板槽和缺口附近的元器件布放不正确,裁板时造成损拼板槽和缺口附近的元器件布放不正确,裁板时造成损坏元器件坏元器件69•(6) PCB(6) PCB材料选择、材料选择、PCBPCB厚度与长度、宽度尺寸比不合适厚度与长度、宽度尺寸比不合适• a a 由由于于PCBPCB材材料料选选择择不不合合适适,,在在贴贴片片前前就就已已经经变变形形,,造成贴装精度下降。
造成贴装精度下降• b b PCBPCB厚厚度度与与长长度度、、宽宽度度尺尺寸寸比比不不合合适适造造成成贴贴装装及及再再流流焊焊时时变变形形,,容容易易造造成成焊焊接接缺缺陷陷,,还还容容易易损损坏坏元元器器件件特别是焊接特别是焊接BGABGA时容易造成虚焊时容易造成虚焊• • 虚焊虚焊70•(7) BGA(7) BGA的常见设计问题的常见设计问题• a a 焊盘尺寸不规范,过大或过小焊盘尺寸不规范,过大或过小• b b 通孔设计在焊盘上,通孔没有通孔设计在焊盘上,通孔没有做埋孔处理做埋孔处理• c c 焊盘与导线的连接不规范焊盘与导线的连接不规范• d d 没有设计阻焊或阻焊不规范没有设计阻焊或阻焊不规范71•(8) (8) 元器件和元器件的包装选择不合适元器件和元器件的包装选择不合适• 由由于于没没有有按按照照贴贴装装机机供供料料器器配配置置选选购购元元器器件件和和元元器器件的包装件的包装,造成无法用贴装机贴装造成无法用贴装机贴装•(9)齐套备料时把编带剪断。
齐套备料时把编带剪断•(10)PCB外外形形不不规规则则、、PCB尺尺寸寸太太小小、、没没有有加加工工拼拼板板造造成不能上机器贴装成不能上机器贴装……等等721. SMT1. SMT印制电路板可制造性设计审核的目的印制电路板可制造性设计审核的目的•(1)(1)为了满足为了满足SMTSMT工艺要求工艺要求• SMTSMT工艺与传统插装工艺有很大区别,对工艺与传统插装工艺有很大区别,对PCBPCB设计有专门要求设计有专门要求 •(2)(2)为了要满足为了要满足SMTSMT自动贴装、自动检测的要求自动贴装、自动检测的要求• SMTSMT具有全自动、高速度、高效益的特点,不同厂家的生产具有全自动、高速度、高效益的特点,不同厂家的生产设备对设备对PCBPCB的形状、尺寸、夹持边、定位孔、基准标志图形设置的形状、尺寸、夹持边、定位孔、基准标志图形设置等有不同的规定,如果设计不正确会导致组装质量下降,会造成等有不同的规定,如果设计不正确会导致组装质量下降,会造成贴装困难、频繁停机,影响自动化生产设备正常运行,影响贴装贴装困难、频繁停机,影响自动化生产设备正常运行,影响贴装效率;增加返修率,直接影响产品质量和成品率,严重时还会造效率;增加返修率,直接影响产品质量和成品率,严重时还会造成印制板报废等质量事故。
成印制板报废等质量事故•(3)(3)总的目的是为了缩短开发周期、降低成本、提高产品质量,总的目的是为了缩短开发周期、降低成本、提高产品质量,实现从设计到制造一次成功的目的实现从设计到制造一次成功的目的73• 由于由于PCBPCB设计的质量问题在生产工艺中是很难甚至设计的质量问题在生产工艺中是很难甚至无法解决的,如果疏忽了对设计质量的控制,在批生无法解决的,如果疏忽了对设计质量的控制,在批生产中将会带来很多麻烦,会造成元器件、材料、工时产中将会带来很多麻烦,会造成元器件、材料、工时的浪费,甚至会造成重大损失因此要求的浪费,甚至会造成重大损失因此要求SMTSMT印制板设印制板设计人员应根据计人员应根据SMTSMT工艺特点以及工艺特点以及SMTSMT生产设备要求进行生产设备要求进行设计,同时在设计模样、正样、小批试生产和大批生设计,同时在设计模样、正样、小批试生产和大批生产各阶段都必须执行可制造性设计审核制度特别是产各阶段都必须执行可制造性设计审核制度特别是在批生产前必须严格按照设备和工艺对在批生产前必须严格按照设备和工艺对PCBPCB设计的要求设计的要求进行审核在给印制板加工厂提交进行审核。
在给印制板加工厂提交CADCAD设计资料前,必设计资料前,必须一一确认须一一确认742 2.审核程序.审核程序•首先是设计人员自审;首先是设计人员自审;•然后由工艺人员逐项审核;然后由工艺人员逐项审核;•完成审核后要审核报告,提出修改建议;完成审核后要审核报告,提出修改建议;•与设计人员协商后进行修改,最后必须由主管工艺师批与设计人员协商后进行修改,最后必须由主管工艺师批准;准;•每个阶段要组织召开评审会每个阶段要组织召开评审会753. PCB3. PCB可制造性设计审核审核内容可制造性设计审核审核内容•3.1 PCB3.1 PCB的尺寸和结构形状、装配孔、散热孔的位置、的尺寸和结构形状、装配孔、散热孔的位置、尺寸,边缘尺寸等是否符合要求尺寸,边缘尺寸等是否符合要求76•3.2 PCB3.2 PCB组装形式和工艺设计是否合理组装形式和工艺设计是否合理•PCBPCB设计时在满足整机电性能、机械结构以及可靠性要设计时在满足整机电性能、机械结构以及可靠性要求的前提下,还要从降低成本和提高组装质量出发,求的前提下,还要从降低成本和提高组装质量出发,应该做以下几方面考虑:应该做以下几方面考虑:•a a 最大限度减少最大限度减少PCBPCB层数层数•能采用单面板就不用双面板,能采用双面板就不用多能采用单面板就不用双面板,能采用双面板就不用多层板,尽量减少层板,尽量减少PCBPCB加工成本。
加工成本•b b 尽量采用再流焊工艺尽量采用再流焊工艺•c c 最大限度减少组装工艺流程最大限度减少组装工艺流程, ,尽量采用免清洗工艺尽量采用免清洗工艺77•3.3 3.3 是否满足是否满足SMTSMT设备对设备对PCBPCB设计要求设计要求• a PCBa PCB形状、尺寸是否正确,小尺寸形状、尺寸是否正确,小尺寸PCBPCB是否考虑是否考虑了拼板工艺;了拼板工艺;• b b 夹持边设计是否正确;夹持边设计是否正确;• c c 定位孔设计是否正确;定位孔设计是否正确;• d d 定位孔及非接地安装孔是否标明非金属化;定位孔及非接地安装孔是否标明非金属化;• e e 基准标志图形及设置位置是否符合规定,基准基准标志图形及设置位置是否符合规定,基准标志图形周围是否留出标志图形周围是否留出1 1~1.5mm1.5mm无阻焊区;无阻焊区;• f 是否考虑了环境保护要求是否考虑了环境保护要求78•3.4 3.4 是否符合是否符合SMTSMT工艺对工艺对PCBPCB设计的要求设计的要求•a a 基板材料、元器件及元器件包装的选用是否符合要求;基板材料、元器件及元器件包装的选用是否符合要求;•b b 焊盘(形状、尺寸、间距)是否符合焊盘(形状、尺寸、间距)是否符合DFMDFM规范;规范;•c c 引线宽度、形状、间距、引线与焊盘的连接是否符合引线宽度、形状、间距、引线与焊盘的连接是否符合要求要求;;•d d 元器件整体布局、元器件之间最小间距是否符合要求,元器件整体布局、元器件之间最小间距是否符合要求,大器件周围是否考虑了返修尺寸;大器件周围是否考虑了返修尺寸;•e e 再流焊面元器件排布方向是否符合要求;再流焊面元器件排布方向是否符合要求;•f f 波峰焊时元器件排布方向是否符合要求;波峰焊时元器件排布方向是否符合要求;79•g g 插装元器件的孔径、焊盘设计是否符合插装元器件的孔径、焊盘设计是否符合DFMDFM规范;规范;•h h 元器件的极性排列方向是否尽量一致;元器件的极性排列方向是否尽量一致;•i i 阻焊膜及丝网图形是否正确,元件极性与阻焊膜及丝网图形是否正确,元件极性与ICIC第第1 1脚是否标出;脚是否标出;•j j 轴向元件插装孔跨距是否合适(或元件成形是否正确);轴向元件插装孔跨距是否合适(或元件成形是否正确);•k k 径向元件插装孔跨距是否与引脚中心距一致;径向元件插装孔跨距是否与引脚中心距一致;•l l 相邻插装元件之间距离是否有利于手工插装操作;相邻插装元件之间距离是否有利于手工插装操作;•m PCBm PCB上接插件位置是否有利于布线与插拔。
上接插件位置是否有利于布线与插拔80•3.5 3.5 是否满足检验、测试要求是否满足检验、测试要求• a a 测试点(孔)焊盘尺寸及间距设计是否正确,测试点(孔)焊盘尺寸及间距设计是否正确,是否满足是否满足AOI、、测、功能测测、功能测要求;要求;• b b 是否考虑了是否考虑了测试通道、夹具问题;测试通道、夹具问题;•3.6 3.6 是否考虑了散热、高频、电磁干扰等问题是否考虑了散热、高频、电磁干扰等问题•3.7 3.7 工艺材料的选用是否考虑了既要满足工艺、质量工艺材料的选用是否考虑了既要满足工艺、质量可靠性的要求,又考虑了节约成本可靠性的要求,又考虑了节约成本81•3.8 3.8 设计输出文件是否完整设计输出文件是否完整•除满足印制板加工标准中规定的印制板设计输出文件外,除满足印制板加工标准中规定的印制板设计输出文件外,SMT印制板设计还需生成以下三个文件(贴装机座标文件及印制板设计还需生成以下三个文件(贴装机座标文件及元器件明细表元器件明细表A、、B面分别提供)面分别提供)• a) PCBPCB坐标坐标纯纯文本文件是否正确文本文件是否正确• 是否包括了基准标志和贴片元件的位号、是否包括了基准标志和贴片元件的位号、X、、Y轴座标、轴座标、T旋转角度以及元件的封装名称(不应包括插装元件)旋转角度以及元件的封装名称(不应包括插装元件)•b)元器件明细表中元器件的位号、型号规格和封装类型并是否元器件明细表中元器件的位号、型号规格和封装类型并是否符合设计文件,是否以纯文本文件的形式输出。
符合设计文件,是否以纯文本文件的形式输出•c) 贴装元器件的焊盘图形文件是否正确(不应包括插装元件)贴装元器件的焊盘图形文件是否正确(不应包括插装元件)•d) d) 以上二个文本文件中的贴片程序、以上二个文本文件中的贴片程序、MarkMark、、元件名是否符号元件名是否符号命名方法的规定命名方法的规定824 PCB4 PCB可制造性设计审核标准和依据可制造性设计审核标准和依据•(1) (1) 本企业本企业DFMDFM标准标准(规范规范);;•(2) (2) 参参考考IPC、、EIA、、SMEMA等等国国际际标标准准以以及及国国内内SJ/TSJ/T等等标准;标准;•(3) (3) 元器件厂商提供的元器件尺寸和推荐的焊盘设计图形;元器件厂商提供的元器件尺寸和推荐的焊盘设计图形;•(4) PCB(4) PCB设计设计硫酸纸图;硫酸纸图;•(5) (5) CAD设计文件(需要用专用软件打开)设计文件(需要用专用软件打开)836 6.写出审核报告.写出审核报告• 完成审核后要写出审核报告,指出存在问题、提出修改完成审核后要写出审核报告,指出存在问题、提出修改建议,然后与设计人员协商后进行修改,最后必须由主管工建议,然后与设计人员协商后进行修改,最后必须由主管工艺师批准。
艺师批准• 审核报告的格式可根据本单位的具体情况和要求进行设审核报告的格式可根据本单位的具体情况和要求进行设计8485。












