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工程师必看-PCB设计标准工艺要求(四)

很多朋友经常和我们说不懂PCB生产工艺是怎么样的?更不知道哪里是坑?要怎么避免踩坑?于是我们打算给大家普及一些标准PCB设计应遵守的基本工艺要求,会分几个部分来写,欢迎持续关注哦。

一、元件的选用原则

a)为了优化工艺流程,提高产品档次,在市场可提供稳定供货的条件下,尽可能选用表面贴装元器件(SMD/SMC)。实际上,包括各种连接器在内的大多数种类的元件都有表面贴装型的,对有些板完全可以全表面贴装化。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录b)为了简化工序,对连接器类的机电元件,元件体的固定(或加强)方式尽可能选用压接安装的结构,其次选焊接型、铆接型的连接器,这些都选不到再考虑选用螺装型的,如图16所示,以便高效率装配。

c)表面贴装连接器引脚形式的选用,尽可能选引脚外伸型,如图17示,以便返修。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录对位置有要求的一定要选带定位销的,否则会因焊接时位置的漂移使装配困难。

d)元件选择必须考虑其耐受温度和耐受时间,图18为相关工序的温度和时间,供参考。

e)元件选择必须考虑生产线各工序对元件的高度限制,以下是关键工序对贴片元器件高度的限制,其余要求参见Q/ZX28.006。

二、组装方式

2.1推荐的组装方式

组装形式,即SMD与THC在PCB正反两面上的布局。不同的组装形式对应不同的工艺流程,它受现有生产线限制。针对公司实际情况,应该优选表6所列形式之一,采用其他形式需要与工艺人员商议。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录另外还应该注意:在波峰焊的板面上(IV、V组装方式)尽量避免出现仅几个SMD的情况,它增加了组装流程。

2.2组装方式说明

a)关于双面纯SMD板(IⅡ)两面全SMD,这类板采用两次再流焊工艺,在焊接第二面时,已焊好的第一面上的元件焊点同时再次熔化,仅靠焊料的表面张力附在PCB下面,较大较重的元件容易掉落。因此,元件布局时尽量将较重的元件集中布放在A面,较轻的布放在B面。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录b)关于混装板(IV)混装板B面(即焊接面)采用波峰焊进行焊接,在此面所布元件种类、位向、间距一定要符合10.3条的规定。

三、元件布局

3.1A面上元件的布局

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录元器件尽可能有规则地、均匀地分布排列。在A面上的有极性元器件的正极、集成电路的缺口等统一朝上、朝左放置,如果布线困难,可以有例外。有规则地排列方便检查、利于提高贴片/插件速度;均匀分布利于散热和焊接工艺的优化。

3.2A面元件间距要求

A面(回流焊接面)主要封装元件布局间距要求

1.()外数据单位:mm;()内数据单位:mil。

2.所有数值均指最小值。

3.n:对应Valor的无脚边(no-leaded);w:对应Valor的有脚边(with leaded);对于PFConn.等类似器件来讲,n主要指窄边,w指宽边。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录4.如果不考虑返修,可以小至2mm(进行Underfil1的需要),其它封装同。

5.此项设置适合以下情况:

a)元件面PTH高于PFConn.高度下距离;b)焊接面PTH引脚焊点和贴片元件距离PFConn.距离;对于元件面PTH低于PFConn.高度下,距离不得小于1mm(40mil)。

6、***对于1206和1210封装的电阻、电容和C型电感,该值为0.7mm(28mi1),对于排阻有脚边,该值为1.5mm(60)。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录7、对于压接插座周围陶瓷电容器,为防止压接过程中,陶瓷电容断裂,必须保证有2.5mm间距。

8、对于QFP、Chip、SOP等焊盘在外封装,间距指焊盘间间距;对于BGA、PLCC座等元件体在外封装,间距指元件体之间间距。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录3.3B面(波峰焊接面)贴片元件布局的特殊要求

a)允许布设元件种类

1608(0603)封装尺寸以上贴片电阻、贴片电容(不含立式铝电解电容)、SOT、SOP(引线中心距≥1mm(40mil))且高度小于6mm。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录磁珠器件建议不要放在波峰焊一面,因为有拉尖的可能性较大;考虑波峰焊热冲击和CTE不匹配的问题会导致可靠性降低,对于大于2125的陶瓷电容封装建议最好不要放在波峰焊面,具体可参考器件厂家要求进行设计。

b)放置位向

采用波峰焊焊接贴片元器件时,波峰焊面上相邻元件错开的或高度不一致时,常常因前面元器件挡住后面元器件而产生漏焊现象,即通常所说的遮蔽效应。因此,必须将元器件引线垂直于波峰焊焊接时PCB的传送方向,即按照图19所示的正确布局方式进行元器件布局,且每相邻两个元器件必须满足一定的间距要求(见下条),否则将产生严重的漏焊现象。

c)间距要求

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录波峰焊时,两个大小不同的元器件或错开排列的元器件,,它们之间的间距按照下列原则设计:

当元件高度≤0.8mm时,要求元件间距≥0.8mm,参见图a处。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录当元件高度在0.8-2.5mm之间时,相对波峰焊传送方向,要求元件间距不小于先进波峰元件高度,参见图b处。

当元件高度≥2.5mm时,要求元件间距不小于2.5mm,参见图c处。

图20示出相关尺寸要求,否则,易产生漏焊或桥连,见图20。

d)传送方向

传送方向表明了单板在流水线上的行进方向,用图21所示涂满白色丝印油墨箭头在元件面标注。如此表示单板,箭头焊接面头部方向元件先上锡,尾部方向元件后上锡。原则上,箭头大小根据板面空白空间面积设计,美观、清晰即可;箭头放置在靠边空白处,数量为1个

为保证正确的传送方向,EDA人员应会同PCB工艺人员一起,讨论决定波峰焊接面单板传送方向。原则上,对于波峰焊接面只能以一个方向进行波峰焊的单板(因为阴影效应),才标注传送方向;对于单板尺寸较小,可在拼版上标注;对于密度较高,实在无法放置箭头的单板以及双向都可以进行波峰焊的单板可不标注。

e)焊盘要求

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录波峰焊时,对于0805/0603、SOT、SOP、但电容器,在焊盘设计上应该按照以下工艺要求做一些修改,这样有利于减少类似漏焊、桥连这样的一些焊接缺陷。①对于0805/0603元件按照Q/ZX04.100.5《印制电路板设计规范—SMD元器件封装尺寸要求》的要求设计;

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录②对SOT、但电容器,焊盘应比正常设计的焊盘向外扩展0.3mm(12mi1),以免产生漏焊缺陷;③对于SOP,如果方便的话,应该在每个元器件一排引线的前后置设计一个工艺焊盘,其尺寸一般比焊盘稍宽一些,用于防止产生桥连缺陷,如图22所示。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录④焊接面上所布高度超过6mm的元件(波峰焊后补焊的插装元件)尽量集中布置,以减少测试针床制造的复杂性。

3.4其他要求

a)由于目前插装元件封装尺寸不是很标准,各元件厂家产品差别很大,设计时一定要留有足够的空间位置,以适应多家供货的情况。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录d)对PCB上轴向插装等较长、高的元件,应该考虑卧式安装,留出卧放空间。卧放时注意元件孔位,正确的位置见图23所示。

e)金属壳体的元器件,特别注意不要与别的元器件或印制导线相碰,要留有足够的空间位置。

f)较重的元器件,应该布放在靠近PCB支撑点或边的地方,以减少PCB的翘曲。特别是PCB上有BGA等不能通过引脚释放变形应力的元件,必须注意这一点。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录g)大功率的元器件周围、散热器周围,不应该布放热敏元件,要留有足够的距离。

h)拼板连接处,最好不要布放元件,以免分板时损伤元件。

i)对需要用胶加固的元件,如较大的电容器、较重的瓷环等,要留有注胶地方(根据注胶头的大小给出具体预留的位置和方向)。

j)对有结构尺寸要求的单板,如插箱安装的单板,其元件的高度应该保证距相邻板6mm以上空间,见图24所示。

k)为保证焊接效果,元件到喷锡铜带(屏蔽罩焊接用)应该2mm(80mi1)以上,若实在无法满足,应提供其它解决方案。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录1)元件到拼板分离边需大于1mm(40mi1)以上,对于无引脚、易破坏的器件要求不小于5mm,以避免分离时焊点开裂。

m)如果B面(焊接面)上贴片元件很多、很密、很小,而插件焊点又不多,建议插件引脚离开贴片元件焊盘5mm以上,以便可以采用掩模夹具进行局部波峰焊。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录n)SFP屏蔽金属导轨(压接时):在元件面,5mm范围内不能有超过其高度器件,2.5mm范围内不能布放任何器件(插件发光二极管除外);SFP屏蔽金属导轨之间以最少5mm的间隙进行设计;在压接面,SFP屏蔽金属导轨周围5mm范围内不能有器件,导轨区域内按照图25要求布放器件。

(注:1)滤波电容须以图示对称中心线排列,排列区域为绿色方框(但器件方向要与波峰方向垂直);

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录2)黑色方框为模具开槽区域,四边距中心孔距≥3mm,四边距滤波电容外边距≥1.5mm。)

3.5规范化设计要求

为了减少生产准备(引线成形和工装设计制造)时间,应该积极推行规范化设计工作,希望设计者在新品设计中按以下要求进行设计:

a)(标准单板)公司标准的小面板指示灯位的设计,按图26所示尺寸要求设计(图中单位:mm)。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录b)电源端子,可以选用标准化的产品,如ept公司的910-60045、911-32004,工艺性好又省事。目前公司电源产品中自己设计的圆形端子完全可用此代替。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录c)每一块单板上使用的铆钉规格必须一样,螺钉规格尽可能一样。同一种产品的数种单板尽可能满足该要求。

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