面向电子装联的PCB可制造性设计
过大,在PCB的焊接面也必须分布钽电容﹑贴片电感等较高元件和细间距的SOIC﹑TSOP等器件,在此种情况下,只能采用双面印刷焊膏贴片后回流焊接,而插件元件,应该在元件分布的尽可能集中,以适应手工焊接,另一种可能就是元件面的穿孔元件应尽可能分布在几条主要的直线上,以适应最新的选择性波峰焊接工艺,可以避免手工焊接而提高效率,并保证焊接质量。离散的焊点分布是选择性波峰焊接的大忌,会成倍增加加工时间。
在印制板文件中对元器件的位置进行调整时,一定要注意元件和丝印符号一一对应,若移动了元件而没有相应的移动该元件旁的丝印符号,将成为制造中的重大质量隐患,因为在实际生产中,丝印符号是具有指导生产作用的行业语言。
2.2 PCB上必须布置有用于自动化生产做必需的夹持边﹑定位标记﹑工艺定位孔。
目前电子装联是自动化程度最高的行业之一,生产所使用的自动化设备均要求自动传送PCB,这样便要求在PCB的传送方向(一般为长边方向)上,上下各有一条不小于3-5mm宽的夹持边,以利于自动传送,避免靠近板子边缘的元器件由于夹持无法自动装联。
定位标记的作用在于对于目前广泛使用光学定位的装联设备,需要PCB提供至少两到三个定位标记,以供光学识别系统对PCB进行准确定位并校正PCB的加工误差。通常所使用的定位标记中,有两个标记必须分布在PCB的对角线上。定位标记的选择一般使用实心圆焊盘等标准图形,为便于识别,在标记周围应该有一块没有其它电路特征或标记的空旷区,尺寸最好不小于标记的直径(如图4),标记距离板子边缘应在5mm以上。
在PCB自身的制造中,以及在装联中的半自动插件﹑ICT测试等工序,需要PCB在边角部位提供两到三个定位孔。
2.3 合理使用拼板以提高生产效率和柔性。
在对外形尺寸较小或外形不规则的PCB进行装联时,会受到很多限制,所以一般采用拼板的方式来使几个小的PCB拼接成合适尺寸的PCB进行装联,如图5。一般单边尺寸小于150mm的PCB,都可以考虑采用拼板方式,通过两拼﹑三拼﹑四拼等,将大PCB的尺寸拼至合适的加工范围,通常宽150mm~250mm,长250mm~350mm的PCB是自动化装联中比较合适的尺寸。
另外一种拼板方式是将双面都布置有SMD的PCB一正一反的拼成一个大板,这样的拼板俗称阴阳拼,一般是出于节约网板费用的考虑,即通过这样的拼板,原来需要两面网板,现在只需要开一面网板即可。另外技术人员在编制贴片机运行程序时,采用阴阳拼的PCB编程效率也更高。
拼板时子板之间的连接可以采用双面对刻V型槽﹑长槽孔加圆孔等方式,但设计时一定要考虑尽可能使分离线在一条直线上,以利于最后的分板,同时还要考虑分离边不可离PCB走线过近,而使分板时容易损伤PCB。
还有一种非常经济的拼板,并不是指的对PCB进行拼板,而是对网板的网孔图形进行拼板。随着全自动焊膏印刷机的应用,目前较为先进的印刷机(比如DEK265)已经允许在尺寸为790×790mm的钢网上,开设多面PCB的网孔图形,可以做到一片钢网用于多个产品的印刷,是一种非常节约成本的做法,尤其适合于产品特点为小批量多品种的厂家。
2.4 可测性设计的考虑
SMT的可测性设计主要是针对目前ICT装备情况。将后期产品制造的测试问题在电路和表面安装印制板SMB设计时就考虑进去。提高可测性设计要考虑工艺设计和电气设计两个方面的要求。
2.4.1 工艺设计的要求
定位的精度、基板制造程序、基板的大小、探针的类型都是影响探测可靠性的因素。
(1) 精确的定位孔。在基板上设定精确的定位孔,定位孔误差应在±0.05mm以内,至少设置两个定位孔,且距离愈远愈好。采用非金属化的定位孔,以减少焊锡镀层的增厚而不能达到公差要求。如基板是整片制造后再分开测试,则定位孔就必须设在主板及各单独的基板上。
(2) 测试点的直径不小于0.4mm,相邻测试点的间距最好在2.54mm以上,不要小于1.27mm。
(3) 在测试面不能放置高度超过*mm的元器件,过高的元器件将引起在线测试夹具探针对测试点的接触不良。
(4) 最好将测试点放置在元器件周围1.0mm以外,避免探针和元器件撞击损伤。定位孔环状周围3.2mm以内,不可有元器件或测试点。
(5) 测试点不可设置在PCB边缘5mm的范围内,这5mm的空间用以保证夹具夹持。通常在输送带式的生产设备与SMT设备中也要求有同样的工艺边。
(6) 所有探测点最好镀锡或选用质地较软、易贯穿、不易氧化的金属传导物,以保证可靠接触,延长探针的使用寿命。
(7) 测试点不可被阻焊剂或文字油墨覆盖,否则将会缩小测试点的接触面积,降低测试的可
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