PCB制作厂家会要求设计的那些事儿,你考虑到了吗?

通常来说,PCB 设计的可制造性分为两类:一是生产印制电路板的加工工艺性,这方面 PCB 制作厂家会提供详细要求,实际应用情况较好;二是面向电子装联的可制造性设计,而这正是常常被忽视的部分。本文重点阐述 PCB 设计阶段需考虑的可制造性问题。

恰当选择组装方式及元件布局

1、组装方式选择

组装方式及元件布局对装联效率、成本和产品质量影响极大。电路设计工程师应了解所设计 PCB 的装联工序流程,根据 PCB 的装联密度、布线难易以及企业自身工艺设备水平选择合适的组装方式。例如,若企业波峰焊接工艺不佳,选择不恰当的组装方式可能带来麻烦。同时,若计划对焊接面实施波峰焊接工艺,应避免焊接面上仅有少数几个 SMD,以免工艺复杂化。

2、元器件布局

元器件布局是衡量 PCB 设计可装联性的重要指标。一般来说,元器件应均匀、规则、整齐排列,并按相同方向、极性分布,以方便检查,提高贴片 / 插件速度,利于散热和焊接工艺优化。此外,PCB 任一面只能采用回流焊接或波峰焊接中的一种群焊工艺。当组装密度较大且焊接面有较多贴片元器件时,需考虑采用贴片固化后的波峰焊工艺,但该工艺对贴片元件有尺寸限制。同时,焊接面元器件引脚方向宜垂直于波峰焊接时 PCB 的传送方向,避免 “遮蔽效应”,对多脚元件还应设置窃锡焊盘。相似元件应按相同方向排列,便于贴装、检查和焊接,还可对元件方向进行标准化处理。对于组装密度过大的 PCB,应根据情况选择合适的焊接方式,确保手工焊接集中或适应选择性波峰焊接工艺。调整元器件位置时,要注意元件与丝印符号对应,避免质量隐患。

二、布置自动化生产所需元素

  1. 夹持边、定位标记与工艺定位孔

电子装联行业自动化程度高,要求 PCB 有夹持边、定位标记和工艺定位孔。夹持边利于自动传送,避免靠近边缘的元器件无法自动装联。定位标记供光学识别系统定位并校正 PCB 加工误差,一般需两到三个,且有两个分布在对角线。定位孔用于 PCB 制造及装联中的半自动插件、ICT 测试等工序。

三、合理使用拼板

对外形尺寸较小或不规则的 PCB 可采用拼板方式。单边尺寸小于 150mm 的 PCB 可拼成合适尺寸,如宽 150mm - 250mm、长 250mm - 350mm。还可采用阴阳拼板节约网板费用,提高编程效率。拼板时要考虑分离线在一条直线上,且分离边不可离 PCB 走线过近。此外,还可对网板网孔图形进行拼板,节约成本:

四、可测性设计考虑

SMT 的可测性设计要考虑工艺设计和电气设计要求。工艺设计方面,定位精度、基板制造程序、大小、探针类型等影响探测可靠性。要有精确的定位孔,测试点直径不小于 0.4mm,间距合适,避免在过高元器件下和 PCB 边缘 5mm 内设置测试点,测试点要镀锡且不能被阻焊剂或文字油墨覆盖。电气设计方面,将元件面测试点引到焊接面,每个电气节点和 IC 要有测试点,设置测试断点等。通过延伸线设置测试焊盘,避免选在元器件焊点上,防止 “故障遮蔽效应” 和元器件损坏。

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