PCB可制造性设计规范
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1. 概况
1.1 SMT 是英文Surfa ce Mount Tech nology 表面贴装技术的缩写,它与传统的通
孔插装技术有着本质的区别,主要表现在组装方式的不同、元器件外形的差异及尺寸更小、集成度更高、可靠性更高等许多方面。SMT 主要由S MB (表贴印制板)、SMC/SMD (表贴元器件)、表贴设备、工艺及材料几部分组成。本规范的内容是对SMB 设计过程中与SMT 制程及质量有直接影响的一些具体要求。 1.2 S MT 主要生产设备有:锡膏印刷机、贴片机、回流焊炉。 1.3 SMT的工艺流程有很多种,我们采用的主要有以下几种:
2. PC B外形、尺寸及其他要求:
2.1 PCB 外形应为长方形或正方形,如PCB 外形不规则,可通过拼板方式或在PCB 的
长方向加宽度不小于8mm 的工艺边。PCB
的长宽比以避免超过2.5为宜。 2.2 SM T生产线可正常加工的PCB(拼板)外形尺寸最小为120mm ×80mm(长×宽)。
最大尺寸因受现有设备的如下表限制,因此,PCB (拼板)外形尺寸(长×宽)正常不宜超过350mm ×245m m。超过此尺寸就有部分设备不能使用,如果由于设计确实需要超过此尺寸,制板时请通知工艺人员协商确定排板方案。从目前的厂内产品情况看,板的长度150mm 或宽度小于100mm 范围内,由于拼板数量少/点数少,主设备稼动率低下,因此我们也就无法把设备利用提升到最佳状态。
元件面或焊接面: 焊接面:
元件面 拼 焊接面:
2.3 拼板及工艺边:
2.3.1 何种情况下PCB 需要采用拼板:
当P CB 外形尺寸有如下的特征之一时需考虑采用拼板:(1)SMT 板长<120mm 或直插件板长<80mm;(2)SMT 板宽<50mm 或直插件板宽<80mm;(3)基标点的最大距离<100mm;(4)板上元件点数较少(少于180个元件)拼板后板的长宽不要超出长350mm ×宽245mm 时。采用拼板将便于定位安装及提高生产效率。灯管最长不得超出1800m m 2.3.2 拼板的方法:
为了减少拼板的总面积节约PCB 的成本,在拼板的时候除非由于元件体露出板外互相抵触而必须留有间距外,板与板之间一般不留间距(采用板边缘线重叠零间距);拼板时一般是以板的长边互拼,或长短边同时互拼的方式进行,但应避免拼板后板的长宽比超过2.5为宜。拼板一般采用V-CUT 方法进行。工艺边同样采用此方法与板连接。对于焊接面只有阻容器件或较简单的SOP 封装I C时,双面均是表贴件的PCB 可采用正反拼(阴阳拼板)的双面SMT 工艺(或P CB 的元件面和焊接面大多数元件为表贴元件,只有很小部分插件元件,也可采用阴阳拼的双面SMT,插件最后补焊),以减少网板制作费用和生产中的换线时间,提高生产效率,但对于双面均有精密元器件或有较大体积元器件的板,则不宜采用正反拼(阴阳拼板)工艺。拼板在订制PCB 及网板时一定要注明统一的拼板方式及各单板的精确相对位置尺寸,如板与板之间的间距为零时是以板的边缘线重叠或是以板的边缘线紧靠来确定相对位置的,一般在没有特别说明的的情况下是以板边缘线重叠作为默认值的。
2.3.3 何种情况下PCB 需要增加工艺边:
当PCB 有如下的特征之一时应增加工艺边:[1]PCB 的外形不规则难以定位;[2]在定位用的边上元件(
包括焊盘和元件体)距离板边缘太小(SMT 板的元件面<5mm 或焊接面<8mm,直插件<4mm ),造成流板时轨道刮碰到元件;[3]板上布有引线间距≤0.65mm的IC 或≤0603(英制)规格的片状元器件但没有P
C B所要求的标准定位孔。
元件(包括焊盘和元件身体)距离板边缘的要求:
2.3.4 增加工艺边的方法:
工艺边增加是为了PCB在生产时能得到准确的定位,一般是加在(拼)板的较长边上,由于它的增加直接影响了PCB 的成本,因而在保证满足使用功能时尽可能减小工艺边的尺寸以节约成本,而要满足准确定位的要求一般是要求能够在工艺边上得到标准的定位孔,从下面的图中可以看到,得到标准定位孔的工艺边应不小于8m
m 的宽度,长度一般是与(拼)板的边长一致。(下图是异形双面表贴板的同面双拼外加工艺边示意图)
2.3.5 带工艺边的拼板中V-C UT 连接特别说明:
带有工艺边的拼板,如果工艺边已将各板连接固定好,那拼板之间如果是零间距时可采用V -C UT 切断连接(如上图),省去后续的割板工序,但如果厂家做不到切断,可留一点连接而不完全切断,用手瓣断时不致造成弯曲变形,但切不可将连接用的工艺边也切断!另外,对于单板尺寸的长宽比大于2的板,由于切断后单板的稳定性明显变差,所以此时不宜将板间的连接切断!
为防止印制板在生产过程中变形(如贴片/回流/插件/波峰时),垂直于生产流向的工艺边上尽量避免开V-c ut 槽或邮票孔。如下图:
PC B外形要求:PCB
板基板边缘不能有缺口且不能断开,确保流水线各设备轨道加卸载的顺利进行。而且,若有大缺口,则在生产过程、焊接过程、周转过程都容易变形,
影响焊接可靠性(含出厂后)。
2.3.6 异形板的工艺边的邮票孔要求:
有些异形板由于本身的形状会影响定位的准确及
稳定性,因此在不影响印制板成本的情况下应将板的缺口补齐成方形,补缺口一般是采用邮票孔结合长孔的连接方式,邮票孔连接的方式应该考虑掰板后的毛刺是凹陷在板边缘内(通过将邮票孔位放在板边缘线内侧),以减少掰板后修边的动作。如果生产中不会影响板的定位及稳定性,就不要补齐缺口。如果无法确定可由工艺人员决定方案。附:邮票孔的使用规则:孔完全内嵌pcb 板,即孔圆内切板边(除非有特别要求板的边缘必须非常平齐);每处邮票桥接的连接宽度一般5m
m-10mm(据PCB 板的受力情况及板尺寸而定),即孔内径0.6m m-0.7m m,孔中心距1.0mm ,桥接外延左右处各加两个引孔(以除去连接处两边毛刺,如下图红色孔),桥接共5-10个孔(含2个引孔);若定位孔在工艺边上,则定位孔所在工艺边要求较大的邮票连接强度;邮票桥一般要求远离PCB 的折角边处;邮票桥不能在元件体下(如外露接口器件);桥接处两边并不是都要打孔,若所桥接的是无电路作用的工艺边,则工艺边上的桥接处不需要邮票孔。示例:
生产流向
好的设计 图一
不好的设计 图二