电子工艺设计第三部分(2017)

2） PCB设计应明 确的内容
c）元件分布 ——双面板： 基板的两面都 进行导线及元 件布置。
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课程内容三
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
2）PCB设计应明确的内容
c）元件分布 重要原则： ——插装元件仅布于元件面； ——表贴元器件要考虑其尺寸 大小、重量因素，较重、较大 原则上仅能置于元件面，否则 按如下参考值才能安全置于焊 接面。
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课程内容三
纸质
单面 双面
金属
基材
陶瓷 玻纤布
合成纤维
复合
刚性 挠性 刚-挠
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课程内容三
布 局 版 面 规 划
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课程内容三
安装孔的 一般要求
——螺钉安装； ——铆钉安装； ——孔直径及公 差； ——孔周边禁放、 禁布范围； ——安装孔应为 非金属化孔。
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课程内容三
机械定位孔规 格及位置要求
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课程内容三
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
3）PCB的控制要求
c）物理性能： ——外观：无裂纹、
分层、起泡、斑痕、颜 色；
——规格尺寸；用 游标卡尺、针规、摄影 仪测量结构尺寸、超出 公差值。
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课程内容三
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
3）PCB的控制要求
度
——多引脚芯片极性角在左下角为0° ——逆时针为正、顺时针为负
——插座类引脚朝下放为0°
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课程内容三
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
2） PCB设计应 明确的内容
c）元件分布 ——单面板：只 在基板的一面有 导线及元件布置。
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
——变形程度： 弓曲——板四角能在同一平面，
将其凸面朝上放在大理石或玻璃面 上，在各边缘或两端板角处稍力压 在同一平面，用塞规或游标卡尺测 出隆起部的高度，该高度除以该 PCB板沿弓曲方向的长度值，再乘 100%等于板的弓曲程度。
测试方法不同结论不同！
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
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课程内容三
电子 产品 电路 设计 功能 模块
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
1）PCB设计内容
a）原理图设计； b）元器件功能选择； c）版图尺寸规格定义； d）元器件封装形式选择 e）功能电路单元布局； f）布线设计； g）命名规则。
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课程内容三
原 理 图 及 元 件 封 装 确 定
课程内容三
三、检测技术应用
1、PCB的质量控制； 5、工具的质量控制； 2、元器件的质量控制； 6、工艺工序质量监控 3、工艺材料的质量控制； 7、产品质量检测； 4、工装夹具的质量控制； 8、可靠性验证。
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课程内容三
三、检验检测技术应用
检
电子元器件封装特点
测 技
PCBA组装工艺质量特征
术
组装焊接故障履盖率
面，浸锡3次，每次10S，之后检验外观并取样切片观察， 无分层气泡、线纹显露现象；外树脂内缩、孔壁剥离、孔 转角裂痕、焊盘剥离、孔破，无掉油墨（每一次均要看） 现象。
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
3）PCB的控制要求
试验： ——低温 ： 低温-40℃保持72小时，常温下恢复2小时后检测。要
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课程内容三
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课程内容三
元件间距基本要求
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课程内容三
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
2）PCB设计应明确的内容
d）焊盘或通孔图形 ——与元器件焊端接触面图形基本一致： ——符合焊接工艺特点； ——根据产品可靠性等级设计不同的尺寸； ——阻焊图形应与元件焊端相匹配； ——功能焊盘有时是必要的，如散热焊盘、测试焊盘； ——考虑可替代或升级的器件封装。
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
3）PCB的控制要求
——耐化学腐 蚀性。
基板不起泡、 分层、剥离现象；
字符、阻 焊无变色、超皱、 粗糙、发粘现象。
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
3）PCB的控制要求
d）通孔及焊盘图形： ——与元器件焊端形态相匹配； ——长度、宽度与焊端接触面积相当； ——基准点公差±5%
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课程内容三
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课程内容三
焊盘之 间的间 距与工 作电压 电流及 元件高 度相关
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课程内容三
导线、焊盘、字符、孔等最小间隙尺寸示意图
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课程内容三
各类元件轮廓间的最小间隙尺寸示意图
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课程内容三
球栅阵列焊端布局及焊盘间隙尺寸示意图
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
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课程内容三
元 器 件 封 装 选 择 示 例
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课程内容三
元 器 件 封 装 选 择 示 例
厚膜
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课程内容三
元
器
件
极
性
——无极性无字符标识元件沿长度方向为0° ——沿正看字符方向为0°
及
——无极性无字符标识元件长度纵向为90 ° ——二极管、电解电容负极在左、正极在右为0°
角
——多引脚芯片第一脚在左下角为0°
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
3）PCB的控制要求
——可燃性：除去板面上的导线铜皮，同时试样品边缘要光滑， 然后在120度温度下烘干1.5小时,然后自然冷却后用明火去点燃,当火 源拿开后,PCB板上的火焰应立即熄灭。
——铜箔剥离强度 用250±10℃的恒温烙铁焊接一根线，时间3-5秒，等待自然冷到 常温后，测试其拉力，每块测2-5点，要求≥1Kgf（铜皮附着力）。 ——洁净度：离子污染程度等效NaCl值0.1μg/mm2。
——孔与板边间距； ——孔与元器件间距； ——孔与焊盘间距； ——尺寸大小； ——定位孔为非金属 化孔。
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课程内容三
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课程内容三
光学定位标识规 格及位置要求
——规格尺寸及公差； ——图形形状； ——阻焊区； ——禁布区范围；
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课程内容三
光学定位标识规 格及位置要求
——作用：整板、拼 版电路、单元电路、 独； ——布局：应是非对 称放置，尤其是对于 正方形板；
3）PCB的控制要求
——变形程度： 扭曲——板四个角原本不能
保持同一平面上, 轻压使板任三 个角能在同一水平面上, 然后测 其翘起一角的高度,四角各测一次 , 取最大值, 该高度除以该PCB板 对角最长长度的2倍,再乘以 100%等于板的板扭变形度。
高密度PCBA弓曲及翘曲可严控为0.5%！
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课程内容三
人工目视：裸眼、放大镜、立体放大镜等装置。
仪表仪器测量：如万用表、电容表、电桥、示波器、逻辑分析 仪、集成电路测试仪、组合仪表装置等。
理化专用分析装置：天平、温度测试仪、力度计、粘度计、可焊性测 试仪、频谱仪、电子显微镜、热成像仪等。
PCBA电性能专用测试装置：在线测试仪、功能测试仪、综合测试平 台等。 PCBA焊点结构检测装备：光学检测仪、X光检测仪、超声检测装备、
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课程内容三
PCB标识字符及位置
——PCB命名：规格、 型号、版本号
——多层板：层次编号、 编号长度、位置、字符 方向、观察方向、字符 大小等。
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
2）PCB设计应明确的内容
b）元器件 ——命名规则； ——封装种类：插装件、表
贴件； ——第一脚定义； ——度量衡制：公制、英制； ——零角度定义。
A=器件重量/引脚与焊盘接触面积
片式器件：A≦0.075g/mm2 翼形引脚器件：A≦0.300g/mm2 J 形引脚器件：A≦0.200g/mm2 球栅或面阵列器件：A≦0.100g/mm2
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
2）PCB设计应明确的内容
c）元件分布 重要原则： ——元件排列方向满足焊接工艺特点： ——元件垂直于板面的高度不影响组装、返工、检测的操作； ——双面板两面的大尺寸器件或功率器件避免镜像安放； ——极性元件方向一致为好； ——元器件方向沿板长或板宽放置； ——阵列焊端器件仅能安置于元件面。
应
用
性价比
原
误判率
则
周期、场所、人员素质
接触式 非接触式
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课程内容三
三、检验检测技术应用
焊接温度设计
工艺设计验证 可焊性测试
人工或辅助目检
检
自动光学检查
测
结构性检测
X光
技
超声及热成像
术 分
功能性检测
人工测试 在线测试
类
功能测试 金相分析
焊接故障分析 染色分析
机械应力验证
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课程内容三
三、检验检测技术应用
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课程内容三
片式元件焊盘图形及尺寸规格要求
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课程内容三
MELF元件焊盘图形及尺寸规格要求
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课程内容三
翼形或L形焊端元件焊盘图形及尺寸规格要求
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课程内容三
J形焊端元件焊盘图形及尺寸规格要求
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课程内容三
插装 件导 通孔 规格 尺寸
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课程内容三
焊盘尺 寸大小 与焊接 工艺紧 密相关
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
3）PCB的控制要求
f）可焊性涂履层： ——材料与焊接材料相符：铅锡合金、镀（浸）金、裸
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课程内容三
功率 器件 散热 焊盘
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课程内容三
焊盘图 形及尺 寸根据 焊接工 艺特性 可变异
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
2）PCB设计应明确的内容
e）最小电气间隙： ——电路相关的元件、导通孔、盲孔、焊盘、导线、测 试点、字符、图案等物质之间的安全间隙，也是电路正 常使用的电气绝缘特性要求。 ——正常确保电路组装、部件安装、焊接、返工返修、 装配工具使用的安全保障间隙。
工艺符合性——根据焊接方式，如再流焊、波峰焊的焊料运动特性、 元件封装特点（厚度、焊端形态）适当调整图形及尺寸！
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
3）PCB的基本性能
e）导通孔或焊盘尺寸： 长、宽、厚、公差等 规格，与产品性能、 元器件安装设备精度、 可靠性要求、装配焊 接工艺等相适应。
a）电气性能： ——电导通性 ——耐电压：0到1000V时间为10S,测试时间60S,不得
有击穿、火花、崩溃或弧光现象 ——绝缘电阻：导线间距≤1mm时，测试电压DC100V
（当导线间距＞1mm时，测试电压用DC500V），要求； 大于1000兆欧
——介电常数。
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
2）PCB设计应明确的内容
f）字符标记： ——PCB、元器件、部件、电路模块外框； ——元件字符； ——元件1脚、极性标记； ——测试点标记； ——信号标记； ——其他：安全提示、静电、过板方向、材料特征等。
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课程内容三
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课程内容三
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
3）PCB的控制要求
求无破损、开裂、脱层、变色、过孔开路、变形（要符合 过波峰后变形判定要求）等现象。
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
3）PCB的控制要求
试验： ——热冲击：
样品放入温度为60℃的恒温箱中保持1小时，然后让其有5分钟 内温度降低到-30℃的恒温箱中保持1小时，然后让其在1分钟内温度 升到60℃保持1小时，接着又改变其温度到-30℃，如此共20个循环； 样品在高温60℃下取出，然后在常温下恢复2小时的检测。不得有破 损、开裂、脱层、变色、过孔开路、变形（要符合过波峰后变形判定 要求）等现象（过孔处借助显微镜看）。
3）PCB的控制要求
b）耐热特性： PCB基材材料、覆
铜、通孔、阻焊膜、字符 等耐受热冲击效应是首要 关注点！关键指标是Tg( 玻璃转化温度)或热膨胀 系数CTE s
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
3）PCB的控制要求
试验： ——高温： 15mm×10mm 样品烘干后，置于288±5℃的熔锡表
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课程内容三
三、检验检测技术应用
1、PCB的质量控制
2）PCB设计应明确的内容
a）基材特性： ——用途：航天、航空、军工、核电、航海、医疗、汽车、工业或民
用。 ——电气性能指标：额定电压电流、功率、时域及频域特性、导电特
性、表面及体绝缘性、介电常数等。 ——工作环境：温度、湿度、腐蚀性、气压、加速度、洁净度等因素。 ——机械物理特性：规格尺寸（公差）、重量、刚挠度、可燃性等。 ——焊接方式：波峰焊、再流焊、手工焊或其它。
——元器件定位标识： 仅位于该元器件附近； 通常为两个； 以元器件体的中心点对角对称放置。
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课程内容三
光学定位标识规 格及位置要求
——位置：元件面、焊接面均应 放置，而且是镜像对应； ——标识点表面处理：裸铜、镀 镍、镀锡等； ——多层板的标识底部内层建议 附加局部铜箔以增强其识别效果； ——间距：标识点视作元件对待。