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PCBA的可制造性设计规范-THT培训

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2024-12-10
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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,,‹#›,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,,,*,PCBA,的可制造性设计规范,--THT,培训,,,,T,hrough,H,ole,T,echnology,,通孔插装技术,/,工艺,工艺部,PCBA-,冯涛,,破 冰,注 意,1.,本规范所涉及的内容不能保证其完整性,但是对产品设计有一定的,约束力,2.,本规范内容不一定是标准的,但是对于我们的产品,相对适用,3.,本规范内容不是最终的,因为产品不断更新,电子行业不断进步,规范内容也会,”,与时俱进,“大 纲,PCBA,制造工艺选择,PCBA,布局设计,PTH/NPTH,通孔与焊盘设计,PCB,表面处理方法,PCB,表面丝印、标识,THD,元件的选择、设计,PCBA,拼板、工艺边设计,第一节,PCBA,装联的工艺选择,返回大纲,PCBA,装联的工艺选择,常见的,PCBA,装联工艺常见的,PCBA,装联方式有以下几种:,1.,单面纯,SMD,贴装,—PCB,仅一面贴装,SMD,元件。

制造工艺:印刷,--,贴片,--,回流焊接,--,下一工序,,,,,,,,PCBA,装联的工艺选择,2.,单面纯,THD,插装,-PCB,仅一面分部插装类器件制造工艺:插件,--,波峰焊接,--,下一工序,,,,,PCBA,装联的工艺选择,3.,双面,SMD,贴装,-PCB,两面均为,SMD,贴装器件制造工艺:印刷,--,贴片,--,回流焊接,--,印刷,-,贴片,--,回流焊接,--,下一工序,,,,,PCBA,装联的工艺选择,4.,单面,SMD,与,THD,元件混装,-SMT,与,THD,元件分部在,PCB,板的同一面,,,,,制造工艺:印刷,-,贴片,--,回流焊接,--,插件,--,波峰焊接,--,下一工序,,,,PCBA,装联的工艺选择,5.,双面,THD,与,SMD,元件混装,-PCB,一面为,THD,插装元件,,,另一面为,SMD,贴装元件制造工艺:印刷,-,贴片,--,回流焊接,--,插件,--,波峰焊接,--,下一工序,,,,,PCBA,装联的工艺选择,6.,双面,SMD,与,THD,混装,—PCB,两面均分布,SMD,贴装元件,其中一面同时分部,THD,插装元件制造工艺:印刷,-,贴片,--,回流焊接,--,印刷,-,贴片,--,回流焊接,--,插件,--,波峰焊接,--,下一工序,,,,,,,,,PCBA,装联的工艺选择,7.,双面纯,THD,插装,-PCB,两面均分布,THD,插装类元件。

制造工艺:插件,--,波峰焊接,--,插件,--,手工焊接,--,下一工序,,,,,PCBA,装联的工艺选择,8.,双面,THD,与,SMD,混装,—PCB,两面均分部,THD,类插装元件,其中一面同时分部,SMD,贴装元件制造工艺:印刷,-,贴片,--,回流焊接,--,插件,--,波峰焊接,--,插件,--,手工焊接,--,下一工序,,,,,,PCBA,装联的工艺选择,9.,双面,THD,与,SMD,混装,2—PCB,两面均分部,THD,类插装元件,两面面同时分部,SMD,贴装元件制造工艺:印刷,-,贴片,--,回流焊接,--,印刷,-,贴片,--,回流焊接,--,插件,--,波峰焊接,--,插件,--,手工焊接,--,下一工序,,,,,,,PCBA,装联的工艺选择,以上,9,种,PCBA,装联方式依照制造工艺特点,其装联难度不一,设计时应优先考虑较为简单的制造工艺(顺序,1.2.3…9,),尽量使用自动化装联程度高的工艺,避免手工作业程序详细排序,第二节,THD,元件的选择、设计,返回大纲,THD,元件的选择、设计,1.,同功能元件,除经常使用的插座、插头,如有,SMD,类型封装,不应使用,THD,插装类元件。

2.,原则上跳线不可用于,PCB,表面电器、线路连接导通作用如必须使用,跳线本体须做绝缘处理,.,,THD,元件的选择、设计,3.,有高震动要求,或者重量超过,15g,的轴向元件,应有专用的支架,支撑固定例如:保险管),,,THD,元件的选择、设计,4.,工作频率较高或工作稳定较高的有浮高要求的元件,应选择元件本身有支撑装置或元件引脚有定位设计例如:压敏电阻,三极管,…),,,,,,THD,元件的选择、设计,5.,通孔插装的元件应选用底部(与,PCB,结合部位)有有透气设计的元件,以免造成“,瓶塞效应,”,造成焊接不良瓶塞效应:,指由于元件与,PCB,结合过紧,导致焊接时,,PCB,内部受热产生气体无法排出(焊接面与焊锡完全结合),导致焊点产生针孔,炸锡或焊接高度不够等不良现象,THD,元件的选择、设计,6.,元件引脚直径大于(长或宽取较大值),1.2mm,,或引脚为钢针等较硬的材质,元件的引脚高度应设计为标准高度,3.5mm+/-0.5mm,(仅仅适合厚度为,1.6mm,2.2mm,的,PCB).,以避免剪脚作业例如:变压器,电感,…,,,,3.5mm+/-0.5mm,THD,元件的选择、设计,7.,使用双面混装工艺的,PCBA,PCB,底面,SMD,元件的高度不可超过,3mm,。

3 mm,THD,元件的选择、设计,8.SMD,类元件的耐温必须达到,260,摄氏,度以上,且包装方式必须满足防潮,防震,放挤压,防静电的要求以满足产品制造过程THD,类元件的耐温必须达到,120,摄氏度,以上及,260,度,,6s/3,次以上,的要求,其包装方式必须满足防潮,防震,放挤压,防静电的要求,以满足产品制造过程同时应首先选择编带式的封装方式,以提高元件的加工效率THD,元件的选择、设计,9.SOJ,PLCC,BGA,和引脚间距小于,0.8mm,等贴片类元件不可以采用波峰焊接方式BAG,PLCC,SOJ,THD,元件的选择、设计,10.,导线尽量不要直接与,PCB,连接,进行焊接作业以确保其可操作性,同时避免导线绝缘层损害应使用连接器或插座,利用其焊接机理,进行机械连接THD,元件的选择、设计,11.,如板面有连接器、插座、插针类得元件,其顶端应做倒角设计,以方便插装且元件与,PCB,结合部位必须做透气设计倒角的大小视元件插孔或引脚大小决定,这里不做规定,,,,,,,,,,,,,,,,,,THD,元件的选择、设计,12.PCB,组件与,PCB,装联的方式尽量避免使用螺钉连接,可设计为定位柱,利用波峰焊接进行机械连接,可有效提高装配效率,同时减低材料使用。

例如:散热器,THD,元件的选择、设计,13.,散热器设计,a.,散热器上组装的元件,必须保证组装后,组件的引脚在同一水平线上,以利于插装作业同一水平,THD,元件的选择、设计,b.,散热器上的元件的类别应尽量为,1,种,如有特殊原因,也应保证同一散热器本体上组件的类别在,3,种以下,且从外观上容易区分,以防止装配性错误c.,同一散热器上的元件最多应保持在,4~5,个,以防止组装中的公差叠加,导致插装作业难度增加,影响产品整体制造速度以及造成质量隐患THD,元件的选择、设计,14.,对于,DIP,类多引脚,且本身有方向要求的元件,其本身应做“,防反向,”设计,设计的方法多采用去除无功能脚,增加定位柱等方法,这里不做限制以下为一种防反向设计:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,增加定位柱,以保证反向无法插装,THD,元件的选择、设计,15.PCB,表面尽量不要使用,”,踢脚,”,成型类元件设计,如必须使用时,应依照我公司现有加工能力,其踢脚的宽度(,X,)必须为,3.9mm,.,,,,,,,,,,,,,X=3.9mm,THD,元件的选择、设计,16.,过波峰焊的,SIP/DIP,类插座长度尽量不超过,40mm,,以免焊接过程中,元件本体受热,翘曲,导致浮高。

例如:插座,插针,…,,注:元件越长,变形的曲度越大THD,元件的选择、设计,17.,插装类双引脚元件,尽量采用编带式封装,以便于成型加工,提升加工效率(三级管等管状物料除外),例如,压敏电阻,色环电阻,,LED….,,第三节,PTH,、,NPTH,通孔,/,焊盘设计,返回大纲,PTH,、,NPTH,通孔,/,焊盘设计,术语:,PTH—,金属化的导通孔;,元件孔,:用于,插装元件的导通孔过,锡,孔,:从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔接地孔,:起接地作用的一种金属化孔盲孔,:一种未延伸至,PCB,另外一面的金属化孔埋孔,PTH,、,NPTH,通孔,/,焊盘,设计,元件孔、插装孔,:,1.,用于插装元件的,PTH,通孔直径(,D,),应依照元件引脚的直径,适当放大,0.3~0.5mm,,以利于插装,焊接如下,:,,元件引脚直径(,D),PCB,孔径,备注,D,≤ 1.Omm,D+0.3mm,常规引脚,波峰焊接,1.0mm,,<,D ≤,,2.0mm,D+0.4mm,常规引脚,波峰焊接,D,>,2.Omm,D+0.5mm,常规引脚,波峰焊接,,,,,以上均为金属化后的尺寸,PTH,、,NPTH,通孔,/,焊盘,设计,2,,对与通孔插装,,回流焊接,的元件,其孔径与元件引脚的配合尺寸也应做适当放大,具体如下,:,,元件引脚直径(,D),PCB,孔径,备注,D,≤ 1.Omm,D+0.15mm,DIP[/SIP,插针,回流焊接,1.0mm,,<,D ≤,,2.0mm,D+0.2mm,DIP[/SIP,插针,回流焊接,D,>,2.Omm,D+0.2mm,DIP[/SIP,插针,回流焊接,,,,,以上均为金属化后的尺寸,PTH,、,NPTH,通孔,/,焊盘,设计,3,,矩形插装孔设计,,如元件引脚为矩形,插装孔的设计形状也应设计为矩形,且依照各方向横截面得宽度,依照通孔插装元件孔设计规则设计。

例如:,,,,,X=1,MM,Y=3,MM,X1,Y1,PCB,通孔,元件脚,元件引脚直径(,D),PCB,孔径,D,≤ 1.Omm,D+0.3mm,1.0mm,,<,D ≤,,2.0mm,D+0.4mm,D,>,2.Omm,D+0.5mm,,,以上均为金属化后的尺寸,PTH,、,NPTH,通孔,/,焊盘设计接地孔,1.,从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔,,与内部线路导通,通常用螺丝与外界固定2.,接地孔径一般为螺钉直径,+0.3mm,,过小将无法安装,,接地孔通常用作,定位,用,,所以不宜过大,过大将影响定位精度例如:,直径为,3mm,的螺钉,螺钉孔的直径应该为,3.3mm,,,以上均为金属化后的尺寸,PTH,、,NPTH,通孔,/,焊盘设计过,锡,孔,1.,从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔,,通常在,PCB,表面铜箔较大,较为密集的地方开设,其目的是提升区域面积内的热膨胀速度,减缓区域面积内的散热速度2.,过锡孔的孔径一般为,0.6~0.8mm,,过小将影响孔内镀铜效果,过大容易溢锡3.,过锡孔可作为测试孔使用以上均为金属化后的尺寸,PTH,、,NPTH,通孔,/,焊盘设计。

盲,孔,1.,盲孔一般多用在多层板设计,用以连接,PCB,内部与,PCB,一个表面的电器连接,是一种金属化孔2.,为保证盲孔的镀层,开孔的孔径应保持在,0.6mm,以上直径小于,0.6mm,的孔做镀层的效果不好,具体可根据供应商能力调整,),以上均为金属化后的尺寸,,,,PTH,、,NPTH,通孔,/,焊盘设计,术语:,NPTH—,非金属化的导通孔;,定位孔,—,用于,PCB,定位或安装的一种非金属化孔应力孔,—,用于减少,PCB,表面张力的一种非金属化孔隔离孔、槽,—,用于隔离强弱电之间爬电现象的一种非金属化孔PTH,、,NPTH,通孔,/,焊盘设计,定位孔,—,通常不做金属化处理,,,如作为接地用,可做金属化,,,并做表面处理定位孔孔径为,3.0~3.2mm,PTH,、,NPTH,通孔,/,焊盘设计,应力孔,—,用来减少区域面积内应力作用的非金属化孔应力孔孔径为,0.6~0.8mm,PTH,、,NPTH,通孔,/,焊盘设计,强电隔离孔、槽,—,通常用于强电、弱电区域隔离位置,用于隔离两者之间的爬电现象强电隔离设计不受外形,尺寸约束强电隔离孔、槽须开设应保证边缘与最近的焊接位置有,2mm,以上的空间。

强电隔离孔、槽不可损伤焊盘、线路等注:为保证制造的可操作性,不建议采用此方法进行电气隔离PTH,、,NPTH,通孔,/,焊盘设计,其它要求:,,通孔必须保证与,PCB,垂直,,同一通孔的内径必须保证一致,,,,,正确的,错误的,焊盘设计,-- THT,,焊盘的作用是将已经安装的元件借助焊接材料,以特有的方式达到与,PCB,内部线路导通,实现产品设计的功能,,焊盘的设计一般视元件孔的直径尺寸,元件的外形,适当增加可焊接区域,称为焊盘焊盘设计,-- THT,,焊盘的材料一般为纯度为,99.9%,以上的电解铜,一般的厚度多为,35um,,如有特殊要求,可适当调整焊盘设计,-- THT,一般圆形,焊盘的设计规则如下:,孔直径,焊盘直径,备注,D,≤,0.8,mm,D+0.6mm,,波峰焊接,0.8mm,≥,D,>,1.5mm,D+1mm,,波峰焊接,D,≥,1.5mm,D+3mm,,波峰焊接,如有特殊要求,可适当调整焊盘设计,-- THT,矩形焊盘,如果元件孔的外形为矩形,焊盘应视每个横截面宽度的不同,设计焊接带孔直径,焊盘直径,备注,D,≤,0.8,mm,D+0.6mm,,波峰焊接,0.8mm,≥,D,>,1.5mm,D+1mm,,波峰焊接,D,≥,1.5mm,D+3mm,,波峰焊接,如有特殊要求,可适当调整。

焊盘设计,-- THT,特殊焊盘设计,—,热焊盘设计,如焊盘分布在大面积铜箔区域,为保证焊点的焊接质量,应进行热隔离设计如图 :,(,工作电流在,5A,以上的焊接位置,不能采用隔热焊盘设计,),焊盘设计,-- THT,特殊焊盘设计,—,窥锡焊盘,为防止直径在,3mm,以上的焊盘焊接后产生锡珠,焊盘可采用,”,窥锡焊盘,”,设计,如图,,,,,X,注意:,X,的间距视整体焊盘的周长而定,一般不超过孔周长的,25%,开槽的方向必须与,PCB,运行的方向一致焊盘设计,-- THT,特殊焊盘设计,—,应力保护设计,易产生应力的焊点,应加大焊接带的大小,确保受到,外力时不会轻易起铜皮,工作电流较大的焊点,为确保其在工作中的机械强度,在工作中不被融化;应增加焊点的焊接带可参考以下设计:,注意:灰色部分的方向与相连导线的方向一致灰色部分的大小可视焊盘本身的大小进行调整,一般长度与,焊盘的直径相等菱形,泪滴形,焊盘设计,-- THT,特殊焊盘设计,—,拖锡焊盘,拖锡焊盘是为了防止焊点短路而增加的“假焊盘”,它虽然与焊盘的材质相同,但是不与内部线路导通多在,DIP/SIP/SOP/QFP,类多引脚元件焊盘和引脚间距过密的区域焊接终止端增设。

间距小于,1.0mm),拖锡焊盘的与元件焊盘的间距一般保持在,0.5~0.8mm,左右,拖锡焊盘的外形与元件焊盘的宽度保持一致,长度可适当增加,一般在原焊盘的,2~3,倍以上焊盘设计,-- THT,特殊焊盘设计,—,拖锡焊盘,常见的拖锡焊盘设计,,,,,焊盘设在,PCB,焊接面,运行方向,,焊盘设计,-- THT,特殊焊盘设计,—,椭圆形焊盘设计,为防止,DIP/SIP,类多引脚元件引脚之间短路,,元件引脚间的空间不足,的情况下,焊盘可设计为,”,椭圆形,”,,以确保焊点的机械强度减小纵向间距,增加横向间距),此设计常出现在三级管,排针的焊盘设计焊盘设计,-- THT,特殊焊盘设计,—,接地孔焊盘,接地孔焊盘不用于焊接,一般为金属化,同时,PCB,两面均设金属区,并与内部线路连接为保证良好的电气导通性接地焊盘的直径一般视固定螺丝的螺丝头大小,+0.5mm,接地焊盘的表面必须保持平整,以确保其结合性X,Y,Y=X+0.5mm,焊盘设计,-- THT,特殊焊盘设计,—,防错设计,有方向的多引脚类元件(例如:,IC,,插座),其第一引脚的焊盘应做特殊设计,以方便识别,避免安装错误第一脚,第四节,PCB,表面处理方法,返回大纲,PCB,表面处理方法,PCB,常用的表面处理方法包括:,1,、,热风整平,-HASL,2,、,有机可焊性保护层,OSP,3,、化镍浸金,ENIG 4,、,化镍钯浸金,ENEPIG,5,、浸银,6,、,浸锡,PCB,表面处理方法,PCB,常用的表面处理方法包括:,1,、,热风整平,-HASL,,俗称“镀锡板”,,,有与其所是有材料多为,63/37,合金,所以多用于有铅工艺,此表面处理方法足以满足波峰焊焊接要求。

由于此工艺是由热风进行整平,所以其焊盘表面的,平整度不是很理想,焊点的,强度比镀镍,/,金工艺较差,,所以不建议使用在有接触性连接的地方使用,例如:测试位插口PCB,表面处理方法,PCB,常用的表面处理方法包括:,2,、,有机可焊性保护层,-OSP,OSP,是一种表面涂层,(,0.2~0.5um,),,作用是防止铜箔在焊接前氧化,.,由于,OSP,涂层比较薄,所以处理后的,PCB,表面比较平整,建议表面含有,PLCC,QFP,SOJ,SOP,等,密间距元件的,PCB,使用,,其成本远低于镍金,沉银工艺由于,OSP,工艺的,PCB,保存时间较短,,所以不建议使用在制造周期过长的制程中使用PCB,表面处理方法,PCB,常用的表面处理方法包括:,3,、化镍浸金,ENIG,它,通过化学方法在铜表面镀上,镍,/,金,内层,镍,的沉积厚度一般为,3,~,6μm,,外层,金,的沉积厚度一般为,0.05,~,0.1μm,镍,在焊锡和铜之间形成阻隔层,,,从而达到保护焊接面得效果ENIG,处理过的,PCB,表面非常平整,,,可焊性极佳,,,常,用于,按键接触,点,金手指,处理,ENIG,处理过的,PCB,表面在,ENIG,或焊接过程中很容易产生,黑盘,效应(,Black pad,),--,镍层氧化发黑,焊点内层断裂,。

PCB,表面处理方法,PCB,常用的表面处理方法包括:,4,、,化镍钯浸金,ENEPIG,ENEPIG,与,ENIG,相比,是,在镍和金之间多了一层,钯,,,钯的厚度为,0.1,~,0.5μm,,,金,的厚度为,0.02,~,0.1μm,,,ENEPIG,工艺较,ENIG,,解决了焊接过程中,置换反应,导致的,腐蚀现象,此工艺的,成本较高,,所以很少使用PCB,表面处理方法,PCB,常用的表面处理方法包括:,5,、浸银,即为在,PCB,表面镀一层,0.1,~,0.4μm,得银,,提供一层有机保护膜,铜表面在银的密封下,大大延长了寿命浸银的表面很平,而且可焊性很好浸银,处理的,PCB,表面较为平整,,但是在作为接触表面(如按键面)时,其,强度没有金好,浸银,板如果,受潮,,银会在电压的作用下产生,电子迁移,所以不建议使用PCB,表面处理方法,PCB,常用的表面处理方法包括:,6,、,浸锡,是在锡表面使用,化学,/,电镀,方法涂覆一层,1μm,的焊锡,与热风工艺不同的是其,表面比较平整,,此方法多用于,无铅制程,浸锡,工艺的,PCB,保存的时间较短,,其镀层容易受环境影响而,氧化,,最终影响可焊性。

PCB,表面处理方法,-,结论,基于每种处理工艺的特点,结合我们公司产品的特性,对于,PCB,表面处理工艺的选择如下:,组件为纯,THD,,或间距较大的,SMD,的,PCB,,采用热风整平工艺处理组件间距较小(,0.8mm,以下)或,BGA,,,SOJ,的,PCB,,应采用,OSP,工艺处理表面含金手指,按键接触点类得区域做电镀镍、浸金工艺PCB,表面处理方法,-,特殊处理,1.,用于接地的金属化孔的底面及孔内壁必须做阻焊处理,以防止,PCBA,焊接时,孔表面沾锡,影响,PCBA,与组件的结合平整度接地孔,孔内壁,孔底面,定位螺丝安装面,PCB,PCB,表面处理方法,-,特殊处理,2.,对应,PCBA,焊接面,焊盘间距小于,0.8mm,的位置,须在焊盘之间增加白漆阻焊设计以防止短路,连焊白漆阻焊区,焊接带,PCB,表面处理方法,-,特殊处理,3.,盲孔和非测试用的过锡孔用绿油进行阻焊处理,以防止焊接过程中产生的质量隐患第五节,PCB,表面丝印、标识,返回大纲,PCB,表面丝印、标识,PCB,表面应视各位置元件的外形,特性,以及功能的不同,在,PCB,表面依照特定的规则进行标识,以利于识别,从而对产品的制造起到引导、约束性的作用。

其标识方法可参照行业标准(,9000,、,IPC),或公司方法这里不做特定规范PCB,表面丝印、标识,PCB,表面所有的元件必须有对应的编号(位号),用于定位、安装、接地的孔必须依照固定规律进行标识强、弱电工作区域要有明确划分,以便识别高压工作区应用特定的高压识别图案PCB,表面丝印、标识,接地孔必须有特定的接地标识丝印与丝印之间不得重叠,保持,1mm,左右间距为佳丝印不得与焊盘,标识重叠丝印保持清晰,不得残缺不全PCB,表面丝印、标识,标识应放置于对应元件旁边,与元件方向保持一致标识不得与焊盘、丝印重叠,标识应保持完整,清晰,不得残缺PCB,表面丝印,有极性的元件应标识出其负极的位置例如:电解电容,二极管?,,,,,负极,PCB,表面丝印,有方向要求的多引脚类元件应标识出第一引脚的位置,例如,IC,,插座),第一脚,PCB,表面丝印,引脚在本体外的多引脚元件,其本体的丝印应视同本体大小进行设计(例如,IC),,引脚未超出元件本体的多引脚元件视本体外形大小,标识出区域,其区域的大小等与零件本体大小相等PCB,表面丝印,引脚在本体内,且有方向要求的元件,丝印应依照本体的外形特点设计例如:三级管,插座,…,二级管,,电阻,PCB,表面丝印,线形元件依照本体大小对丝印进行设计,同时引线也须进行标识。

例如:电阻,二极管,引线,标识的排放位置需尽量紧贴多对应丝印的位置,且方向与元件插装的方向保持一致PCB,表面标识,,标识与对应位置过远,标识不得与焊盘或丝印重叠,且保持完整PCB,表面标识,,标识与焊盘重叠,第六节,,,PCBA,布局设计,返回大纲,PCBA,布局设计,如,PCBA,考虑使用,THD,类元件,首先应考虑到使用自动化装联程度高的焊接方式,然后依照焊接方式,合理分布元件应遵循以下:,,,PCBA,布局设计,1.PCB,的,长边,始终保持与设备运行的方向一致PCB,,运行方向,,PCBA,布局设计,2.DIP/SIP,类多引脚元件(例如:,IC,,排针,…,等)设计方向尽量,与运行方向平行,(与焊机喷口保持,90,度)以利于焊接,并防止连焊等不良问题PCB,,运行方向,,PCBA,布局设计,3.,轴向插装的,THD,类元件插装方向应与,PCBA,的运行方向程,90,度排放,,以避免在波峰焊接时由于波峰压力而导致焊接完成后,元件的一边翘起同时避免焊接时由于高温,元件前后受热时间差所产生的应力作用PCB,,运行方向,,,,,,PCBA,布局设计,4.QFP,类器件如须采用波峰焊接,其本体的任意一边应与设备运行方向,呈,45,度角,,进行焊接。

引脚间距大于,0.8mm,),,运行方向,,,PCBA,布局设计,5.THD,插装类,元件焊盘之间,的间距或,元件本体之间,的距离(取较小距离)应保留至少,1mm,间距,以防止连焊或影响元件散热,.,,1mm,,,,,,,,,,,1mm,PCBA,布局设计,6.,同一属性,封装的元件在同一,PCB,上不得使用不同的插装方法,以免成型不易控制,造成混乱PCB,,,,,立插,脚距加宽,不推荐使用:同一属性,/,封装元件采用不同插装,成型方式,PCBA,布局设计,7.,轴向插装的元件,其插孔的间距要保证大于元件本体的,3mm,以上,以免成型无法作业或损坏元件;(例如:二级管,色环电阻)Y1,Y,Y1>/=Y+3mm,PCBA,布局设计,8.,“踢脚”类元件的孔距,应依照踢脚的宽度(,3.9mm,)而设定Y1,X1,,,,,,,,,,,,Y(3.9mm),X,X=X1,Y=Y1=3.9mm,注:中心至中心的距离,插位,PCBA,布局设计,9.PCBA,表面轴式插装元件应,避免,使用“,立插,”装联方法,以免元件垂直度不易掌握,影响,PCBA,外观品质例:色环电阻,二极管,….,,立插,PCBA,布局设计,10.,为满足产品的设计,如产品设计选择为双面,SMD,与,THD,混装设计,同时必须考虑产品的制造工艺。

由于电子装联技术的迅速发展,双面混装产品的制造工艺由原先的,红胶工艺,转变为,锡膏工艺,产品在设计时应着重考虑,锡膏工艺,制程PCBA,布局设计,红胶工艺与锡膏工艺的对比,红胶工艺,-,制造流程:印刷,-,贴片,-,回流烘胶,-,插件,-,波峰焊接(含,SMD,元件),制程特点:掉件,虚焊问题较多,其板面污染较严重锡膏工艺,-,印刷,-,贴片,-,回流焊接,-,插件,-,波峰焊接(仅,THD,元件),制程特点,:,1.,波峰焊接时可,增加托盘,,屏蔽,SMD,元件,从而减少波峰焊接时对,SMD,元件的热冲击,延长元件使用寿命同时可,防止,PCB,变形,2.,减轻波峰焊接压力,焊接缺陷较少PCBA,布局设计,依据制造工艺的不同,产品的布局设计也须进行改进红胶工艺 锡膏工艺,,,,,,,THD,元件的焊盘与,SMD,元件的焊盘或本体的距离,,,,,,,X,X>/=SMD,元件的高度,+0.2mm,X,X>/=3mm,PCBA,布局设计,QFP,类元件设计,红胶工艺 锡膏工艺,,,,,,,,1.,元件的过锡方向必须与,PCBA,运行方向保持,45,度角,2.,每组引脚末端必须增加拖锡焊盘防止短路。

特点:焊接效果较差,受热后易出现偏移,掉落现象,,1.,可任意方向放置,2.,加长焊盘尺寸,特点:焊接效果好,不易出现偏移,,PCBA,布局设计,11.,如,PCBA,设计必须为双面,THD,或,THD,与,SMD,混装,元件必须为手工焊接时,手工焊接元件焊盘与周边元件的距离必须保证,>/=,周边元件的高度注: 如元件高度超过,10mm,,距离可等于,10mm.,,如元件高度小于,3mm,,距离等于,3mm.,,,,,,X,Y,X>/=Y,PCBA,布局设计,12.PCB,板边缘的,3mm,为“,禁布区,”,此区域内禁止分部,元件,线路,焊盘,如,PCB,增加可切除的工艺边,则,PCB,板边缘的“禁布区”尺寸不应小于,PCB,的板厚度,(,1.6~2.2mm,),以防止,PCB,分层X=Y>/=3mm,X1>/=,工艺边,+PCB,厚度,Y,X,X1,工艺边,PCBA,布局设计,13.,定位孔、安装孔周边,3mm,内为禁布区(,5mm,为佳),且靠近元件一侧须开应力孔,以减少应力作用定位孔,应力孔,邻近元件焊盘,PCBA,布局设计,14.,经常插拔的元件周围,3mm,内为禁布区,(,5mm,为佳)。

且靠近元件一侧须开应力孔,以防止在插拔时产生应力,损害元件或焊接点禁布区,邻近元件焊盘,,,,,,,,,应力孔,PCBA,布局设计,15.,容易产生应力的位置(插座,连接器等)应做应力孔设计,以减小区域面积内的应力作用,达到保护焊接品质的目的应力孔分布应遵循以下规则:,a.,应力孔与焊接位置保持,1mm,以上间距b.,应力孔与应力孔之间保持,1mm,以上间距PCBA,布局设计,16.,焊点,所处的位置如果在大铜箔上(铜箔面积远大于焊点,),,焊点的周围必须做,”,过锡孔,”,设计,以保证焊点的热膨胀速度和降温速度与其它焊接点同步铜箔,透锡孔,焊点,PCB,PCBA,布局设计,17.,过锡孔的分布应遵循以下原则:,a:,避免分布于元件底部b:,避免与焊盘过紧,应保持,0.8mm,以上间距,以免造成与焊点短路现象C:,过锡孔与过锡孔之间应保持,0.8mm,以上间距D:,过锡孔可以作为测试用测试点PCBA,布局设计,18.PCBA,表面必须保证,3,个以上的定位孔,且必须程对角分布,以利于制造过程中,PCB,的定位(例如:测试,;,波峰焊接),,注:,1.,定位孔如果分部在,PCB,板本体上,应与,PCB,边缘保持,3mm,以上距离,,2.,拼版设计的,PCB,,每个单板上至少保证,2,个定位孔,且必须程对角分布。

Y,X,X=Y>/=3mm,PCB,PCB,PCB,PCB,,,,,,,,,,,,PCB,PCB,PCB,PCB,,,,,,,,,,PCB,,,,,,,,,PCBA,布局设计,19.PCB,的四边必须做倒圆角处理,用以防止,PCB,在加工过程中造成卡板问题注意:,圆角,最小半径为,1mm,4xR=1mm,,,PCBA,布局设计,20.PCBA,板面得零件应依照重量,分配均匀,,过于重的元件尽量不要靠中心排放,,以免,PCB,受热后中心下垂,造成,PCB,翘曲或焊接不良21.,元件的分布也应该避免过于集中,其分布也应有一定的规律,分部要均与且对称,确保其每一个区域的热膨胀系数相近注:不同封装元件的热膨胀系数不同,其散热系数也不同),第八节,,PCBA,工艺边、拼版设计,返回大纲,PCBA,工艺边、拼版设计,1.,依照设备的加工能力,,PCB,板的外形设计应遵循:最大设计尺寸,

PCBA,工艺边、拼版设计,2.,用来满足设备的最小加工能力或拼板的,PCB,板,可增加,3~5mm,的虚拟工艺边,用来满足产品在制造过程中设备的夹持或尺寸要求工艺边,3~5mm,PCBA,工艺边、拼版设计,3.PCB,板虚拟工艺边应增加在,PCB,的,长边,工艺边,,X,Y,X=PCB,较长的一边,Y=PCB,较短的一边,PCBA,工艺边、拼版设计,4.,为满足特殊要求,工艺边可视实际情况同时增加在短边一侧(例如:横向拼版),其目是起支撑作用工艺边,,X,Y,X=PCB,较长的一边,Y=PCB,较短的一边,,,,Y,45,度,PCBA,工艺边、拼版设计,5.PCB,板与虚拟工艺边的连接应采用,V-CUT,槽方式进行连接,以方便装联完成后去除虚拟部分V-cut,槽的设计方式应遵循以下:,,,,X1,X2,X3,X1=X2=X3=PCB,厚度的,1/3,Y=0.2mm(PCB,上表面,v-cut,槽与下表面槽不在同一轴线上),V-cut,槽的口径应为,45,度,如图,45,度,PCBA,工艺边、拼版设计,6.,为提高生产效率,,PCB,可设计为拼版,即由多个小尺寸,PCB,组成一个大板,拼版的最大尺寸不能超过,320,*,300mm.,PCBA,工艺边、拼版设计,7.,拼板的连接方式分为,V-cut,和邮票孔连接。

在不影响装配的情况下,板与板的连接方式可采用,V-cut,连接方式正确连接方式 错误连接方式,注:横向和纵向的,V-cut,槽不可互相交叉同时应保证长边的工艺边不被,V-cut,槽损伤PCB,PCB,PCB,,,PCB,PCB,PCB,PCB,,,PCB,PCBA,工艺边、拼版设计,8.,如,PCB,拼板时,需要,”,让位,”,或其它特殊要求,,PCB,可采用邮票孔连接方式PCBA,工艺边、拼版设计,9.,常见的邮票孔连接方式:,,,,,,PCB,PCB,PCB,,,PCB,,,,,,,,板与板连接,板与工艺边连接,PCBA,工艺边、拼版设计,10.,纵向拼版的数量不能超过,3pcs,,以避免由于横向,V-Cut,槽的原因,,PCB,硬度减小,受热后下垂如采用纵向拼板方式,且拼板数量超过,2pcs,,应在,PCB,纵向连接方向增加工艺边做支撑用拼版后须保证,PCB,长边与设备运行方向一致,),,工艺边,PCBA,工艺边、拼版设计,11.,特殊拼版,a.,如,PCB,设计为,单面纯,THD,插装,工艺,,PCB,单板尺寸小于设备最小加工能力,单板面有元件插装后,伸出,PCB,边缘(例如,:,插座,弯角插针,…,等)此类型,PCB,不受,PCB,最小设计宽度约束,,可设计为单排拼版方式,长度不得超过,320mm,。

制程中使用托盘进行补偿设计,进行组装、焊接伸出,PCB,边缘,,,,,,,,,,,,,,,,,W<50MM,PCBA,工艺边、拼版设计,11.,特殊拼版,B.,如,PCB,外协为非常规类型设计(非矩形),可视,PCB,外协进行“镜像式”拼版(如例图),.,注意:,1.,不可违反,PCB,外形尺寸设计标准(,50mm~320mm),及布局设计要求2.,必须增双边(长边)加工艺边3.,板与板之间必须用邮票孔连接4.,如,PCB,进行拼版设计后,有大面积镂空,镂空部分必须进行补齐其目的是增加,PCB,拼板后的板面强度如图:见下页,PCBA,工艺边、拼版设计,11.,特殊拼版,-,镜像式拼板,,,,工艺边,工艺边,,,,,,,,,,,,邮票孔连接,镂空补齐,PCBA,工艺边、拼版设计,11.,特殊拼版,--,主、副板拼装,,,,,,注:使用此拼板方式应遵循以下原则:,1.,功能板必须是与主板匹配的实现,PCBA,功能的板子2.,拼版后功能板边缘不超出工艺边边缘3.,板与板之间纵向不做连接特殊情况除外),,,,工艺边,功能板,邮票孔连接,主板,PCBA,工艺边、拼版设计,11.,特殊拼版,-,外形补齐设计,,,,,,注:,1.,图中红线为,V-cut,槽,2.,图中各圆弧部分分别用一点邮票孔进行连接 。

3.,绿色部分为填充部分,一般为,PCB,材料4.,非特殊要求,,PCB,外形禁止设计为不规则形状工艺边,邮票孔连接,,,,,中心,PCBA,工艺边、拼版设计,12.,拼版时应考虑焊接时的运行方向,应保证,DIP,SIP,,等焊点密集位置的焊接方向与波峰喷口程,90,度接触;同时避免,“阴影效应”,—,指前一元件遮挡后一焊接位置,推荐方向,不合理方向,PCBA,工艺边、拼版设计,13.PCB,的四边必须做倒圆角处理,用以防止,PCB,在加工过程中造成卡板问题如,PCB,有工艺边,工艺边做倒角处理,,PCB,本体不须要,注意:,圆角,最小半径为,1mm,4xR=1mm,,内容回顾,培训结束,,谢谢观看,/,欢迎下载,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH,内容总结,PCBA的可制造性设计规范 --THT培训 Through Hole Technology 通孔插装技术/工艺。

第一节 PCBA装联的工艺选择第二节 THD元件的选择、设计9.SOJ,PLCC,BGA和引脚间距小于0.8mm 等贴片类元件不可以采用波峰焊接方式倒角的大小视元件插孔或引脚大小决定,这里不做规定第三节 PTH、NPTH通孔/焊盘设计隔离孔、槽—用于隔离强弱电之间爬电现象的一种非金属化孔第四节 PCB表面处理方法OSP是一种表面涂层(0.2~0.5um),作用是防止铜箔在焊接前氧化.ENIG处理过的PCB表面在ENIG或焊接过程中很容易产生黑盘效应(Black pad)--镍层氧化发黑,焊点内层断裂第五节 PCB表面丝印、标识丝印与丝印之间不得重叠,保持1mm左右间距为佳注:中心至中心的距离谢谢观看/欢迎下载,。

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