PCB布局及元件装配之设计规范 ——给它们“安”个合适的家之二

发布时间：2022-08-12 14:24:44 发布人：

如果我们给PCB 线路板上电子元器件”安”的家方位不当，则会在生产运输、搬运的过程中造成虚焊、脱焊；也可能会让这些电子元器件持续“发烧”，且“高烧”不退，导致设备运行卡顿、死机，元器件烧毁，设备报废。所以给它们“安”个合适的家至关重要。

上周我们主要聊了PCB设计和元件装配通常要考虑的一些因素、SMT和元件回流焊接装配设计规范等。

这次我们将接着基准点、与PCBA装配相关的PCB设计元素等。

1 基准校正点 (Fiducial marks)

1.1 基准校正点的分类及其作用

基准校正点有两种类型,一种是“PCB基准点”,另外一种根椐不同元器件的需要而设的“元件基准点”

基准点是位于PCB板上的类似于焊盘的小薄片,通常基准点的制作与SMT元器件的焊盘制作在同一时间进行蚀刻处理; 因此其相对位置比定位孔与焊盘的相对位置更稳定准确;

在SMT加工过程中, 通过SMT贴片机的照相系统对PCB基准点坐标的读取,以及通过计算机系统对坐标偏差的计算准确定位PCB的位置,因此,元件贴片精度得到很大的提高.

1) PCB基准点的设计

对于单板的PCB Layout,建议使用三个基准点来作为角度、线性及非线性失真的补偿，如果PCB板的元件间距或脚间距有小于50mil pitch的就必须要使用三个基准点；

三个基准点位于PCB板上的三个角落位置;

在PCB长度及对角线的范围之内，三个基准点的距离应尽量最大.

基准点一定不要放置在如上图所示的受限制的区域，必须放置在距离PCB边缘的4mm以上的位置；

如上图如示，每块板的两个基准点是进行角度及线性补偿的最低要求；

两个基准点应确立在PCB对角线的位置上，在生产过程中基准点通常作为参考点来检测板的存在及校正板与板之间的细微的偏差;

SMT元件应尽量放置在基准点的范围内.

H.       对于PCB拼板的Layout，最好用三个（如果元件Pitch小于50mil必须采用三个）或两个基准点以补偿PCB拼板的偏差；

I. 在回流焊接加工过程中，PCB基准点必须包涵到PCB拼板的Gerber file中；

J.对于一些高密度分布的PCB板中如果没有多余的空间放置基准点，可以考虑将基准点放置在拼板之间的连接材料上，但为了考虑基准点与PCB元件分布的精度，必须将基准点与PCB元件分布一起设计在Gerber file中；

2、设备的局限性对物料规格及元器件包装的影响

2.1  P.C.B厚度

在波烽焊接加工过程中，那么PCB的厚度标准要求为：1.6mm，最薄不能低于1.0mm，不然PCB在过波峰焊接时易弯曲变形而导致PCB上的元器件损坏及焊接点破裂，影响产品的可靠性.

在回流焊接加工过程中，薄的PCB可以被使用。倘若在PCB两边增加均衡性铜箔及通过拼板适当的设计可减少PCB的弯曲度。

2.2  表面贴片元件

a. SMT现有的贴片机所能处理的表面贴片元件包装有8mm、 12mm、 16mm、 24mm、

32mm及 44mm的卷装料 及支装料，散装物料在SMT加工过程中是不允许采用的。

b. SOIC的标准包装应优先选择卷装形式，减小支装包装方式从而减少对机器贴片效率的影响。

c.包装那些异形元器件或非SMD元器件作为SMT贴片元件时（像屏蔽罩之类）应采用胶材质的拖盘或其它方式进行包装以避免在运输及加工过程中使元器件变形而影响其共面性。

d.可贴装的元件高度不能大于15mm

3. PCB线路设计规范

3.1 加强焊端的独立性, 减弱焊端之间的影响, 如下图

3.2 如果焊端位于较大的铜箔上, 那么必须修整较大的可焊区焊端面积以避免出现短路等不良.如下图

3.3 为了达到较好的机械强度尤其是对于１OZ铜的ＰＣＢ及有手工焊接要求的ＰＣＢ，经常加大铜箔的面积，如下图：

3.４ 通孔不允许位于底部为金属物质的元器件下面，除非他们之间有绝缘体隔开，并且此绝缘体能承受焊接时的高温冲击而不被损坏；    

3.５ 铜路与焊端连接的颈部位置应加宽以避免在焊接的过程中出现断裂的现象；

3.６ 焊盘不允许位于与大铜箔的附近，他们之间最小间隔应不小于１．８mm；

3.７ 线路宽度及线路之间的间隔定义（对于１oz或2oz铜的ＰＣＢ）；

3.７ 线路转角定义

（未完待续）