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靖邦為您講述Pcb板的設計工作層

 

一個pcb的制造不是一次成型的，而是由很多的工序，按先后順序制造出來的，每一道工序都需要有一個標準化的圖形文件，如鉆孔、線路和絲印白字等，因此，為了方便輸出各種制造文件以及方便設計，pcb設計阮籍通常是一個pcb板抽象成由各種透明的膠片（層）疊加而成，以上面的雙面板為例，它可以看成由“正面線路”、“反面線路”、“正面綠油”、“反面綠油”、“正面白字”五層疊加而成。這些不同的“層”與其他一些輔助設計的層共同構成了pcb軟件的工作平臺。下面靖邦來詳情介紹一下protel2004軟件中涉及到的各種層。

1、  信號層

2、  內電層

3、  阻焊層

4、  絲印層

5、  禁止布線層

6、  機械層

7、  多層

8、  導孔層

9、  孔位圖層

10、 飛線連接層

11、 設計規則錯誤指示層

12、 焊盤孔層

13、 過孔層

14、 一柵格層

15、 二柵格層

上面講述的各種“層”，有虛有實，即有的層與電路板實物對應，叫物理層，如信號層、內電層、阻焊層、絲印層；有些層是用來輔助電路板制作的，如機械層和孔位圖層；還有一些是用來輔助電路板設計的，如柵格層、多層、飛線連接層、設計規則錯誤指示層、過孔層和焊盤層。

PCBA加工，自動化生產要求淺析

PCBA加工生產過程中，難免會存在一些列的設備尺寸或其他要求，具體要求是什么呢？靖邦將會在下文中為你淺析說明。PCBA加工生產過程中，難免會存在一些列的設備尺寸或其他要求，具體要求是什么呢？靖邦將會在下文中為你淺析說明。

一.PCB尺寸背景說明

PCB的尺寸受限于生產線設備的能力，因此，在產品系統方案設計時應考慮合適的PCB尺寸。在下文中，靖邦將會針對這一系列PCBA加工問題對此做出解釋說明。

(1) SMT設備可貼裝的大PCB尺寸源于PCB板料的標準尺寸，大多數為20' x 24'，即508mm x 610mm(導軌寬度)。

(2)推薦尺寸是SMT生產線各設備比較匹配的尺寸，有利于發揮各設備的生產效率，消除設備瓶頸。

(3)對于小尺寸的PCB應該設計成拼版，以提高整條生產線的生產效率。

【PCB尺寸設計要求】

(1)一般情況下，PCB的大尺寸應限制在460mm x 610mm范圍內。

(2)推薦尺寸范圍為(200~250 ) mm x ( 250~350 ) mm，長寬比應<2,

(3)對于尺寸<125mm x 125mm的PCB，應拼版為合適的尺寸。

二.PCB外形背景說明

SMT生產設備是用導軌傳送PCB的，不能傳送不規則外形的PCB，特別是角部有缺口的PCB。

【PCB外形設計要求】

(1) PCB外形應為規則的方形且四角倒圓。

(2)為保證傳送過程中的平穩性，對不規則形狀的PCB應考慮用拼版的方式將其轉換為規范的方形，特別是角部缺口好要補齊，以免波峰焊接夾爪傳送過程中卡板。

(3)純SMT板，允許有缺口，但缺口尺寸應小于所在邊長度的三分之，對于超過此要求的，應將設計工藝邊補齊。

(4)金手指的倒邊設計要求除了插人邊按圖示要求設計倒角外，插板兩側邊也應該設計((1~1.5) x 45度的倒角，以利于插人。

三.傳送邊背景說明

傳送邊的尺寸取決于設備的傳送導軌要求，印刷機、貼片機和再流焊接爐，一般要求傳送邊在3.5mm以上。

【傳送邊設計要求】

(1)為減少焊接時PCB的變形，對非拼版PCB，一般將其長邊方向作為傳送方向;對于拼版也應將其長邊方向作為傳送方向。

(2)一般將PCB或拼版傳送方向的兩條邊作為傳送邊，見圖8-8，傳送邊的小寬度為5.0mm，傳送邊正反面內.不能有任何元器件或焊點。

(3)非傳送邊，SMT設備方面沒有限制，最預留2.5mm的元件禁布區。

四.定位孔背景說明

拼版加工、組裝、測試等很多工序需要PCB準確定位，因此，一般都要求設計定位孔。

【定位孔設計要求】

(1)每塊PCB，至少應設計兩個定位孔，一個設計為圓形，另一個設計為長槽形，前者用于定位，后者用于導向。

①定位孔徑沒有特別要求，根據自己工廠的規范設計即可，推薦直徑為2.4mm、3.0mm。

②定位孔應為非金屬化孔。如果PCB為沖裁PCB，則定位孔應設計孔盤，以加強剛度。

③導向孔長一般取直徑的2倍即可。

④定位孔中心應離傳送邊5.0mm以上，兩個定位孔盡可能離的遠些，建議布局在PCB的對角處。

(2)對于混裝PCB(安裝有插件的PCBA)，定位孔的位置最正反一致，這樣，工裝的設計可以做到正反面公用，如裝螺釘底托也可用于插件的托盤。

五.定位符號背景說明

現代貼片機、印刷機、光學檢測設備(AOI),焊膏檢測設備(SPI)等都采用了光學定位系統。因此，PCB上必須設計光學定位符號。

(1)定位符號分為整體定位符號(Global Fiducial)與局部定位符號(LocalFiducial)。前者用于整板定位，后者用于拼版子板或精細間距元器件的定位。

(2)光學定位符號可以設計成正方形、菱形、圓形、十字形、井字形等，高度為2.Omm。一般推薦設計成擬Omm的圓形銅定義圖形，慮到材料顏色與環境的反差，留出比光學定位符號大1mm的無阻焊區，內不允許有任何字符。同一板面上的三個符號下內層有無銅箔應一致。

(3)在有貼片元器件的PCB面上.建議在板的角部布設三個整板光學定位符號，以便對PCB進行立體定位(三點決定一個平面，可以檢測焊膏的厚度)。

(4)對于拼版，除了要有三個整板光學定位符號外，每塊單元板上對角處最也設計兩個或三個拼版光學定位符號。

(5 )對引線中心距小于等于0.5mm的QFP以及中心距小于等于0.8 mm的BGA等器件，應在其對角設置局部光學定位符號，以便對其確定位。

(6)如果是雙面都有貼裝元器件，則每一面都應該有光學定位符號。

(7)如果PCB上沒有定位孔，光學定位符號的中心應距離PCB傳送邊6.5mm以上。如果PCB上有定位孔，光學定位符號的中心應設計在定位孔靠PCB中心側。

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PCBA加工，可制造性設計與制造的關系是什么？

這次的文章靖邦技術繼續為您講解PCBA及SMT相關知識，下文是關于可制造性設計與制造的關系可以歸納為以下兩點。這次的文章靖邦技術繼續為您講解PCBA及SMT相關知識，下文是關于可制造性設計與制造的關系可以歸納為以下兩點。

(1)PCBA的可制造性設計決定PCBA的焊接直通率水平，它對焊接良率的影響是性的，較難通過現場工藝的優化進行補償。

(2)可制造性設計決定生產效率與生產成本。如果PCBA的工藝設計不合理，

可能就需要額外的試制時間和工裝，如果還不能解決，就必須通過返修來完成。這些都降低了生產效率.提高了成本。

下面以一個0.4mmQFP的例子予以說明。

0.4mmQFP是廣泛使用的一類封裝，但它也是焊接不良排行前十的封裝。主要的焊接不良表現為橋連和開焊，見圖2-4。

0.4mmQFP之所以容易發生橋連，是由于引線之間的間隔比較小，一般只有0.15~ 0.20mm，它對焊膏量的變動比較敏感。如果焊膏印刷稍微偏厚就可能引發橋連，因此，通常采取的改進舉措是減少焊膏印刷的鋼網厚度，但這樣做的結果可能帶來更多的開焊。如果能夠提供一個比較大的焊膏量工藝窗口，那么就可以有效地提高焊接的良率。

從工藝設計角度考慮，需要解決兩個問題:一是如何控制焊膏量的變化;二是如何降低焊膏量對橋連的影響。如果能夠解決這兩個問題就能夠很好地管控0.4mmQFP的焊接質量。

下面介紹一下0.4mmQFP的焊點結構與焊膏印刷的原理，見圖2-5和,圖2-6。

從圖2-5可以看到，熔融的焊錫鋪展在焊盤和引腳表面，焊盤的寬度決定吸附熔融焊錫的量。從圖2-6可以了解到阻焊厚度對鋼網與焊盤之間密封性的影響—如果阻焊層比較厚就會增加焊膏的量。

了解了這兩點，就可以進行0.4mmQFP的工藝設計，具體講就是通過對焊盤、阻焊和鋼網的一體化設計，有效控制焊膏量的波動并降低焊膏量對橋連的敏感度。

如果把焊盤設計得比較寬一點，鋼網開窗設計窄點，去掉焊盤之間的阻焊，見圖2-7，那么，就可以獲得穩定的焊膏量(去掉了阻焊對焊膏印刷厚度的影響)，可以適應焊膏量變化的焊縫結構(寬焊盤窄的鋼網開窗)，從而實現了少橋連甚至不橋連的工藝目標。實踐證明，這樣的設計完全可以解決。

0.4mmQFP的橋連問題。

當然，圖2-7所示設計只是一種思路，還可以根據PCB廠的能力進行其它的設計，圖2-8為兩個案例，都是比較好的設計。圖2-8(a)為日本京瓷公司的焊盤設計，采用了0.25mm寬焊盤并在焊盤間加阻焊的設計，這種設計建立在PCB廠工藝能力上，要具有精密阻焊開窗能力。圖2-8( b)為日本公司的焊盤設計，采用了引腳根部窄焊盤的設計。

通過以上案例，說明要重視工藝設計，賦予工藝設計與硬件設計同樣的地位，所創造的是產品的高質量。