PCB制作注意事项.pptx

一、焊接方式与一、焊接方式与PCB整体设计整体设计PCB的焊接方式可分為：雙面貼裝(PCB兩面均放置貼裝元件)單面混裝(PCB一面上放置貼裝以及插件元件)雙面混裝(PCB兩面均有貼裝以及插件元件)二.選用原則1.外观要求：基板外观应光滑平整，不可有翘曲或高低不平，基板表面不得出现裂纹，伤痕，锈斑,絲印模糊,綠漆補漆不良,線路斷線,金手指斷指,缺指,刮傷,沾錫等不良。2.热膨胀系数的关系：基板受热后的胀缩应力对表面贴装元件的组装形态會產生較大影响，因為熱应力很大,如果热膨胀系数不同將會造成元件焊接處电极剥离，從而降低产品焊接的可靠性，一般元件尺寸小于1608时，只遭受部分应力，尺寸大于1608时，就必须注意这个问题。也就是在基板設計時要考慮到銅面的分布 3.导热系数的关系：贴装在基板上的電容,電阻,變壓器,三极管以及IC等在工作时所產生的热量主要通过基板進行扩散，在贴装元件密集，產生較大的发热量时，基板必须具有高的导热系数。4.耐热性的关系：由于基板從表面贴装開始至组装结束，可能会经过数次高溫焊接的过程.通常其耐溫要达到260，10秒的要求。5.铜箔的粘合强度铜箔的粘合强度：表面贴装元件的焊区比DIP元件的焊区要小，因此要求基板与铜箔應具有良好的粘合强度，一般要达到1.5kg/cm2以上。6.弯曲强度弯曲强度：基板贴装上零件后，在過reflow時由於其自身以及元件的质量等力的作用，会产生撓曲，这将给元件和接合点增加应力從而導致元件产生微裂,或與pad剝離，因此要求基板的抗弯强度要达到25kg/cm2以上。7.电性能要求电性能要求electricity：由于电路传输速度的高速化、要求基板的介电常数，同时随着基板的縮小布线密度的提高，基板的绝缘性能要达到规定的要求。8.基板对清洗剂的反应基板对清洗剂的反应:在溶液中浸渍5分钟，其表面不产生任何不良(如絲印模糊,綠漆剝離等)，基板的保存條件与SMD的保存条件相同。三三.PCB设计设计及制作要求及制作要求1.PCB夹持边夹持边:在SMT以及插件过波峰焊的过程中，PCB应留出一定的边缘便于设备夹持及傳輸。这个夹持边的范围应大於5mm，在離板邊5mm内的範圍不允许布放pad。2.定位孔设计定位孔设计:为了保证SMT機器能准确牢固地將PCB定位，故需在PCB上设置一对定位孔,定位孔的大小一般為50.1mm,在定位孔周围1mm范围内不能有元件。3.PCB厚度厚度:一般為0.5mm-4mm，推荐采用1.6mm-2mm。4.PCB缺槽缺槽:PCB的边缘区域内最好沒有缺槽，以避免PCB在定位或傳輸的過程中,sensor检测时出现错误，而導致傳輸錯誤而引起機器故障或損壞PCB.5.拼板设计要求拼板设计要求:对PCB的拼板格式有以下几点要求：(1)，应以制造、装配和测试过程中便于加工，不产生较大变形为宜,(一般寬度為50mm-450mm.長度為50mm-510mm.)。(2)拼板的夹持边和定位孔应由PCB的制造和定位工艺来确定。(3)每块拼板上应有fiducialmark，以便机器能将每块拼板当作单板來識別。(4)拼板可采用stamp或双面对刻v-cut的分离技术。在采用stamp分離時，搭边应均匀分布于每块拼板的四周，以避免焊接时由于PCB受力不均导致变形。在采用双面对刻的v-cut时，v-cut深度应控制在板厚的1/6-1/8左右。(5)设计双面贴装不进行波峰焊的PCB时，可采用陰陽板的拼板方式以減少SMT換線時間提高设备利用率（在小批量生产条件下可减少设备投资）.四、四、PCB焊盘设计工艺要求焊盘设计工艺要求PAD设计是PCB线路设计的极其关键的部分，因为它确定了元器件在PCB上的焊接位置，而且对焊接过程中可能出现的焊接缺陷、焊点的可靠性、可清洗性、可测试性和維修等起着显著作用。1.阻焊膜设计时阻焊膜设计时需需考虑的因素考虑的因素(1)PCB上各相应PAD的阻焊膜的开口尺寸，其宽度和长度应分别比PAD大0.05mm0.25mm，具体情况视pad與pad之間的间距而定，目的是既要防止阻焊剂污染焊盘，又要避免錫膏印刷以及焊接时產生短路。(2)阻焊膜的厚度不得大于pad的厚度2.PAD与印制导线与印制导线(1)减小印制导线连通pad处的宽度，除非受电荷容量、印制板加工极限等因素的限制，最大宽度应为0.4mm，或pad宽度的一半（以较小焊盘为准）。(2)pad与较大面积的导电(如地、电源等)平面相连时，应通过一段较细的导电线进行热隔离(3)印制导线应避免呈一定角度与pad相连，只要可能，印制导线应从pad长边的中心处与之相连。3.导通孔布局导通孔布局(1)避免設置在pad上，或在距PAD0.635mm的範圍内设置导通孔。如无法避免，须用阻焊剂将焊料流失通道阻断或在導通孔內填充綠漆。(2)作为测试支撑导通孔，在设计布局时，需考虑到不同探针的直径，及ICT,F/T探針與探針之間的最小间距。4.对于同一个元件，凡是对称使用的焊盘（如片状电阻、电容、SOIC、PLCC、SOP、QFP等），设计时应严格保持其全面的对称性，即各pad的形状与尺寸应完全一致。以保证焊料熔融时，作用于元器件上各焊点的表面张力能保持平衡（即其合力为零），以利于形成理想的焊点及保證零件不會偏離pad。5.凡多引脚的元器件（如SOIC、SOP、PLCC、QFP、BGA等），引脚pad之间的短接处不允许直通，应由焊盘引出印制導線進行短接，以免产生桥接。另外还应尽量避免在焊盘之间設置印制導線（特别是finepitch的元器件）,凡穿越相邻pad之间的印制线，须用阻焊膜对其加以遮隔。6.pad内不允许印有字符和图形标记，标志符号离pad边缘距离应大于0.5mm。凡无外引脚的器件的pad，其pad與pad之间不允许有通孔，以免清洗過程中錫膏流入通孔過爐后形成錫珠。7.当采用波峰焊接工艺时，插件元件的通孔，一般應比其引脚线径大0.05-0.3mm为宜，其焊盘的直径应大于孔径的3倍。五、元器件布局的要求五、元器件布局的要求由于设计所引起的产品质量问题在生产中是很难克服的；因此，PCB设计工程师要根据SMT工藝的特点，對元器件進行正確的布局,设计可以將焊接缺陷到最低PCB。故在进行PCBlayout時要考虑以下几点：1.PCB上元器件分布应尽可能地均匀；2.大质量,大体積元器件再流焊时因热容量较大，因此，如在布局上过于集中容易造成局部温度低而导致假焊；所以大型器件的四周要留一定的维修空間(如烙鐵頭)3.發熱量較大的功率元器件应均匀地放置在PCB边缘或較易通風的地方；4.单面混装时，应把SMT和DIP元器件布放在同一面；采用双面混装时，应把大的SMT和DIP元器件布放在同一面，A、B两面的元器件要尽量错开放置；(适合于波峰焊的矩形、圆柱形片式元件、SOT和较小的SOP（引脚数小于28，PITCH在1mm以上）布放在B面（波峰焊接面）。波峰焊接面上不能安放四边有引脚的器件，如，QEP、PLCC等；)5.波峰焊接面上元器件封装必须能承受260度以上温度并是全密封型的；6.贵重的元器件不要布放在PCB的边角區域，或靠近接插件孔、定位孔、螺絲孔、V-cut、豁口等处，以上这些位置是PCB的高应力区，容易造成焊点和元器件的开裂。7.贴装元件方向的考虑相同类型的元器件应盡量以相同的方向排列在PCB上，使得元件的贴装、检查更容易。六、基准点（六、基准点（Fiducial Marks)制作的要求制作的要求 为了精密地贴装元器件，可根据需要设计用于整块PCB的fiducialmark（全局基准点），finepitch元件的fiducialmark以及拼板中每片小的fiducialmark（局部基准点），让机器把每块面板当作单板看待,在设计fiducialmark时要考虑以下因素：1.Fiducialmark的图形,一般常用的有：等，推荐采用的fiducialmark為实心圆，直径1mm。2.Fiducialmark最小的直径为0.5mm0.020。最大直径是3mm0.120。Fiducialmark在同一块印制板上的尺寸变化不应超过0.025mm0.001。3.Fiducialmark可以是裸铜、镀镍或镀锡等。电镀或焊锡涂层的首选厚度为510um0.0002-0.0004。焊锡涂层不应该超过25um0.001。4.Fiducialmark的表面平整度应控制在15um0.006以内。5.在Fiducialmark周围(8mm內)应该沒有與其相類似的圖形。6.Fiducialmark要距离PCB边缘至少5.0mm0.200以上(回焊爐的鏈條牙長一般為4mm左右)7.Fiducialmark与PCB的基质材料之间應有較高对比度。七、可测性设计的考虑目前SMT的可测性设计主要是针对ICT以及F/T。提高可测性设计要考虑工艺设计和电气设计两个方面的要求。1.工艺设计的要求定位的精度、基板的大小、探针的类型都是影响探测可靠性的因素。(1)精确的定位孔。在基板上设定精确的定位孔，定位孔误差应在0.05mm以内，至少设置两个定位孔，且距离愈远愈好。采用非金属化的定位孔，以减少焊锡镀层的增厚而不能达到公差要求。如基板是拼板,貼裝后再分开测试，则定位孔必须设置在大板及各单独的小板上。(2)测试点的直径不小于0.4mm，相邻测试点的间距最好在2.54mm以上，不要小于1.27mm。(3)在测试面不能放置高度超过64mm的元器件，过高的元器件将引起ICT治具探针與测试点接触不良。(4)最好将测试点放置在元器件周围1.0mm以外，避免探针撞到元器件而损伤元件。定位孔周围3.2mm以内，不可有元器件或测试点。(5)测试点不可设置在PCB边缘5mm的范围内，这5mm的空间用以保证治具夹持(6)所有测試点最好镀锡或选用质地较软、易贯穿、不易氧化的金属传导物，以保证可靠接触，延长探针的使用寿命。(7)测试点不可被阻焊剂,文字油墨或綠漆覆盖，否则将会缩小测试点的接触面积，降低测试的可靠性。2.电气设计的要求电气设计的要求(1)應尽量将元件面的SMC/SMD的测试点通过導通孔引到波峰焊焊接面，導通孔直径应大于1mm。这样可使ICT測试采用单面针床来进行测试，从而降低ICT测试治具的成本。(2)每个电气节点都必须有一个测试点，每个IC必须有POWER及GROUND的测试点，且尽可能接近此元器件，最好在距离IC2.54mm范围内,或采用TESTJET進行測試(3)在印制導線上设置测试点时，可将其宽度放大到40mil。(4)将测试点均衡地分布在PCB上。如果探针集中在某一区域时，较高的压力会使待测板或针床变形，进而造成部分探针不能接触到测试点。(5)PCB上的供电线路应分区域设置测试断点，以便于电源耦合电容或PCB上的其它元器件出现对电源短路时，查找故障点更为快捷准确。设计断点时，应考虑恢复测试断点后的功率承载能力。(6)测试节点严禁选在元器件的焊点上，这种测试可能使虚焊节点在探针压力作用下挤压到理想位置，从而使虚焊故障被掩盖，发生所谓的“故障遮蔽效应”。由于探针因定位误差引起的偏晃，可能使探针直接作用于元器件的端点或引脚上而造成元器件损坏。