AI自动插件对PCB工艺设计参考.doc

自动插件PCB设计参考及检查标准

（一）项目：电插AI 对PCB板工艺调整

（二）本公司扩大改进持续发展，为节约人力资源，降得成本，因此为了改

进DIP生产，提高效率，用AI机器代替人工插件，由于AI机器电插对PCB板的有一定的工艺

要求，所以公司以后接的生产订单相对应的 PCB有一定的改变。

（三） 改板要求： 改板应由后续的订单开始要求PCB供应商或PCB板研发部等，

按实际情况能用AI机器电插的板，尽量改为电插工艺要求。

（四）为了使现时自动插件机发挥最大效率，提高产品质量，我们整理和制订了这份资

料,设计PCB的参考和检验PWB来料的标准。

卧式自动插件对ＰＣＢ工艺要求
一. PCB尺寸要求：
PCB的外形最小尺寸 50mm*50mm,最大尺寸450mm*450mm

二.PCB定位孔要求：根据PCB长度L 的范围，插件机对于鹅蛋形定位孔距PCB边缘的距离

S2 的要求也不同。

圆形定位孔，直径=3. 0 mm
鹅蛋形定位孔，d=3.0 mm
L1=5.0±0.05mm
+0.05
- 0.00
L1-L2 ≤0.05mm
PCB元件面
L
+0.05
- 0.00
S2
d
L2=5.0±0.05mm
S1=5.0±0.5mm

L2=5.0±0.05 mm

注意：
圆形定位孔为固定的标准位置，鹅蛋形定位孔应根据PWB长度L的不同而其 S2 也有所改变，有关数据请参照下表：

单位：mm

L 的范围
S2 值
L≤355
S2＝L－5
355＜L≤457.2
330 ≤ S2≤350

另外，当PCB定位孔过多，生产时容易造成PCB取放板方向混淆。故设计PCB时，只须在该PCB长边上设计一组定位孔(左边圆形定位孔+右边 鹅蛋形定位孔)。

三. 自动插件机元件引脚直径范围为: 0.38mm－0.71mm

d
0.38mm≤ d ≤0.71mm

自动插件机可插以下元件:
1. 1/16W、1/8W、1/4W 电阻
2. 电容
3. 0.6mm跳线
4. 二极管 例如ＩＮ４００７，ＩＮ４００２
5. 色环电感

四. 元件跨度C的范围: 5.0mm－17.0mm
L
C
PCB
元件面
铜皮面

设计元件跨度必须同时考虑到元件体长度L，如果L过长，插件机容易打伤
元件体或打断元件引脚，损坏插件机刀具，同时对排料机要求非常严格。如果跨度C过大，插件机速度会降低，插件时易掉件(插件机刀具夹不牢）、元件易浮脚。
目前AI部插件最多的是5.0mm跨度，5.0mm跨度的元件在插件时比较容易出现拱起、损伤元件等坏机；故建议将AI插件元件的最小跨度定为6.0mm，以求大幅度降低坏件率。
根据不同元件，我们定出以下标准：
元 件
最佳跨度
最小跨度
最大跨度
1/16W、1/8W电阻
6.0mm－9.0mm
5.0mm

色环电容
6.0mm－9.0mm
6.0mm

跳线
6.0mm－12mm
5.0mm
17.0mm
1/4W电阻、色环电感
9.0mm－12mm
7.8mm

二极管
7.0mm－9.0mm
6.5mm

最小跨度的推算： 一般元件＝MAX L＋1.3mm
二极管、色环电感＝MAX L＋2.8mm

五. 元件孔径要求：
现时PCB供应商工艺质量控制不是很好，如果再加上元件孔径过小，就不
符合插件机的插件要求，那将会极大的增加AI插件的坏件率，需要增加大量人手去弥补(检查员检查和补件)。
但是，如果元件孔径过大，又将会导致元件过松容易脱落（过波峰焊前），且会产生锡
点不良等质量问题。

自插机要求：MIN D = MAX d + 0.45mm
d
D
PCB
元件面
铜皮面

考虑以上情况,我们确定如下数据：

元 件
最小孔径
最大孔径
1/16W.1/8W电阻
0.90mm
1.00mm
电容
0.90mm
1.00mm
1/4W电阻、色环电感
0.95mm
1.05mm
0.6mm跳线
0.95mm
1.05mm
二极管
0.95mm
1.05mm

注意：以上孔径对于手插元件可能过大,故请参考第三、第四、第六、第九、第十点, 分清哪些元件是手插件，以便单独对手插件的孔径采用不同的标准。ＰＣＢ工程师在制作ＰＣＢ图纸，ＢＯＭ时，对物料要求，应表明元件规格，本体大小，是否符合ＡＩ机器的要求，并注明是用机器插件，还是人工插件．
六. 元件密度要求：
PCB上元件密度越大，自插机走位越小，因此效率越高。但是，元件密度过大插件时会打伤打断邻近元件和ＳＭＴ贴装元件，损坏刀具。因此在插件元件体周围３mm内不能有其它元件．下图是插件机能够接受的最大密度：

垂直方向：MIN B＝3.0mm
平行方向：MIN A＝3.0mm

七. 元件铜皮设计:
1.元件角度过大,容易掉件和产生浮脚
2.元件角度过小,容易和相邻铜皮短路

相邻铜皮
PCB

`
ａ ａ
相邻铜皮

ａ过大，易掉件和浮脚 ａ过小，易和相邻的铜皮短路
为彻底解决以上问题，建议EG设计PCB时，采用以下方法：

白油，位于两个插件孔之间，并将相邻近铜皮覆盖。
只有绿油层，而无白油保护
相邻铜皮
相邻铜皮
The Foot Of Part
NO GOOD
GOOD

八. PCB变形允许范围:
PCB
W2
W1
元件面
铜皮面

MAX W1
MAX W2
1.5mm
1.0mm

九. 元件孔偏斜范围:
PCB
Y
要求： X≤0.05mm
 Y≤0.05mm
R1
R2

十. 同一型号PCB，元件孔座标(相对于定位孔中心)误差不大于0.05mm。
x
y
R1

要求：x、y 的误差不大于0.05mm。

十一.PCB之间板与板连接位的要求:
板与板之间的连接位如为针孔连接方式,则需保证连接强度可靠。如为“V”
形槽连接,“V”形槽的尺寸请参照下图:

D1
D2
PCB “V”形槽

D

D1=D21/4 D

十二.同一厂家生产的同一PCB,要求材料相同,而且材料方向一致。不同的PCB材料，以及同一材料的不同方向，温度变化时，膨胀率和收缩率有很大差异，将导致定位孔和元件孔的尺寸、座标差别太大，自插机无法接受。

立式元件对ＰＣＢ的工艺要求

一.立式元件插件机可插元件:
立式元件插件机可插两脚和三脚元件,如LED、微调电位器、微调电容、小型开关、轴向元件、三极管、电容、电感、晶振、SIP包装等。

电阻
片状电容
三极管
SIP包装
微调电位器
二极管
电解电容
LED
开关
晶振

二:立式元件要求 1.元件来料必须有编带

两脚元件编带
三脚元件编带
纸带

2.元件外形尺寸要求:
鉴于我厂插件机使用的刀具,以上立式元件的外形尺寸要求如下:
A.两脚元件

C
A
B
D
D1
D2
如是矩形元
件脚
矩形元件体
序号
说明
最小
最大
A
元件体高度
0.36
21.5
B
元件体直径
0.71
10.5
C
矩形元件体宽度
0.71
26.16
D
元件脚脚径
0.36
0.71
D1.D2
矩形元件脚尺寸
0.36
0.50
E
元件脚间距
4.90
5.10
单位: mm

E

B.三脚元件

A
D1
D2
如是矩形元
件脚
B
E
E1
E2
序号
说明
最小
最大
A
元件体高度
0.36
21.5
B
元件体直径
0.71
10.5
C
元件体宽度
0.71
5.25
D
元件脚脚径
0.36
0.71
D1.D2
矩形元件脚尺寸
0.36
0.50
E
元件脚间距
4.90
5.10
E1.E2
元件脚间距
2.45
2.55
单位: mm

D
C

三.元件密度要求:

在进行插件时，如果元件间的密度过大，会令已插入的元件被正要插入的元件碰松(掉).或正要插入的元件被已插入的元件碰飞，这样会造成过多的插件不良。因此元件的密度在情况允许下应不要过密。
待设计元件
半径为r2
半径为r1
D2
D1
元件俯视图
要求: D1≥1.0mm
D2≥5.0-MIN(r1,r2) *
MIN D2=1.0mm

注:MIN(r1,r2)表示取r1和r2中最小的值，例r1=3.0,r2=5.0,则MIN(r1,r2)=3.0
四.立式元件孔位要求平行或垂直(偏差不超过0.05mm,同卧式元件要求一样)

五.元件极向要求
对于有极性的立式元件,如三极管、二极管、电解电容、LED等,要求极性方向一致,(通常规定X方向元件负极向左,Y方向元件负极向上)。否则自动插件机生产效率降低,编制插件机程序困难,浪费插件机站位(如果方向不一致,同一种元件要占用2个站位,若方向一致,只需一个站位),而且人手补件时较难辨认极性,容易插反.
* 此点对于人手插件PCB设计同样适用
X方向元件负极全部向左
Y方向元件负极全部向上
GOOD
极性不统一:负极向左向右向上向下均有

NO GOOD

PCB
PCB元件面
PCB元件面

六. PCB元件孔跨度C(C1)的要求
三脚元件
两脚元件
C
C
C1
C=5.0±0.05mm
C1=2.5±0.02mm
PCB

七. PCB元件孔径的要求.
自插机要求:
Min D2=Max D1+0.45mm
Max D2=Max D1+0.55mm
现鉴于我们所用材料,定出一个标准为:
0.95mm≤D2≤1.05mm
PCB
D1
D2

D1:元件脚直径 D2:元件孔直径
请注意：此孔径比较大，如果用人手插件，会产生浮脚、锡点不良等质量问题。因此在设计时应明确该元件是手插还是机插。
八. 增加白油保护层
如果PCB铜皮面线路较密,自动插件时容易造成元件与相邻铜皮短路，因此在设计PWB时应在元件焊盘加白油保护.
请注意立式元件的弯脚与卧式元件的弯脚不一样，其元件的弯脚是向两边呈45°弯曲成形的。其白油层请参考以下图示

三脚元件白油层示意图

PCB的铜皮面
白油保护层
定位孔
定位孔
Q1
Q2
两脚元件白油层示意图
焊盘
PCB的铜皮面
白油保护层
定位孔
定位孔
元件脚
45°
C1
C2

D1≥3.0mm
D2≥1.2mm
D1
D2
焊盘
白油保护尺寸