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1、2PCB 设 计 时 考 虑 的 内容精品资料2 PCB设计时考虑的内容PCB设计的可制造性分为两类，一是指生产印制电路板的加工工艺性；二是指电路及结构上的元器件和印制电路板的装联工艺性。对生产印制电路板的加工工艺性，一般的PCB制作厂家，由于受其制造能力的影响，会非常详细的给设计人员提供相关的要求，在实际中相对应用情况较好，而根据笔者的了解，真正在实际中没有受到足够重视的，是第二类，即面向电子装联的可制造性设计。本文的重点也在于描述在PCB设计的阶段，设计者必需考虑的可制造性问题。面向电子装联的可制造性设计要求 PCB设计者在设计PCB的初期就考虑以下内容：2.1 恰当的选择组装方式及元件布
2、局组装方式的选择及元件布局是PCB可制造性一个非常重要的方面，对装联效率及成本、产品质量影响极大，而实际上笔者接触过相当多的 PCB,在一些很基本的原则方面考虑也尚有欠缺。(1)选择合适的组装方式通常针对PCB不同的装联密度，推荐的组装方式有以下几种：组装方式示意图一段装联T光流程L甲面全SMD/ 口 J / 11中面卬制岸音，贴片后眄流焊接11工口闿至SMDA B曲目1刷皆景.贴片”渝焊接或H曲苴即刷）胶1占比片业峰埠4*71 i r3.单面元件混装1印刷坪货,贴片后四减婢援EMD捕件后波峰焊茶郅孔元竹 4. A百元仲混装B面值贴筒山小山.J I, .1A面即黑岸看,啮片网流焊接B向点1中刷
3、胶冏化SMD后,女装 穿孔元件，波峥焊接IKD及B面SMD1 F . f5, A面插件B血仅贴筒中SMDi iB而点（印刷1股冏化SMD后.安装穿孔元件，波峰焊接THD及B而SMD rm：L -技推荐的组装方式作为一名电路设计工程师，应该对所设计 PCB的装联工序流程有一个正确的认识，这样就可以避免犯一些原则性的错误。在选择组装方式时，除考虑PCB的组装密度，布线的难易外，必须还要根据此组装方式的典型工艺流程，考虑到企业本身的工艺设备水平。倘若本企业没有较好的波峰焊接工艺，那么选择上表中的第五种组装方式可能会给自己带来很大的麻烦。另外值得注意的一点是，若计划对焊接面实施波峰焊接工艺，应避免焊接
4、面上布置有少数几个SMD而造成工艺复杂化。（2）元器件布局PCB上元器件的布局对生产效率和成本有相当重要的影响，是衡量PCB设计的可装联性的重要指标。一般来讲，元器件尽可能均匀地、有规则地、整齐排列，并按相同方向、极性分布排列。有规则的排列方便检查，有利于提高贴片 /插件速度，均匀分布利于散热和焊接工艺的优化。另一方面，为简化工艺流程，PCB设计者始终都要清楚，在PCB的任一面，只能采用回流焊接和波峰焊接中的一种群焊工艺。这点在组装密度较大、PCB的焊接面必须分布较多贴片元器件时，尤其值得注意。设计者要考虑对焊接面上的贴装元件使用何种群焊工艺，最为优选的是使用贴片固化后的波峰焊工艺，可以同时对
5、元件面上的穿孔器件的引脚进行焊接；但波峰焊接贴片元件有相对严格的约束，只能焊接0603 （长 0.06英寸、宽0.03英寸）及以上尺寸的片式阻容、SOT、SOIC （弓唧间距1mm且高度小于2.0mm） o分布在焊接面的元器件，引脚的方向宜垂直于波峰焊接时PCB的传送方向，以保证元器件两边的焊端或引线同时被浸焊，相邻元件间的排列次序和间距也应满足波峰焊接的要求以避免“遮蔽效应”，如图1。当采用波峰焊接SOIC等多脚元件时，应于锡流方向最后两个（每边各1）焊脚处设置窃锡焊盘，防止连焊。工匚设计参卷方向图 波峰焊接应用中的兀件方向类型相似的元件应该以相同的方向排列在板上，使得元件的贴装、检查和焊接
6、更容易。例如使所有径向电容的负极朝向板件的右面，使所有双列直插封装（DIP）的缺口标记面向同一方向等等，这样可以加快插装的速度并更易于发现错误。如图 2所示，由于A板采用了这种方法，所以能很容易地找到反向电容器，而 B板查找则需要用较多时间。实际上一个公司可以对其制造的所有线路板元件方向进行标准化处理，某些板子的布局可能不一定允许这样做，但这应该是一个努力的方向图 A板设计很容就找到反向电容揩还有，相似的元件类型应该尽可能接地在一起，所有元件的第一脚在同一个方 向，如 图3所示相同间隔图相似兀件的排列但笔者确实遇见过相当多的PCB,组装密度过大，在PCB的焊接面也必须分布 锂电 容、贴片电感等
7、较高元件和细间距的 SOIC、TSOP等器件，在此种情况下，只能采用双面 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢5精品资料印刷焊膏贴片后回流焊接，而插件元件，应该在元件分布上尽可能集中，以适 应手工焊接，另一种可能就是元件面的穿孔元件应尽可能分布在几条主要的直线上，以适应 最新的选择性波峰焊接工艺，可以避免手工焊接而提高效率，并保证焊接质量。离散的焊 点分布是选择性波峰焊接的大忌，会成倍增加加工时间。在印制板文件中对元器件的位置进行调整时，一定要注意元件和丝印符号一一 对应，若移动了元件而没有相应的移动该元件旁的丝印符号，将成为制造中的重大质量隐患，因为在实际生产中，丝印符号是具有指导生
8、产作用的行业语言。2.2 PCB上必须布置有用于自动化生产做必需的 夹持边、定位标记、工艺定位 孔。目前电子装联是自动化程度最高的行业之一，生产所使用的自动化设备均要求 自动传送PCB,这样便要求在PCB的传送方向（一般为长边方向）上，上下各有一条 不小于35mm宽的夹持边，以利于自动传送，避免靠近板子边缘的元器件由于夹持无法自动 装联。定位标记的作用在于对于目前广泛使用光学定位的装联设备，需要PCB提供至少两到三个定位标记，以供光学识别系统对 PCB进行准确定位并校正PCB的加工误差。通常所使用的定位标记中，有两个标记必须分布在 PCB的对角线上。定位标记的选择一般使用实心圆焊盘等标准图形，
9、为便于识别，在标记周围应该有一块没有其它电路特征或标记的空旷区，建议该空旷区尺寸为标记半径的 3倍（如图4）,标记距离板子边缘应在I STB5mm卜 图推荐的标记空旷区设计5mm r o在PCB自身的制造中，以及在装联中的半自动插件、ICT测试等工序，需要PCB在边角部位提供两到三个定位孔。2.3 合理使用拼板以提高生产效率和柔性。在对外形尺寸较小或外形不规则的PCB进行装联时，会受到很多限制，所以一般采用拼板的方式来使几个小的PCB拼接成合适尺寸的PCB进行装联，如图5。一般单边尺寸小于150mm的PCB,都可以考虑采用拼板方式，通过两拼、三拼、四拼等，将PCB的尺寸拼至合适的加工范围，通常
10、宽 150mm250mm,长250mm350mm的PCB是自动化装联中比较合适的尺寸。图 拼板设计可提高生产效率另外一种拼板方式是将双面都布置有SMD的PCB 一正一反的拼成一个大板，这样的拼板俗称阴阳拼，一般是出于节约网板费用的考虑，即通过这样的拼板，原来需要两面网板，现在只需要开一面网板即可。另外技术人员在编制贴片机运行程序时，采用阴阳拼的PCB编程效率也更高。拼板时子板之间的连接可以采用双面对刻 V型槽、长槽孔加圆孔等方式，但设计时一定要考虑尽可能使分离线在一条直线上，以利于最后的分板，同时还要考虑分离边不可离PCB走线过近，而使分板时容易损伤PCB。还有一种非常经济的拼板，并不是指的
11、PCB进行拼板，而是对网板的网孔图形进行拼板。随着全自动焊膏印刷机的应用，目前较为先进的印刷机（比如 DEK265）已经允许在尺寸为790X790mm的钢网上，开设多面PCB的网孔图形，可以做到一片钢网用于多个产品的印刷，这是一种非常节约成本的做法，尤其适合于产品特点为小批量多品种的厂家。2.4 可测性设计的考虑SMT的可测性设计主要是针对目前ICT装备情况。将后期产品制造的测试问题在电路和表面安装印制板（SMB）设计时就考虑进去。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。2.4.1 工艺设计的要求定位的精度、基板制造程序、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
12、的定位孔。在基板上设定精确的定位孔，定位孔误差应在土0.05mm以内，至仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢9精品资料少设置两个定位孔，且距离愈远愈好。应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。如基板是整片制造后再分开测试，则定位孔就必须设在主板及各单独的基板上。测试点的直径不小于0.4mm,相邻测试点白间距最好在2.54mm以上，不要小 于1.27mm。(3)在测试面不能放置高度超过6.4mm的元器件，过高的元器件将引起在线测试 夹具探针对测试点的接触不良。最好将测试点放置在元器件周围1.0mm以外，避免探针和元器件撞击损伤。定位孔环状周围3.2mm以内，不可有
13、元器件或测试点。(5)测试点不可设置在距PCB边缘5mm的范围内，这5mm的空间用以保证夹具 火持。通常在输送带式的生产设备与SMT设备中也要求有同样的工艺边。(6)所有探测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或文字油墨覆盖，否则将会缩小测试点的接触面积，降 低测试的可靠性。2.4.2 电气设计的要求(1)要求尽量将元件面的SMC/SMD的测试点通过过孔引到焊接面，过孔直径应大于1mm。这样可使在线测试采用单面针床来进行测试，从而降低了在线测试成本。(2)每个电气节点都必须有一个测试点，每个IC必须有POWER及
14、GROUND的测试点，且尽可能接近此元器件，最好在距离IC 2.54mm范围内。在电路的走线上设置测试点时，可将其宽度放大到 40mil (1mil=25.4叩)宽。将测试点均衡地分布在印制板上。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，进一步造成部分探针不能接触到测试点。(5)电路板上的供电线路应分区域设置测试断点，以便于电源去耦电容或电路板上的具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。图6所示为测试点设计的一个示例。通过延伸线在元器件引线附近设置测试焊盘或利用过孔焊盘测试节点，测试节点严禁选在元器件的焊点上，这种测试
15、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探头仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢17件损坏最佳设计 可接受设计禁用设计图 测试点设计示例PCB设计的可制造性分析和优化工具本文关键字：PCB抄板，抄板公司，PCB设计，IC解密，芯片解密，抄板，电路板抄板，今天的pcb设计和制造人员始 终处于一种强大的压力之下，他们需要面对业界不断缩短将产品推向市场的时 间、品质和成本开销的问题。在 48小时，甚至在24小时内完成工作更是很平 常的事，而产品的复杂程度
16、却在日益增加，产品的生命周期也越来越短，因 此，设计人员和制造人员之间协同有效工作的压力也随之越来越大！随着电子 设备的越来越小、越来越复杂，使得致力于电子产品开发PCB设计每一个人员都需要解决批量生产的问题。如果到了完成制造之后发现设计失败了，则你将 错过推向市场的大好时间。所有的责任并不在于制造加工人员，而是这个项目 的全体人员。多年的实践已经证明了，你需要清楚地了解到有关制造加工方面 的需求是什么，有什么方面的限制，在pcb设计阶段或之后的处理过程是什么。为了在制造加工阶段能够协同工作，你需要在PCB设计和制造之间建立一个有机的联系桥梁。你应该始终保持清醒的头脑，记住从一开始，你的设计就
17、 应该是容易制造并能够取得成功的。你能够处理面向制造方面的一些问题，进 行一些简单地处理，但是对于pcb设计来说是非常有效的，这就被成为可制造 性(manufacturable)”。可制造性设计(designing for fabrication)使用 dff audit,你 能够确保你的PCB设计中不会包含任何制造规则方面的冲突 (manufacturing rule violations) 0 dff audit将执行超过80种裸板分析检查，包括制造、丝印、电源和 地、信号层、钻孔、阻焊等等。建立一种全新的具有艺术特征的latium结构，运行dff audit仅仅需要几分钟的时间，并具有很
18、高的精度。在提交pcb去加工制造之间，就能够定位、标识并立刻修改所有的冲突，而不是在pcb板制造加工之后。dff audit将自动地检查酸角(acid traps卜 阻焊条(soldermask slivers铜条(copper slivers卜 残缺热焊盘(starved thermals) 焊锡搭桥(soldermask coverage)等等。它将能够确保阻焊数据的产生是根据一定安全间距，确保没有潜在的焊锡搭桥的条件、解决酸角(acid traps)的问题，避免在任何制造车间的 cam部门产生加工瓶颈。分析的结果将图形化的方式显示在图中，很容易观察冲突能够立刻观察到，并且潜在可能的问题立
19、刻得以修复直接使用正确的数据更新你的数据库，确保所有内容的完整性和一致性在设计期间进行dff分析将使你能够始终对数据进行控制或改变。现在制造加工人员必须处理你的设计文件，以便能够加工出裸板。所以，如果制造人员检测到有酸角(acid trap)存在，他们将简单地贴一块铜到这个缝隙中，其实，也许你原理重新布线，则可以消除产生酸角(acid trap)的可能。如果这样的话，你的设计数据并不需要更新，其结果是你的pcb设计的完整性得到了保证。如果你重新改变了你的设计，这些新的版本将会覆盖原来的有问题的板子。这就是说，你的设计能够满足制造人员的需要，而一些都是你完成的，你提交该他们的是具有很高品质、可制
20、造的设计文件。这将节约了制造加工的时间、反复和经费开销，你的产品更快地推向市场才有可能。DFM范义件的内容1印制板的组装形式2加工工艺流程3元器件选用标准4PC陟卜形和尺寸设计5SM*SMD（贴装元器件）焊盘设计6THC （通孔插装元器件）焊盘设计7布线设计8焊盘与印制导线连接的设置9导通孔、测试点10阻焊、丝网的设置11元器件整体布局设置12再流焊与波峰焊贴片元件的排列方向设计13元器件的间距设计14基准标志（Mark）设计15PCBS位孔和夹持边的设置16拼板设计17散热设计18高频及抗电磁干扰设计英制公制A ( mi )B (mi)G (mil )18254564250701201812
21、4532120701201210322510070801206(3216)6070700508(2012)5060300603(1508)2530250402(1005)2025200201(0603)121012英制公制A(mil )B(mi)G(mil )18254564250701218124532120701201210322510070801206(3216)6070700508(2012)5060300603(1508)2530250402(1005)2025200201(0603)121012代码英制公制A (mil )B (mil )G (mil )A12063216506040B14113528906050C231260329090120D28177243100100160代码英制公制A (mil)B(mil) G (mil)A12063216506040B14113528906050C231260329090120D28177243100100160