插裝線路板的可制造性設(shè)計(jì)

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對(duì)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)師尤其是線路板設(shè)計(jì)人員來說，制造生產(chǎn)過程中的工藝要求、測(cè)試組裝的合理性是必須要考慮的因素，如果線路板設(shè)計(jì)不符合制造過程中的這些要求，將大大降低產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，嚴(yán)重的情況下甚至?xí)��?dǎo)致所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品根本無法制造出來。目前通孔插裝技術(shù)仍在電子工業(yè)中廣泛使用，本文將介紹一些和通孔插裝有關(guān)的可制造設(shè)計(jì)方法。它可以大大縮短研制、生產(chǎn)周期，提高設(shè)計(jì)水平，降低成本。使后續(xù)工程得以順利進(jìn)行。


一  排版與布局


在設(shè)計(jì)階段排版得當(dāng)可避免很多制造過程中的麻煩，并將焊接缺陷降低到最低。在進(jìn)行元器件布局時(shí)要考慮以下幾點(diǎn)：

1）由于翹曲和重量原因較大尺寸的PCB在生產(chǎn)中運(yùn)輸會(huì)比較困難，它需要用特殊的夾具進(jìn)行固定，因此應(yīng)盡量避免使用大于23 30cm的板面。最好是將所有板子的尺寸控制在兩三種之內(nèi)，這樣有助于在產(chǎn)品更換時(shí)縮短調(diào)整導(dǎo)軌、周轉(zhuǎn)箱寬度等所引致的停機(jī)時(shí)間。

2）大多數(shù)自動(dòng)裝配設(shè)備要求PCB留出一定的邊緣便于設(shè)備夾持。這個(gè)夾持邊的范圍應(yīng)為5mm, 在此范圍內(nèi)不允許布放元器件和焊盤。

3）盡量在板子的頂面(元件面)進(jìn)行布線，PCB底面(焊接面)容易受到損壞。不要在靠近板子邊緣的地方布線，因?yàn)樯�產(chǎn)過程中都是通過板邊進(jìn)行抓持，邊上的線路會(huì)被波峰焊設(shè)備的卡爪或邊框傳送器損壞。

4）對(duì)于具有較高引腳數(shù)的器件如接線座或扁平電纜，應(yīng)使用橢圓形焊盤而不是圓形以防止波峰焊時(shí)出現(xiàn)錫橋(圖1)。

5）盡可能使定位孔間距及其與元件之間的距離大一些，并根據(jù)插裝設(shè)備對(duì)其尺寸進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和優(yōu)化處理；

6）盡量使定位孔也作為PCB在最終產(chǎn)品中的安裝孔使用，這樣可減少制作時(shí)的鉆孔工序。

7）對(duì)于較大的PCB，應(yīng)在板中心留出一條通路以便過波峰焊時(shí)在中心位置對(duì)線路板進(jìn)行支撐，防止板子下垂和焊錫濺射，有助于板面焊接一致。

8）排版設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮針床可測(cè)性問題，可以用平面焊盤(無引線)以便在線測(cè)試時(shí)與引腳的連接更好，使所有電路節(jié)點(diǎn)均可測(cè)試。


二  元件的定位與安放


1）排列元件方向時(shí)要考慮軸向元件應(yīng)相互平行，這樣軸向插裝機(jī)在插裝時(shí)就不需要旋轉(zhuǎn)PCB，因?yàn)椴槐匾�的轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)會(huì)大幅降低插裝機(jī)的速度。

2）相似的元件在板面上應(yīng)以相同的方式排放。例如使所有徑向電容的負(fù)極朝向板件的右面，使所有雙列直插封裝(DIP)的缺口標(biāo)記面向同一方向等等，這樣可以加快插裝的速度并更易于發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。如圖2示，由于A板采用了這種方法，所以能很容易地找到反向電容器，而B板查找則需要用較多時(shí)間。

3）將雙列直插封裝器件、連接器及其它高引腳數(shù)元件的排列方向與過波峰焊的方向垂直，這樣可以減少元件引腳之間的錫橋。

4）標(biāo)出元件參考符(CRD)以及極性指示，并在元件插入后仍然可見，這在檢查和故障排除時(shí)很有幫助，并且也是一個(gè)很好的維護(hù)性工作。

5）避免在PCB兩面均安放元件，因?yàn)檫@會(huì)大幅增加裝配的人工和時(shí)間。如果元件必須放在底面，則應(yīng)盡量靠近以便一次完成防焊膠帶的遮蔽與剝離操作。

6）盡量使元件均勻地分布在PCB上，以降低翹曲并有助于使其在過波峰焊時(shí)熱量分布均勻。

7）功率器件應(yīng)均勻地放置在PCB邊緣或機(jī)箱內(nèi)的通風(fēng)位置上；

8）貴重的元器件不要布放在PCB的角、邊緣，或靠近安裝孔、槽、拼板的切割、豁口和拐角等處，以上這些位置是印制板的高應(yīng)力區(qū)，容易造成焊點(diǎn)和元器件的開裂或裂紋。


對(duì)于用通孔插裝技術(shù)進(jìn)行線路板組裝的制造商來說，可制造性設(shè)計(jì)是一個(gè)極為有用的工具。使用可制造性設(shè)計(jì)方法能減少工程更改以及將來在設(shè)計(jì)上作出讓步，這些好處都是非常直接的。

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