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標題: 表面貼裝印制板的設計技巧 [打印本頁]

作者: qq8426030 時間: 2014-2-26 11:50
標題: 表面貼裝印制板的設計技巧

在確定表面貼裝印制板的外形、焊盤圖形以及布線方式時應充分考慮電路板組裝的類型、貼裝方式、貼片精度和焊接工藝等。只有這樣，才能保證焊接質量，提高功能模塊的可靠性。表面貼裝技術（SMT)和通孔插裝技術（THT)的印制板設計規范大不相同。

　　1 表面貼裝印制板外形及定位設計

　　印制板外形必須經過數控銑削加工。如按貼片機精度±0.02mm來計算，則印制板四周垂直平行精度即形位公差應達到±0.02mm。

　　對于外形尺寸小于50mm*50mm的印制板，宜采用拼板形式，具體拼成多大尺寸合適，需根據貼片機、絲印機規格及具體要求而定。

　　印制板漏印過程中需要定位，必須設置定位孔。以英國產DEK絲印機為例，該機器配有一對D3mm的定位銷，相應地在PCB上相對兩邊或對角線上應設置至少兩個D3mm的定位孔，依靠機器的視覺系統（Vision)和定位孔保證印制板的定位精度。

　　印制板的四周應設計寬度一般為（5±0.1）mm的工藝夾持邊，在工藝夾持邊內不應有任何焊盤圖形和器件。如若確實因板面尺寸受限制，PCB樣板，不能滿足以上要求，或采用的是拼板組裝方式，可采取四周加邊框的制作方法，留出工藝夾持邊，待焊接完成后，手工掰開去除邊框。

　　2 印制板的布線方式

　　盡量走短線，特別是對小信號電路來講，線越短電阻越小，干擾越小，同時藕合線長度盡量減短。

　　同一層上的信號線改變方向時應該避免直角拐彎，盡可能走斜線，且曲率半徑大些的好。

　　走線寬度和中心距

　　印制板線條的寬度要求盡量一致，這樣有利于阻抗匹配。從印制板制作工藝來講，寬度可以做到0.3mm、0.2mm甚至0.1mm，中心距也可以做到0.3mm、0.2mm、0.1mm，但是，隨著線條變細，間距變小，在生產過程中質量將更加難以控制，廢品率將上升，制造成本將提高。除非用戶有特殊要求，選用0.3mm線寬和0.3mm線間距的布線原則是比較適宜的，它能有效控制質量。

　　電源線、地線的設計

　　對于電源線和地線而言，走線面積越大越好，以利于減少干擾，對于高頻信號線最好是用地線屏蔽。

　　多層板走線方向

　　多層板走線要按電源層、地線層和信號層分開，減少電源、地、信號之間的干擾。多層板走線要求相鄰兩層印制板的線條應盡量相互垂直或走斜線、曲線，不能平行走線，以利于減少基板層間藕合和干擾。大面積的電源層和大面積的地線層要相鄰，其作用是在電源和地之間形成了一個電容，起到濾波作用。

　　3 焊盤設計控制

　　因目前表面貼裝元器件還沒有統一標準，不同的國家，不同的廠商所生產的元器件外形封裝都有差異，所以在選擇焊盤尺寸時，應與自己所選用的元器件的封裝外形、引腳等與焊接相關的尺寸進行比較，確定焊盤長度、寬度。

　　焊盤長度

　　焊盤長度在焊點可靠性中所起的作用比焊盤寬度更為重要，焊點可靠性主要取決于長度而不是寬度。如圖1所示。

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圖1 焊點

　　其中L1、L2尺寸的選擇，要有利于焊料熔融時能形成良好的彎月形輪廓，還要避免焊料產生橋接現象，以及兼顧元器件的貼片偏差（偏差在允許范圍內），以利于增加焊點的附著力，提高焊接可靠性。一般L1取0.5mm、L2取0.5-1.5mm.

　　焊盤寬度

　　對于0805以上的阻容元器件，或腳間距在1.27mm以上的SD、SOJ等IC芯片而言，焊盤寬度一般是在元器件引腳寬度的基礎上加一個數值，數值的范圍在0.1-0.25mm之間。而對于0.65mm包括0.65mm引腳間距以下的IC芯片，焊盤寬度應等于引腳的寬度。對于細間距的QFP，有的時候焊盤寬度相對引腳來說還要適當減小，如在兩焊盤之間有引線穿過時。

　　焊盤間線條的要求

　　應盡可能避免在細間距元器件焊盤之間穿越連線，確需在焊盤之間穿越連線的，應用阻焊膜對其加以可靠的遮蔽。

　　焊盤對稱性的要求

　　對于同一個元器件，凡是對稱使用的焊盤，如QFP、SOIC等等，設計時應嚴格保證其全面的對稱，即焊盤圖形的形狀、尺寸完全一致，以保證焊料熔融時，作用于元器件上所有焊點的表面張力保護平衡，以利于形成理想的優質焊點，保證不產生位移。

　　4 基準標準（Mark)設計要求

　　在印制板上必須設置有基準標志，作為貼片機進行貼片操作時的參考基準點。不同類型的貼片機對基準點形狀、尺寸要求不一樣。一般是在印制板對角線上設置2-3個D1.5mm的裸銅實心作為基準標志。

　　對于多引腳的元器件，尤其是引腳間距在0.65mm以下的細間距貼裝IC，應在其焊盤圖形附近增設基準標志，一般在焊盤圖形對角線上設置兩個對稱基準點標志，作為貼片機光學定位和校準用。

　　5 其他要求

　　過渡孔處理

　　焊盤內不允許有過渡孔，且應避免過濾孔與焊盤相連，以避免因焊料流失所引起的焊接不良。如過渡孔確需與焊盤互連，且過渡孔與焊盤邊緣之間的距離大于1mm.

　　字符、圖形的要求

　　字符、圖形等標志符號不得印在焊盤上，以避免引起焊接不良。

　　6 結束語

　　作為表面貼裝印制板設計技術人員除了要熟悉電路設計方面的有關理論知識外，還必須了解表面貼裝生產工藝流程，熟知經常用到的各個公司的元器件外形封裝，許多焊接質量問題與設計不良有直接關系。按照生產全過程控制的觀念，表面貼裝印制板設計是保證表面貼裝質量的關鍵并重要的一個環節。

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