1 表麵貼裝印製板外形及定位設計
- 印製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,則印製板四周垂直平行精度即形位公差應達到±0.02mm。
- 對於外形尺寸小於50mm*50mm的印製板,宜采用拚板形式,具體拚成多大尺寸合適,需根據貼片機、絲印機規格及具體要求而定。
- 印製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,依靠機器的視覺係統(Vision)和定位孔保證印製板的定位精度。
- 印製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。如若確實因板麵尺寸受限製,不能滿足以上要求,或采用的是拚板組裝方式,可采取四周加邊框的製作方法,留出工藝夾持邊,待焊接完成後,手工掰開去除邊框。
2 印製板的布線方式
- 盡量走短線,特別是對小信號電路來講,線越短電阻越小,幹擾越小,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
印製板線條的寬度要求盡量一致,這樣有利於阻抗匹配。從印製板製作工藝來講,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製,廢品率將上升,製造成本將提高。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,它能有效控製質量。 - 電源線、地線的設計
對於電源線和地線而言,走線麵積越大越好,以利於減少幹擾,對於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、信號之間的幹擾。多層板走線要求相鄰兩層印製板的線條應盡量相互垂直或走斜線、曲線,不能平行走線,以利於減少基板層間藕合和幹擾。大麵積的電源層和大麵積的地線層要相鄰,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 焊盤設計控製
因目前表麵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(chan) 的元器件外形封裝都有差異,所以在選擇焊盤尺寸時,應與(yu) 自己所選用的元器件的封裝外形、引腳等與(yu) 焊接相關(guan) 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於長度而不是寬度。如圖1所示。
圖1 焊點
其中L1、L2尺寸的選擇,要有利於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(偏差在允許範圍內),以利於增加焊點的附著力,提高焊接可靠性。一般L1取0.5mm、L2取0.5-1.5mm. - 焊盤寬度
對於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,數值的範圍在0.1-0.25mm之間。而對於0.65mm包括0.65mm引腳間距以下的IC芯片,焊盤寬度應等於引腳的寬度。對於細間距的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
對於同一個元器件,凡是對稱使用的焊盤,如QFP、SOIC等等,設計時應嚴格保證其全麵的對稱,即焊盤圖形的形狀、尺寸完全一致,以保證焊料熔融時,作用於元器件上所有焊點的表麵張力保護平衡,以利於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
- 在印製板上必須設置有基準標誌,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。一般是在印製板對角線上設置2-3個D1.5mm的裸銅實心作為基準標誌。
- 對於多引腳的元器件,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誌,一般在焊盤圖形對角線上設置兩個對稱基準點標誌,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於1mm. - 字符、圖形的要求
字符、圖形等標誌符號不得印在焊盤上,以避免引起焊接不良。
6 結束語
作為(wei) 表麵貼裝印製板設計技術人員除了要熟悉電路設計方麵的有關(guan) 理論知識外,還必須了解表麵貼裝生產(chan) 工藝流程,熟知經常用到的各個(ge) 公司的元器件外形封裝,許多焊接質量問題與(yu) 設計不良有直接關(guan) 係。按照生產(chan) 全過程控製的觀念,表麵貼裝印製板設計是保證表麵貼裝質量的關(guan) 鍵並重要的一個(ge) 環節。