SMT印制板设计质量的审核

  2.5.3SMD在PCB上的排列,原则上应随元器件类型改变而变化,但同时SMD尽可能采取一个方向、一个间距、一个极性排列。这样有利于贴装、焊接和检测。
  2.5.4考虑到元器件制造误差、贴装误差以及检测和返修之需,相邻元器件焊盘之间间隔不能太近,建议按下述原则设计。
  (1)PLCC、QFP、SOP各自之间和相互之间间距 ≥2.5mm。
  (2)PLCC、QFP、SOP与Chip、SOT之间间距≥1.5 mm。
  (3)Chip、SOT相互之间间距≥0.7mm。
  2.5.5采用波峰焊焊接的PCB面(一般是PCB背面),元器件的布局按以下要求设计。
  (1)波峰焊不适合于细间距QFP、PLCC、BGA和小间距SOP器件的焊接,也就是说在要波峰焊的PCB面尽量不要布置这类器件。
  (2)当元件尺寸相差较大的贴片元器件相邻排列且间距较小时(一般指其间隔小于相邻元件中较大一个元件的高度),较小的元器件应排在首先进入焊料波的位置。一般将PCB长尺寸边作为传送边,布局时将小元件置于它相邻大元件的同一侧。
  2.5.6插装元件布局
  (1)元件尽可能有规则地分布排列,以得到均匀的组装密度;(2)大功率元件周围不应布置热敏元件,要留有足够的距离;(3)装在印制板组件上的元件不允许重叠。
  所有不绝缘的金属外壳元件,如钽电容、有金属基底的扁平组件,当它们跨越印制导线时,应当用指定材料加以绝缘,如套管和绝缘带。插件元件极性尽量同一方向布置。
  2.5.7电路易扭曲变形,受力部位元件的布置应考虑PCB变形对元件可靠性的影响,如图3所示。
  2.6审核SMT印制板过孔与焊盘的设计
  2.6.1焊盘原则上应尽量避免设计过孔,如果孔和焊点靠得太近,通孔由于毛细管作用可能把熔化的焊锡从元器件上吸走,造成焊点不饱满或虚焊。第六届装联学会论文集中,有人尝试直接在焊盘上使用了过孔设计,原因是元器件密度较高,是多层板,设计时过孔尽量设置在焊盘的顶端,过孔必须小于焊盘,要求过孔越小越好,最小钻孔直径控制在0.3mm。这种方式在工艺和质量控制手段上相对要复杂一些,因此如果在条件许可的情况下,仍应尽量避免在焊盘上设计过孔。
  2.6.2进行SMT印制板焊盘的设计有一些标准和资料都描述得很清楚,审核也是以这些标准为依据。但是有几个容易忽视的问题值得注意。
  (1)SOP、QFP、PLCC、BGA存在着英制和公制两种规格,而且除了PLCC外,其它封装形式很不标准,各厂家生产的封装尺寸不完全一致。设计时,应以供应商提供的封装结构尺寸来进行设计。要求设计者应掌握器件供应商的资料,在电路设计工作中,应随时更新和增补元器件材料库,保证设计者能从库中直接调用器件时不会发生记录与器件不符现象。
  (2)当采用波峰焊接工艺时,插脚的焊盘通孔,一般应比引脚线径大0.05—0.30mm,其焊盘的直径应不大于孔径的3倍。由于器件的生产企业的不同,批次的不同,引线管脚尺寸常有误差,往往生产中才发现有器件无法插入孔径的问题,在设计过程中是难以审核出这种问题,该问题只能在材料的入库前检验把关,因此材料检验机构应具备与设计同样的详细器件资料。
  2.6.3 SMT印制板可测试性焊盘设计的审核。在规模生产中,SMT印制板的测试主要采用ICT(在线测试)方式,在使用针床接触式测试时,应注意审核的主要内容。
  (1)定位孔设计的尺寸和精度要求,在印制板规划图中已规划出定位孔尺寸和精度,设计中定位孔按对角设计,孔径应符合所选ICT设备定位销的尺寸及公差要求。在印制板面积较大时,最好设计三个定位孔,呈三角形排列;
  (2)测试点的焊盘尺寸应大于0,9mm;
  (3)采用真空吸附,针床接触测试方式时,尽量将需要测试点的焊盘设计在一个平面(对于双层板或多层板),可以减少测试工序,测试点将均匀地分布在印制板上,保持板面受力均匀;
  (4)测试点焊盘的位置应尽量布置在网格上。
  2.7审核设计输出资料的齐套性
  在进行完资料检查后,SMT印制板的设计者应向制造商提供以下磁盘文件和说明文件。(1)PCB制造用主要菲林文件,包括每层布线图、字符图、阻焊图;(2)钻孔图,不需孔金属化的要标明(包括孔径、金属化状态);(3)外形图(包括定位孔尺寸及位置要求);
  说明性文件应包括以下内容:(1)基板材料,最终厚度及公差要求;(2)镀层厚度,孔金属化最终尺寸要求;(3)丝印油墨材料及颜色:(4)阻焊膜材料及厚度;(5)PCB拼版图纸;(6)其它必须要说明的特殊要求。
  3 SMT印制板的设计质量审核质量记录
  在SMT设计加工过程中,任何一个环节出现的问题均有可能造成产品质量的降低,因此在质量控制中应有一套严谨的质量保障体系。印制板的设计人员首先应明确设计质量是关系到产品质量的前提,完成功能的设计并不意味任务的结束,他仍需组织试制、样机评审、设计的更改与完善直至交付批量生产,在这些过程中质量记录是很重要的信息也是设计者改进的依据,它一直贯穿于产品的设计至生产过程中,如图4所示。
  在洲r印制板完成工程设计后,要求设计人员首先应完成电性能的验证,同时按下述内容自审布板的内容:
  (1)SMT板型设计是否考虑了最大限度地减少组装流程的问题,即双面板的设计能否用单面板代替,PCB每一面是否能用一种组装流程完成,能否最大限度地不用手工焊;(2)PCB是否留出工艺传送边;(3)PCB是否设计出定位基准符号,尺寸是否正确,定位基准符号周围是否有1.0一1.5mm无阻焊区;(4)PCB非接地安装孔是否标明非金属化;(5)SMD的布局是否均匀,大元件是否分散布局;(6)SMD之间的间距是否利于检测和修补;(7)SMD的排布是否按照一个极性、一个引线位向的原则排列;(8)对于采用波峰焊的P哪上,元器件引线的排列是否严格按照一个引线位向排列,一大一小相邻很近(相邻距离小于大元件高度)元件的排列是否利于消除遮蔽现象;(9)PCB上SMD引线与焊盘尺寸是否一致;(10)轴向插装元件立式安装时的插孔跨距是否大小合适;(11)径向插装元件插孔跨距是否与元件引线中心距一致;(12)相邻插装元件之间的间距是否利于手工插装作业;(13)每个插装元件安装空间是否足够;(14)PCB的元件标识符是否易于看到,有极向元件极性是否标出,比第一脚位置是否标出;(15)勘皿焊盘与引线的连接、SMD焊盘与导通孔的连接是否符合工艺要求;(16)测试焊盘是否考虑;(17)阻焊膜是否将不需要焊接的金属导体全部覆盖;(18)PCB安装时,是否有导电地方同机架相碰;(19)PCB外形形状和尺寸是否与结构件设计一致;(20)PCB上接插件位置是否利于布线和插拔;(21)PCB布线密度(间隔和线宽)是否满足电气性能要求;(22)小尺寸板是否考虑了拼版制造。

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