印制板PCB设计质量的审核

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简介:在保证SMT印制板生产质量的过程中,PCB设计质量是质量保证的前提和条件,如果疏忽了对PCB设计质量的控制或缺乏有效的控制手段,往往造成批量生产中的很大损失和浪费。根据这一情况本文结合组装过程的实际情况和有关资料,总结出SMT印制板PCB设计过程中PCB设计员的自审和专业工艺工程人员的复审内容和项目,供产品PCB设计师和工艺师参考。

一、SMT设计程序

新产品在开发过程中往往分为方案PCB设计阶段、初步PCB设计阶段、工程PCB设计阶段、样板和试生产阶段、批量生产阶段等几个环节。

1. 方案PCB设计阶段

在新产品调研、分析与立项过程中,产品PCB设计师和工艺师应根据标准和技术要求分别规划产品功能、外观造型PCB设计和应该采用的工艺方法和建议。

2. 初步PCB设计阶段

在完成造形PCB设计和结构PCB设计的基础上,规划出SMT印制板外形图,该图主要规划出印制板的长宽和厚度要求,与结构件装配孔大小位置、应预留边缘尺寸等,使电路PCB设计师能在有效范围内进行布线PCB设计。

3. 工程PCB设计阶段

在电路PCB设计师PCB设计过程中,依据各种标准和手册进行详细布线,实现功能。

4. 样机与试生产阶段

根据PCB设计资料加工SMT、印制板,验证PCB设计功能是否达到和满足工序要求。

5. 批量生产阶段

在SMT印制板PCB设计的各个阶段PCB设计师应经常对自己的PCB设计进行自我审查,工艺师也应经常进行复审,提出建议和解决办法。而在上述各阶段中以工程PCB设计阶段完成后的PCB设计师的自我审查与工艺师的复审员为重要和关键,下面详细介绍此阶段自审与复审项目和内容及一些基本PCB设计原则。

二、PCB设计完成后PCB设计质量的审核

SMT印制板详细阶段PCB设计完成后,PCB设计者按以下条目进行一次全面的自我审查非常必要,有助于减少一些显而易见的问题,工艺员或专业工程人员进行复审将尽可能地提高PCB设计质量。

1. 审核PCB设计后的组装形式

从加工工艺的过程考虑,优化工序环节不但可以降低生产成本、而且提高了产品的质量。因此PCB设计者应考虑SMT板形PCB设计是否最大限度地减少组装流程的问题,即多层板或双面板的PCB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?使用的插装元件能否用贴片元件代替?推荐使用SMT印制板组装形式见表l。

表1 SMT印制板组装形式

组装形式 PCBPCB设计特征

单面全SMD 单面装有SMD

双面全SMD 双面装有SMD

单面混装 单面既有SMD,又有THC

A面混装B面仅贴简单SMD 一面既装SMD,又装有THC另一面仅装有Chip类元件和SOP

A面THCB面仅贴简单SMD 一面装THC另一面仅装有Chip类元件SOP

2.审核PCB工艺夹持边和定位孔PCB设计

因在PCB组装过程中,PCB应留出一定的边缘便于设备的夹持。一般沿PCB焊接传送方向两条边留出4mm夹持边(不同的设备可能不同),在这个范围内不允许布放元器件和焊盘,遇有高密度板无法留出夹持边的,可PCB设计工艺边或采用拼板形式焊后切去。有些型号贴片机还需设置定位孔,那么在定位孔周围lmm范围内也不允许贴片。

3. 审核PCBPCB设计定位基准符号和尺寸

3.1对于采用光学基准符号定位的贴片设备(如丝印机、贴片机)必须PCB设计出光学定位基准符号。

3.2基准符号的应用有三种情况,一是用于PCB的整板定位;二是用于细间距器件的定位,对于这种情况原则上间距小于0.65mm的QFP应应在其对角位置设置定位基准符号;三是用于拼版PCB子板的定位。基准符号成对使用。布置于定位要素的对角处。

3.3基准符号种类和尺寸。基准符号采用图l所示的各种形状及尺寸,一般优选●形。

3.4基准符号材料为覆铜箔或镀锡铅合金覆铜箔。考虑到材料颜色与环境的反差,通常留出比基准符号大1.5mm的无阻焊区。

4. 审核SMT印制板的布线PCB设计

SMT印制板的布线密度PCB设计原则:在组装密度许可情况下,尽量选用低密度布线PCB设计,以提高无缺陷和可靠性的制造能力。

4.1在元器件尺寸较大,而布线密度较低时,可适当加宽印制导线及其间距,走线间距一般定为0.3MM,并尽量把不用的地方合理地作为接地和电源用,对于高频信号最好用地线屏蔽,提高高频电路的屏蔽效果。在大面积使用地线布置时,地线应PCB设计成网格形式,避免在高温焊接产生应力,增加印制板变形度。

4.2在双面或多层印制电路板中,相邻两层印制导线,宜相互垂直走线或斜交、弯曲走线,力求避免相互平行走线。

4.3印制导线布线图尽可能短,过孔尽可能少,待别是电子管栅极,晶体管的基极和高频回路更应注意布线要短,线路越短电阻越小,于扰也越小。

4.4印制电路板上同时安装模拟电路和数字电路时,宜将两种电路的地线系统完全分开,它们的供电系统同样也宜完全分开,防止它们之间的相互串扰。

4.5作为高速数字电路的输入端和输出端用的印制导线,应避免相邻平行布线。必要时,在这些导线之间要加接地线。

4.6印制板信号走线,尽量粗细一致,有利于阻抗的匹配,一般为0.2—0.3mm,对于电源线和地线应尽可能的加大,地线排在印制板的四周对电路防护有利(如静电防护)。

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