靖邦為您講述Pcb板的設(shè)計(jì)工作層

 

一個(gè)pcb的制造不是一次成型的，而是由很多的工序，按先后順序制造出來(lái)的，每一道工序都需要有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的圖形文件，如鉆孔、線路和絲印白字等，因此，為了方便輸出各種制造文件以及方便設(shè)計(jì)，pcb設(shè)計(jì)阮籍通常是一個(gè)pcb板抽象成由各種透明的膠片（層）疊加而成，以上面的雙面板為例，它可以看成由“正面線路”、“反面線路”、“正面綠油”、“反面綠油”、“正面白字”五層疊加而成。這些不同的“層”與其他一些輔助設(shè)計(jì)的層共同構(gòu)成了pcb軟件的工作平臺(tái)。下面靖邦來(lái)詳情介紹一下protel2004軟件中涉及到的各種層。

1、  信號(hào)層

2、  內(nèi)電層

3、  阻焊層

4、  絲印層

5、  禁止布線層

6、  機(jī)械層

7、  多層

8、  導(dǎo)孔層

9、  孔位圖層

10、 飛線連接層

11、 設(shè)計(jì)規(guī)則錯(cuò)誤指示層

12、 焊盤孔層

13、 過(guò)孔層

14、 一柵格層

15、 二柵格層

上面講述的各種“層”，有虛有實(shí)，即有的層與電路板實(shí)物對(duì)應(yīng)，叫物理層，如信號(hào)層、內(nèi)電層、阻焊層、絲印層；有些層是用來(lái)輔助電路板制作的，如機(jī)械層和孔位圖層；還有一些是用來(lái)輔助電路板設(shè)計(jì)的，如柵格層、多層、飛線連接層、設(shè)計(jì)規(guī)則錯(cuò)誤指示層、過(guò)孔層和焊盤層。

PCBA組裝可靠性設(shè)計(jì)

組裝可靠性，也稱工藝可靠性，通常是指PCBA裝焊時(shí)不被正常操作破壞的能力。如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，很容易使焊接好的焊點(diǎn)或元器件遭到損壞或損傷。

BGA、片式電容、晶振等應(yīng)力敏感器件，容易因機(jī)械或熱應(yīng)力破壞，因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該布局在PCB不容易變形的地方，或進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，或采用適當(dāng)?shù)拇胧┮?guī)避。

(1）應(yīng)力敏感元器件應(yīng)盡可能布放在遠(yuǎn)離PCB裝配時(shí)易發(fā)生彎曲的地方。如為了消除子板裝配時(shí)的彎曲變形，應(yīng)盡可能將子板上與母板進(jìn)行連接的連接器布放在子板邊緣，距離螺釘?shù)木嚯x不要超過(guò)10mm。

再比如，為了避免BGA焊點(diǎn)應(yīng)力斷裂，應(yīng)避免將BGA布局在PCB裝配時(shí)容易發(fā)生彎曲的地方。BGA的不良設(shè)計(jì)，在單手拿板時(shí)很容易造成其焊點(diǎn)開(kāi)裂。

(2)對(duì)大尺寸BGA的四角進(jìn)行加固。

PCB彎曲時(shí)，BGA四角部位的焊點(diǎn)受力大，容易發(fā)生開(kāi)裂或斷裂。因此，對(duì)BGA四角進(jìn)行加固，對(duì)預(yù)防角部焊點(diǎn)的開(kāi)裂是十分有效的，應(yīng)采用專門的膠進(jìn)行加固，也可以采用貼片膠進(jìn)行加固。這就要求元件布局時(shí)留出空間，在工藝文件上注明加固要求與方法。

以上兩點(diǎn)建議，主要是從設(shè)計(jì)方面考慮的，另一方面，應(yīng)改進(jìn)裝配工藝，減少應(yīng)力的產(chǎn)生，如避免單手拿板、安裝螺釘使用支撐工裝。因此，組裝可靠性的設(shè)計(jì)不應(yīng)僅局限于元件的布局改進(jìn)，更主要的應(yīng)從減少裝配的應(yīng)力開(kāi)始—采用合適的方法與工具，加人員的培訓(xùn)，規(guī)范操作動(dòng)作，只有這樣才能解決組裝階段發(fā)生焊點(diǎn)失效的問(wèn)題。

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PCBA可制造性設(shè)計(jì)的基本原則

在上期的文章中，靖邦技術(shù)為大家介紹了PCBA可制造性設(shè)計(jì)，在今天的文章中，我們同樣針對(duì)SMT貼片加工的相關(guān)技術(shù)，同時(shí)銜接昨天的內(nèi)容，為您講解PCBA可制造性設(shè)計(jì)的基本原則，希望對(duì)您有所幫助。

1.優(yōu)選表面組裝與壓接元器件

表面組裝元器件與壓接元器件，具有良好的工藝性。

隨著元器件封裝技術(shù)的發(fā)展，絕大多數(shù)元器件都可以買到適合再流焊接的封裝類別，包括可以采用通孔再流焊接的插裝元器件。如果設(shè)計(jì)上能夠?qū)崿F(xiàn)全表面組裝化，將會(huì)大大提高組裝的效率與質(zhì)量。

壓接元器件主要是多引腳的連接器，這類封裝也具有良好的工藝性與連接的可靠性，也是優(yōu)先選用的類別。

2.以PCBA裝配而為對(duì)象，整體考慮封裝尺度與引腳間距

對(duì)整板工藝性影響大的是封裝尺度與引腳間距。在選擇表面組裝元器件的前提下，必須針對(duì)特定尺寸與組裝密度的PCB，選擇一組工藝性相近的封裝或者說(shuō)適合某一厚度鋼網(wǎng)進(jìn)行焊膏印刷的封裝。比如手機(jī)板，所選的封裝都適合于用0.1 mm厚鋼網(wǎng)進(jìn)行焊膏印刷。

3.縮短工藝路徑

工藝路徑越短，生產(chǎn)效率越高，質(zhì)量也越可靠。優(yōu)選的工藝路徑設(shè)計(jì)是:

(1)單面再流焊接;

(2)雙面再流焊接;

(3)雙面再流焊接+波峰焊接;

(4)雙面再流焊接+選擇性波峰焊接;

(5)雙面再流焊接+手工焊接。

4.優(yōu)化元器件布局

元器件布局設(shè)計(jì)主要是指元器件的布局位向與問(wèn)距設(shè)計(jì)。元器件的布局必須符合焊接工藝的要求?？茖W(xué)、合理的布局，可以減少不良焊點(diǎn)和工裝的使用，可以優(yōu)化鋼網(wǎng)的設(shè)計(jì)。

5.整體考慮焊盤、阻焊與鋼網(wǎng)開(kāi)窗的設(shè)計(jì)焊盤、阻焊與鋼網(wǎng)開(kāi)窗的設(shè)計(jì)，決定焊膏的實(shí)際分配量以及焊點(diǎn)的形成過(guò)程。協(xié)調(diào)焊盤、阻焊與鋼網(wǎng)三者的設(shè)計(jì)，對(duì)提高焊接的直通率有非常大的作用。

6.聚焦新封裝

所謂新封裝，不完全是指新面市的封裝，而是指自己公司沒(méi)有使用經(jīng)驗(yàn)的那些封裝。對(duì)于新封裝的導(dǎo)人，應(yīng)進(jìn)行小批量的工藝驗(yàn)證。別人能用，不意味著你也可以用，使用的前提必須是做過(guò)試驗(yàn)，了解工藝特性和問(wèn)題譜，掌握應(yīng)對(duì)措施。

7.聚焦BGA、片式電容與晶振

BGA、片式電容與晶振等屬于典型的應(yīng)力敏感元件，布局時(shí)應(yīng)盡可能避

免布放在PCB在焊接、裝配、車間周轉(zhuǎn)、運(yùn)輸、使用等環(huán)節(jié)容易發(fā)生彎曲

變形的地方。

8.研究案例完善設(shè)計(jì)規(guī)則

可制造性設(shè)計(jì)規(guī)則來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐，根據(jù)不斷出現(xiàn)的組裝不良或失效案例持續(xù)優(yōu)化、完善設(shè)計(jì)規(guī)則，對(duì)于提升可制造性設(shè)計(jì)具有非常重要的意義。

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