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PCB外形尺寸及工艺设计要求

  在PCB设计时,首先要考虑PCB外形尺寸。PCB的外形尺寸过大阻抗会增加,抗噪声能力下降;外形尺寸过小,则散热不好,且邻近线条易受干扰,而且PCB外形尺寸要符合SMT设备的要求。
  (1) PCB外形
  PCB一般为矩形,最佳长宽比为3:2或4:3,长宽比例较大时容易产生翘曲变形。建议尽量使PCB尺寸标准化,可以简化加工流程,降低加工成本。
  (2) PCB尺寸
  不同的SMT设备对PCB尺寸要求不同,在PCB设计时一定要考虑SMT设备的PCB最大和最小贴装尺寸,一般尺寸在50×50~350×250mm(最新的SMT设备PCB尺寸方面有了较大的提高,例如Universal的Genesis GX最大PCB尺寸达到813×610mm)。
  (3) PCB厚度
  PCB厚度应考虑对PCB板的机械强度要求以及PCB单位面积上元件的重量,一般在0.3~6mm.。常用的PCB厚度是1.6mm,特大型板可用2mm,射频用微带板等一般在0.8~1mm。
  (4) PCB工艺边
  PCB在SMT生产过程中,是通过轨道传输来完成的,为保证PCB被可靠固定,一般在传输轨道边(长边)预留5mm的尺寸以便于设备夹持,在此范围内不允许贴装器件。无法预留时,必须增加工艺边。对于某些插件过波峰焊的产品,一般侧边(短边)需要预留3mm的尺寸以便加挡锡条。
  (5) PCB定位孔
  有些SMT设备(如贴片机)采用孔定位的方式,为保证PCB能精确的固定在设备夹具上,就要求PCB预留出定位孔。不同的设备对定位孔的要求不同,一般需要在PCB的左下角和右下角设置一对定位孔,孔径为Φ4mm(也有Φ3mm或Φ5mm的),孔壁不允许金属化,其中一个定位孔也可以设计成椭圆孔,以便于定位迅速。一般要求主定位孔与PCB两边的距离为5mm×5mm,调整孔距PCB下边距离为5mm。定位孔周围5mm范围内不允许有贴片元件。定位孔图片如图3.3a所示。

  (6) PCB基准识别点(Fiducial Mark)
  基准识别点也称Mark,为SMT组装工艺中的所有步骤提供共同的可测量点,保证了组装使用的每个设备能精确地定位电路图案。因此,Mark点对SMT生产至关重要。Mark点一般分为整板Mark、拼板Mark、局部识别Mark(脚间距≤0.5mm),一般规定Mark点中心的标记点为金属铜箔,直径1.0mm,周围空旷对比区直径3mm,金属铜箔和周围空旷区域的颜色对比要明显。在Φ3mm范围内不允许有丝印、焊盘或V-Cut等。如图3.3b和3.3c所示。Mark一般位于PCB、元件、拼板的对角位置,一般整板基准MARK点放置3个,分别放在左右下角和一个上角,呈“L”形分布。Mark点边缘与PCB板边距离至少5mm,如图3.3d所示。

  (6) PCB拼板设计
  一般原则:当PCB单板的尺寸<50mm×50mm时,必须做拼板。建议当PCB的尺寸<160mm×120mm时,采用拼板设计,使之转换为符合生产要求的理想尺寸,以便插件和焊接,提高生产效率和设备利用率。但注意拼板尺寸不要太大,而且要符合设备的要求。拼板之间可以采用V形槽、邮票孔或冲槽等, 建议同一板只用一种分板方式。如下图3.3e所示:
  对部分全表面组装的双面贴片板,可以采用阴阳拼版设计,这样可以使用同一张网板、节省编程换线时间,提高生产效率。但对体积较大、质量较重的器件,限制如下:
  A=器件重量/引脚与焊盘接触面积

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