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PCB焊盘图形设计的影响
PCB焊盘图形设计的影响
关于PCB图形设计的总体要求可以参考IPC-782文件的定义,文件中定义了各种元件的端头/引脚和PCB焊盘的几 何尺寸公差。下面就贴片工艺中普遍关注的几点进行讨论,PCB的设计工程师应该熟悉这些行业标准,并了解相 关的制造工艺,以便降低品质风险,这里主要介绍基准点、焊盘和传板边距的设计等。
1. 基准点 (Fiducial)
PCB的基准点是贴片机定位PCB主其他元件位置的基础,基准点的形状、位置设计和它的制造精度将直接影响贴 片的质量。关于基准点的描述按IPC“SMEMA FIDUCIALMARK STANDARD 3.1”的定义可以分为4种,它在PCB上的布置。
单板,有整体基准点(Global Fiducial)和局部基准点(LocalFiducial),局部基准点通常用 在当元件有较高位置精度要求时,如高密度引脚IC和BGA等;多联板,有联板基准点(Panel Fiducial)和拼板基准点(ImageFiducial),当然,分板中也可以放置局部基准点(Local Fiducial)。
在IPC的定义中,推荐使用圆形基准点,但在实际应用中,PCB设计工程师可能采用几何形状,而贴片设备制造商 也相应的增加了一些兼容形状,以环球仪器公司能兼容的点形状和尺寸为例。
对基准点的其他要求,这无疑提供了PCB设计工程师更多的设计选择。
2,焊盘设计
焊盘设计对贴片机的影响,主要是元件在PCB上布局的位置对贴片头吸嘴的影响,当PCB元件布局时,设计工程 师应该考虑元件之间的最小间隔相对于元件厚度的差异,原则是在可能的情况下,尽量将厚度差异大的元件之间 的间隔加大,以避免吸嘴在贴薄元件时,触碰到较厚的元件,从而导致较厚元件的侧向移动,并最终造成焊接缺陷。
3.PCB元件到送板方向的板边距
关于传板边距,SMT行业通用有两种标准,即3 mm边距和5 mm边距,目前3 mm边距应用的较多,因而对于PCB板 设计工程师应特别注意,最低限度应采用3 mm边距,否则在贴片生产时会受到限制。
贴片元件在PCB支撑座的影响
对于较宽的PCB,由于常用的PCB通常都很薄,介于0.8~2.4 mm之间,当PCB进入贴片机后,传输导轨将PCB两边夹住,同时支撑平台上升将板支撑住并继续上升到贴片高度。在此过程中,由于外力的作用,容易导致PCB变形,加上PCB来料可能存在的变形,会严重影响贴片的质量。对PCB平整的支撑变得非常重要,目前各大贴片设备制造商都有该配置供用户选用。薄型PCB的应用更容易出现“弹簧床”效应。薄板随着贴片头的下压而下凹,并随着贴片压力的消失而恢复变形,这样反复,造成元件在PCB上移动,而出现贴片缺陷。所以,在支撑平台上需要安排特殊支撑装置,以保证PCB在贴片过程中平整稳定。这种装置可以采用真空将PCB吸住,也可采用具有吸能作用的特殊橡胶顶针,以消除在贴片过程中的震动并保证PCB平整。
这类装置非常客户化,需要根据不同的应用来设计相应的支撑结构,确保有效地平整支撑,并使平台在上升和下降过程中稳定顺畅,而且可控。
关于PCB图形设计的总体要求可以参考IPC-782文件的定义,文件中定义了各种元件的端头/引脚和PCB焊盘的几 何尺寸公差。下面就贴片工艺中普遍关注的几点进行讨论,PCB的设计工程师应该熟悉这些行业标准,并了解相 关的制造工艺,以便降低品质风险,这里主要介绍基准点、焊盘和传板边距的设计等。
1. 基准点 (Fiducial)
PCB的基准点是贴片机定位PCB主其他元件位置的基础,基准点的形状、位置设计和它的制造精度将直接影响贴 片的质量。关于基准点的描述按IPC“SMEMA FIDUCIALMARK STANDARD 3.1”的定义可以分为4种,它在PCB上的布置。
单板,有整体基准点(Global Fiducial)和局部基准点(LocalFiducial),局部基准点通常用 在当元件有较高位置精度要求时,如高密度引脚IC和BGA等;多联板,有联板基准点(Panel Fiducial)和拼板基准点(ImageFiducial),当然,分板中也可以放置局部基准点(Local Fiducial)。
在IPC的定义中,推荐使用圆形基准点,但在实际应用中,PCB设计工程师可能采用几何形状,而贴片设备制造商 也相应的增加了一些兼容形状,以环球仪器公司能兼容的点形状和尺寸为例。
对基准点的其他要求,这无疑提供了PCB设计工程师更多的设计选择。
2,焊盘设计
焊盘设计对贴片机的影响,主要是元件在PCB上布局的位置对贴片头吸嘴的影响,当PCB元件布局时,设计工程 师应该考虑元件之间的最小间隔相对于元件厚度的差异,原则是在可能的情况下,尽量将厚度差异大的元件之间 的间隔加大,以避免吸嘴在贴薄元件时,触碰到较厚的元件,从而导致较厚元件的侧向移动,并最终造成焊接缺陷。
3.PCB元件到送板方向的板边距
关于传板边距,SMT行业通用有两种标准,即3 mm边距和5 mm边距,目前3 mm边距应用的较多,因而对于PCB板 设计工程师应特别注意,最低限度应采用3 mm边距,否则在贴片生产时会受到限制。
贴片元件在PCB支撑座的影响
对于较宽的PCB,由于常用的PCB通常都很薄,介于0.8~2.4 mm之间,当PCB进入贴片机后,传输导轨将PCB两边夹住,同时支撑平台上升将板支撑住并继续上升到贴片高度。在此过程中,由于外力的作用,容易导致PCB变形,加上PCB来料可能存在的变形,会严重影响贴片的质量。对PCB平整的支撑变得非常重要,目前各大贴片设备制造商都有该配置供用户选用。薄型PCB的应用更容易出现“弹簧床”效应。薄板随着贴片头的下压而下凹,并随着贴片压力的消失而恢复变形,这样反复,造成元件在PCB上移动,而出现贴片缺陷。所以,在支撑平台上需要安排特殊支撑装置,以保证PCB在贴片过程中平整稳定。这种装置可以采用真空将PCB吸住,也可采用具有吸能作用的特殊橡胶顶针,以消除在贴片过程中的震动并保证PCB平整。
这类装置非常客户化,需要根据不同的应用来设计相应的支撑结构,确保有效地平整支撑,并使平台在上升和下降过程中稳定顺畅,而且可控。
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