現代電子元件裝配技術第四章外表貼裝電路板一、外表貼裝電路板的特點印刷電路板是一種附著于絕緣基材外表，用于銜接電子元器件(包括屏蔽元件)的導電圖形，簡稱PCB(PrintCircuitBoard)。公用于SMT的PCB(PrintCircuitBoard，印刷電路板)專稱為SMB。1.1.特點：SMB比傳統的PCB板的電路圖形設計要高，其主要特點是：高密度、小孔徑、多層數、高板厚/孔徑比、優秀的運輸特性、高平整光潔度和尺寸穩定性等。二、SMB的構造SMB普通由基板、覆銅箔和阻止焊層三部分組成。2.1.基板資料SMB的基板資料主要有無機資料和有機資料兩大類。無機資料主要指陶瓷電路基板，有機資料中最常用環氧玻璃纖維基板。a.陶瓷基板資料陶瓷電路基板的基板資料是95％的氧化鋁，在要求基板強度很高的情況下，可采用99％的純氧化鋁。b.環氧玻璃纖維電路基板環氧玻璃纖維電路基板由環氧樹脂和玻璃纖維組成，它結合了玻璃纖維強度好和環氧樹脂韌性好的優點，故具有良好的強度和延展性，它有單面、雙面和多層之分。日常消費中多數采用FR-4的環氧玻璃纖維作為電路板的基板資料。2.2.導體資料常用的導體資料有銅、鋁、金等。為提高導體資料與基板之間的附著力，常采用過渡層(亦稱打底)資料，如鉻(Cr)、鎳(Ni)、鈦(Ti)等。過渡層厚度普通為50-60nm，導體層厚度普通為100-200nm。2.3.阻焊層在印刷電路板上涂覆阻焊層的目的是防止臨近布線和焊盤間焊錫連橋，維護電路板免受機械損傷和污染。三、可制造性設計DFM(DesignforManufacturing)，可制造性設計，就是研討產品本身的物理設計與制造系統各部分之間的相互關系，并把它用于消費設計中以便將整個制造系統交融在一同進展總體優化，是保證PCB設計質量的最有效的方法。DFM從產品開發設計時就思索到可制造性，使設計和制造之間嚴密聯絡，實現從設計到制造一次勝利的目的。

HP公司DFM統計調查闡明：產品總本錢60%取決于產品的最初設計，75%的制造本錢取決與設計闡明和設計規范，70-80%的消費缺陷是由于設計緣由呵斥的。3.1.DFM的優點DFM具有縮短開發周期、降低本錢、提高產質量量等優點，是企業產品獲得勝利的途徑。a.有利于制造程序的規范化DFM規范在企業內外部起到了一個良好的橋梁，它把設計、制造和產品部門有機地聯絡起來，同時可以到達消費測試設備的規范化。b.有利于技術轉移，簡化產品轉移流程企業普通外包，那么企業與OEM、EMS/CM之間的有效溝通非常必要。具有良好可制造性的產品與OEM、EMS/CM間實現平滑的技術轉移和過渡，快速組織消費。ElectronicManufacturingServices電子設備制造廠商(EMS)ContractManufacturers簽約廠商(CM)OriginalEquipmentManufacturers原始設備制造廠商(OEM)ElectronicComponentsManufacturers電子元器件制造廠商(ECM)c.降低新工藝引進本錢，減少測試工藝開發的龐大費用d.節約本錢，改善供貨才干低本錢、高產出、良好的供貨才干，同時高可靠性是產品長期本錢降低的根底。假設產品的可制造性差，往往破費更多的人力、物力、財力到達目的，同時還付出延緩交貨、失去市場等繁重代價。e.新產品開發及驗證的根底沒有DFM規范控制的產品，在產品開發的后期，甚至經常在批量消費階段才會發現各種消費問題，此時又更改設計，無疑添加開發本錢，延伸產品推向市場的時間，失去自動權。3.2.PCB設計印刷電路板設計也稱為印刷板排版設計，目前根本經過計算機輔助的方法運用CAD軟件來實現。PCB設計質量是衡量外表組裝技術程度的重要標志，是保證外表組裝質量的首要條件之一。PCB設計包含的內容 基板資料選擇 布線 元器件選擇 焊盤 印刷板電路設計 測試點PCB設計 工藝性(可消費性)設計導線、通孔 可靠性設計 焊盤與導線的銜接 降低消費本錢 阻焊 散熱、電磁干擾等

3.3.可制造性設計的主要內容a.PCB的組裝方式及加工工藝流程b.SMT設備對PCB設計的要求c.元件的封裝方式及焊盤設計d.SMT工藝對PCB設計的要求e.設計文件的輸出f.可制造性設計審核g.加工中常見問題及處理措施a.PCB的組裝方式及加工工藝流程思索要素1)盡量采用回流焊方式，由于回流焊比波峰焊具有以下優勢：元器件遭到的熱沖擊小能控制焊料量，焊接缺陷小，焊接質量好，可靠性高焊料中普通不會混入不純物，能正確地確保焊料的組分；有自定位效應(selfalignment)可在同一基板上，采用不同焊接工藝進展焊接工藝簡單，修板量極小，從而節省了人力、電力、資料。2)混裝情況下盡量選擇插件、貼片在同一面，其次選擇貼片在兩面，插件在一面，盡量不要雙面混裝。3)BGA設計時，最好一面有BGA元件，兩面安排BGA元件會添加工藝難度。b.SMT設備對PCB設計的要求1)外形設計及尺寸2)基準標志(Mark)設計3)PCB定位孔和夾持邊的設計4)拼板設計5)PCB要求與元器件選用1)外形設計及尺寸外形設計PCB的外形應盡量簡單，普通為矩形。板面不要設計得過大，以免回流焊接時引起變形。貼片機的PCB傳輸方式、貼裝范圍決議PCB外形。當PCB定位在貼裝任務臺上，經過任務臺傳輸PCB時，對PCB的外形沒有特殊要求；當直接采用導軌傳輸PCB時，PCB外形必需是筆直的。假設是異形PCB，必需設計工藝邊使PCB的外構成直線。最大最小尺寸設計PCB最大尺寸＝貼片機最大貼裝尺寸；PCB最小尺寸＝50×50mm，當PCB尺寸小于貼裝最小尺寸時，必需采用拼板方式。厚度設計元件的分量和規格決議板的厚度，可經過計算分量來決議板厚。通常有3mm、2mm、1.6mm(規范)、1.5mm(國產)，多層板的層數決議厚度。詳細尺寸可查規范。2)基準標志(Mark)設計作用：用于修正PCB固定或者PCB加工引起的位移偏向。種類：分為PCB基準標志和部分基準標志(Board和local)外形與尺寸：優選實心圓；優選直徑為1.5mm。(0.5-3mm)布放要求：PCB基準標志普通放三個，在PCB對角線上；部分基準標志在元件對角線上?；鶞蕵酥疽c周圍環境有反差。3)PCB定位孔和夾持邊的設計a.定位孔普通兩個，在PCB長邊一那么，孔徑為3-5mm，普通取4mm，定位孔的位置間隔PCB各邊5mm處。b.夾持邊夾持邊要平整光滑，尺寸一致，誤差小。夾持邊3mm范圍內不允許布元件。4)拼板設計PCB小于50×50mm必需組成拼板；為提高貼裝效率對某些板、異形板也需拼板。每個拼板的對角線上要有基準標志。拼板中各塊PCB之間的互連有雙面對刻V形槽和斷簽式兩種方式。要求既有一定的機械強度，又便于貼裝后的分別。5)PCB要求與元器件選用PCB要求：a.外觀質量無毛刺，周圍光滑；一致性好；絲印明晰，絲印不偏移；阻焊層均勻，無零落。b.要求平整度好對PCB翹曲度的要求：普通板為1.5%，帶插頭處為1.0%，SMB為0.5%。c.選擇Tg(玻璃化轉變溫度)較高的基板資料，Tg應高于電路任務溫度。d.選擇CTE(熱膨脹系數)低的資料c.元件的封裝方式及焊盤設計1)對稱性，兩端焊盤必需對稱，才干保證熔融焊錫外表張力平衡2)焊盤間距，確保元件端頭或引腳與焊盤恰當的搭接尺寸。d.SMT工