PCB設計時需考慮哪些可制造性問題？-小家電PCBA方案開發

PCB設計的可制造性分為兩類：

一是指生產印制電路板的加工工藝性；

二是指電路及結構上的元器件和印制電路板的裝聯工藝性。

對生產印制電路板的加工工藝性，一般的PCB制作廠家，由于受其制造能力的影響，會非常詳細的給設計人員提供相關的要求，在實際中相對應用情況較好。而根據筆者的了解，真正在實際中沒有受到足夠重視的，是第二類，即面向電子裝聯的可制造性設計。

本文的重點也在于描述在PCB設計的階段，設計者必需考慮的可制造性問題。

01恰當的選擇組裝方式及元件布局

組裝方式的選擇及元件布局是PCB可制造性一個非常重要的方面，對裝聯效率及成本、產品質量影響極大，而實際上筆者接觸過相當多的PCB，在一些很基本的原則方面考慮也尚有欠缺。

選擇合適的組裝方式

通常針對PCB不同的裝聯密度，推薦的組裝方式有以下幾種：

通常針對PCB不同的裝聯密度，推薦的組裝方作為一名電路設計工程師，應該對所設計PCB的裝聯工序流程有一個正確的認識，這樣就可以避免犯一些原則性的錯誤。在選擇組裝方式時，除考慮PCB的組裝密度，布線的難易外，必須還要根據此組裝方式的典型工藝流程，考慮到企業本身的工藝設備水平。倘若本企業沒有較好的波峰焊接工藝，那么選擇上表中的第五種組裝方式可能會給自己帶來很大的麻煩。

另外值得注意的一點是，若計劃對焊接面實施波峰焊接工藝，應避免焊接面上布置有少數幾個SMD而造成工藝復雜化。

元器件布局

PCB上元器件的布局對生產效率和成本有相當重要的影響，是衡量PCB設計的可裝聯性的重要指標。一般來講，元器件盡可能均勻地、有規則地、整齊排列，并按相同方向、極性分布排列。有規則的排列方便檢查，有利于提高貼片/插件速度，均勻分布利于散熱和焊接工藝的優化。

另一方面，為簡化工藝流程，PCB設計者始終都要清楚，在PCB的任一面，只能采用回流焊接和波峰焊接中的一種群焊工藝。這點在組裝密度較大、PCB的焊接面必須分布較多貼片元器件時，尤其值得注意。設計者要考慮對焊接面上的貼裝元件使用何種群焊工藝，最為優選的是使用貼片固化后的波峰焊工藝，可以同時對元件面上的穿孔器件的引腳進行焊接；但波峰焊接貼片元件有相對嚴格的約束，只能焊接0603及以上尺寸的片式阻容、SOT、SOIC（引腳間距≥1mm且高度小于2.0mm）。

分布在焊接面的元器件，引腳的方向宜垂直于波峰焊接時PCB的傳送方向，以保證元器件兩邊的焊端或引線同時被浸焊，相鄰元件間的排列次序和間距也應滿足波峰焊接的要求以避免“遮蔽效應”，如圖1。當采用波峰焊接SOIC等多腳元件時，應于錫流方向最后兩個（每邊各1）焊腳處設置竊錫焊盤，防止連焊。

02PCB上必須布置用于自動化生產的夾持邊、定位標記、工藝定位孔

目前電子裝聯是自動化程度最高的行業之一，生產所使用的自動化設備均要求自動傳送PCB，這樣便要求在PCB的傳送方向（一般為長邊方向）上，上下各有一條不小于3-5mm寬的夾持邊，以利于自動傳送，避免靠近板子邊緣的元器件由于夾持無法自動裝聯。

定位標記的作用在于對于目前廣泛使用光學定位的裝聯設備，需要PCB提供至少兩到三個定位標記，以供光學識別系統對PCB進行準確定位并校正PCB的加工誤差。通常所使用的定位標記中，有兩個標記必須分布在PCB的對角線上。定位標記的選擇一般使用實心圓焊盤等標準圖形，為便于識別，在標記周圍應該有一塊沒有其它電路特征或標記的空曠區，尺寸最好不小于標記的直徑，標記距離板子邊緣應在5mm以上。

03合理使用拼板，提高生產效率和柔性

在對外形尺寸較小或外形不規則的PCB進行裝聯時，會受到很多限制，所以一般采用拼板的方式來使幾個小的PCB拼接成合適尺寸的PCB進行裝聯，如圖5。一般單邊尺寸小于150mm的PCB，都可以考慮采用拼板方式，通過兩拼、三拼、四拼等，將大PCB的尺寸拼至合適的加工范圍，通常寬150mm~250mm，長250mm~350mm的PCB是自動化裝聯中比較合適的尺寸。

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