PCB設(shè)計(jì)時需考慮哪些可制造性問題？-小家電PCBA方案開發(fā)

PCB設(shè)計(jì)的可制造性分為兩類：

一是指生產(chǎn)印制電路板的加工工藝性；

二是指電路及結(jié)構(gòu)上的元器件和印制電路板的裝聯(lián)工藝性。

對生產(chǎn)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(xì)的給設(shè)計(jì)人員提供相關(guān)的要求，在實(shí)際中相對應(yīng)用情況較好。而根據(jù)筆者的了解，真正在實(shí)際中沒有受到足夠重視的，是第二類，即面向電子裝聯(lián)的可制造性設(shè)計(jì)。

本文的重點(diǎn)也在于描述在PCB設(shè)計(jì)的階段，設(shè)計(jì)者必需考慮的可制造性問題。

01恰當(dāng)?shù)倪x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(lián)效率及成本、產(chǎn)品質(zhì)量影響極大，而實(shí)際上筆者接觸過相當(dāng)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(lián)密度，推薦的組裝方式有以下幾種：

通常針對PCB不同的裝聯(lián)密度，推薦的組裝方作為一名電路設(shè)計(jì)工程師，應(yīng)該對所設(shè)計(jì)PCB的裝聯(lián)工序流程有一個正確的認(rèn)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(jù)此組裝方式的典型工藝流程，考慮到企業(yè)本身的工藝設(shè)備水平。倘若本企業(yè)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(diǎn)是，若計(jì)劃對焊接面實(shí)施波峰焊接工藝，應(yīng)避免焊接面上布置有少數(shù)幾個SMD而造成工藝復(fù)雜化。

元器件布局

PCB上元器件的布局對生產(chǎn)效率和成本有相當(dāng)重要的影響，是衡量PCB設(shè)計(jì)的可裝聯(lián)性的重要指標(biāo)。一般來講，元器件盡可能均勻地、有規(guī)則地、整齊排列，并按相同方向、極性分布排列。有規(guī)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(yōu)化。

另一方面，為簡化工藝流程，PCB設(shè)計(jì)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(diǎn)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(shè)計(jì)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(yōu)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(jìn)行焊接；但波峰焊接貼片元件有相對嚴(yán)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(yīng)滿足波峰焊接的要求以避免“遮蔽效應(yīng)”，如圖1。當(dāng)采用波峰焊接SOIC等多腳元件時，應(yīng)于錫流方向最后兩個（每邊各1）焊腳處設(shè)置竊錫焊盤，防止連焊。

02PCB上必須布置用于自動化生產(chǎn)的夾持邊、定位標(biāo)記、工藝定位孔

目前電子裝聯(lián)是自動化程度最高的行業(yè)之一，生產(chǎn)所使用的自動化設(shè)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(lián)。

定位標(biāo)記的作用在于對于目前廣泛使用光學(xué)定位的裝聯(lián)設(shè)備，需要PCB提供至少兩到三個定位標(biāo)記，以供光學(xué)識別系統(tǒng)對PCB進(jìn)行準(zhǔn)確定位并校正PCB的加工誤差。通常所使用的定位標(biāo)記中，有兩個標(biāo)記必須分布在PCB的對角線上。定位標(biāo)記的選擇一般使用實(shí)心圓焊盤等標(biāo)準(zhǔn)圖形，為便于識別，在標(biāo)記周圍應(yīng)該有一塊沒有其它電路特征或標(biāo)記的空曠區(qū)，尺寸最好不小于標(biāo)記的直徑，標(biāo)記距離板子邊緣應(yīng)在5mm以上。

03合理使用拼板，提高生產(chǎn)效率和柔性

在對外形尺寸較小或外形不規(guī)則的PCB進(jìn)行裝聯(lián)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(jìn)行裝聯(lián)，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(lián)中比較合適的尺寸。

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