1、前言

随着通讯﹑电子类产品的市场竞争不时加剧，产品的生命周期在不时缩短，企业原有产品的晋级及新产品的投放速度对该企业的生存和开展起到越来越关键的作用。而在制造环节，如何在消费中用更少的导入时间取得更高可制造性和制造质量的新产品越来越成为有识之士所追求的中心竞争力。

在电子产品的制造中，随着产品的微型化﹑复杂化，电路板的组装密度越来越高，相应产生并取得普遍运用的新一代SMT装联工艺，请求设计者在一开端，就必需思索到可制造性。一旦在设计时思索不周招致可制造性差，势必要修正设计，必然会延长产品的导入时间和增加导入本钱，即便对PCB规划停止微小的改动，重新制做印制板和SMT焊膏印刷网板的费用高达数千以至上万元以上，对模仿电路以至要重新停止调试。而延误了导入时间可能使企业在市场上错失良机，在战略上处于十分不利的位置。但假如不停止修正而勉强消费，必然使产品存在制造缺陷，或使制形成本猛增，所付出的代价将更大。所以，在企业停止新产品设计时，越早思索设计的可制造性问题，越有利于新产品的有效导入。

2、PCB设计时思索的内容

PCB设计的可制造性分为两类，一是指消费印制电路板的加工工艺性；二是指电路及构造上的元器件和印制电路板的装联工艺性。对消费印制电路板的加工工艺性，普通的PCB制造厂家，由于受其制造才能的影响，会十分细致的给设计人员提供相关的请求，在实践中相对应用状况较好，而依据笔者的理解，真正在实践中没有遭到足够注重的，是第二类，即面向电子装联的可制造性设计。本文的重点也在于描绘在PCB设计的阶段，设计者必需思索的可制造性问题。

面向电子装联的可制造性设计请求PCB设计者在设计PCB的初期就思索以下内容：

2.1 恰当的选择组装方式及元件规划

组装方式的选择及元件规划是PCB可制造性一个十分重要的方面，对装联效率及本钱﹑产质量量影响极大，而实践上笔者接触过相当多的PCB，在一些很根本的准绳方面思索也尚有欠缺。

（1） 选择适宜的组装方式

通常针对PCB不同的装联密度，引荐的组装方式有以下几种：

作为一名电路设计工程师，应该对所设计PCB的装联工序流程有一个正确的认识，这样就能够防止犯一些准绳性的错误。在选择组装方式时，除思索PCB的组装密度，布线的难易外，必需还要依据此组装方式的典型工艺流程，思索到企业自身的工艺设备程度。假使本企业没有较好的波峰焊接工艺，那么选择上表中的第五种组装方式可能会给本人带来很大的费事。另外值得留意的一点是，若方案对焊接面施行波峰焊接工艺，应防止焊接面上布置有少数几个SMD而形成工艺复杂化。

（2） 元器件规划

PCB上元器件的规划对消费效率和本钱有相当重要的影响，是权衡PCB设计的可装联性的重要指标。普通来讲，元器件尽可能平均地、有规则地、划一排列，并按相同方向、极性散布排列。有规则的排列便当检查，有利于进步贴片/插件速度，平均散布利于散热和焊接工艺的优化。另一方面，为简化工艺流程，PCB设计者一直都要分明，在PCB的任一面，只能采用回流焊接和波峰焊接中的一种群焊工艺。这点在组装密度较大、PCB的焊接面必需散布较多贴片元器件时，特别值得留意。设计者要思索对焊接面上的贴装元件运用何种群焊工艺，最为优选的是运用贴片固化后的波峰焊工艺，能够同时对元件面上的穿孔器件的引脚停止焊接；但波峰焊接贴片元件有相对严厉的约束，只能焊接0603及以上尺寸的片式阻容﹑SOT﹑SOIC（引脚间距≥1mm且高度小于2.0mm）。散布在焊接面的元器件，引脚的方向宜垂直于波峰焊接时PCB的传送方向，以保证元器件两边的焊端或引线同时被浸焊，相邻元件间的排列次序和间距也应满足波峰焊接的请求以防止“遮盖效应”，如图1。当采用波峰焊接SOIC等多脚元件时，应于锡流方向最后两个（每边各1）焊脚处设置窃锡焊盘，避免连焊。

类型类似的元件应该以相同的方向排列在板上，使得元件的贴装、检查和焊接更容易。例如使一切径向电容的负极朝向板件的右面，使一切双列直插封装（DIP）的缺口标志面向同一方向等等，这样能够加快插装的速度并更易于发现错误。如图2所示，由于A板采用了这种办法，所以能很容易地找到反向电容器，而B板查找则需求用较多时间。实践上一个公司能够对其制造的一切线路板元件方向停止规范化处置，某些板子的规划可能不一定允许这样做，但这应该是一个努力的方向。

还有，类似的元件类型应该尽可能接地在一同，一切元件的第一脚在同一个方向，如图3所示。

但笔者的确遇见过相当多的PCB，组装密渡过大，在PCB的焊接面也必需散布钽电容﹑贴片电感等较高元件和细间距的SOIC﹑TSOP等器件，在此种状况下，只能采用双面印刷焊膏贴片后回流焊接，而插件元件，应该在元件散布的尽可能集中，以顺应手工焊接，另一种可能就是元件面的穿孔元件应尽可能散布在几条主要的直线上，以顺应最新的选择性波峰焊接工艺，能够防止手工焊接而进步效率，并保证焊接质量。离散的焊点散布是选择性波峰焊接的大忌，TOPPOWER(南京拓微TP)电池/电源管理芯片/锂电保护芯片 会成倍增加加工时间。

在印制板文件中对元器件的位置停止调整时，一定要留意元件和丝印符号逐个对应，若挪动了元件而没有相应的挪动该元件旁的丝印符号，将成为制造中的严重质量隐患，由于在实践消费中，丝印符号是具有指导消费作用的行业言语。

2.2 PCB上必需布置有用于自动化消费做必需的夹持边﹑定位标志﹑工艺定位孔。

目前电子装联是自动化水平最高的行业之一，消费所运用的自动化设备均请求自动传送PCB，这样便请求在PCB的传送方向（普通为长边方向）上，上下各有一条不小于3-5mm宽的夹持边，以利于自动传送，防止靠近板子边缘的元器件由于夹持无法自动装联。

定位标志的作用在于关于目前普遍运用光学定位的装联设备，需求PCB提供至少两到三个定位标志，以供光学辨认系统对PCB停止精确定位并校正PCB的加工误差。通常所运用的定位标志中，有两个标志必需散布在PCB的对角线上。定位标志的选择普通运用实心圆焊盘等规范图形，为便于辨认，在标志四周应该有一块没有其它电路特征或标志的空阔区，尺寸最好不小于标志的直径（如图4），标志间隔板子边缘应在5mm以上。

在PCB本身的制造中，以及在装联中的半自动插件﹑ICT测试等工序，需求PCB在边角部位提供两到三个定位孔。

2.3 合理运用拼板以进步消费效率和柔性。

在对外形尺寸较小或外形不规则的PCB停止装联时，会遭到很多限制，所以普通采用拼板的方式来使几个小的PCB拼接成适宜尺寸的PCB停止装联，如图5。普通单边尺寸小于150mm的PCB，都能够思索采用拼板方式，经过两拼﹑三拼﹑四拼等，将大PCB的尺寸拼至适宜的加工范围，通常宽150mm~250mm，长250mm~350mm的PCB是自动化装联中比拟适宜的尺寸。

另外一种拼板方式是将双面都布置有SMD的PCB一正一反的拼成一个大板，这样的拼板俗称阴阳拼，普通是出于节约网板费用的思索，即经过这样的拼板，原来需求两面网板，如今只需求开一面网板即可。另外技术人员在编制贴片机运转程序时，采用阴阳拼的PCB编程效率也更高。

拼板时子板之间的衔接能够采用双面对刻V型槽﹑长槽孔加圆孔等方式，但设计时一定要思索尽可能使别离线在一条直线上，以利于最后的分板，同时还要思索别离边不可离PCB走线过近，而使分板时容易损伤PCB。

还有一种十分经济的拼板，并不是指的对PCB停止拼板，而是对网板的网孔图形停止拼板。随着全自动焊膏印刷机的应用，目前较为先进的印刷机（比方DEK265）曾经允许在尺寸为790×790mm的钢网上，开设多面PCB的网孔图形，能够做到一片钢网用于多个产品的印刷，是一种十分节约本钱的做法，特别合适于产品特性为小批量多种类的厂家。

2.4 可测性设计的思索

SMT的可测性设计主要是针对目前ICT配备状况。将后期产品制造的测试问题在电路和外表装置印制板SMB设计时就思索进去。进步可测性设计要思索工艺设计和电气设计两个方面的请求。

2.4.1 工艺设计的请求

定位的精度、基板制造程序、基板的大小、探针的类型都是影响探测牢靠性的要素。

（1） 准确的定位孔。在基板上设定准确的定位孔，定位孔误差应在±0.05mm以内，至少设置两个定位孔，且间隔愈远愈好。采用非金属化的定位孔，以减少焊锡镀层的增厚而不能到达公差请求。如基板是整片制造后再分开测试，则定位孔就必需设在主板及各单独的基板上。

（2） 测试点的直径不小于0.4mm，相邻测试点的间距最好在2.54mm以上，不要小于1.27mm。

（3） 在测试面不能放置高度超越*mm的元器件，过高的元器件将惹起在线测试夹具探针对测试点的接触不良。

（4） 最好将测试点放置在元器件四周1.0mm以外，防止探针和元器件撞击损伤。定位孔环状四周3.2mm以内，不可有元器件或测试点。

（5） 测试点不可设置在PCB边缘5mm的范围内，这5mm的空间用以保证夹具夹持。通常在保送带式的消费设备与SMT设备中也请求有同样的工艺边。

（6） 一切探测点最好镀锡或选用质地较软、易贯串、不易氧化的金属传导物，以保证牢靠接触，延长探针的运用寿命。

（7） 测试点不可被阻焊剂或文字油墨掩盖，否则将会减少测试点的接触面积，降低测试的牢靠性。

2.4.2 电气设计的请求

（1） 请求尽量将元件面的SMC/SMD的测试点经过过孔引到焊接面，过孔直径应大于1mm。这样可使在线测试采用单面针床来停止测试，从而降低了在线测试本钱。

（2） 每个电时令点都必需有一个测试点，每个IC必需有POWER及GROUND的测试点，且尽可能接近此元器件，最好在间隔IC 2.54mm范围内。

（3） 在电路的走线上设置测试点时，可将其宽度放大到40mil 宽。

（4） 将测试点平衡地散布在印制板上。假如探针集中在某一区域时，较高的压力会使待测板或针床变形，进一步形成局部探针不能接触到测试点。

（5） 电路板上的供电线路应分区域设置测试断点，以便于电源去耦电容或电路板上的其它元器件呈现对电源短路时，查找毛病点更为快捷精确。设计断点时，应思索恢复测试断点后的功率承载才能。

图6所示为测试点设计的一个示例。经过延伸线在元器件引线左近设置测试焊盘或应用过孔焊盘测试节点，测试节点严禁选在元器件的焊点上，这种测试可能使虚焊节点在探针压力作用下挤压到理想位置，从而使虚焊毛病被掩盖，发作所谓的“毛病遮盖效应”。由于探针因定位误差惹起的偏晃，可能使探针直接作用于元器件的端点或引脚上而形成元器件损坏。

3、完毕语

以上是一些PCB设计时应思索的主要准绳，在面向电子装联的PCB可制造性设计中，还有相当多的细节请求，比方合理的布置与构造件的配合空间﹑合理的散布丝印的图形和文字﹑恰当散布较重或发热较大的器件的位置，在适宜的位置设置测试点和测试空间﹑思索在运用拉铆﹑压铆工艺装置联接器等器件时，工模具与左近所散布元件的干预等等，都是在PCB的设计阶段所应该思索的问题。一个优秀的PCB设计者，不但要思索如何取得良好的电性能和美观规划，还有同样重要的一点那就是PCB设计中的可制造性，以求高质量、高效率、低本钱。

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