深圳宏力捷電子是一家專業(yè)從事電子產(chǎn)品電路板設(shè)計(jì)（layout布線設(shè)計(jì)）的PCB設(shè)計(jì)公司，主要承接多層、高密度的PCB設(shè)計(jì)畫(huà)板及電路板設(shè)計(jì)打樣業(yè)務(wù)。接下來(lái)從焊接角度，聊一聊設(shè)計(jì)PCB時(shí)需要注意哪些點(diǎn)。
一、影響PCB焊接質(zhì)量的因素
從PCB設(shè)計(jì)，到所有元件焊接完成，成為一個(gè)高質(zhì)量的電路板，需要PCB工程師、焊接工藝、焊接工人等諸多環(huán)節(jié)的把控。
主要有以下影響因素：PCB圖、電路板的質(zhì)量、器件的質(zhì)量、器件管腳的氧化程度、錫膏的質(zhì)量、錫膏的印刷質(zhì)量、貼片機(jī)的程序編制的精確程度、貼片機(jī)的貼裝質(zhì)量、回流焊爐的溫度曲線等等。
焊接廠本身無(wú)法逾越的環(huán)節(jié)就是PCB畫(huà)圖的。
電路設(shè)計(jì)的人很少焊接電路板，無(wú)法獲得豐富的焊接經(jīng)驗(yàn)，而焊接廠的工人不懂畫(huà)板，只管完成生產(chǎn)任務(wù)，沒(méi)有心思、更沒(méi)有能力分析造成不良焊接的原因。
這兩方面的人才各司其職，難以有機(jī)結(jié)合。
二、畫(huà)PCB時(shí)的建議
下面是一些建議，避免出現(xiàn)影響焊接質(zhì)量的各種不良畫(huà)法。
1、關(guān)于定位孔
PCB板的四角要留四個(gè)孔(最小孔徑 2.5mm)，用于印刷錫膏時(shí)定位電路板。要求X軸或Y軸方向圓心在同一軸線上，如下圖：
2、關(guān)于MARK點(diǎn)
PCB板上要標(biāo)注Mark點(diǎn)，用于貼片機(jī)定位。
具體位置：在板的斜對(duì)角，可以是圓形，或方形的焊盤(pán)，不要跟其它器件的焊盤(pán)混在一起。如果雙面有器件，雙面都要標(biāo)注。
也可以考慮在拼版上加MARK點(diǎn)。
3、設(shè)計(jì)PCB時(shí)，請(qǐng)注意以下幾點(diǎn)：
a、Mark點(diǎn)的形狀如下圖案參考，上下對(duì)稱或者左右對(duì)稱。
b、A的尺寸為2.0mm。
c、從Mark點(diǎn)的外緣離2.0mm的范圍內(nèi)，不應(yīng)有可能引起錯(cuò)誤的識(shí)別的形狀和顏色變化。(焊盤(pán)、焊膏)
d、Mark點(diǎn)的顏色要和周圍PCB的顏色有明暗差異。
e、為了確保識(shí)別精度，Mark點(diǎn)的表面上電鍍銅或錫來(lái)防止反射。對(duì)形狀只有線條的標(biāo)記，光點(diǎn)不能識(shí)別。
如下圖所示：
4、關(guān)于留5mm邊
畫(huà)PCB時(shí)，在長(zhǎng)邊方向要留不少于3mm的邊，用于貼片機(jī)運(yùn)送電路板，此范圍內(nèi)貼片機(jī)無(wú)法貼裝器件。此范圍內(nèi)不要放置貼片器件。
如圖：
雙面擺件的電路板，考慮二次回流焊時(shí)，器件蹭掉、焊盤(pán)蹭掉等問(wèn)題。
建議芯片少的一面，長(zhǎng)邊離邊5mm范圍內(nèi)，不要放置貼片器件，如果確實(shí)由于電路板面積受限，可以在長(zhǎng)邊加工藝邊。
5、不要直接在焊盤(pán)上過(guò)孔
焊盤(pán)上打過(guò)孔，回流焊會(huì)有錫膏流入過(guò)孔，造成器件焊盤(pán)缺錫，引起虛焊，如下圖所示。
6、關(guān)于二極管、鉭電容的極性標(biāo)注
二極管、鉭電容的極性標(biāo)注符合行規(guī)，以免工人憑經(jīng)驗(yàn)焊錯(cuò)方向。如圖：
7、關(guān)于絲印和標(biāo)識(shí)
請(qǐng)將器件型號(hào)隱藏。尤其是器件密度高的電路板。否則，眼花繚亂影響找到焊接位置。如下圖：
也不要只標(biāo)型號(hào)，不標(biāo)標(biāo)號(hào)。如下圖所示，造成貼片機(jī)編程時(shí)無(wú)法進(jìn)行。
絲印字符的字號(hào)不宜太小，字符放置位置應(yīng)錯(cuò)開(kāi)過(guò)孔，以免誤讀。
8、關(guān)于IC焊盤(pán)應(yīng)延長(zhǎng)
SOP、PLCC、QFP等封裝的IC，PCB上焊盤(pán)長(zhǎng)度=IC腳部長(zhǎng)度×1.5為適宜，便于手工用烙鐵焊接時(shí)，芯片管腳與PCB焊盤(pán)、錫三者熔為一體。如圖：
9、關(guān)于IC焊盤(pán)的寬度
SOP、PLCC、QFP等封裝的IC，畫(huà)PCB時(shí)應(yīng)注意焊盤(pán)的寬度，PCB上焊盤(pán)a的寬度=IC腳部寬度(datasheet中的Nom.值)，不建議加寬，保證兩焊盤(pán)間距b有足夠的寬度，避免造成連焊。如圖：
10、放置器件不要旋轉(zhuǎn)任意角度
由于貼片機(jī)無(wú)法旋轉(zhuǎn)任意角度，只能旋轉(zhuǎn)90℃、180℃、270℃、360℃。
如下圖B旋轉(zhuǎn)了1℃，貼裝后器件管腳與電路板上的焊盤(pán)，就會(huì)錯(cuò)開(kāi)1℃的角度，從而影響焊接質(zhì)量。
11、相鄰管腳短接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題
下圖a的短接方法，不利于工人識(shí)別，且焊接后不美觀。
如果畫(huà)圖時(shí)按圖b、圖c的方法短接并加上阻焊，焊接出來(lái)的效果就不一樣。
只要保證每個(gè)管腳都不相連，該芯片就無(wú)短路現(xiàn)象，而且外觀也美觀。
12、關(guān)于芯片底下中間焊盤(pán)的問(wèn)題
帶肚子的芯片，建議將中間焊盤(pán)縮小，使它與周圍焊盤(pán)距離增大，減少短路的機(jī)會(huì)。如下圖：
13、厚度較高的兩個(gè)器件不要緊密排在一起
如下圖所示，這樣布板會(huì)造成貼片機(jī)貼裝第二個(gè)器件時(shí)碰到前面已貼的器件，機(jī)器會(huì)檢測(cè)到危險(xiǎn)，造成機(jī)器自動(dòng)斷電。
14、關(guān)于BGA
由于BGA封裝比較特殊，其焊盤(pán)都在芯片底下，外面看不到焊接效果。
為了返修方便，建議在PCB板上打兩個(gè)Hole Size：30mil 的定位孔，以便返修時(shí)定位鋼網(wǎng)。
溫馨提示：定位孔的大小不宜過(guò)大或過(guò)小，要使針插入后不掉、不晃動(dòng)、插入時(shí)稍微有點(diǎn)緊為宜，否則定位不準(zhǔn)。如下圖：
15、關(guān)于PCB板顏色
建議不做成紅色。紅色電路板在貼片機(jī)攝像機(jī)的紅色光源下呈白色，無(wú)法進(jìn)行編程，不便于貼片機(jī)進(jìn)行焊接。
16、關(guān)于大器件下面的小器件
有的人喜歡將小的器件排在同一層的大器件底下，比如：數(shù)碼管底下有電阻，如下圖：
如此排版會(huì)給返修造成困難，返修時(shí)必須先拆數(shù)碼管，還有可能造成數(shù)碼管損壞。建議將數(shù)碼管底下的電阻排到Bottom面，如下圖：
17、關(guān)于覆銅與焊盤(pán)相連影響熔錫
由于覆銅會(huì)吸收大量熱量，造成焊錫難以充分熔化，從而形成虛焊。如圖所示：
圖a中器件焊盤(pán)直接與覆銅相連；圖b中50Pins連接器雖然沒(méi)直接與覆銅相連，但由于四層板的中間兩層為大面積覆銅，所以圖a、圖b都會(huì)因?yàn)楦层~吸收大量熱量而造成錫膏不能充分熔化。
圖b中50Pins連接器的本體是不耐高溫的塑料，若溫度設(shè)定高了，連接器的本體會(huì)熔化或變形，若溫度設(shè)定低了，覆銅吸收大量熱量而造成錫膏不能充分熔化。因此，建議焊盤(pán)與大面積覆銅隔離。如圖所示：
18、關(guān)于拼板的建議及加工藝邊
總結(jié)
現(xiàn)如今，能用軟件進(jìn)行畫(huà)圖，設(shè)計(jì)并布線PCB的工程師越來(lái)越多，設(shè)計(jì)完成，并能很好的提高焊接效率，作者認(rèn)為需要重點(diǎn)注意以上要素。
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