PCBA的热设计是怎样的？

    PCBA焊接采用的是热风再流焊，依靠风的对流和PCB、焊盘、引线的传导进行加热。由于焊盘、引脚的热容量大小以及受热条件不同，因而焊盘、引脚在再流焊接加热过程中同一时刻所加热到的温度也不同。如果这个温度差比较大，就可能引起焊接不良，如QFP引脚的开焊、绳吸;片式元件的立碑、移位;BGA焊点的收缩断裂等。同理，我们可以通过改变热容量解决一些问题。

    (1)热沉焊盘的热设计。

   在热沉元件的焊接中，会遇到热沉焊盘的少锡的现象，这是一个可以通过热沉设计改善的典型应用情况。

   对于上述情况，可以采用加大散热孔热容量的办法进行设计。将散热孔与内层接地层连接，如果接地层不足6层.可以从信号层隔离出局部作散热层，同时将孔径减少到小可用的孔径尺寸。

   (2)大功率接地插孔的热设计。

   在一些特殊产品设计中，插装孔有时需要与多个地/电平面层连接。由于波峰焊接时引脚与锡波的接触时间也就是焊接时间非常短，往往为2~3s,如果插孔的热容量比较大，引线的温度可能达不到焊接的要求，形成冷焊点。

   为了避免这种情况发生，经常用到一种叫做星月孔的设计,将焊接孔与地/电层隔开，大的电流通过功率孔实现。

    (3)BGA焊点的热设计。

   混装工艺条件下.会出现一种特有的因焊点单向凝固而产生的“收缩断裂”现象，形成这种缺陷的根本原因是混装工艺本身的特性，但是可以通过BGA角部布线的优化设计使之慢冷而加以改善。

   根据案例提供的经验，一般发生收缩断裂的焊点位于BGA的角部，可以通过加大BGA角部焊点的热容量或降低热传导速度，使其与其他焊点同步或后冷却.从而避免因先冷却而引起其在BGA翘曲应力下被拉断的现象发生。

    (4)片式元件焊盘的设计。

   片式元件随着尺寸越来越小，移位、立碑、翻转等现象越来越多。这些现象的产生与许多因素有关，但焊盘的热设计是影响比较大的一个方面。

   如果焊盘的一端与比较宽的导线连接，另一端与比较窄的导线连接，那么两边的受热条件就不同，一般而言与宽导线连接的焊盘会先熔化(这点与一般的预想相反，一般总认为与宽导线连接的焊盘因热容量大而后熔化，实际上宽的导线成了热源，这与PCBA的受热方式有关)，先熔化的一端产生的表面张力也可能将元件移位甚至翻转。

   (5)波峰焊接对元件面的影响。

   ①BGAO

   0.8mm及其以上引脚中心距的BGA大部分引脚都是通过导通孔与线路层进行连接的。波峰焊接时，热量会通过导通孔传递到元件面上的BGA焊点。根据热容量的不同，有些没有熔化、有些半熔化，在热应力作用下很容易断裂失效。

   ②片式电容。

   片式电容对应力非常敏感，容易受到机械和热应力的作用而开裂。随着托盘选择波峰焊接的广泛使用，在托盘开窗边界处的片式元件很容易因热应力而断裂。

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PCBA加工，自动化生产要求浅析

PCBA加工生产过程中，难免会存在一些列的设备尺寸或其他要求，具体要求是什么呢？靖邦将会在下文中为你浅析说明。PCBA加工生产过程中，难免会存在一些列的设备尺寸或其他要求，具体要求是什么呢？靖邦将会在下文中为你浅析说明。

一.PCB尺寸背景说明

PCB的尺寸受限于生产线设备的能力，因此，在产品系统方案设计时应考虑合适的PCB尺寸。在下文中，靖邦将会针对这一系列PCBA加工问题对此做出解释说明。

(1) SMT设备可贴装的大PCB尺寸源于PCB板料的标准尺寸，大多数为20' x 24'，即508mm x 610mm(导轨宽度)。

(2)推荐尺寸是SMT生产线各设备比较匹配的尺寸，有利于发挥各设备的生产效率，消除设备瓶颈。

(3)对于小尺寸的PCB应该设计成拼版，以提高整条生产线的生产效率。

【PCB尺寸设计要求】

(1)一般情况下，PCB的大尺寸应限制在460mm x 610mm范围内。

(2)推荐尺寸范围为(200~250 ) mm x ( 250~350 ) mm，长宽比应<2,

(3)对于尺寸<125mm x 125mm的PCB，应拼版为合适的尺寸。

二.PCB外形背景说明

SMT生产设备是用导轨传送PCB的，不能传送不规则外形的PCB，特别是角部有缺口的PCB。

【PCB外形设计要求】

(1) PCB外形应为规则的方形且四角倒圆。

(2)为保证传送过程中的平稳性，对不规则形状的PCB应考虑用拼版的方式将其转换为规范的方形，特别是角部缺口好要补齐，以免波峰焊接夹爪传送过程中卡板。

(3)纯SMT板，允许有缺口，但缺口尺寸应小于所在边长度的三分之，对于超过此要求的，应将设计工艺边补齐。

(4)金手指的倒边设计要求除了插人边按图示要求设计倒角外，插板两侧边也应该设计((1~1.5) x 45度的倒角，以利于插人。

三.传送边背景说明

传送边的尺寸取决于设备的传送导轨要求，印刷机、贴片机和再流焊接炉，一般要求传送边在3.5mm以上。

【传送边设计要求】

(1)为减少焊接时PCB的变形，对非拼版PCB，一般将其长边方向作为传送方向;对于拼版也应将其长边方向作为传送方向。

(2)一般将PCB或拼版传送方向的两条边作为传送边，见图8-8，传送边的小宽度为5.0mm，传送边正反面内.不能有任何元器件或焊点。

(3)非传送边，SMT设备方面没有限制，最预留2.5mm的元件禁布区。

四.定位孔背景说明

拼版加工、组装、测试等很多工序需要PCB准确定位，因此，一般都要求设计定位孔。

【定位孔设计要求】

(1)每块PCB，至少应设计两个定位孔，一个设计为圆形，另一个设计为长槽形，前者用于定位，后者用于导向。

①定位孔径没有特别要求，根据自己工厂的规范设计即可，推荐直径为2.4mm、3.0mm。

②定位孔应为非金属化孔。如果PCB为冲裁PCB，则定位孔应设计孔盘，以加强刚度。

③导向孔长一般取直径的2倍即可。

④定位孔中心应离传送边5.0mm以上，两个定位孔尽可能离的远些，建议布局在PCB的对角处。

(2)对于混装PCB(安装有插件的PCBA)，定位孔的位置最正反一致，这样，工装的设计可以做到正反面公用，如装螺钉底托也可用于插件的托盘。

五.定位符号背景说明

现代贴片机、印刷机、光学检测设备(AOI),焊膏检测设备(SPI)等都采用了光学定位系统。因此，PCB上必须设计光学定位符号。

(1)定位符号分为整体定位符号(Global Fiducial)与局部定位符号(LocalFiducial)。前者用于整板定位，后者用于拼版子板或精细间距元器件的定位。

(2)光学定位符号可以设计成正方形、菱形、圆形、十字形、井字形等，高度为2.Omm。一般推荐设计成拟Omm的圆形铜定义图形，虑到材料颜色与环境的反差，留出比光学定位符号大1mm的无阻焊区，内不允许有任何字符。同一板面上的三个符号下内层有无铜箔应一致。

(3)在有贴片元器件的PCB面上.建议在板的角部布设三个整板光学定位符号，以便对PCB进行立体定位(三点决定一个平面，可以检测焊膏的厚度)。

(4)对于拼版，除了要有三个整板光学定位符号外，每块单元板上对角处最也设计两个或三个拼版光学定位符号。

(5 )对引线中心距小于等于0.5mm的QFP以及中心距小于等于0.8 mm的BGA等器件，应在其对角设置局部光学定位符号，以便对其确定位。

(6)如果是双面都有贴装元器件，则每一面都应该有光学定位符号。

(7)如果PCB上没有定位孔，光学定位符号的中心应距离PCB传送边6.5mm以上。如果PCB上有定位孔，光学定位符号的中心应设计在定位孔靠PCB中心侧。

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PCBA可制造性的整体设计浅析

靖邦在下面的文章中，将针对PCBA可制造性的整体设计这一概念对此做出浅析说明，希望对你有所帮助，所谓PCBA的可制造性设计，主要包括以下四个方面的设计要素。靖邦在下面的文章中，将针对PCBA可制造性的整体设计这一概念对此做出浅析说明，希望对你有所帮助，所谓PCBA的可制造性设计，主要包括以下四个方面的设计要素。

1.自动化生产线单板传送与定位要素设计

自动化生产线组装，PCB必须具有传送边与光学定位符号的能力，这是可生产的先决条件。

2. PCBA组装流程设计

PCBA组装流程设计，即元器件在PCB正反面的元器件布局结构。它决定了组装时的工艺方法与路径，因此也称工艺路径设计。

3，元器件布局设计

元器件布局设计，即元器件在装配面上的位置、方向与间距设计。元器件的布局取决于采用的焊接方法，每种焊接方法对元器件的布放位置、方向与间距都有特定要求，因此本书按照封装采用的焊接工艺进行布局设计要求的介绍。需要指出的是，有时一个装配面要采用两种甚至以上的焊接工艺，如采用“再流焊接十波峰焊接”进行焊接，对于此类情况,应按每种封装所采用的焊接工艺进行布局设计。

4.组装工艺性设计

组装工艺性设计，即面向焊接直通率的设计，通过焊盘、阻焊与钢网的匹配设计，实现焊膏定量、定点的稳定分配;通过布局布线的设计，实现单个封装所有焊点的同步熔融与凝固;通过安装孔的合理连线设计，实现75%的透锡率等，这些设计目标最终都是为了提高焊接的良率。

比如，日本京瓷公司手机板上0.4mmCSP的焊盘设计采用了阻焊定义焊盘设计，目的就是为了提高焊接的良率。这样的设计，一方面建立了一个阻焊平面，有利于钢网与PCB之间的密封;另一方面，增加了焊膏量，减少因焊膏总量的不足而产生的球窝风险。

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