从焊接角度谈,设计PCB需要注意哪些问题?

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内容提要

本文讨论了设计PCB时需要注意的要点,包括焊接质量的影响因素、画PCB时的建议等。建议在PCB板的四角留定位孔,标注Mark点用于贴片机定位,注意IC焊盘的延长和宽度,不要旋转器件角度等。同时还提到了关于BGA、PCB板颜色、覆铜与焊盘相连等问题的建议。

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延伸解读

设计决定焊接上限:从源头控制质量

文章指出,影响PCB焊接质量的因素众多,但焊接厂无法改变的是PCB图设计。这意味着设计阶段就决定了焊接质量的上限。工程师若不了解焊接工艺,容易留下隐患,如焊盘设计不当、器件布局不合理等。因此,设计者需具备一定的工艺知识,才能与焊接厂有效沟通,避免因设计缺陷导致批量焊接不良。

定位与识别:Mark点和定位孔的关键作用

文章强调,PCB四角需留定位孔(最小2.5mm),并标注Mark点用于贴片机定位。Mark点应位于斜对角,形状对称,尺寸2.0mm,且周围不能有易混淆的图案或颜色。这些细节直接影响贴片精度。若设计不当,贴片机可能无法准确识别,导致器件偏移或焊接失败。因此,定位与识别设计是确保自动化生产顺利进行的基础。

焊盘与布局:避免常见焊接缺陷

文章提到多个焊盘设计要点:IC焊盘长度应为脚长的1.5倍,宽度与脚宽一致,以防连焊;焊盘上不应打过孔,以免锡膏流失造成虚焊;覆铜与焊盘相连会吸热导致熔锡不良,建议隔离。此外,器件不应旋转任意角度,厚度高的器件不宜紧挨,小器件避免放在大器件下方。这些建议旨在减少虚焊、连焊和返修困难。

特殊封装与工艺边:BGA和拼板注意事项

对于BGA封装,文章建议在PCB上打两个30mil定位孔,便于返修时定位钢网。拼板时需留工艺边,长边方向不少于3mm,且此范围内不放置贴片器件,以免影响贴片机运送。双面摆件时,二次回流焊可能蹭掉器件,建议芯片少的一面留5mm边。这些措施能提高生产良率,降低返修成本。

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Q&A

设计PCB时,哪些因素会影响焊接质量?

影响PCB焊接质量的因素包括:PCB图设计的质量、电路板本身的质量、器件的质量、器件管脚的氧化程度、锡膏质量、锡膏印刷质量、贴片机程序编制的精确程度、贴片机贴装质量以及回流焊炉的温度曲线等。其中,焊接厂无法改变的是PCB图设计。

PCB上的Mark点有什么作用?应该如何设计?

Mark点用于贴片机定位。设计时:位置在板的斜对角,可以是圆形或方形焊盘,不要与其他器件焊盘混在一起;双面有器件时双面都要标注;形状上下或左右对称;尺寸A为2.0mm;从Mark点外缘2.0mm范围内不应有可能引起错误识别的形状和颜色变化;颜色要与周围PCB有明暗差异;表面电镀铜或锡防止反射。

为什么焊盘上不能直接打过孔?

焊盘上打过孔,回流焊时锡膏会流入过孔,造成器件焊盘缺锡,从而引起虚焊。

设计IC焊盘时,长度和宽度应该如何确定?

对于SOP、PLCC、QFP等封装的IC,PCB上焊盘长度应为IC脚部长度×1.5,便于手工焊接时芯片管脚与焊盘、锡熔为一体。焊盘宽度应等于IC脚部宽度(datasheet中的Nom.值),不建议加宽,以保证两焊盘间距足够,避免连焊。

为什么PCB板颜色不建议做成红色?

红色电路板在贴片机摄像机的红色光源下呈白色,无法进行编程,不便于贴片机进行焊接。

覆铜与焊盘相连会有什么问题?如何解决?

覆铜会吸收大量热量,造成焊锡难以充分熔化,从而形成虚焊。建议焊盘与大面积覆铜隔离。

对于BGA封装,PCB设计时需要注意什么?

由于BGA封装焊盘都在芯片底下,外面看不到焊接效果,为了返修方便,建议在PCB板上打两个Hole Size为30mil的定位孔,以便返修时定位钢网。定位孔大小要适宜,使针插入后不掉、不晃动、插入时稍微有点紧为宜。

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