D>2.0mmD+0.5mm
大量的经验表明,焊盘与孔直径配合不当,将严重影响焊点形状的丰满程度。
焊点的机械强度主要取决于焊点接合部的合金化程度。
只要充分合金化了,焊点所包裹的焊料量的多少对强度的影响不是很明显。
此外,孔的中心与焊盘中心的偏离也会影响焊点的质量。
为了生产,维修方便,下面推荐一组盘、孔间配合的优选尺寸。
焊盘与孔的尺寸配合关系
引线孔直径(MM)
0.8
1.0
1.2
1.6
2.0
焊盘直径
2.0,2.5,3.0
3.5
4.0
5.7、.安装孔的设定标准:
注:
a.客户有要求时,优先考虑
b.元件资料中有推荐尺寸时,应仔细探讨、比较后决定
5.8、布局基本要求:
5.8.1:
DIP插入元器件脚距:
5.8.1.1:
轴向元器件脚距设定基准:
5.8.1.2:
其它DIP元器件脚距设计,因供应商,以及各型号规格等多不统一,请参照各供应商焊盘尺寸设计标准进行制定。
注:
脚距的设定种类越少越好,便于生产和减少工装数量。
5.82:
SMD脚距设置:
5.8.2.1CHIP元件
英制
公制
额定功率
最大工作电压
长(L)
宽(W)
高(t)
PAD焊盘
SPACE
间隙
CR中心距
(mil)
(mm)
(W)@70°C
(V)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
常规功率系列
提升功率系列
0201
0603
1/20
/
25
0.60±0.05
0.30±0.05
0.23±0.05
0.3x0.25
0.20~0.25
0.5~0.6
0402
1005
1/16
/
50
1.00±0.10
0.50±0.10
0.30±0.10
0.5x0.45
0.40~0.55
1~1.1
0603
1608
1/16
1/10
50
1.60±0.15
0.80±0.15
0.40±0.10
0.7x0.8
0.70~0.85
1.4~1.8
0805
2012
1/10
1/8
150
2.00±0.20
1.25±0.15
0.50±0.10
1.2x1.0
1.00~1.30
2~2.5
1206
3216
1/8
1/4
200
3.20±0.20
1.60±0.15
0.55±0.10
1.4x1.8
1.60~2.00
3.2
1210
3225
1/4
1/3
200
3.20±0.20
2.50±0.20
0.55±0.10
1812
4832
1/2
/
200
4.50±0.20
3.20±0.20
0.55±0.10
2010
5025
1/2
3/4
200
5.00±0.20
2.50±0.20
0.55±0.10
2512
6432
1
/
200
6.40±0.20
3.2
5.8.2.2其它SMD元件,由于规格型号比较多,各供应商规格各不相同,请参照各供应商焊盘尺寸设计标准以及SMD焊盘尺寸标准进行制定。
5.8.3、需波峰焊工艺的DIP,SMD元器件布局需遵守:
5.8.3.1单板背面元器件不形成阴影效应的安全距离已考虑波峰焊工艺的SMD元器件距离要求如下:
a:
相同类型元器件距离
b:
不同类型元器件距离
5.8.3.2:
经常插拔元器件或板边连接器周围3mm范围内尽量不布置SMD元件(如下图),以防止连接器插拔时产生的应力损坏元器件。
5.8.3.3:
单列直插和双列直插及小型开关的引出线焊盘的排列方向应与焊接方向垂直,这样引线焊盘之间顺焊接方向有较大的空隙,可明显地减少桥接的可能。
也可以在焊盘之间加白色防焊线,防止短路。
较轻的元件如二极管和1/4w电阻等,布局时应时其轴线和波峰焊的方向垂直。
防止过波峰焊时因一端先焊接凝固而使器件产生浮高现象。
5.8.3.4:
为保证过波峰焊时不连锡,过波峰焊的插件元件焊盘边缘间距应大于1.0mm(包括元件本身引脚的焊盘边缘间距)。
优选插件元件引脚间距(pitch)≧2.0mm,焊盘边缘间距≧1.0mm。
在元器件本体不相互干涉的前提下,相邻元器件焊盘边缘间距满足下图要求:
插件元件每排引脚为较多,以焊盘排列方向平行于进板方向布置元器件时,当相邻焊盘边缘间距为0.6mm--1.0mm时,推荐采用椭圆形焊盘或加偷锡焊盘,如下图。
5.8.3.5:
BOTTOM面表贴元器件需过波峰时,贴片元件,阻、容件轴向要与波峰焊传送方向垂直,阻排及SOP(PIN间距大于等于1.27mm)元器件轴向与传送方向平行;PIN间距小于1.27mm的IC,SOJ,PLCC,QFP等有源元件避免使用波峰焊焊接。
a.SOP元器件在过波峰尾端需接增加一对偷锡盘。
如下图。
b.SOT元器件过波峰尽量满足最佳方向。
如下图。
5.8.4:
可调元器件、可插拔元器件,螺丝孔位,装配/拆卸点周围需留有足够的空间供调试和维修,应根据系统或模块的PCBA安装布局以及可调元器件的调测方式来综合考虑可调元器件的排布方向、调测空间;可插拔元器件周围空间预留应根据邻近元器件的高度决定。
5.8.5:
有极性的变压器的引脚尽量不要设计成对称形式。
5.8.6:
设计和布局PCB时,应尽量允许元器件过波峰焊接。
选择元器件时尽量少选不能过波峰焊接的元器件,另外放在焊接面的元器件应尽量少,以减少手工焊接。
有过波峰焊接的元器件尽量布置在PCB边缘以方便堵孔。
5.8.7:
裸跳线不能贴板跨越板上的导线或铜皮,以避免和板上的铜皮短路,绿油不能作为有效的绝缘。
5.8.8:
电缆的焊接端尽量靠近PCB的边缘布置以便插装和焊接,否则PCB上别的元器件会阻碍电缆的插装焊接或被电缆碰歪。
5.8.9:
散热要求:
5.8.9.1:
发热元件一般要均匀分布,以利于单板或者整机散热。
5.8.9.2:
发热元件应有足够的空间以利于散热。
热敏元件应远离发热元件。
对于自身温升高于30℃的热源,一般要求:
a.在风冷条件下,电解电容等温度敏感元件离热源距离要求大于或等于2.5mm。
b.自然冷条件下,电解电容等温度敏感元件离热源距离要求大于或等于4.0mm。
若因为共建的原因不能达到要求距离,则应通过温度测试保证温度敏感元件的温升在降额范围内。
5.8.9.3:
散热器的放置应考虑对流。
5.8.10:
大型元器件(如:
变压器、直径15.0MM以上的电解电容、大电流的插座,散热片定位柱等)应加大铜箔及上锡面积.
5.8.11:
PCB上如果有Φ12或方形12MM以上的孔,避免焊接时造成漫锡和板变形,必须先将孔补全,补全部分和原有的PCB部分要以单边几点连接,在波峰焊后将之去掉如下图:
5.8.12:
跳线不要放在IC下面或电位器以及其它大体积金属外壳的元件下.散热器正面下方应无走线或以作绝缘处理(考虑到散热器安装的偏位及安规距离),若需要在散热器下布线,则应采取绝缘措施使散热器与走线绝缘,或确认走线与散热器是同等点位。
5.8.13:
设计双面板时要注意,金属外壳的元件,插件时外壳与印制板接触的,顶层的焊盘不可开,一定要用绿油或丝印油盖住。
5.8.14:
每一块PCB上都必须用实心箭头标出过锡炉的方向。
(I/OPort朝前过波峰)
5.8.15:
丝印
5.8.15.1:
所有元器件都必须有丝印框;所有的元器件,安装孔都要有相应的丝印标记,器件位号不应被安装后器件所遮挡;极性元件方向标记清楚,对于电解电容,二极管等极性元器件,在每个功能单元内应尽量保持方向一致(同类行的元件应该在X或Y方向上一致。
同一类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上一致,以便于生产和调试。
)。
PCB板名,日期或版本需要有明确的丝印标记,所有字符不可以上盘,要保证装配以后还可以清晰看到字符信息。
所有字符在X或Y方向上应一致。
字符、丝引大小要统一。
5.8.15.2:
元件的安放为水平或垂直,丝印字符为水平或右转90度摆放。
应尽量保证PCB板放在插件线上时丝印是正方向的,便于作业。
5.8.15.3:
上锡位不能有丝印油,焊盘中心距小于2.5MM的,相邻的焊盘周边要有丝印油包裹。
5.8.15.4:
安规方面:
保险管的安规标识齐全;PCB上危险电压区域标注高压警示符PCB的危险电压区域部分应用虚线与安全电压区域隔离,并印上高压危险标识和“DANGER!
HIGHVOTAGE”,如下图
5.8.16:
测试焊盘以Φ2.0MM为标准,最小要Φ1.5mm。
工艺做测试治具后的产品,测试焊盘不能移动,非不得已事先要与工艺部门商量。
5.8.17:
PCB连扳方式应尽可能采用最经济的方式和最方便生产的方式,连扳的时候要充分考虑PCB半成品后的重量,连扳的承重能力。
工艺边的宽度一般为5MM,V-CUT开槽的时候应考虑PCB承重能力以及分板的难易程度。
当PCB尺寸超过350mm*300mm时请事先通知工艺部门。
(参考《PCB工艺边及拼板规范》R/QS292)。
6.结语:
以上设计工艺要求只针对DIP,SMD零件的设计布局,随着波峰焊的导入,以及越来越多的新的零件的导入,会出现更多的工艺要求;双面SMD元件过波峰,涉及到红胶制程,目前暂不考虑。
PCBlayout的时候请尽量将所有元件放在同一面。
波峰焊接技术是一项系统工程,因此必须在一开始就在设计、制造和规划等方方面面采取各种保护措施,并认真地控制整个相关的生产过程才能从根本上提高产品的可靠性。