PCBA組裝可靠性設(shè)計

組裝可靠性，也稱工藝可靠性，通常是指PCBA裝焊時不被正常操作破壞的能力。如果設(shè)計不當(dāng)，很容易使焊接好的焊點或元器件遭到損壞或損傷。

BGA、片式電容、晶振等應(yīng)力敏感器件，容易因機(jī)械或熱應(yīng)力破壞，因此，設(shè)計時應(yīng)該布局在PCB不容易變形的地方，或進(jìn)行加固設(shè)計，或采用適當(dāng)?shù)拇胧┮?guī)避。

(1）應(yīng)力敏感元器件應(yīng)盡可能布放在遠(yuǎn)離PCB裝配時易發(fā)生彎曲的地方。如為了消除子板裝配時的彎曲變形，應(yīng)盡可能將子板上與母板進(jìn)行連接的連接器布放在子板邊緣，距離螺釘?shù)木嚯x不要超過10mm。

再比如，為了避免BGA焊點應(yīng)力斷裂，應(yīng)避免將BGA布局在PCB裝配時容易發(fā)生彎曲的地方。BGA的不良設(shè)計，在單手拿板時很容易造成其焊點開裂。

(2)對大尺寸BGA的四角進(jìn)行加固。

PCB彎曲時，BGA四角部位的焊點受力大，容易發(fā)生開裂或斷裂。因此，對BGA四角進(jìn)行加固，對預(yù)防角部焊點的開裂是十分有效的，應(yīng)采用專門的膠進(jìn)行加固，也可以采用貼片膠進(jìn)行加固。這就要求元件布局時留出空間，在工藝文件上注明加固要求與方法。

以上兩點建議，主要是從設(shè)計方面考慮的，另一方面，應(yīng)改進(jìn)裝配工藝，減少應(yīng)力的產(chǎn)生，如避免單手拿板、安裝螺釘使用支撐工裝。因此，組裝可靠性的設(shè)計不應(yīng)僅局限于元件的布局改進(jìn)，更主要的應(yīng)從減少裝配的應(yīng)力開始—采用合適的方法與工具，加人員的培訓(xùn)，規(guī)范操作動作，只有這樣才能解決組裝階段發(fā)生焊點失效的問題。

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PCBA加工，再流焊接面元件的布局設(shè)計

再流焊接具有良好的工藝性，對元器件的布局位置、方向與間距沒有特別的要求。再流焊接面上元器件的布局主要考慮焊膏印刷鋼網(wǎng)開窗對元器件間距的要求、檢查與返修...再流焊接具有良好的工藝性，對元器件的布局位置、方向與間距沒有特別的要求。再流焊接面上元器件的布局主要考慮焊膏印刷鋼網(wǎng)開窗對元器件間距的要求、檢查與返修的空間要求，工藝可靠性要求。

一.表面貼裝元器件禁布區(qū)。

①傳送邊(與傳送方向平行的邊)，距離邊5mm范圍為禁布區(qū)。5mm是所有SMT設(shè)備都可以接受的一個范圍。

②非傳送邊(與傳送方向垂直的邊)，離邊2~5mm范圍為禁布區(qū)。理論上元器件可以布局到邊。但由于鋼網(wǎng)變形的邊緣效應(yīng)，必須設(shè)立2~5mm以上的禁布區(qū)，以保證焊膏厚度符合要求。

③傳送邊禁布區(qū)域內(nèi)不能布局任何種類的元器件及其焊盤。非傳送邊禁布區(qū)內(nèi)主要禁止布局表面貼片元器件，但如果需要布局插裝元器件，應(yīng)考慮防波峰焊接向上翻錫工裝的工藝需求。

二.元器件應(yīng)盡可能有規(guī)則地排布。

有極性的元器件的正極、IC的缺口等統(tǒng)一朝上、朝左放置。有規(guī)則的排列方便檢查，有利于提高貼片速度。

三.元器件盡可能均勻布局。

均勻分布有利于減少再流焊接時板面上的溫差，特別是大尺寸BGA,QFP,PLCC的集中布局，會造成PCB局部低溫。

四.元件之間的間距(間隔)主要與裝焊操作、檢查、返修空間等要求有關(guān)。

對于特殊需要，如散熱器的安裝空間、連接器的操作空間，請根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)計。

五.雙面采用再流焊接的板(如雙面全SMD板、掩膜選擇焊雙面板)，通常都是先焊元件數(shù)量和種類比較少的那面(Bottom面)。

此面要經(jīng)受二次再流焊接過程，其上不能布放引腳少且比較重、比較高的元器件。一般經(jīng)驗是布局在Bottom面上的BGA器件，焊縫能夠承受的大重力為0.03g/mm',其余封裝為0.5g/mm'。

六.盡可能避免雙面鏡像貼裝BOA設(shè)計。

據(jù)有關(guān)試驗研究，這樣的設(shè)計焊點可靠性降低50%左右。

七.再流焊接焊料是定量供給的，因此，應(yīng)避免在焊盤上打孔。如果需要可以采用塞孔電鍍設(shè)計(Plating Over Filled Via, POFV )。

八.BGA、片式電容、晶振等應(yīng)力敏感器件，應(yīng)避免布局在拼版分離邊或連接橋附近，裝配時容易使PCB發(fā)生彎曲的地方。

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PCBA加工組裝流程設(shè)計是什么樣的？

在下文中，靖邦技術(shù)將對PCBA組裝流程設(shè)計做一個基本的說明介紹，希望對同樣關(guān)注PCBA組裝流程，PCBA加工的你有所幫助。

一.基本概述

印制電路板組件(PCBA)的組裝流程設(shè)計，也稱為工藝路徑設(shè)計。

PCBA組裝流程設(shè)計決定了PCBA正反面上元件布局(安裝)設(shè)計。在IPC-SM-782中，把元器件在PCB正反面的安裝設(shè)計稱為裝配類型設(shè)計(Assembly Type Design)，在CISCO企業(yè)規(guī)范中稱為產(chǎn)品設(shè)計，二者本質(zhì)上是一樣的，都是基于工藝流程的、元器件在正反板面上的布局設(shè)計。

事實上，在做EDA設(shè)計時，都是先根據(jù)元器件數(shù)量與封裝類別確定合適的組裝流程，然后再根據(jù)組裝流程要求進(jìn)行元器件的布局設(shè)計，其核心是“組裝流程設(shè)計”。

我們采用“頂面(Top)元件類別//底面(Bottom)元件類別”方式來表示元器件的安裝布局。這里的頂面對應(yīng)EDA設(shè)計軟件中的Top面，也是IPC定義的主裝配面;底面對應(yīng)EDA設(shè)計軟件中的Bottom面，也是IPC定義的輔裝配面。

二.設(shè)計要求

推薦的組裝流程主要有以下幾種工藝方式。

1.單面波峰焊接工藝

單面波峰焊接工藝適用于“頂面插裝元件(THC)布局”和“頂面插裝元件(THC)//底面貼裝元件(SMD)布局”兩類設(shè)計。

1)頂面THC布局

頂面THC布局，即僅在PCB頂面安裝THC的設(shè)計。

對應(yīng)的工藝路徑:

頂面。插裝THC一波峰焊接。

2)頂面THC//底面SMD布局

頂面THC//底面SMD布局，即在PCB頂面安裝THC，底面安裝可波峰焊接的SMD的設(shè)計。

a.底面。點紅膠，貼片一固化;

b.頂面。插裝THC;

c.底面。波峰焊接。

2.單面再流焊接工藝

單面再流焊接工藝適用于“頂面SMD布局”，即在頂面僅安裝SMD的設(shè)計。

3.頂面再流焊接，底面全波峰焊接工藝

頂面再流焊接，底面全波峰焊接工藝適用于“頂面SMD和THC//底面無元件或SMD的布局.即僅在Top面安裝有THC和SMD，底面無元件或可波峰焊接SMD的設(shè)計。

4.雙面再流焊接工藝

雙面再流焊接工藝，適用于頂面和底面只安裝有SMD的布局”。此類布局要求底面所布元器件再焊接頂面元件時不會掉落。

5.底面再流焊接與選擇性波峰焊接，頂面再流焊接工藝

底面再流焊接與選擇性波峰焊接，頂面再流焊接工藝，適用于“頂面SMD//底面SMD和THC的布局”，這是目前最常見到一種布局。需要注意的是，可以根據(jù)底面插裝元件的數(shù)量選擇不同的選擇性波峰焊接工藝，工藝不同，元器件的間距與位向要求也不同，可參照板面元件的布局要求。

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