聊一聊設計PCB時需要注意哪些點

今天從焊接角度，聊一聊設計PCB時需要注意哪些點。

一、影響PCB焊接質量的因素

從PCB設計，到所有元件焊接完成，成為一個高質量的電路板，需要PCB工程師、焊接工藝、焊接工人等諸多環節的把控。

主要有以下影響因素：PCB圖、電路板的質量、器件的質量、器件管腳的氧化程度、錫膏的質量、錫膏的印刷質量、貼片機的程序編制的精確程度、貼片機的貼裝質量、回流焊爐的溫度曲線等等。

焊接廠本身無法逾越的環節就是PCB畫圖的。

電路設計的人很少焊接電路板，無法獲得豐富的焊接經驗，而焊接廠的工人不懂畫板，只管完成生產任務，沒有心思、更沒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，難以有機結合。 ?

二、畫PCB時的建議

下面是一些建議，避免出現影響焊接質量的各種不良畫法。

1、關于定位孔

PCB板的四角要留四個孔(最小孔徑 2.5mm)，用于印刷錫膏時定位電路板。要求X軸或Y軸方向圓心在同一軸線上，如下圖：　

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2、關于MARK點

PCB板上要標注Mark點，用于貼片機定位。 ? 具體位置：在板的斜對角，可以是圓形，或方形的焊盤，不要跟其它器件的焊盤混在一起。如果雙面有器件，雙面都要標注。 ?

也可以考慮在拼版上加MARK點。 ?

3、設計PCB時，請注意以下幾點：

a、Mark點的形狀如下圖案參考，上下對稱或者左右對稱。　　??

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b、A的尺寸為2.0mm。

c、從Mark點的外緣離2.0mm的范圍內，不應有可能引起錯誤的識別的形狀和顏色變化。(焊盤、焊膏)

d、Mark點的顏色要和周圍PCB的顏色有明暗差異。

e、為了確保識別精度，Mark點的表面上電鍍銅或錫來防止反射。對形狀只有線條的標記，光點不能識別。 ?

如下圖所示： ?

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4、關于留5mm邊? ?

畫PCB時，在長邊方向要留不少于3mm的邊，用于貼片機運送電路板，此范圍內貼片機無法貼裝器件。此范圍內不要放置貼片器件。 ?

如圖：

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雙面擺件的電路板，考慮二次回流焊時，器件蹭掉、焊盤蹭掉等問題。

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建議芯片少的一面，長邊離邊5mm范圍內，不要放置貼片器件，如果確實由于電路板面積受限，可以在長邊加工藝邊。 ?

5、不要直接在焊盤上過孔 ?

焊盤上打過孔，回流焊會有錫膏流入過孔，造成器件焊盤缺錫，引起虛焊，如下圖所示。

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6、關于二極管、鉭電容的極性標注 ?

二極管、鉭電容的極性標注符合行規，以免工人憑經驗焊錯方向。如圖： ?

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7、關于絲印和標識 ?

請將器件型號隱藏。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：　

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也不要只標型號，不標標號。如下圖所示，造成貼片機編程時無法進行。　

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絲印字符的字號不宜太小，字符放置位置應錯開過孔，以免誤讀。?

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8、關于IC焊盤應延長 ?

SOP、PLCC、QFP等封裝的IC，PCB上焊盤長度=IC腳部長度×1.5為適宜，便于手工用烙鐵焊接時，芯片管腳與PCB焊盤、錫三者熔為一體。如圖： ?

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9、關于IC焊盤的寬度 ?

SOP、PLCC、QFP等封裝的IC，畫PCB時應注意焊盤的寬度，PCB上焊盤a的寬度=IC腳部寬度(datasheet中的Nom.值)，不建議加寬，保證兩焊盤間距b有足夠的寬度，避免造成連焊。如圖：　

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10、放置器件不要旋轉任意角度 ?

由于貼片機無法旋轉任意角度，只能旋轉90℃、180℃、270℃、360℃。 ?

如下圖B旋轉了1℃，貼裝后器件管腳與電路板上的焊盤，就會錯開1℃的角度，從而影響焊接質量。

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11、相鄰管腳短接時應注意的問題 ?

下圖a的短接方法，不利于工人識別，且焊接后不美觀。 ?

如果畫圖時按圖b、圖c的方法短接并加上阻焊，焊接出來的效果就不一樣。 ?

只要保證每個管腳都不相連，該芯片就無短路現象，而且外觀也美觀。　　

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12、關于芯片底下中間焊盤的問題 ?

帶肚子的芯片，建議將中間焊盤縮小，使它與周圍焊盤距離增大，減少短路的機會。如下圖：　

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13、厚度較高的兩個器件不要緊密排在一起 ?

如下圖所示，這樣布板會造成貼片機貼裝第二個器件時碰到前面已貼的器件，機器會檢測到危險，造成機器自動斷電。

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14、關于BGA ?

由于BGA封裝比較特殊，其焊盤都在芯片底下，外面看不到焊接效果。 ?

為了返修方便，建議在PCB板上打兩個Hole Size：30mil 的定位孔，以便返修時定位鋼網。 ?

溫馨提示：定位孔的大小不宜過大或過小，要使針插入后不掉、不晃動、插入時稍微有點緊為宜，否則定位不準。如下圖：　

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15、關于PCB板顏色 ?

建議不做成紅色。紅色電路板在貼片機攝像機的紅色光源下呈白色，無法進行編程，不便于貼片機進行焊接。 ?

16、關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：數碼管底下有電阻，如下圖：　

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如此排版會給返修造成困難，返修時必須先拆數碼管，還有可能造成數碼管損壞。建議將數碼管底下的電阻排到Bottom面，如下圖：　　

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17、關于覆銅與焊盤相連影響熔錫 ?

由于覆銅會吸收大量熱量，造成焊錫難以充分熔化，從而形成虛焊。如圖所示：　

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圖a中器件焊盤直接與覆銅相連；圖b中50Pins連接器雖然沒直接與覆銅相連，但由于四層板的中間兩層為大面積覆銅，所以圖a、圖b都會因為覆銅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，若溫度設定高了，連接器的本體會熔化或變形，若溫度設定低了，覆銅吸收大量熱量而造成錫膏不能充分熔化。因此，建議焊盤與大面積覆銅隔離。如圖所示：　

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18、關于拼板的建議及加工藝邊 ?

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總結 ?

現如今，能用軟件進行畫圖，設計并布線PCB的工程師越來越多，設計完成，并能很好的提高焊接效率，作者認為需要重點注意以上要素。 ?

培養良好的畫圖習慣，能夠很好的和加工廠溝通，是每一個工程師都要考慮的。 ?