影响 SMT 制造的 PCB 设计元素

现代科学技术的发展导致电子元器件的微型化和SMT技术和器件在电子产品中的大量应用。 SMT制造设备具有全自动、高精度、高速的特性。由于自动化程度的提高，对PCB设计提出了更高的要求。 PCB设计必须符合SMT设备要求，否则会影响制造效率和质量，甚至可能无法完成计算机自动SMT。例如，当 MARK 未完全满足时，机器可能会频繁出现故障； PCB形状、夹边、面板设计不合理会影响制造效率，导致焊盘缺陷甚至无法完成机械制造。

SMT及其属性

SMT，表面贴装技术的简称，是一种先进的电子制造技术，将元器件焊接安装在PCB的规定位置。与传统的THT（通孔技术）相比，SMT最显着的特点是提高了自动化制造程度，适合大规模自动化制造。

SMT生产线介绍

一条基本的集成SMT生产线应包含上料机、印刷机、贴片机、回流炉和卸料机。 PCB从装载机开始，沿路径传输，并通过设备完成生产。然后PCB将通过回流炉接受高温焊接，并传送到卸载机，完成印刷、安装和焊接的制造。这个过程如下图1所示。

影响 SMT 制造的 PCB 设计元素

PCB设计是SMT技术中包含的关键环节，是决定SMT制造质量的重要因素。本文将从SMT设备制造的角度分析影响其质量的PCB设计元素。 SMT制造设备的PCB设计要求主要包括：PCB图案、尺寸、定位孔、夹持边、MARK、面板方式等。

• PCB图案

在全自动SMT生产线上，PCB生产从上料机开始，经过印刷、贴片、焊接完成生产。最后，它将作为成品板从卸载器中生成。在此过程中，PCB在器件的通路上传输，这就要求PCB图案应与器件之间的通路传输一致。

图 2 显示了标准矩形 PCB，其通道夹持边缘与线一样平坦，因此这种类型的 PCB 适用于通道传输。有时直角设计成倒角。

对于图 3 中的 PCB 设计，其通路夹持边缘不是一条直线，因此 PCB 位置和器件中的传输都会受到影响。可以补充图3中的空地，使其夹边为直线，如图4。另一种方法是在PCB上加裂纹边，如图5所示。

• PCB尺寸

PCB 设计尺寸必须符合打印机和贴片机的最大和最小尺寸要求。到目前为止，大多数设备的尺寸在50mmx50mm到330mmx250mm（或410mmx360mm）的范围内。

如果PCB的厚度太薄，其设计尺寸不宜太大。否则，回流焊温度会导致PCB变形。理想的长宽比为3:2或4:3。

如果PCB尺寸小于设备的最小尺寸要求，则应进行拼板。面板数量根据PCB尺寸和厚度确定。

• PCB定位孔

SMT定位方法分为两种：定位孔并边定位和边定位。但是我们公司采用的定位方式是Fiducial Mark。

• PCB夹边

由于PCB是在器件的路径上传输的，所以元件不能沿着夹边方向放置，否则元件会被器件压住，影响芯片的贴装。以图 6(a) 中的 PCB 为例，有些元器件靠近 PCB 的下边缘放置，因此不能将上下边缘作为夹边。但由于两侧边附近没有元件，所以可以用两条短边作为夹边，如图6(b)所示。

• 标记

PCB Mark是所有全自动设备识别和定位的识别点，用于修正PCB制造误差。

一个。形状：实心圆、正方形、三角形、菱形、十字形、空心圆、椭圆形等。实心圆是首选。

湾。尺寸：尺寸必须在 0.5mm 到 3mm 的范围内。首选直径为1mm的实心圆。

C。表面：其表面与PCB焊盘的焊接平面相同，焊接平面均匀，不厚不薄，反光效果好。

Mark周围应设置背景区，其他焊盘，丝印和阻焊层不能包含在背景区，如图7所示。

图 8 展示了一种优秀的 MARK 设计方法，而图 9 展示了一些不合理的 MARK 设计。

图9中MARK周围有丝印字符和丝印线，会影响设备对MARK的识别，会导致MARK识别频繁报警，严重影响生产效率。

• 面板法

为了提高制造效率，可以将多个形状相同或不同的小PCB组合成一个面板。对于一些双面PCB，可以将顶面和底面设计成一个面板，这样可以生产一个模板，从而可以降低成本。这种方法还有助于减少顶面和底面的移动时间，提高制造效率和设备利用率。

面板的连接方式有印章孔和V槽，如图10所示。

V型槽连接方法的一个要求是保持板的其余部分（未切割）等于板厚度的四分之一到三分之一。如果电路板被切掉太多，切槽可能会被回流焊的高温破坏，导致PCB掉落，在回流炉中被烧毁。

PCB设计是一项复杂的技术，必须同时考虑器件要求和元件布局、焊盘设计和电路设计。优秀的PCB设计是保证产品质量的重要因素。本文从SMT制造的角度提出了PCB设计应该考虑的一些问题。只要对这些问题给予足够的重视，就可以实现SMT器件的全自动SMT制造。

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有用资源
• SMT PCB 设计要求第 1 部分：一些普通元件的 Bonding Pad 设计
• SMT PCB 设计要求第 2 部分：焊盘走线连接、通孔、测试点、焊料的设置掩模和丝印
• SMT PCB 设计要求第三部分：元件布局设计
• SMT PCB 设计要求第四部分：标记
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