1、 DFM STUDY 目目 录录 2.0 PCB设计的设计的7个基本原则个基本原则 3.0 PCB设计原则设计原则. 3.2 布局原则 3.3 板子的尺寸及厚度. 3.4 Board Clearance Requirements 3.5 Board Warp and Bow. 3.6 定位参考 3.7 4.0 拼板利用设计原则拼板利用设计原则 4.1 拼板设计考虑事项 4.3 Tab(W/mouse bites) between board and breakaway. 4.4 V-score 设计. 4.5 Tab(W/mouse) between boards 目目 录录 4.6 阻焊层要
2、求. 4.7 4.8 Label Locations 5.0 PCB表面处理表面处理 5.1 PCB表面处理. 6.0 针对SMT的设计考虑 6.1 表面贴装技术指南 6.2 SMT设计原则 6.3 SMT 零件高度考虑 6.4 基准 6.5 SMT 零件选择 7.0 焊盘设计焊盘设计 7.1 焊盘设计. 7.2 无源元件焊盘设计. 7.2.1 被动元件. 目目 录录 7.2.2 IC(J-Leaded). 7.2.3 IC(Gull-Winged). 7.2.4 SMT Fine pitch 焊盘宽度. 7.2.5 Keep-out area. 7.2.6 HASL Thickness fo
3、r Fine Pitch Technology. 7.2.7 元件间最小间距 7.3 Area Array Packages 设计指南 7.4 BGA 设计指南 7.5 8.0 Design Consideration For Wave Soldering. 8.1 波峰焊指南 8.2 波峰焊元件间距 8.3 波峰焊元件方向 8.4 目目 录录 8.5 Component Shadowing Considerations 8.6 Via Hole Considerations. 8.7 Lead Clinch . 8.8 Seletive Wave Soldering Tutorial. 8.
4、9 Selective Wave Soldering Design Considerations 8.10 UFO Hole. 9.0 Design Consideration For Inspection And Repair. 9.1检查和维修指南 9.2检查和维修的设计规则10.0 Design Consideration For Cleaning 10.1Design consideration for cleaning .PCB设计的设计的7个基本原则个基本原则 DFM-2.0q对于大量PCBA的生产,设计时考虑设备的容量不要超过设备的最大容量,一般标准SMT 设备的容量20“*18
5、” (508mm*457mm)q在所有的PCB上都要涉及3 个全局基准点,对于多脚的IC 而言要设计局部基准 (208 pin-out or fine-pitch package)q脚间距为0.5mm或小于0.5mm都被认为是密间距元件q相邻的IC之间应有足够的空间以利于重工和目检 0.15 to 0.2英寸45度q设计时使所有位于PCB 底面的元件尤其是翅型引脚包装的元件在同一方向以利于波峰焊接。q所有的BGA通孔必须由阻焊层从上面盖住不必要的热转移q所有的元件位置应有清晰的标识,一直是元件是否放置q允许足够的测试接口以利于ICT测试PCB 设计原则设计原则 DFM-3.2 1 减少PCB组
6、装的制程工序及成本，尽量使零件置于PCB 的主焊接面。 2 如果SMD确需置于混装技术PCB 的两面,可以考虑选择性焊接. 3 相同或相似的元件应置于同一列或一排并且极性应指向同一方向. 4 在PCB上按尺寸及数量均匀的分配元件以避免PCBA在回流过程及波 峰焊接过程中变形. 5 连接器和插座应置于PCBA的主要焊接面. 6 不要在PCB的两面都设计通孔设备. 7 允许可测试或测试访问. 8 设计中应尽量考虑自动装配,尽量减少人工操作. 9 设计中应尽量考虑简单操作.10 设计中除特殊说明应使用标准装配及测试要求,11 设计中应考虑自检及边界扫描测试PCB 设计原则设计原则12 避免使用跳线及
7、任何额外的人工操作.13 减少散装零件的使用.14 装配中尽量使用标准件.15 便于PCB 及零件的定位.16 设计中尽量减少焊接及清洗的工序.17 设计中考虑设备调试的要求.18 设计中考虑各种变量的误差.19 设计元件、设备及焊盘的参数应尽量在所 要求界限的上 限。PCB 尺寸及厚度尺寸及厚度 DFM-3.3l基于Sanmina-SCI 设备规格PCB扉边要求扉边要求 DFM-3.4l在PCB沿其流程流动的方向上的两个平行的边缘允许有5mm的切除带.功能: 防止机械设备的链条,箝位及治具在运输及组装过程中与PCB 产生碰撞,另外可防止位于PCB 板边缘的SMD 零件在人工操作及在线临时存储
8、时受损.PCB 板的变形要求板的变形要求 DFM-3.51, 对较好的放置及夹具,PCB弯曲的最大程度为: 在板子的最大尺寸方向不超过0.1英寸(2.5mm)2, 镀覆通孔技术: 0.001”/ inch,(不超过板子最长尺寸的1.5%) SMT/BGA技术: 0.0075“/inch,(不超过板子最长尺寸的0.75%)定位定位(基孔基孔) DFM-3.6l基孔为其它所有钻孔及冲孔提供定位参照,同为PCB在装配设备上提供精确的定位、减少误差累计.注意: 1 基孔与基准mark 点区别; 2基孔位于最长边 3标准的孔径及距离可减少PCB制作及设备调试的等待时间拼板设计考虑事项拼板设计考虑事项 D
9、FM-4.1拼板是一种在一块基板上布置一块或多块PCB使之起到易于制造（如工艺孔，基准点等）的制程方式拼板依功能被分为几个部分 加工所需的空间 电路板 测试点 电路板之间用于分板的空间 附加的导线用于边缘电镀的连接器分板的五种主要方法比较分板的五种主要方法比较方法描述操作难易效果价格Snap out徒手或将板边卡在平板的“V”形槽中，人工折板简单板边粗糙，对元件有潜在破坏低Cut out用手工工具将连接切断人工板边粗糙，有突起，一般不采用低Nibble利用气源拉动勾壮刀，拉断连接治具效果很好一般Route由刀片对连接逐一切断要有Profile板边较好，但对于每种产品要有Profile较高Pun
10、ch由冲头冲断连接，一次成功要有Profile效果很好，但对于每种产品要有Profile高PCB组装规则及定义组装规则及定义 通常，将一些较小的板子作成拼板能够提高效率和产出，并导致成本节约。 如果两个或更多的单板合成拼板，这些单板之间距离为0.100“。 工艺孔及基准点可以被加在废边上，可以增加美观及提高生产力。 在板间空的地方填补一些空板可以在集中焊接操作中减少变形及加强散热 当“mouse bites”如图所示时可以用手或手工工具分板，但可能给焊点较大的力，为避免这种情况，所有零件必须保持远离“mouse bites”至少250mils.Tab(W/mouse bites) betwee
11、n board and breakaway返回Tab到到Tab之间距离推荐之间距离推荐2.5inches到到5.0inches.V-Score Design DFM-4.4Solder Mask Requirements DFM-4.6l优先推荐SMOBC (Solder Mask Over Bare Copper) l在免洗制程中优先选择green solder mask color.lLPI(液态感光阻焊油墨) is preferred to dry film solder maskl所有的锡垫以及测试点不应涂绿胶.l在基准点上或其周围0.08“(2mm)之内不应有阻焊层.lPCB表面阻焊
12、层厚度应保持均匀.(允许阻焊层比覆铜层高1.5mil )Solder Mask RequirementslSolder plugs 不允许超过通孔的锡垫.l为了防止污染不允许由两面同时塞住通孔或其它任何孔.l锡垫与邻近的通孔之间必须有阻焊层. l有时阻焊层也用来覆盖通孔.Label Location DFM-4.8l1.所有的标签在PCB印刷层都应有Location。l2.对于那些需在Reflow之前贴的标签，标签Location应远离SMT元件。PCB Surface Finishes DFM-5.0l正确选择PCB表面处理方法将直接影响到产品的成本及良率. 现有的表面处理方法如下: OSP
13、(organic solderability preservative) ENIG(electroless nickel immersion gold) HASL(hot air solder leveling ) PCB Surface Finishes -OSP DFM-5.0 OSP是现有的对裸铜进行表面处理 的最便宜的一种方法.是在裸铜表面覆盖一层薄的有机材料防止铜的氧化。 缺点是:经处理的表面脆,若这一薄层损坏，氧气会进入并与铜发生氧化从而降低其表面的可焊性.而且防护层是绝缘的所以它不适于作接地用PCB Surface Finishes-ENIG DFM-5.0 lENIG比OSP
14、robust 的多,但是因为金的多孔特性使得它的寿命有 一定的限制. ENIG 表现出良好的可焊性,其良好的接触电导性使其成为表面处理的理想选择.他还用在开关,接触端子等.金的厚度将影响到其应用寿命.l浸金制程是:“mono-molecular”即单 个分子厚度,因此制程不会超过0.1um. 金在锡中完全溶解并与镍和锡生成合金,防止镍的氧化.无电镀镍层的厚度 一般是35um.人们现在已经在关心金合金的脆性,金的脆性问 题只有在金的含量超过23wt.%或度层少于0.1um 是成立. ENIG 虽昂贵,但是与其它表面处理相比镀金的含量是很低的PCB Surface Finishes HASL DF
15、M-5.0lHASL是在PCB表面涂覆一层锡铅合金, 其低成本,高强度使其成为 多年来流行的一种方法,但是近年来又减少的趋势.其涂覆的厚度在 锡垫的边缘和中间也有所不同(几微米到5075um).这种可变性在 基准点的确认及网印,贴放中都会产生很多问题,所以尽量不要用到 密间距的SMT电路板上lHASL因其低成本,实用性使其成为技术含量低,及低成本的波峰焊电路板的表面处理技术的首选PCB Surface Finishes others DFM-5.0l其它的表面处理如: (浸)银 , 锡，钯，镍钯(NiPd)等等。l这些方法各有优点，但与前三种方法相比还需一定的理由来说明其可靠性及实用性. 强烈
16、建议在DFX早期设计时应对PCB表面处理进行有效的评估附表附表Device part number DFM-6.0lSMT设计首先考虑的是：元件号码的数量. 总的来说应用少量的料号是经济的，因为每增加一个额外的元件 料号制造成本会显著增加。大量的零件料号可能是更实际的问题,1 个FUJI CP6 的高速贴片机的最大容量是140种不同的料号，而这 种限制在低速机以及机器装配上同样存在。即使所用的零件都适合机器，而大量的零件也需要更长的set-up时 间，当然也会存在发生更多错误的可能性以及由于缺少零件而造成 停线的可能性。 优先推荐用两个现有的元件串联或并联从而得到我们所需要的值Device p
17、art number l保证最适当的尺寸说明，不管是在不同的包装里还是有不同的误差， 切忌用不同的封装尺寸来指定有相同值的元件。l尽量使用机器贴放的元件,以下是不同贴放方式的性能比较:Moisture sensitive devicel对于塑料封装的IC而言一个主要的问题是它的吸湿性,为避免湿气的吸收进料时通常需密封包装,并在包装中有干燥剂.lJEDEC发布了一分类标准(30度,60%湿度)1.如有相应SMT规格元件，避免使用“通孔”元件。 除非是板子边上的连接器以及高使用率的连接器2. 确认表面贴装元件可自动贴装。为了真空能PICK UP 元件，元件重心上表面应为一个平坦面。避免使用MELF
18、无源元件。管状或MELF不平坦的形体妨碍了自动贴片的真空密封。同时MELF在reflow soldering时易滚掉，除非在pad上做凹槽3. 所有元件端面应是平面的（最大平面度0.1mm），可焊接的，以及符合制造工艺的。 量产时，tape and reel是较好的包装方式。对湿度敏感元件应使用tray盘装，所有tray盘应在125度烘烤SMT 设计原则设计原则 DFM-6.24.在拾取SMT connectors时应注意在connector重心位置必须是平面以利于vacuum pick up。long connector（大于50mm）的置件姿态问题大多由于theta角放大率error引起。
19、5.元件末端镀锡（solder plating）比浸锡好，因为在浸润时受dog bone影响。不平坦的表面难以使placement jaw 抓在元件中间。对于connector，期望的solder process 是THR（through hole reflow）6.尽量使用标识元件以利于元件的辨认与跟踪.7. Use connector that incorporation design features防止“灯芯”现象（被焊零件金属由于毛细现象吸收溶液），或用阻焊层（如exposed Ni）防止“灯芯”现象以致锡爬到焊接点上面去。 “灯芯”现象常在一些不便目检的地方造成搭锡SMT 设计原则
20、设计原则 DFM-6.28.在元件选取时常常推荐保持标准配置及尺寸一致性。 .元件必须能在红外线OVEN里耐230度2分钟。或在锡炉耐260度10秒。 .元件需不溶于至少60度的溶剂（用于cleaning）9.尽可能用排阻和排容。它们扩展了板子的实际区域，同时减少元件数量来降低材料和劳动力费用。10. 大而重的元件不该贴装在双面板的secondary side 。包括每个引脚大于0.08g的有引脚元件以及solder ball大于0.05g的BGA。11.为了使组装容易，将QFP，BGA，Socket 和Connector贴装在同一面。SMT 设计原则设计原则 DFM-6.212.在BGA周围
21、留有足够的空间以便于Rework fixture和tooling 的使用。13.在外设引角IC周围留有足够空间以便于T/U和Rework。最小接受距离为0.1“（2.5mm），而0.15”（3.8mm）为推荐值 14.由于受rework限制，不推荐双面镜像贴装或在PCBA的两面背对背贴装BGA，15. Secondary面上的SMD元件最好pin脚少于44脚。如元件需过W/S，那么pin与pin之间的推荐距离为0.05“或更大，对grid array遵照第10条。 SMT 设计原则设计原则 DFM-6.2SMT Comp Height Consideration DFM-6.3l1.单面板单面
22、板：SMT零件最大高度10mm ,取决于机器类型 （CP6 最大高度：.5mm)。l.双面贴片（双面贴片（ Wave Solder):主副面SMT零件最大高度10mm 。l .双面贴片（双面贴片（ Wave Solder):主面SMT零件最大高度 10mm,副面SMT零件最大高度3.81mm 。Fiducials DFM-6.4l1.为满足SMT设备精确定位要求,有SMT零件的PCB面要有三个全局Mark点。l2.全局Mark点应位于PCB三个拐角处，它离板边或加工孔的距离不可小于5mm.,以便于SMT设备自动定位。l3.对于较大BGA 和零件脚间隙小于等于0.025”IC，必须要有两个局部M
23、ark点. 而且后者要优先选择三个局部Mark点。Fiducials DFM-6.4l4.局部Mark应位于零件对角线处。l5.位于同一直线的细间距IC可考虑共用局部Mark。l6. 标准Mark点是一个被蚀刻的内径大于等于0.04”的铜环。铜环可选择进行电镀处理，电镀层厚度在0.0002至0.004”之间，最厚不可超过0.001”。l7.Mark点应标注在Geber的模板层中；全局Mark应与局部Mark大小相同。l8.与Mark点外观相同或相近的Pad点在设计时应远离Mark点，以免SMT设备定位错误。l9.不可将AB面的Mark点设计在同一地点，以免SMT设备错误地将A面零件贴在B面。F
24、iducials DFM-6.4SMT Comp Selection DFM-6.5l1.推荐使用BGA代替脚距小于0.02”的IC。l2.使用的零件的零件脚材料只能是锡或铅，不可使用钯锡钯合金等。l3.SMT零件上的标签必须平整居中的贴在SMT零件表面，且标签尺寸需大于Nozzle，以便于真空吸嘴吸放零件。l4.所有SMT零件的首选包装方式为Tape&Reel,因为它可节省SMT机器的周期时间；对于较大的零件如BGA，可考虑选用Tray包装；Tube 包装易造成零件脚弯曲，一般不选用；SMT零件不提供散装，除非有专用的散装Feeder。LAND PATTERN DFM-7.0好的焊盘(lan
25、d pattern)如下： 1, 生成可靠的焊点； 2,提供PCB 制造公差； 3,提供元件贴放的公差； 4,提供足够的元件的尺寸可变性； (is robust to component dimensional variation) 5,减少组装的缺陷及利于目检； 6,易于重工； 7,提高PCB的热传导性。BASIC VARIABLE 1、相对的焊盘之间的间隙取决于元件本身的宽度及尺寸公差，它是正 确的元件定位的最关键的因素。2、焊盘的长度取决于：a可焊端的高度和宽度； b零件脚和接触点； c 元件的面积。3、增加零件焊盘之间的间隙有利于组装；推荐使用小的焊盘。4、设计是尽量考虑焊盘的方向与流
26、程的方向垂直；5、焊盘的宽度最好等于或梢大于元件的宽度；6、保持最小的焊盘扩展，最好是能形成可靠的锡形并利于目检最好；7、推荐焊盘的形状为圆形.无源元件设计要点无源元件设计要点 锡珠和墓碑通常发生在chip的组装和焊接中，尤其是0603和0402。通过优化焊盘的设计可以减少或消除这类缺陷，研究表明带有圆弧拐角的焊盘可以明显减少墓碑的产生，如0402.无源元件设计要点无源元件设计要点C: 要足够长，保证元件全部焊在焊盘上，大尺寸的焊盘可以减少墓 碑发生，但不宜太大导致锡桥。E: 足够大可以导致一个接近180度润湿角以有效的减少墓碑。负的 该尺寸有同样的效果，但给目检带来很大困难D: 要足够小，零
27、件下的锡可以提供一个向下的张力。推荐无源元件焊盘设计推荐无源元件焊盘设计-电阻电阻,电容电容,电感电感推荐无源元件焊盘设计推荐无源元件焊盘设计-电阻电阻,电容电容,电感电感-2IC-J-Leaded，PBGA/TBGAICGull-wingedCBGA/CCGACBGA/CCGAChip的焊盘宽度作为设计的一个关键参数决定了贴片机的公差和焊的焊盘宽度作为设计的一个关键参数决定了贴片机的公差和焊接的质量接的质量.对于波峰焊对于波峰焊PCB第二面元件间最小间距第二面元件间最小间距注意注意:1.对于对于SMT Chip最小间距参照此表最小间距参照此表,防止波峰焊时形成阴影防止波峰焊时形成阴影.2.对
28、于双面但无波峰焊的情况对于双面但无波峰焊的情况,参考上页列表参考上页列表.3.不要贴装不要贴装DIP或或axials在第二面在第二面.PCB主面或上面元件间最小间距主面或上面元件间最小间距Design Considerations for Area Array Packages DFM-7.31.BGA一般使用的容易溶解的Sn-Pb锡球，而CBGA和CCGA使用的是高温10Sn90Pb锡球。2.Sanmina-SCI研究发现锡膏的容量对区域阵列的焊接可靠性有重大影响，因此BGA,CBGA ,CCGA的焊垫大小必须适中；对CBGA而言，较多的焊锡能提高焊接可靠性；而对CCGA而言，较少的焊锡效果
29、会更好。3.因为BGA具有较好的自我定位功能，因此在设计时，BGA的PAD点方向应与Reflow方向一致，防止热量不均匀产生准对准。4.将BGA的PAD点设计在靠近板边的地方，不易引起板边弯曲变形和便于对BGA边缘锡球进行目视检测。Design Rules for BGAs DFM-7.4 1.连接BGA PAD点和VIA孔，应首选Dogbone；对于标准的50/60 mil 间隙的BGA PAD点和VIA孔，可以选用8mil的蚀刻线路。2.不推荐在SMT副面使用金属的TBGA3.如图所示，Non Solder Mask Defined (NSMD) 的PAD点能够比Solder Mask D
30、efined (SMD) 的PAD点提供更长时间的可靠性。4.NSMD PAD点周围允许有最小2mil 的环孔，Design Considerations for W/S DFM:8.18.31.相对Reflow,W/S是一个较为成熟的工艺。2.零件的方向和零件脚的间距将会影响W/S的焊接效果。3.一个常见的焊接缺陷是因为没有考虑到较高零件的“荫影”。如图（一）所示，当较高零件进入锡锅时，其后将形成一气囊区域，如果恰好有一较小零件位于该区域，则将不能被很好地焊接。Design Considerations For W/S DFM:8.18.34. 连接器方向应与板子方向一致，如图（二）所示。5
31、.如图（三）所示，如果连接器方向与板子方向垂直，则易在中间区域形成搭锡。6.Active SMT和细间距零件不应设计在副面。Design Considerations For W/S DFM:8.18.38.较多的开放通孔，会使细间距的SMT零件在过W/S时二次Reflow,因此， 1）堵塞通孔，减少热量转移。 2）通孔远离细间距的SMT零件。9.陶瓷电容高温下易爆裂，因此避免在副面放置陶瓷电容。10.如图（四）（五）所示，副面轴向零件方向应垂直W/S Flow方向；IC方向应与W/S Flow方向平行。图（一）图（二）图（三）图（四）图（五）虚拟焊盘设计虚拟焊盘设计 DFM-8.4为了避免在
32、SOIC的引脚及网状排列的翅型脚的电阻上有搭锡，推荐在每排焊盘尾部加一个假焊盘。如图虚拟的焊盘宽度应该是普通焊盘的2至3倍。IC只有一边有虚拟焊盘限制了PCBA过波峰焊的方向，因此推荐在IC两边都提供这种虚拟焊盘，这样可以在需要旋转PCBA时提供了选择元件阴影考虑元件阴影考虑 DFM-8.5对于波峰焊，当小元件和大元件相邻最小距离为0.100“时，推荐焊盘间保持空间，如图：If spacing is0.100”,the smaller component must be on the leading edge to minimize solder skip due to shadowing当焊
33、盘间距离小于0.100“时，由于阴影，小一些的元件必须先过锡波元件阴影考虑元件阴影考虑 DFM-8.58.5.1 对于贴片和通孔PGA及轴向的元件，焊盘间最小距离建议如图：8.5.2 推荐最大元件引脚和孔的直径相差不超过0.015“，这样可以在波峰焊时得到好的锡形。孔的最小尺寸取决于板子的厚度.8.5.3 为避免波峰焊时有溢锡的可能，无元件插的孔的直径不要大于0.100“。Via Hole DFM-8.68.6.1 IC下部的Via Hole应该被Solder mask盖住，除了BGA下的仅在上部由Solder Mask 盖住。8.6.2 via hole不应该被加工成元件焊盘的一部分，它会从
34、焊接点处抢锡。8.6.3 标准的via hole不应该被放置于贴片焊盘上。8.6.4 所有不测试的via hole应该用Solder Mask盖住。8.6.5 为了减少搭锡，不要安置via hole于discrete components下部（SOTs,陶瓷R-Paks).通常建议的via hole的位置如下页图：GoodPoor8.7 Lead Clinch 1） 通孔至少离弯脚通孔至少离弯脚0.010，如图，如图41所示所示 2） 任何在弯脚下面或和弯脚的距离少于任何在弯脚下面或和弯脚的距离少于0.101 ，要求被覆盖要求被覆盖 8.8 选择性波峰焊接指南选择性波峰焊接指南 选择性波峰焊作
35、为一种波峰焊流程，最初用在双面板混合组装选择性波峰焊作为一种波峰焊流程，最初用在双面板混合组装技术。技术。这种工艺对底面的这种工艺对底面的SMT元件的选择性覆盖，它用一种特殊元件的选择性覆盖，它用一种特殊的治具防止裸露的设计造成的锡融化的治具防止裸露的设计造成的锡融化 . 大多数的波峰焊的设计指南中应用到选择性波峰焊。然而，大多数的波峰焊的设计指南中应用到选择性波峰焊。然而，为了确保最优化的选择性的波峰焊，在下面的内容中提到了为了确保最优化的选择性的波峰焊，在下面的内容中提到了 具体具体的尺寸要求。的尺寸要求。 8.0 DESIGN CONSIDERATIONS FOR WAVE SOLDER
36、ING8.9 Selective Wave Soldering Design Considerations 为避免过高的治具厚度，要求去除在主面上高于为避免过高的治具厚度，要求去除在主面上高于0.150inch的的大外形零件。下面的公式被用于评估最小间距大外形零件。下面的公式被用于评估最小间距 （X inch），）， PTH锡锡垫和邻近的假定外形的垫和邻近的假定外形的SMD 零件必须的距离零件必须的距离 （Y inch） Y = 1.172X + 0.0298 这个公式只有当元件沿着扳子行进的方向放置时，才有效。可波峰这个公式只有当元件沿着扳子行进的方向放置时，才有效。可波峰焊最大的元件外形高
37、度焊最大的元件外形高度Y Y值小于或等于值小于或等于2.5 2.5 ，X 的值应大于或等于的值应大于或等于0 减少选择性焊接中的锡不足，要求大于减少选择性焊接中的锡不足，要求大于0.150inch的高外形零的高外形零件和件和PTH锡垫应有最小为锡垫应有最小为0.125 的间距的间距 8.0 DESIGN CONSIDERATIONS FOR WAVE SOLDERING 有效的选择性波峰焊治具要求大于有效的选择性波峰焊治具要求大于0.150inch的高外形的高外形零件和插件锡垫的最小距离为零件和插件锡垫的最小距离为0.100inch 孤立的和局部组状的插件会提高覆盖的效率和减少焊接孤立的和局部
38、组状的插件会提高覆盖的效率和减少焊接缺点缺点 为了更好的夹持和焊接良率，避免将电路板为了更好的夹持和焊接良率，避免将电路板SMD元件直元件直接放置在底面的接放置在底面的PTH区域区域 8.0 DESIGN CONSIDERATIONS FOR WAVE SOLDERING8.10 UFO 孔孔 装配孔必须在波峰焊时用液态装配孔必须在波峰焊时用液态MASK或波峰治具覆盖，来防止这些孔被或波峰治具覆盖，来防止这些孔被填上锡。如果使用图填上锡。如果使用图42所示的所示的“UFO”孔，不要求有上述的孔，不要求有上述的MASK。这种孔转这种孔转变成不镀金的孔，贯穿板连接是由环孔中的通孔来连接变成不镀金的
39、孔，贯穿板连接是由环孔中的通孔来连接 。在板子底面的环孔在板子底面的环孔增加增加MASK楔破坏了锡的表面张力楔破坏了锡的表面张力，因此底面的孔不会粘锡因此底面的孔不会粘锡。轻微的锡堆轻微的锡堆会给要使用的装备部件提供良好的连接性。会给要使用的装备部件提供良好的连接性。 X 是装配孔的内径。孔为未镀的通孔是装配孔的内径。孔为未镀的通孔 X+.01是环孔的内径是环孔的内径 Y 是环孔的外径是环孔的外径 Y+.007是是MASK 的直径的直径8.0 DESIGN CONSIDERATIONS FOR WAVE SOLDERING MASKING 楔槽相对于孔的中心来说有大约楔槽相对于孔的中心来说有大
40、约15到到20度。它必须度。它必须延伸过环孔边界，所以生产中的任何延伸过环孔边界，所以生产中的任何MASK偏移都将不会影响覆盖环孔偏移都将不会影响覆盖环孔.的的垂直边界。垂直边界。 这种楔槽只要求在这种楔槽只要求在fab的焊锡面的焊锡面。 电镀电镀VIA 被用于代替电镀孔来产生上表面和下表面的连接，允许锡充被用于代替电镀孔来产生上表面和下表面的连接，允许锡充满孔来减轻满孔来减轻VIA 连接对板内层所造成的热量连接对板内层所造成的热量。DESIGN CONSIDERATIONS FOR WAVE SOLDERINGDESIGN CONSIDERATIONS FOR WAVE SOLDERING8
41、.0 DESIGN CONSIDERATIONS FOR WAVE SOLDERING9.0 Inspection和和Repair的设计规则的设计规则 DFM-9.1 9.1 检查和维修指南 在某些方面，维修要求是元件怎样放置的一个限制因素。为了融化锡膏并取走元件所采用的热环境要求元件周围有间隙。热风回流尽管有很少的限制，也要求元件周围一定的区域。必要的间隙依赖于不同设备的选用。下面有三个设计时考虑的临界参数。 锡垫外形允许45度或更小的维修角度。 板子布局有利于元件引脚和焊锡的检查。 在坏的零件周围有足够的地方去维修。 取件和置件有两个主要的方式。例如维修小的零件，我们可以用烙铁或热风机。在
42、维修这些零件时不损坏周围的零件是很重要的。 Inspection和和Repair的设计规则的设计规则 DFM-9.1 第二种方法是hot gas rework station，这主要是针对大的元件的，如QFP(Quad Flat Pack)和BGA.这种方式要求整块板子先预热（100度左右），还要一个合适的NOZZLE罩在元件周围。然后有热气（空气或氮气）加热融化锡膏，取下零件。 为了给维修的NOZZLE留下足够的空间是必要的。另外，为了不影响邻近的元件也要留下必要的间隙。 为了重新放置元件，放置的位置要准备好。有不同的准备方法。最常用的是用一个微型stencil刷锡膏，然后置件回流。元件周围
43、最少要有0.2英寸的间隙，以便于印刷和回流。Inspection和和Repair的设计规则的设计规则 DFM-9.1 Hot gas rework station Hot gas rework station被用于重工大的元件，如QFP&BGA等，但也可用于小一点的元件，如CSP(chip scale Package),连接器等。基本原理如图43所示。板子首先被预热，减少压力，然后一个NOZZLE罩在元件上，热风加热回流，融化锡膏，NOZZLE取下零件。 在装上一个新的零件前，对应的地方要清洁，一般是清除取下零件后残留的锡膏。 锡膏是用“micro-stencil”刷上去的。这是一种小型的钢板
44、，类似于丝网印刷钢板，上面有一些必要的孔。这种钢板刚好放在元件位置，用人工定位并刷锡膏。 Inspection和和Repair的设计规则的设计规则 DFM-9.1 这种方法采用局部加热。然而邻近的元件，或是背面也会被加热，甚至有时热风回流会取下那些不该取的元件。 以下是为最好的检查和维修设计的考虑原则。 Inspection和和Repair的设计规则的设计规则 DFM-9.29.2 为便于检查和维修的设计要点 为了更好的检查和维修，在大零件之间要有最大的观测角度和0.15到0.20英寸的空间，像PLCC和IC之间，如图44所示。 在chip元件之间要有至少0.03英寸的空间，在自动插入元件管脚
45、和最近的元件本体之间要有最少0.1英寸的间隙，这样就不会由于加热和溅锡破坏邻近的元件。Inspection和和Repair的设计规则的设计规则 DFM-9.2 要设计“ground plane”让热渗透的影响最小。元件引脚不应该直接接触大的“ground plane”。另外，元件引脚应该使用“short conductor”与“ground”隔离，如图45.让加热的时间和温度最小，以减少破坏邻近元件和PCB的可能性。Inspection和和Repair的设计规则的设计规则 DFM-9.2 对于CHIP元件检查的要求是要有足够的焊盘尺寸。头条原则是延轴向元件端部焊盘延伸要不小于元件高度。如果小于
46、，元件几乎只能看见垂直锡型，这是很难准确检查的。 SOT（Small-outline transistor ）类元件要有一个延伸的焊盘尺寸，在引脚末端 延伸长度几乎等于引脚厚度。 对于J型脚元件，为了确保准确检查锡型，在元件端部要有最少0.05英寸的焊盘外延。 保留淘汰的，升级的，或更改的元件的位置是必要的。Cleaning tutoriallDI( De Ionized) 已经成为清洗制程中的主要溶剂。l水洗制程包括纯净DI水洗制程(水溶性助焊剂)和混合了DI 水与皂化 的水洗制程(松香型助焊剂)，其中第一种为现在常用的清洗方法。l水洗制程是一种合乎环境要求的工艺。l任何水洗液体渗入并清洁元
47、件底部的能力与元件的stand off height 是成比例的.l清洗工艺所要考虑的两个主要参数:device stand off height 和shadowing (阴影效应)10.0两个重要参数两个重要参数其中F 为剪切应力由公式可知:F 与 y4 成正比所以y(stand off height)是在设计中应加以优化的参数ab(渗入距离)(表面张力)(密度)(重力加速度)(半径)10.0Design consideration for cleaning 1、对于水洗制程而言要求元件的stand off height 最小为 0.005英寸以 利于溶剂渗入及有效的干燥；2、考虑元件的定位以利于减小相邻元件的阴影效应及溶媒的渗入与干燥；3、推荐在SMD焊盘与导线之间涂布小于0.012英寸的阻焊以防止电迁移；4、推荐在重要的PCA 上设计两个SIR(surface insulation resistance)测试点；5、因为助焊剂残余会影响信号的完整性,所以有的制程要设计使用免洗制程。DFM-10.1
