表面组装印刷板设计2.ppt

SMT印制电路板的可制造性设计与制造 一 SMB特点 二、基本材料 三、质量参数 四、SMB设计基础 五、常见问题解决措施 六、可制造性设计审核 SMT工艺与传统插装工艺有很大区别，对PCB设计有专门要求。除了满足电性能、机械结构、等常规要求外，还要满足SMT自动印刷、自动贴装、自动焊接、自动检测要求。特别要满足再流焊工艺的再流动和自定位效应的工艺特点要求。 SMT具有全自动、高速度、高效益的特点，不同厂家的生产设备对PCB的形状、尺寸、夹持边、定位孔、基准标志图形的设置等有不同的规定。 可制造性设计DFM（Design For Manufacture）是保证PCB设计质量的最有效的方法。DFM就是从产品开发设计时起，就考虑到可制造性和可测试性，使设计和制造之间紧密联系，实现从设计到制造一次成功的目的。 DFM具有缩短开发周期、降低成本、提高产品质量等优点，是企业产品取得成功的途径。 不正确的设计不仅会导致组装质量下降，还会造成贴装困难、频繁停机，影响自动化生产设备正常运行，影响贴装效率，增加返修率，直接影响产品质量、产量和加工成本，严重时还会造成印制电路板报废等质量事故。 又由于PCB设计的质量问题在生产工艺中是很难甚至无法解决的，如果疏忽了对设计质量的控制，在批生产中将会带来很多麻烦，会造成元器件、材料、工时的浪费，甚至会造成重大损失。 HP公司DFM统计调查表明:产品总成本60%取决于产品的最初设计， 75％的制造成本取决于设计说明和设计规范， 70－80％的生产缺陷是由于设计原因造成的。 金属基板在散热性、机械加工性、基板大型化、电磁屏蔽性方面表现优异。在高频性方面是差的。 单独采用金属基板实现多层线路板的制作方面也是差的。 但目前利用金属基板做两层或多层板的底基材，在它的上面覆有环氧玻璃布半固化片制成两层板，甚至是多层板，也可达到很好的效果。这也是金属基板今后发展方向之一。 二、PCB基材质量参数 1.玻璃化转变温度(Tg) 玻璃化转变温度(Tg)是指PCB材质在一定温度条件下，基材结构发生变化的临界温度。 在这个温度之下基材是硬而脆的，即类似玻璃的形态，通常称之为玻璃态;若在这个温度之上，材料会变软，呈橡胶样形态，称之为橡胶态或皮革态，这时它的机械强度将明显变低。 这种决定材料性能的临界温度称为玻璃化转变温度(glass transtion temperture，简称Tg)。 玻璃化转变温度是聚合物特有的性能,除了陶瓷基板外，几乎所有的层压板都含有聚合物，它是选择基板的—个关键参数。 a)应适当选择Ｔg较高的基材 Tg应高于电路工作温度 环氧树脂的Tg在125~140 ℃左右，再流焊温度在220℃左 右，远远高于PCB基板的Ｔg，高温容易造成PCB的热变形，严重时会损坏元件。 2.热膨胀系数(CTE) 热膨胀系数 指每单位温度变化所引发的材料尺寸的线性变化量 任何材料受热后都会膨胀，高分子材料的CTE通常高于无机材料，当膨胀应力超过材料承受限度时，会对材料产生损坏。 用于SMB的多层板是由几片单层“半固化树脂片”热压制成的，冷却后再在需要的位置上钻孔并进行电镀处理，最后生成电镀通孔－－金属化孔，金属化孔制成后，也就实现了SMB层与层之间的互连。 图3-5 热应力对金属化孔壁的作用 a)多层板室温下无应力，金属化孔完好  b)高温下热应力作用在金属化孔上 克服或消除金属化孔中的铜层开裂的措施： 在SMB制造工艺上，采用盲孔和埋孔技术，以达到减小径深比的目的。 盲孔是指表层和内部某些分层互连，无须贯穿整个基板，减小了孔的深度； 埋孔则仅是内部分层之间的互连，可使孔的深度进一步减小。 尽管盲孔和埋孔在制作时难度大，但却大大提高了SMB的可靠性。 3.耐热性 某些工艺过程中SMB需经两次再流焊，因而经过一次高温后，仍然要求保持板间的平整度，方能保证二次贴片的可靠性;而SMB焊盘越来越小，焊盘的粘结强度相对较小，若SMB使用的基材耐热性高，则焊盘的抗剥强度也较高，一般要求SMB能具有2500C／50s的耐热性 5.平整度 SMB要求很高的平整度，以使SMD引脚与SMB焊盘密切配合。SMB焊盘表面涂覆层不仅使用Sn／Pb合金热风整平工艺，而且大量采用镀金工艺或者预热助焊剂涂覆工艺。 5.元器件的选择 元器件的选择应充分考虑到PCB实际面积的需要，尽可能选用常规元器件。不可盲目地追求小尺寸的元器件，以免增加成本，IC器件应注意引脚形状与脚间距，对小于0.5mm脚间距的QFP应慎重考虑，不如直接选用BG