SMT表面组装印制电路板的设计原则

当今SMT已经十分成熟，并得到了广泛应用，相关SMT设备都已达到了相当高的精度, 然而在一些使用高精度设备的工厂、，其SMT产品并没有达到预期的质量，其中最主要原因 之一就是SMB设计问题。在SMT工艺中，元器件贴装后只是被焊膏临时固定在印制电路板 的相应位置上，回流焊过程中，当焊膏达到熔融温度时，焊料还要再流动1次,元器件受熔融 焊料表面张力的作用会发生位置移动。如果PCB焊盘设计正确，元器件焊端与印制电路板 焊盘的可焊性良好，元器件的全部焊端与相应焊盘同时被熔融焊料润湿时，就会产生自定位 效应，当元器件贴装有少量偏离时,在表面张力的作用下，能自动被拉回到近似目标位置。 但是如果PCB焊盘设计不十分准确，回流焊时由于表面张力不平衡，即使贴装位置准确，焊 接后也会岀现元件位置偏移、立碑、桥接等焊接缺陷。正是由于回流焊工艺具有再流动和自 定位特点，因此对SMB设计提出了更严格的要求。

1. PCB外观
SMT生产设备具有全自动、高精度、高速度、高效益等特点。PCB设计必须满足SMT设 备的要求，否则会影响组装质量和生产效率，严重时可能无法实现自动贴装。因此，对PCB 外形、尺寸、定位孔、工艺边和基准标记、拼板等都有严格要求。
1) PCB外形、尺寸
PCB外形应尽可能简单,一般为长宽比不太大的矩形，板面也不要过大，要在SMT生产 设备允许的板面大小范围之内。长宽比过大或板面过大，回流焊时容易产生翘曲变形。同时板面尺寸大小与板厚也要匹配。常见的长宽比为3： 2或4： 3。表2-1为SMB板厚、最大 宽度与最大长宽比。当PCB外形为异形时，必须设计工艺边，使PCB外形成直线，生产结束后再把此工艺边去除。
2) 定位孔、工艺边与基准标记
一般SMT生产设备在装夹PCB时主要采用针定位或者边定位,因此在PCB上需要有适 应SMT生产的定位孔或者工艺边。基准标记则是为了纠正SMT生产过程中的误差而设计 的便于机器光学定位的标记。
(1) 定位孔。定位孔位于印制电路板的四角，以圆形为主，也可以是椭圆。定位孔内壁 要求光滑，不允许有电镀层，定位孔周围2 mm范围内不晃许有铜箔，且不得贴装元器件。定 位孔尺寸及其在PCB上的位置如图2-2所示。
(2) 工艺边。若PCB夹持边两侧5 mm以内不贴元器件,则可以不设工艺边。若PCB 因外形要求无法满足此要求时,则需在PCB上沿夹持方向增设工艺边,一般工艺边长度根据 PCB的大小来确定，为5 ~8 mm不等。当生产工序完成并经检测合格后，再去掉工艺边。
(3) 基准标记。基准标记有PCB基准标记和器件基准标记两大类。其中，PCB基准标 记是SMT生产时PCB的定位标记;器件基准标记是贴装大型IC器件(如QFP、BGA、PLCC 等)时，进一步保证贴装精度的标记。
基准标记的形状可以是圆形、方形、十字形、三角形、菱形、椭圆形等，以圆形为主，直径尺寸一般为1 ~2 mm,其外围有等于该直径1 ~2倍的无阻焊区，PCB基准标记一般在印制电路板对角两侧成对设置,距离越大越好，但两圆点的坐标值 不应相等，以确保贴片时印制电路板进板方向的唯一性。当PCB较大(N200 mm)时，一般 需在印制电路板的4个角分别设置基准标记,不可对称分布，并在PCB长度的中心线上或附 近增设1 ~2个基准标记，器件基准标记则应设置在焊盘图形内或其外的附 近地方，同样成对设置。