展亞鴿
摘? 要:電子裝聯(lián)技術(shù)是電子裝備制造的實(shí)體技術(shù),新一代的電子裝聯(lián)技術(shù)包含:組裝技術(shù)、組裝工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、互連基板、元器件、專用設(shè)備、材料、測(cè)試、可靠性等。所以裝聯(lián)技術(shù)是衡量一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力和科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一,是電子裝備實(shí)現(xiàn)小型化、信息化、多功能化和高可靠性的關(guān)鍵技術(shù)。
關(guān)鍵詞:電子裝聯(lián)技術(shù);可制造性;印刷電路板設(shè)計(jì);整機(jī)布線設(shè)計(jì)
電子裝聯(lián)的可制造性設(shè)計(jì)是一個(gè)全新的設(shè)計(jì)理念,主要解決電路設(shè)計(jì)和工藝制造之間的接口問(wèn)題,也就是如何使電路設(shè)計(jì)具有可制造性,特別是在產(chǎn)品已成為商品的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,從某種意義上來(lái)講“設(shè)計(jì)要為制造而設(shè)計(jì)”,強(qiáng)化了電子裝聯(lián)的可制造性。電子裝聯(lián)的可制造性設(shè)計(jì)不單純的局限于印刷電路板組裝件,包含了很多領(lǐng)域的東西。
電子技術(shù)的發(fā)展日新月異,元器件尺寸越來(lái)越小、種類越來(lái)越多,由此帶來(lái)電子裝配技術(shù)的高密度、集成化。電子裝配所涉及的知識(shí)將更多,同時(shí)隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的越來(lái)越激烈,電子設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜與改型快的矛盾、預(yù)研與實(shí)際生產(chǎn)之間的矛盾也將表現(xiàn)地更加突出。傳統(tǒng)的工藝編制方式不能很好地管理、利用企業(yè)的基礎(chǔ)工藝知識(shí),工藝編制效率低,迫切需要采用先進(jìn)的工藝編制方式,改善電子裝配企業(yè)的工藝管理狀況,提高工藝編制的效率,使企業(yè)以最快的速度將產(chǎn)品投入市場(chǎng)。
電子產(chǎn)品的裝配與機(jī)械產(chǎn)品的裝配有著顯著的區(qū)別:一方面電子產(chǎn)品 的結(jié)構(gòu) 較機(jī)械產(chǎn)品 的結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單,更多地表現(xiàn)為元器件的裝配;另一方面電子裝配作業(yè) 的自動(dòng)化程度明顯高于機(jī)械產(chǎn)品裝配。這方面以印制 電路板裝配為代表,由于通孔插裝技術(shù)尤其是表面貼裝技術(shù)的應(yīng)用,大部分裝配工序都 可以由機(jī)器完成,大幅度提高了裝配作業(yè)的自動(dòng)化水平。
印刷電路板設(shè)計(jì)。印刷電路板設(shè)計(jì)規(guī)范在一些標(biāo)準(zhǔn)中均有體現(xiàn),如GB/T 4588. 3-2002等,但每個(gè)企業(yè)產(chǎn)品不同,或多或少有不符合自己產(chǎn)品的情況,最好要根據(jù)自己的產(chǎn)品做相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范。(1)印刷電路板板框四周倒圓角,圓角可參考設(shè)置為R=5mm,特殊情況參照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2)印刷電路板上必須設(shè)定至少兩個(gè)Mark點(diǎn),且兩點(diǎn)要求對(duì)角但不對(duì)稱。(3)印刷電路板上元器件或引線與印刷電路板邊沿的距離不能小于5mm,即印刷電路板設(shè)計(jì)時(shí)要留好工藝邊,供貼片等工藝使用。(4)緊固件與印刷板導(dǎo)線間應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的最小電氣絕緣間隙要求,即有一個(gè)安全間距,根據(jù)具體產(chǎn)品進(jìn)行量化。如果無(wú)法保證安全間距時(shí),可采用加絕緣墊片的形式進(jìn)行隔離。(5)BGA與相鄰元件的距離> 5mm,其它貼片元件相互間的距離>0.7mm,貼裝元件焊盤的外側(cè)與相鄰插裝元件的外側(cè)距離> 2mm,有壓接的接插件周圍5mm內(nèi)不能有插裝元器件。(6)由于印刷電路板加工技術(shù)限制,線寬及間距設(shè)計(jì)也要規(guī)范。(7)印刷電路板上銅箔寬度、厚度與承載電流的關(guān)系。若銅箔作為導(dǎo)線通過(guò)大電流時(shí),載流量應(yīng)參考表中數(shù)值降額50%去考慮選擇。(8)印刷弧上的線寬不要突變,導(dǎo)線不要有尖角或銳角、直角,可做導(dǎo)角處理。(9)一般不允許出現(xiàn)一端浮空的布線。(10)特別注意電流流通中的導(dǎo)線環(huán)路尺寸,面積要盡量小。(11)走線長(zhǎng)度控制要盡量短,減少因走線長(zhǎng)帶來(lái)的干擾問(wèn)題。(12)盡量為時(shí)鐘信號(hào)、高頻信號(hào)、敏感信號(hào)等關(guān)鍵信號(hào)提供專門的布線層,并保證其最小的回路面積,必要時(shí)應(yīng)采取手工優(yōu)先布線,屏蔽和加大安全間距等方法,保證信號(hào)質(zhì)量。(13)一般要求每個(gè)網(wǎng)絡(luò)至少有一個(gè)可供測(cè)試探針接觸的測(cè)試點(diǎn),稱為ICT測(cè)試點(diǎn)。測(cè)試點(diǎn)可以是過(guò)孔,可兼做導(dǎo)通孔,也可是器件的焊點(diǎn),但不推薦用元件焊接孔做測(cè)試點(diǎn)。測(cè)試點(diǎn)的焊盤尺寸不小于 0.6mm,測(cè)試點(diǎn)之間的間距最小為1.5mm。(14)直插射頻SMA接頭與殼體壁保證最小距離9mm,相鄰兩SMA接頭之間中心距離不小于13mm,保證其可安裝、拆卸。(15)直插件焊孔要按照標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置,間距直插針焊孔約為φ0.88,取φ0.81則在生產(chǎn)中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)插不進(jìn)去現(xiàn)象。(16)直插電源插座時(shí)盡量保證1腳為正,且卡口沖外,插拔方便。相鄰兩接插件相同P數(shù)時(shí),盡量用顏色或其他方式區(qū)分,避免誤插拔。
整機(jī)布線設(shè)計(jì)。整機(jī)布線設(shè)計(jì)就是對(duì)機(jī)箱中各種無(wú)線電零部件之間進(jìn)行電連接布線設(shè)計(jì),為生產(chǎn)提供工藝性設(shè)計(jì)文件,保證布線位置與結(jié)構(gòu)的合理性,實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)箱內(nèi)元器件組合之間的電連接。電性能指電子裝聯(lián)的可制造性設(shè)計(jì)。因此,對(duì)布線的精心設(shè)計(jì)是非常重要的,要盡可能排除各種干擾,有效合理地利用機(jī)箱內(nèi)寶貴的空間進(jìn)行布線。(1)按導(dǎo)線傳送信號(hào)的類型等分類捆扎線束,防止線間耦合串?dāng)_,同時(shí)要考慮設(shè)備的可靠性和可維修性。(2)整機(jī)中所有連線都應(yīng)本著盡可能走短線、距離近的原則進(jìn)行布線。(3)布線要盡可能減小電流環(huán)路的面積(特別是布地線時(shí)),如果信號(hào)不能通過(guò)盡可能小的環(huán)路返回,就可能形成一個(gè)大的環(huán)狀天線。(4)對(duì)能確定的輻射干擾較大的導(dǎo)線使用屏蔽線。(5)盡量不將性質(zhì)不同的信號(hào)導(dǎo)線安排在同一連接器或電纜中。線束通過(guò)銳角或有可能劃傷導(dǎo)線的地方時(shí),應(yīng)將線束通過(guò)部分或銳角處進(jìn)行處理,以保證線束的安全。(6)對(duì)于電磁兼容要求高的設(shè)備,電源輸入濾波器的線盡量短,且輸入輸出線盡量不要平行布設(shè),平行線之間存在分布電容,這樣會(huì)導(dǎo)致濾波器失去應(yīng)有的作用。(7)電纜接頭焊接點(diǎn)處導(dǎo)線出來(lái)后要有一段直線距離后再進(jìn)行彎曲,否則電纜接頭焊點(diǎn)會(huì)受應(yīng)力導(dǎo)致?lián)p壞或影響指標(biāo)。(8)每個(gè)連接器出來(lái)的線束處盡量留固定用的孔位,且線束要整理成圓弧形,保證可插拔且不受應(yīng)力影響。
上面所述僅是可制造性設(shè)計(jì)中一小部分內(nèi)容,電路及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須先了解電子裝聯(lián)技術(shù),在產(chǎn)品的概念化設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段,必須考慮到制造生產(chǎn)過(guò)程中的工藝要求、測(cè)試組裝的合理性,才能按應(yīng)用先進(jìn)電子裝聯(lián)技術(shù)的要求進(jìn)行可制造性設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
[1]? 李曉麟.印制電路組件裝焊工藝與技術(shù).電子工業(yè)出版社,2011(4).
[2]? 李曉麟.整機(jī)裝聯(lián)工藝與技術(shù).電子工業(yè)出版社,2011(11).