表面組裝電路板§3—1PCB的分類與基板§3—2SMB的特點與質量要求表面組裝電路板1§3—1PCB的分類與基板學習目標1.了解PCB的分類和特點。2.熟悉PCB的基板材料、銅箔種類與厚度。3.掌握PCB基板質量的相關參數。表面組裝電路板2表面組裝電路板3一、印制電路板的分類和特點1.按照電路層數分類（1）單面板單面板（singlesidedboard）是指在最基本的PCB上，元器件集中在其中一面，導線則集中在另一面（有貼片元器件時，貼片元器件和導線為同一面，插裝元器件導線在插裝元器件另一面）。單面板的特點是制造簡單，裝配方便，常用于收音機、電視機等。因為單面板在設計線路上有嚴格的限制，所以不適用于要求高組裝密度或復雜電路的場合。表面組裝電路板4一、印制電路板的分類和特點1.按照電路層數分類（2）雙面板雙面板（doublesidedboard）的兩面都有布線，需要在兩面間有適當的電路連接。這種電路間的“橋梁”稱為導孔。導孔是在PCB上充滿或涂上金屬的小洞，它可以與兩面的導線相連接。因為雙面板的面積比單面板大了一倍，所以雙面板更適合用在組裝密度大或復雜的電路上。因為雙面板印制電路的布線密度比單面板高，所以能減小設備的體積。表面組裝電路板5一、印制電路板的分類和特點1.按照電路層數分類（3）多層板多層板（multi-layerboard）具有多個走線層，每兩層之間是介質層，介質層可以做得很薄。多層電路板至少有三層導電層，其中兩層在外表面，而剩下的一層被合成在絕緣板內。它們之間的電氣連接通常是通過電路板橫截面上的鍍通孔實現的。表面組裝電路板6一、印制電路板的分類和特點1.按照電路層數分類（3）多層板多層板（multi-layerboard）具有多個走線層，每兩層之間是介質層，介質層可以做得很薄。多層電路板至少有三層導電層，其中兩層在外表面，而剩下的一層被合成在絕緣板內。多層板的使用，可提高布線密度，縮小元器件的間距，縮短信號的傳輸路徑；可減少元器件焊接點，降低故障率；可引入接地散熱層，減少局部過熱現象，提高整機工作的可靠性。表面組裝電路板7一、印制電路板的分類和特點2.按照基板材料性質分類印制電路板按基板材料（簡稱基材）性質可分為剛性印制電路板、柔性印制電路板和軟硬結合印制電路板。剛性PCB與柔性PCB最直觀的區別是柔性PCB是可以彎曲的。軟硬結合PCB的優點是同時具備柔性PCB的特性與剛性PCB的特性，其缺點是生產工序繁多，生產難度大，良品率較低，所投物料、人力較多，因此，其價格比較高，生產周期比較長。表面組裝電路板8一、印制電路板的分類和特點3.按照基板材料分類印制電路板按基板材料可分為無機類基板材料和有機類基板材料兩類。無機類基板主要是陶瓷基板，其主要成分是氧化鋁。有機類基板材料用玻璃纖維布、纖維紙、玻璃氈等增強材料，浸以樹脂黏結劑，通過烘干成為坯料，然后覆上銅箔，經過高溫、高壓制成。表面組裝電路板9一、印制電路板的分類和特點4.按照適用范圍分類印制電路板按適用范圍可分為低頻和高頻印制電路板。電子設備高頻化是發展趨勢，尤其在無線網絡、衛星通信日益發展的現在，信息產品走向高速與高頻化，新一代產品都需要高頻印制電路板，其基板可由聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯玻璃布等介質損耗和介電常數小的材料構成。表面組裝電路板10二、PCB的基板材料、銅箔種類與厚度1.PCB的基板材料覆銅板是PCB的主要基板材料，它是用增強材料浸以樹脂黏結劑，通過烘干、裁剪、疊合成坯料，然后覆上銅箔，用鋼板作為模具，在熱壓機中經高溫、高壓加工而制成的。一般用來制作多層板的半固化板，是覆銅板在制作過程中的半成品，多為玻璃纖維布浸以樹脂，經干燥加工而成。表面組裝電路板11二、PCB的基板材料、銅箔種類與厚度1.PCB的基板材料PCB基板材料按照增強材料不同，可分為紙基板、環氧玻璃纖維布基板、復合材料（CEM）基板、高密度互連（HDI）基板、特殊材料基板（陶瓷基板、金屬基板等）五類。下圖所示為四層PCB結構圖表面組裝電路板12二、PCB的基板材料、銅箔種類與厚度2.銅箔種類與厚度PCB銅箔厚度、線寬與電流的關系見下表表面組裝電路板13二、PCB的基板材料、銅箔種類與厚度2.銅箔種類與厚度壓延銅箔是將銅板經過多次重復輥軋而制成原箔（也稱為毛箔），然后根據要求進行粗化處理。電解銅箔是在專用的電解設備中使硫酸銅電解液在直流電作用下電沉積而制成原箔，然后根據要求對原箔進行表面處理、耐熱層處理、防氧化處理等操作。表面組裝電路板14三、PCB基板質量的相關參數1.玻璃化轉變溫度（Tg）非晶聚合物有三種力學狀態，即玻璃態、高彈態和黏流態。在溫度較低時，材料為剛性固體狀，在外力作用下只會發生非常小的形變，此狀態為玻璃態；當溫度繼續升高到一定范圍后，材料的形變明顯地增加，并在隨后的一定溫度區間內形變相對穩定，此狀態為高彈態；溫度繼續升高，形變量又逐漸增大，材料逐漸變成黏性的流體，此時形變不可能恢復，此狀態為黏流態。

表面組裝電路板15三、PCB基板質量的相關參數1.玻璃化轉變溫度（Tg）通常把玻璃態與高彈態之間的轉變，稱為玻璃化轉變，它所對應的轉變溫度即玻璃化轉變溫度，或稱玻璃化溫度，用Tg表示。玻璃化轉變溫度的值關系到PCB的尺寸耐久性，對于PCB而言，它的值越高越好。在選擇電路基板材料時，其玻璃化轉變溫度要盡量接近工藝中出現的最高溫度，以減小或避免損壞元器件。表面組裝電路板16三、PCB基板質量的相關參數2.熱膨脹系數（αCTE）熱膨脹系數是指每單位溫度變化所引起的材料尺寸的線性變化量。它描述了PCB受熱或冷卻時膨脹的百分率。材料的熱膨脹系數是材料的物理特性之一，溫度的變化造成的變形以及帶來的應力作用是無法改變的。常用的環氧玻璃纖維加強基板（FR-4）的熱膨脹系數在Z軸方向（垂直于板平面）與X軸和Y軸方向不同。其在Z軸方向會隨溫度升高而發生膨脹。表面組裝電路板17三、PCB基板質量的相關參數2.熱膨脹系數（αCTE）常用基板材料的αCTE

值見下表表面組裝電路板18三、PCB基板質量的相關參數3.基材的熱分解溫度（Td）基材的熱分解溫度是指基材的樹脂受熱失重5%時的溫度，常作為印制電路板的基材受熱引起分層和性能下降的標志。常采用熱質量分析法（TGA）來測量。表面組裝電路板19三、PCB基板質量的相關參數4.介電常數（Dk）介電常數是指每單位體積的絕緣物質在每單位電位梯度下所能儲蓄靜電能量的多少，即電容率。介電常數與阻抗平方根成反比，與線寬、銅厚成反比關系。由于無線通信技術向高頻化方向發展，頻率的增加會導致基材的介電常數增大。在保證特性阻抗的條件下，可以考慮采用低介電常數和薄的介質層厚度。表面組裝電路板20三、PCB基板質量的相關參數5.耐熱性部分SMT工藝需要經過兩次再流焊機，經過一次高溫后仍然要求保持板間的平整度，以此保證第二次貼片的可靠性。由于表面組裝元器件焊盤越來越小，焊盤的黏結強度也相對較小，若PCB使用的基材耐熱性高，則焊盤的抗剝強度也高，一般要求用于SMT工藝的PCB具有250℃/50s的耐熱性。表面組裝電路板21三、PCB基板質量的相關參數6.平整度由于SMT的工藝特點，目前對PCB有很高的平整度要求，以使表面組裝元器件引腳與PCB焊盤密切配合。PCB焊盤表面涂覆層不僅使用SnPb合金熱風整平工藝，而且大量采用鍍金工藝或者預熱助焊劑涂覆工藝，以提高平整度。表面組裝電路板22三、PCB基板質量的相關參數7.特性阻抗特性阻抗用Z0表示。當脈動電流通過導體時，除了受到電阻外，還受到感抗（XL）和容抗（XC）的阻力，電路或元器件對通過其中的電流所產生的阻礙作用稱為阻抗。而在計算機等數字通信產品中，印制電路傳輸的是方波信號，通常又稱為脈沖信號，屬于脈動交流電性質，因此傳輸中遭遇的阻力稱為特性阻抗。§3—2SMB的特點與質量要求表面組裝電路板（surfacemountboard，SMB）是一種附著于絕緣基材表面，用印刷、蝕刻、鉆孔等手段制造出導電圖形和安裝電子元器件孔，從而構成電氣互連，并保證電子產品的電氣、熱和力學性能可靠性的印制電路板。學習目標1.了解表面組裝電路板（SMB）的特點。2.掌握SMB在設計和制作工藝上的相關要求。3.熟悉PCB的相關技術規范。表面組裝電路板23表面組裝電路板24一、表面組裝電路板的特點SMB的設計、制造工藝復雜，相比插裝PCB，主要有以下特點：1.高密度由于SMD器件引腳數量的增加（有些SMD器件的引腳數可高達500），引腳中心距開始從1.27mm減小到0.3mm，要求SMD也采用細線和窄間距，線寬從0.2～0.3mm縮小到0.15mm，甚至0.05mm。2.54mm網格從過雙線發展到過三根導線，甚至六根導線。表面組裝電路板25一、表面組裝電路板的特點2.小孔徑與單面PCB的過孔不同，SMB中大多數金屬化孔不再用來插裝元器件，而是用來實現層與層導線之間的互連。目前，SMT的孔徑已由0.3～0.46mm向0.1mm方向發展，并且出現了以盲孔和埋孔技術為特征的內層中繼孔。3.耐高溫SMT焊接中，有時需要雙面貼裝元器件，要求印制電路板能耐兩次再流焊溫度。在此過程中，要求SMB變形小，焊盤仍然有優良的可焊性。表面組裝電路板26一、表面組裝電路板的特點4.熱膨脹系數低由于表面組裝元器件與印制電路板之間的熱膨脹系數不同，為防止熱應力造成元器件損壞，要求SMB基材的熱膨脹系數盡量低。5.平整度高SMB要求有高的平整度，以使SMD引腳與SMB焊盤密切配合，SMB表面涂覆層采用鍍金工藝或預熱助焊劑涂覆工藝。表面組裝電路板27二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求1.SMB設計中存在的主要問題常見的SMB設計主要存在以下問題：（1）SMB沒有工藝邊、工藝孔，不能滿足SMT設備裝夾要求，不能滿足大生產的要求。（2）焊盤結構尺寸不正確，元器件的焊盤間距過大或過小，焊盤不對稱，以致元器件焊接后，出現歪斜、立碑等多種缺陷。（3）焊盤上有過孔，造成焊接時焊料熔化后通過過孔漏到底層，引起焊點焊料過少。表面組裝電路板28二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求1.SMB設計中存在的主要問題（4）SMB外形特殊、尺寸過大或過小，同樣不能滿足設備的裝夾要求（焊接時通過制作夾具來滿足生產）。（5）SMB、FQFP焊盤四周沒有光學定位標識（mark點，又稱基準標識）或者mark點不標準，如mark點周圍有阻焊膜、mark點過大或過小，造成mark點圖像反差過小，機器頻繁報警而不能正常工作。（6）片式元器件焊盤不對稱，特別是用底線、過線的一部分作為焊盤使用，以致再流焊時片式元器件兩端焊盤受熱不均勻，錫膏先后熔化而造成立碑缺陷。表面組裝電路板29二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求1.SMB設計中存在的主要問題（7）IC焊盤設計不正確，FQFP焊盤太寬，引起焊接后橋連，或焊盤后沿過短而引起焊后強度不足。（8）IC焊盤之間的互連導線放在中央，不利于SMA焊后的檢查。（9）波峰焊時，IC沒有設計輔助焊盤，引起焊接后橋連。（10）SMB厚度或SMB中IC分布不合理，出現焊后SMB變形。（11）測試點設計不規范，以致自動在線測試儀（ICT）不能工作。表面組裝電路板30二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求1.SMB設計中存在的主要問題（12）SMD之間間隙不正確，后期修理出現困難。（13）阻焊層和字符圖不規范，以及阻焊層和字符圖落在焊盤上造成虛焊或電氣斷路。（14）拼板設計不合理，如V形槽加工不好，造成SMB再流焊后變形。上述問題會在設計不良的產品中出現一個或多個，導致不同程度地影響焊接質量。

表面組裝電路板31二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求2.SMB的優化設計（1）元器件布局1）元器件分布均勻，排在同一電路單元的元器件應相對集中，以便于調試和維修。2）有連線的元器件應相對靠近排列，以利于提高布線密度和保證走線距離最短。3）對熱敏感的元器件，布置時應遠離發熱量大的元器件。4）相互可能有電磁干擾的元器件，應采取屏蔽或隔離措施。表面組裝電路板32二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求2.SMB的優化設計（2）布線規則1）在滿足使用要求的前提下，選擇布線的順序依次為單面、雙面和多層布線。2）兩個連接盤之間的導線布設要盡量短，敏感的信號/小信號先走，以減少小信號的延遲與干擾。3）雙面板上的公共電源線和接地線，盡量布設在靠近板的邊緣，并且分布在板的兩面，其圖形配置要使電源線和接地線之間為低阻抗。4）為了測試的方便，設計上應設定必要的斷點和測試點。表面組裝電路板33二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求2.SMB的優化設計（3）導線寬度1）信號線應粗細一致，這樣有利于阻抗匹配，一般推薦線寬為0.2～0.3mm，而對于電源線和接地線則走線面積越大越好，可以減少干擾。2）在高速電路與微波電路中，規定了傳輸線的特性阻抗，此時導線的寬度和厚度應滿足特性阻抗要求。3）在大功率電路設計中，還應考慮到電源密度，此時應考慮線寬與厚度以及線間的絕緣性能。表面組裝電路板34二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求2.SMB的優化設計（4）印制電路板導線間距印制電路板表層導線間的絕緣電阻是由導線間距、相鄰導線平行段的長度、絕緣介質（包括基材和空氣）所決定的，在布線空間允許的條件下，應適當加大導線間距。表面組裝電路板35二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求2.SMB的優化設計（5）元器件的選擇元器件的選擇應充分考慮SMB實際面積的需要，盡可能選用常規元器件，IC器件應注意引腳形狀與引腳間距，對引腳間距小于0.5mm的QFP應慎重考慮。表面組裝電路板36二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求2.SMB的優化設計（6）接插件封裝孔徑設計一般對于接插件封裝孔徑的設計，都是用PCB設計軟件的標準封裝，但實際上此類接插件封裝孔徑都不標準，如果制造PCB時按此加工，導致的結果可能是接插件無法插入PCB上的孔徑中。表面組裝電路板37二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求2.SMB的優化設計（7）基材的選用選擇基材應根據SMB的使用條件和力學、電氣性能要求來選擇；根據印制電路板結構確定基材的覆銅箔面數；根據印制電路板的尺寸、單位面積承載元器件質量，確定基板的厚度。表面組裝電路板38二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求2.SMB的優化設計（7）基材的選用選擇SMB基材時應考慮下列因素。1）電氣性能的要求。2）玻璃化轉變溫度、熱膨脹系數、平整度等因素以及金屬化孔的能力。3）價格因素。表面組裝電路板39二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求2.SMB的優化設計（8）散熱設計隨著表面組裝電路板上元器件組裝密度的增大，若不能及時有效地散熱，將會影響電路的工作參數，熱量過大甚至會使元器件失效，所以對于表面組裝電路板的散熱問題，設計時必須認真考慮。表面組裝電路板40二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求2.SMB的優化設計（8）散熱設計一般采取以下措施：1）加大表面組裝電路板與大功率元器件接地面的銅箔面積。2）發熱量大的元器件不貼板安裝，或外加散熱器。3）對多層板的內層接地線應設計成網狀并靠近板的邊緣。4）選擇阻燃或耐熱型的板材。表面組裝電路板41二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求3.SMB具體設計要求（1）幅面SMB的外形一般為長寬比不太大的長方形。長寬比較大或面積較大的板容易產生翹曲變形，當幅面過小時還應考慮拼板問題。SMB的厚度應根據對板的強度要求以及SMB上單位面積承受的元器件質量進行選取。表面組裝電路板42二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求3.SMB具體設計要求（2）定位孔、工藝邊及圖像識別標記1）定位孔。孔壁光滑，不應有涂覆層，表面粗糙度值小于3.2μm；周圍2mm處應無銅箔，且不得貼裝元器件。表面組裝電路板43二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求3.SMB具體設計要求（2）定位孔、工藝邊及圖像識別標記2）工藝邊。若印制電路板兩側5mm以上不貼裝元器件或不插裝元器件，則可以不設計專用工藝邊，即可借用印制電路板兩邊以保證正常生產需要。若印制電路板因結構尺寸的限制無法滿足上述要求，則可在印制電路板上沿貼裝印制電路板流動的長度方向增設工藝邊，工藝邊的寬度為5～8mm。此時，定位孔與圖像識別標記應設于工藝邊上，待加工工序結束后可以去掉工藝邊。表面組裝電路板44二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求3.SMB具體設計要求（2）定位孔、工藝邊及圖像識別標記3）圖像識別標記。圖像識別標記是提供給貼片機光學定位的標記，能提高元器件貼裝的定位精度，又分為印制電路板圖像識別標記和元器件圖像識別標記。識別標記應設在銅箔層，多余的銅箔應腐蝕掉并不再涂覆阻焊層，或最少在印制電路板對角兩側設立兩圓點作為識別標記，但兩圓點的坐標值不應相等，以確保貼片時印制電路板進板方向的唯一性。表面組裝電路板45二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求3.SMB具體設計要求（3）拼板工藝拼板是指有意識地將若干個相同單元印制電路板進行有規則的拼合，把它們拼合成長方形或正方形。進行拼縫孔的設計時，拼板之間可以采用V形槽、郵票孔、沖槽等工藝手段進行組合，對于不同印制電路的SMB拼合可按此原則進行，但應注意元器件位號的編寫方法。表面組裝電路板46二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求3.SMB具體設計要求（4）測試點的設計1）接觸可靠性測試方面。測試點的焊盤直徑為0.9～1.0mm，并與相關測試針配套，也可取通孔為測試點。測試點的中心應落在網格之上，測試點不應設計在板子的邊緣5mm內，應設在同一面上，并注意分散均勻。相鄰測試點之間的中心距離不小于1.46mm，測試點之間不設計其他元器件，以防止元器件或測試點之間短路。測試點與元器件焊盤之間的距離應不小于1mm，測試點不能涂覆任何絕緣層。表面組裝電路板47二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求3.SMB具體設計要求（4）測試點的設計2）電氣可靠性設計方面。所有的電氣節點都應提供測試點，即測試點應能覆蓋所有的I/O、電源、地和返回信號（全受控）。每一塊IC都應有電源和地的測試點，如果元器件的電源和地腳不止一個，則應分別加上測試點。表面組裝電路板48二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求3.SMB具體設計要求（4）測試點的設計2）電氣可靠性設計方面。一個集成塊的電源和地應放在2.54mm之內，測試頻率超過5MHz的夾具，要求每塊IC上都應放置電源。不能將IC控制線直接連接到電源、地或公用電阻。對帶有邊界掃描器件的VLSI和ASIC器件，應增設實現邊界掃描功能的輔助測試點，以達到能測試元器件本身的內部邏輯功能的目的。表面組裝電路板49二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求4.SMC/SMD焊盤設計（1）R/C片式元器件的焊盤設計片式元器件兩端有電極，其電極為三層結構，雖然很薄但仍有一定的厚度。片式元器件有兩個焊點，分別在電極的外側和內側，外側為主焊點，呈彎月面狀維持焊接強度，內焊點起補強和焊接時自對中的作用。對于0603片式元器件，為了防止焊接過程中的立碑等焊接缺陷，通常推薦使用矩形焊盤（又稱H形焊盤）和半圓形焊盤（又稱U形焊盤）。表面組裝電路板50二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求4.SMC/SMD焊盤設計（2）鉭電容的焊盤設計在部分電子產品中，經常出現鉭電容焊后歪斜的現象，這是因為鉭電容的端電極不是直接包裹本體的端頭，而是由金屬片引出本體，再折彎而成的，其金屬片的寬度小于本體的寬度，如果焊盤尺寸過大則會造成歪斜。表面組裝電路板51二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求4.SMC/SMD焊盤設計（3）柱形無源元器件的焊盤設計在SMT中，柱形無源元器件的焊盤設計與焊接工藝密切相關，當采用貼片-波峰焊時，其焊盤圖形可參照片式元器件的焊盤設計原則來設計；當采用再流焊時，為了防止柱狀元器件的滾動，焊盤上必須開一個缺口，在元器件定位時用。表面組裝電路板52二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求4.SMC/SMD焊盤設計（4）小外形封裝晶體管的焊盤設計在SMT中，小外形封裝晶體管的焊盤設計較為簡單，一般來說，只要遵循下述規則即可。1）焊盤間的中心距與器件引線間的中心距相等。2）焊盤的圖形與元器件引線的焊接面相似，但在長度方向上應擴展0.3mm，在寬度方向上應減少0.2mm。若用于波峰焊，則長度方向與寬度方向均應擴展0.3mm。表面組裝電路板53二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求4.SMC/SMD焊盤設計（5）PLCC焊盤設計1）引腳居中型。這種設計在計算時較方便和簡單，焊盤的寬度為0.63mm，長度為2.03mm，只要計算出元器件引腳落地中央尺寸，就可以方便地設計出焊盤內外側的尺寸。2）引腳不居中型。這種設計有利于形成主焊點，外側有足夠的錫量供給主焊點，PLCC引腳與焊盤的相切點在焊盤的內1/3處。焊盤的寬度仍為0.63mm，長度仍為2.03mm。表面組裝電路板54二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求4.SMC/SMD焊盤設計（6）QFP焊盤設計1）焊盤長度計算。焊盤長度和引腳長度的最佳比為L2∶L1=（2.5～3）∶1或者L2=F+L1+A（F為端部長0.4mm，A為趾部長0.6mm，L1為元器件引腳長度，L2為焊盤長度）。2）焊盤寬度計算。焊盤寬度b2的取值范圍為0.49P～0.54P（P為引腳公稱尺寸）。表面組裝電路板55二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求4.SMC/SMD焊盤設計（7）BGA焊盤設計1）啞鈴式焊盤。BGA焊盤通過過孔把線路引入到其他層，實現同外圍電路的溝通。過孔位于焊盤之間，通常應用阻焊層全面覆蓋，但過孔處的阻焊層一旦脫落就會造成焊接時出現橋連缺陷。表面組裝電路板56二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求4.SMC/SMD焊盤設計（7）BGA焊盤設計2）過孔分布在BGA外部式焊盤。這種形式特別適用于I/O引腳較少的BGA，焊接時一些不確定性的因素有所減少，給焊接帶來了方便。但對于I/O引腳較多的BGA，采用這種設計形式是有困難的，此外該結構焊盤占用PCB面積相對較大。表面組裝電路板57二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求4.SMC/SMD焊盤設計（7）BGA焊盤設計3）混合式焊盤。對于I/O引腳較多的BGA，其焊盤設計可以將上述兩種焊盤結構設計混合在一起使用，即內部采用過孔結構，外圍采用過孔分布在BGA外部的焊盤。積層式PCB制造技術的過孔可以直接做在焊盤上，使PCB的結構變得簡單，焊接缺陷也大大減少。BGA焊點質量都用X-ray檢測設備來檢查，對于焊點短路、小錫珠及空洞是比較容易發現的，但由于潤濕不良引起的開路、虛焊等缺陷很難被發現。

表面組裝電路板58二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求4.SMC/SMD焊盤設計（8）CSP（UBGA）焊盤設計大多數表面組裝IC焊盤設計時，只要知道IC引腳的間距值（中心距）就可以方便地確定PCB焊盤的寬度值，但對于CSP元器件焊盤設計不能簡單地用上述規律來進行，其原因是球間距一樣的CSP器件，其焊球的大小也可能不一樣，因此，PCB的焊盤設計不僅要考慮焊球間距，還必須考慮焊球的尺寸。表面組裝電路板59二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求4.SMC/SMD焊盤設計（9）QFN焊盤設計1）周邊焊盤設計。周邊焊盤的設計原則仍是保證QFN的引腳落在所設計的焊盤之上，焊盤的寬度以及長度方向適當放大即可，以保證PCB制造時耐腐蝕，以及焊點形成可靠的彎月面。表面組裝電路板60二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求4.SMC/SMD焊盤設計（9）QFN焊盤設計2）散熱焊盤和過孔的設計。通常在PCB相應的位置設定散熱層（即QFN與PCB接合處的銅層不腐蝕，且不用阻焊材料涂覆），此外在PCB的反面也保留相應的銅層作為散熱層，頂層與底層用過孔相溝通以增加散熱的效果。此時的散熱焊盤面積同QFN元器件底部散熱面積相同，并開有一定數量的孔，圓孔直徑控制在2～3mm，圓孔中心距控制在3～4mm。表面組裝電路板61二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求4.SMC/SMD焊盤設計（9）QFN焊盤設計2）散熱焊盤和過孔的設計。過孔的作用：一方面可以保證PCB正反散熱層的互連，以增強散熱效果；另一方面保證QFN焊接時底層錫膏揮發物的排泄，否則會因揮發物氣體的膨脹造成各種焊接缺陷。表面組裝電路板62二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求5.PCB可焊性設計（1）阻焊膜阻焊膜圖形結構有兩種：一種為阻焊膜定義的焊盤（SMD）；另一種為非阻焊膜定義的焊盤（NSMD）。通常NSMD焊盤的阻焊膜是由PCB軟件自動生成的，它要覆蓋除焊盤以外的圖形。阻焊膜離焊區留邊量為0.1～0.25mm，對于QFP焊區之間部分，也應盡可能覆蓋。阻焊膜應涂覆在清潔干燥的裸銅板上，否則在焊接過程中會出現阻焊膜起泡、起皺、破裂等缺陷。而SMD焊盤設計時可適當放大，用于增加阻焊膜覆蓋的面積，通常可用于無鉛工藝中。表面組裝電路板63二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求5.PCB可焊性設計（2）焊盤涂覆層1）SnPb合金熱風整平工藝。SnPb合金熱風整平工藝是傳統的焊盤保護方法，其做法是：在PCB銅板制作好后，浸入熔融的SnPb合金中，再慢慢提起并在熱風作用下使焊盤孔壁涂覆SnPb合金層，力求光滑、平整。此工藝具有可焊性好、PCB有效期長等優點，但由于細間距QFP器件的出現，對焊盤平整提出了更高的要求，故熱風整平工藝操作難度大。表面組裝電路板64二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求5.PCB可焊性設計（2）焊盤涂覆層2）鍍金工藝。鍍金工藝具有表面平整、耐磨、耐氧化、接觸電阻小等優點，適用于FQFP的焊盤保護，但焊盤可焊性不如SnPb合金熱風整平工藝的好。薄的鍍金層能在焊接時迅速溶于焊料中，并與鎳層形成錫鎳共價化合物，使焊點更牢固。少量的金溶于錫中不會引起焊點變脆，金層只起保護鎳層不被氧化的作用，應嚴格控制金層的厚度。鍍金工藝又分為全板鍍金與化學鍍金。表面組裝電路板65二、SMB在設計和制作工藝上的相關要求5.PCB可焊性設計（2）焊盤涂覆層3）采用有機耐熱預焊劑（OSP）。有機耐熱預焊劑又稱有機保護焊劑，它具有良好的耐熱保護，能承受二次焊接的要求，此外還具有三廢（廢氣、廢水、廢渣）少、成本低、工藝流程簡單的優點；缺點是焊點不夠飽滿，外觀上不及上述兩種工藝的焊接效果好，該工藝通常用于視聽產品。表面組裝電路板66三、PCB的相關技術規范1.PCB加工工藝流程目前常用的PCB加工工藝流程見下表表面組裝電路板67三、PCB的相關技術規范2.PCB外形尺寸（1）PCB外形尺寸需要滿足下表的要求。表面組裝電路板68三、PCB的相關技術規范2.PCB外形尺寸（2）PCB四角必須倒圓角，半徑R=2mm。有整機結構要求的，可以倒圓角R>2mm。如右圖（3）尺寸小于50mm×50mm的PCB應進行拼板。（4）若PCB上有大面積開孔的地方，在設計時要先將孔補全，避免焊接時造成漫錫和PCB變形，補全部分和原有PCB部分要以單邊幾點連接，在波峰焊后將其去掉。表面組裝電路板69三、PCB的相關技術規范3.定位孔（1）主定位孔直徑為4mm，副定位孔為5mm×4mm的橢圓孔。定位孔公差為0～+0.1mm。（2）定位孔的設計如下圖所示，其中尺寸a、b的要求為a=10n（n=6、7、8、…、30）mm，b>10mm。表面組裝電路板70三、PCB的相關技術規范3.定位孔（3）定位孔周邊1.0mm范圍內不應有V形槽和機械孔，定位孔周邊3.5mm范圍內不應有焊盤、通孔、基準標識及走線，但絲印標識除外。（4）PCB的安裝孔如符合上述要求，可以作為定位孔。（5）用貼片機貼裝單面板時，可以省去一套不用的定位孔。表面組裝電路板71三、PCB的相關技術規范4.工藝邊PCB的工藝邊是指生產時用于在導軌上傳輸時導軌占用的區域和使用工裝時的預留區域。其范圍是PCB的top面和bottom面四邊5mm寬的兩個實邊環帶。（1）工藝邊內不能排布貼片或機插元器件，貼片或機插元器件的實體不能進入工藝邊及其上空。（2）手插元器件的實體不能落在上、下工藝邊上方3mm高度內的空間中，不能落在左、右工藝邊上方2mm高度內的空間中。表面組裝電路板72三、PCB的相關技術規范4.工藝邊（3）工藝邊內的導電銅箔要求盡量寬。（4）工藝邊與PCB可用郵票孔或者V形槽連接，一般選用V形槽。（5）工藝邊上不應有焊盤、通孔。（6）面積大于80mm2的單板要求PCB自身有一對相互平行的工藝邊，并且工藝邊上下空間無元器件實體進入。（7）可以根據實際情況適當增加工藝邊的寬度。表面組裝電路板73三、PCB的相關技術規范5.絲印圖形絲印圖形包括元器件圖形、位號、極性、IC的第一腳標識和流向標識等，一般情況需要在絲網層標出元器件的絲印圖形，如下圖所示。a)標準絲印符號

b)簡化絲印符號表面組裝電路板74三、PCB的相關技術規范5.絲印圖形（1）對高密度、窄間距產品，可采用簡化絲印符號。（2）絲印位置應盡量靠近元器件，便于檢查和維修。（3）絲印字符遵循從左到右、從上到下的原則。（4）有極性的元器件及接插件的極性應在絲印圖形中表示清楚，極性方向標識易于辨認。

表面組裝電路板75三、PCB的相關技術規范5.絲印圖形（5）PCB上應有板號、日期、版本號等絲印以及廠家的完整信息，位置明確、醒目。（6）絲印不能在焊盤、過孔上，不能被元器件蓋住。（7）流向標識一般用箭頭表示，并在工藝邊上標識。（8）絲印的粗細、方向、間距、精度等要標準化。表面組裝電路板76三、PCB的相關技術規范6.基準標識（1）PCB拼板基準標識1）需要采用機貼的PCB，在機貼面至少放置三個基準標識，兩個基準標識分別放在兩個下角，一個基準標識放在任意一個上角。2）兩面都需要放整板基準標識時，兩面對角的基準標識要求在同一對角，即整板的一個上角的兩面都無基準標識。3）要求對角的兩個整板基準標識關于PCB的中心不對稱。4）需要拼板的單板，單元板上確保有基準標識。5）對應網板的基準標識應與PCB的基準標識一一對應。表面組裝電路板77三、PCB的相關技術規范6.基準標識（2）局部基準標識1）球柵陣列器件（BGA）。2）尺寸大于25mm×25mm的四邊有引腳的芯片。3）引腳間距小于0.65mm且尺寸不小于20mm×20mm的四邊有引腳的芯片。4）引腳間距不大于0.5mm的四邊有引腳的芯片。5）引腳間距不大于0.65mm的片式連接器。表面組裝電路板78三、PCB的相關技術規范6.基準標識（3）壞板標識壞板標識分為整板壞板標識和子板壞板標識兩種。1）壞板標識數量=整板包含的子板總數+1（整板壞板標識）。2）壞板標識應盡量放置在工藝邊上，要求整齊排列、間距不小于2.75mm、使用字符絲印（M、1、2、3…）注釋，如下圖所示。表面組裝電路板79三、PCB的相關技術規范6.基準標識（3）壞板標識3）沒有單獨工藝邊或工藝邊寬度不足7mm時，子板壞板標識可以放在各子板上，要求有規律，使用字符絲印（1、2、3…）注釋；整板壞板標識放置在容易找到的位置，并使用字符絲印（M）注釋。4）單拼板不需要放置壞板標識。5）若拼板中有某一子板壞，要求將其對應的壞板標識點涂掉（白色涂成黑色或黑色涂成白色）。表面組裝電路板80三、PCB的相關技術規范7.拼板設計（1）一般原則：當PCB單元的尺寸小于50mm×50mm時，必須做拼板。（2）拼板的尺寸不可太大，也不可太小，應以制造、裝配和測試過程中便于加工、PCB不產生較大變形為宜。（3）平行傳輸方向的V-CUT線（PCB廠商依據客戶的圖樣要求，在PCB特定位置用轉盤刀具切割好的一條條分割線）數量≤3，某些細長的PCB可以除外。表面組裝電路板81三、PCB的相關技術規范7.拼板設計（4）雙面貼裝如果不進行波峰焊，可采用雙數拼板正反各半。（5）拼板中各塊PCB之間的互連有雙面對刻V形槽和郵票孔兩種方式，要求既有一定的強度，又便于貼裝后的分離。表面組裝電路板82三、PCB的相關技術規范8.貼裝元器件的種類和包裝形式（1）高速機可貼裝元器件的范圍：最小尺寸為1.0mm×0.5mm，最大尺寸為20mm×20mm，引腳間距≥0.5mm。（2）多功能機可貼裝元器件的范圍：最小尺寸為1.0mm×0.5mm，最大尺寸為55mm×55mm，引腳間距≥0.3mm，球形直徑尺寸≥0.19mm，球形間距≥0.27mm。表面組裝電路板83三、PCB的相關技術規范8.貼裝元器件的種類和包裝形式（3）可貼裝各種方形元器件、圓柱形元器件、引腳元器件、異形元器件以及其他元器件。（4）元器件的包裝形式：依據自動貼片機供料器的種類和數量，元器件的種類、數量及外形尺寸確定其包裝形式。表面組裝電路板84三、PCB的相關技術規范9.元器件整體布局（1）PCB上元器件分布應盡可能均勻，大質量元器件不要集中放置且間距要盡量大。（2）同類元器件在PCB上應盡可能按相同的方向排列，特征方向應一致，便于元器件的貼裝、焊接和檢測。（3）大型元器件的四周要留一定的維修空隙，留出SMD返修設備加熱頭能夠進行操作的尺寸。（4）發熱元器件應盡可能遠離其他元器件，一般置于邊角、機箱內通風位置。表面組裝電路板85三、PCB的相關技術規范9.元器件整體布局（5）對于溫度敏感的元器件要遠離發熱元器件。（6）對于需要調節或經常更換的元器件和零部件，如電位器、可調電感線圈、可變電容器、微動開關、熔斷器、按鍵、插拔器等元器件，應考慮整機的結構要求，置于便于調節和更換的位置。（7）接線端子和插拔件附近、長串端子的中央以及經常受力作用的部位應設置固定孔，并且固定孔周圍應留有相應的空間，防止因受熱膨脹而變形。表面組裝電路板86三、PCB的相關技術規范9.元器件整體布局（8）對于一些體積誤差大、精度低、需二次加工的元器件、零部件（如變壓器、電解電容、壓敏電阻、橋堆、散熱器等），與其他元器件之間的間隔應在原設定基礎上再增加一定的富余量，建議電解電容、壓敏電阻、橋堆、滌綸電容等增加富余量不小于1mm，變壓器、散熱器和超過5W（含5W）的電阻不小于3mm。（9）貴重元器件不要布放在PCB的四角，邊緣，以及靠近接插件、安裝孔、槽、拼板的切割、豁口和拐角等處，以上位置是印制電路板的高應力區，容易造成焊點和元器件的開裂或裂紋。表面組裝電路板87三、PCB的相關技術規范9.元器件整體布局（10）元器件布局要滿足再流焊、波峰焊的工藝要求以及間距要求。1）單面混裝時，應把貼裝和插裝元器件布放在top面。2）采用雙面再流焊混裝時，應把大的貼裝和插裝元器件布放在top面。3）采用T面（top面）再流焊、B面（bottom面）波峰焊時，應把大的貼裝和插裝元器件布放在T面（再流焊面），適合于波峰焊的片式元器件（大于0603）、MELF、SOT和SOP（引腳間距在1mm以上）布放在B面（波峰焊面）。表面組裝電路板88三、PCB的相關技術規范10.元器件排布方向與順序（1）再流焊工藝的元器件排布方向1）為了減少由于元器件兩側焊端不能同步受熱而產生立碑、移位、焊端脫離焊盤等焊接缺陷，要求PCB在設計時盡量滿足以下要求：兩個端頭的片式元件的長軸應垂直于再流焊機的傳送帶方向，表面組裝器件的長軸應平行于傳送帶方