【正文】 超過 30度以上等等條件。缺點(diǎn)是成本、重量、耗能等都高。散熱能力可以達(dá)到每單位立方米 25萬瓦特 (自然對(duì)流的 20 倍 )。這方面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也較困難，成本很高，所以只用在特大功率如特大型的電腦上。借助于類似無線電天線的發(fā)射原理，把熱能當(dāng)做是一種波來發(fā)射離熱源。 2. 發(fā)熱較高的元件分散開來，使單位面積的熱量較小。 焊盤設(shè)計(jì) 焊盤的尺寸，對(duì) SMT 產(chǎn)品的可制造性和壽命有著很大的影響。所以 SMT 用戶應(yīng)該開發(fā)適合自己的一套尺寸規(guī)范。設(shè)計(jì)考慮上的焊盤定義，包括焊盤本身的尺寸、綠油或阻焊層框框的尺寸、元件占地范圍、元件下的布線和 (在波峰焊工藝中 )點(diǎn)膠用的虛設(shè)焊盤或布線的所有定義。計(jì)算尺寸公差時(shí)，如果采用最差情況方法 (即將各公差加起來做總公差考慮的方法 )，雖然是保險(xiǎn)的做法，但對(duì)微型化不利而有難照顧到目前統(tǒng)一不足的巨大公差范圍。 。 。這方面的量化了解對(duì)焊盤的設(shè)計(jì)也有很重要的幫助。只有在了解到具體的產(chǎn)品品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，焊盤設(shè)計(jì)才可以有意義的推算出來。而元件和元件之間的距離也不能太靠近，應(yīng)保留有足夠的孔隙讓熔錫滲透。此焊盤的尺寸和位置看 IC 的引腳間距和類型而定。 元件脫落的問題，一般是因?yàn)轲つz工藝做得不好造成的。 焊點(diǎn)質(zhì)量的考慮 決定焊盤的尺寸大小，首先要從焊點(diǎn)的質(zhì)量來考慮。不過工業(yè)界中有許多經(jīng)驗(yàn)是可以被我們參考和借用的。而它在組裝工藝上是影響立碑和陰影效應(yīng)的重要部分和關(guān)系后，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)就能很好的給予尺寸方面取舍的決定。 讓我們來看以下的例子。因此， X的推算總結(jié)如下： X最小值 =L最大值 +2X 優(yōu)良焊點(diǎn)所需的延伸 +2X 貼片精度 X最大值 =L最大值 + 元件端點(diǎn)高度 2X 貼片精度 注：焊盤延伸長度超過元件高度的 倍時(shí)容易引起浮動(dòng)立碑問題。 D最小值的考 慮點(diǎn)是焊球問題，但可以提供絲印鋼網(wǎng)的設(shè)計(jì)來補(bǔ)償。 Y最小值 =W最大值 +2X 優(yōu)良焊點(diǎn)所需的延伸 +2X 貼片精度 由于從 W 值再向外延伸的焊盤尺寸，對(duì)元件的壽命和可制造性沒有什么更有益的作用，而縮小這方面的尺寸對(duì)元件回流時(shí)的 ‘ 浮動(dòng) ’ 效應(yīng)有制止的作用，許多設(shè)計(jì)人員因此將焊盤的 Y 值方面不加入這方面的值，甚至還有為了更強(qiáng)的工藝管制而使用稍小于 W值的。只要保留足夠的孔隙確保綠油不會(huì)覆蓋焊盤和不會(huì)因太細(xì)而斷裂便可以了。 占用面積 占用面積指的是不能有其他物件的范圍。比如設(shè)備自動(dòng)傳送帶所需的留空寬度、基板在每一處設(shè)備中的定位方式和需求 (如邊定位需要一定的厚度和平整度等等 )、定位孔的位置、形狀和尺寸要求之類的，都應(yīng)該給予清楚的定下。除了基準(zhǔn)孔外，另外的孔就不應(yīng)該是正圓形。注意這里所要防止的是基板因錯(cuò)位而被損壞，自動(dòng)設(shè)備應(yīng)該還要有能力辨別錯(cuò)位而停止進(jìn)行無謂的加工。值得注意的是，采用基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)中是未必需要的。其實(shí)多數(shù)的設(shè)計(jì)對(duì)不同的圖形都有不同能力的 。并且距離越遠(yuǎn)越好。還可采用第四點(diǎn)做為后備用途的 (也需確保設(shè)備能處理 )。 為了確保有 足夠和良好的光學(xué)反差，基準(zhǔn)點(diǎn)的平整度應(yīng)給予關(guān)注?；鶞?zhǔn)點(diǎn)周邊也應(yīng)該有足夠的空位，以免布線或綠油等影響識(shí)別的穩(wěn)定性。 這樣的做法對(duì)日后的工藝管制沒有幫助。 元件布局 元件的布局可以影響以后的工作效率，如檢驗(yàn)和返修工作等。 4. 所有元件編號(hào)的印刷方位相同。 3. 改變異形 (非正方或長方形 )板或外形比不佳的板子外形，增加效益和可處理性。除非在焊盤設(shè)計(jì)上有能力做到十分完善的補(bǔ)償，否則在元件布局時(shí)應(yīng)盡量采用最佳方位來布局?？變?nèi)壁中間的問題是由于基板制造時(shí)鍍金屬的工藝做的不好。比如一般的工藝，對(duì)小于 孔徑和外形比 (孔深對(duì)孔徑 )大于 3的接通孔尺寸，是較難有很可靠的工藝成果的。因?yàn)檫@樣有可能使應(yīng)力更集中而縮短壽命。測(cè)試用的探針 對(duì)產(chǎn)品不利，但很多時(shí)候我們還得借用它。為了減少這方面的破壞，應(yīng)該在設(shè)計(jì)測(cè)試點(diǎn)時(shí)使其均勻的分布在整個(gè)基板面上，采用虛設(shè)測(cè)點(diǎn)，采用正反面平衡測(cè)點(diǎn)或足夠的支撐和下壓柱等等技巧。探測(cè)點(diǎn)可以考慮用方法來取代一般的圓形，可以考慮用六或八邊形的探測(cè)點(diǎn)，方便辨認(rèn)區(qū)別。這些文件包含了各種在制造、品質(zhì)管理、采購、改進(jìn)、和返修工作中需要的資料。 工藝和材料規(guī)范檔案，應(yīng)該最少包括五個(gè)重要的組成部分。 在傳統(tǒng)的物料清單 (BOM),一般只具備的資料有元件編號(hào)、元件封裝稱號(hào)、元件名稱簡述、單一產(chǎn)品是所需元件的數(shù)量、和元件參數(shù)值幾種。為了避免以上的問題發(fā)生，在 BOM資料中有兩個(gè)新成員是應(yīng)該被加入的。要提高這方面的能力，技術(shù)整合、標(biāo)準(zhǔn)化和不斷學(xué)習(xí)的做法是重要的。 。從本講座中所學(xué)到的，我們可以意識(shí)到在信息上的未來特性，我們有必要考慮借助現(xiàn)今發(fā)達(dá)的信息資訊技術(shù)， 考慮將我們的信息程度高的電腦網(wǎng)絡(luò)化。另一是基板的詳細(xì)指標(biāo)規(guī)范。我們?？梢园l(fā)現(xiàn)采購中出現(xiàn)的問 題 (這完全符合設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的要求 )。 以上五 者都必須整合開發(fā)，并使用在設(shè)計(jì)規(guī)范的參考上。在種種關(guān)系到設(shè)計(jì)工作的文件檔案中，在以前較不被注重的是工藝的材料規(guī)范、合格供應(yīng)商資料和物料清單中的一些資料。 探測(cè)點(diǎn)的布置最好是采用標(biāo)準(zhǔn)的柵陣排列 (即坐標(biāo)間距跟隨一定的標(biāo)準(zhǔn) )，這樣可以方便日后測(cè)點(diǎn)的改變和針床治具的重復(fù)使用或修改。在密度較大的組裝板上可以考慮使用接通孔兼測(cè)試點(diǎn)做法以及雙面測(cè)試。飛針式的測(cè)試，在對(duì)產(chǎn)品的破壞危險(xiǎn)性上較小，但因?yàn)槟壳暗乃俣冗€不理想而常常還是由針床式治具時(shí)，因?yàn)樘结樀臄?shù)目可能相當(dāng)可觀，而每一探針都需要一定的力度來確?？煽康碾姎饨佑|性，其總壓力可以是十分大的。 測(cè)試方面的考慮 測(cè)試，雖然本意是用來確保產(chǎn)品是合格的，但應(yīng)用不當(dāng)卻會(huì)傷害產(chǎn)品的壽命。鍍層的厚度應(yīng)該要求在 25至 40um 之間。雖然這些的和基板的制造工藝有關(guān)，但不良的設(shè)計(jì)使基板的可制造性差而引起問題是常見的事。較常見的問題是接通孔鍍層的斷裂而最終導(dǎo)致開路現(xiàn)象。 設(shè)計(jì)元件的方位時(shí)，除了以上通過第 6章中提到的熱處理考慮外，還得注意方位對(duì)組裝工藝是否有不良的影響。拼板有以下的好處： 1. 對(duì)元件少的板， 可以通過加長貼片時(shí)間來提高貼片機(jī)的使用效率。 2. 以同功能的線路集中在一起并印下方框。常見的有產(chǎn)品型號(hào)、改進(jìn)標(biāo)號(hào)、基板制造商號(hào)和批號(hào)、線路標(biāo)號(hào)等。 基準(zhǔn)點(diǎn)的位置，也應(yīng)該被用做是整個(gè)基板坐標(biāo)的零點(diǎn)。 OSP 或鍍金技術(shù)較受推薦。最好是相差超出一個(gè)設(shè)備的視覺范圍 FOV之外。最少兩點(diǎn)。并采用相應(yīng)最優(yōu)化的圖形做為基準(zhǔn)點(diǎn)。 基準(zhǔn)點(diǎn)的形狀可以是有很多種。在不采用拼板設(shè)計(jì)上 (即每一塊板是一個(gè)線路 )，前兩者是相同的。此外，為了避免錯(cuò)位時(shí)損壞基板，可考慮把孔在基板的對(duì)邊也開出對(duì)稱的設(shè)計(jì)。 定位孔 基板的定位孔，如果是用做基準(zhǔn)對(duì)位用途和不只是固定的作用的話，設(shè)計(jì)時(shí)只應(yīng)該在基準(zhǔn)孔上是正圓形的。設(shè)計(jì)人員應(yīng)先了解廠內(nèi)所采用的返修和檢查方法和工具后再進(jìn)行制定此規(guī)范。而采用光繪綠油涂布技術(shù)的，則只需約 的間隙。 以上是以矩形為例子，用戶該做到的是了解焊點(diǎn)的作用細(xì)節(jié)，了解尺寸和工藝方面可能發(fā)生的誤差，那不管是什么引腳，什么封裝的元件焊盤都能較科學(xué)的推算了。 Y值的考慮和 X值類似。成為： D最大值 =S最小值 2X 優(yōu)良焊點(diǎn)的延伸 由于在質(zhì)量觀點(diǎn)上元件底下內(nèi)部焊點(diǎn)不是很重要，此處的貼片精度和焊點(diǎn)保留區(qū)可以同時(shí)考慮 (包括在一起 )。因?yàn)椴皇窃谌魏吻闆r下都會(huì)自動(dòng)對(duì)中，而且即使能自動(dòng)對(duì)中，在對(duì)中前會(huì)產(chǎn)生中貼偏而不利工藝的其他問題 )。 焊盤尺寸的推算 焊盤尺寸的初步推算，應(yīng)該考慮元件尺寸的范圍和公差，焊點(diǎn)大小的需要，基板的精度和穩(wěn)定性和廠內(nèi)的工藝能力 (如定位和貼片精度等 )。 對(duì)于設(shè)計(jì)工作，重要的是我們應(yīng)該了解到焊點(diǎn)組成各部分的功能和作用?？茖W(xué)性的確認(rèn)是通過對(duì)不同焊點(diǎn)大小和外形進(jìn)行壽命測(cè)試而得來的。設(shè)計(jì)時(shí)除了要具體和嚴(yán)格的規(guī)定元件的封裝尺寸 、工藝規(guī)范中規(guī)定技術(shù)和材料外，在基板的設(shè)計(jì)上可采用所謂的‘ 墊盤 ’( 膠點(diǎn)處的一種虛焊盤 )來協(xié)助增加膠點(diǎn)的高度。此外，對(duì)于四邊都有引腳的QFP 應(yīng)采用 45 度角置放，以減少橋接的機(jī) 會(huì)。 ‘ 橋接 ’ 問題常發(fā)生在 IC引腳上和距離太近的元件。 波峰焊工藝中的一些考慮 波峰焊接工藝中，較常見的工藝問題有 ‘ 陰影效應(yīng) ’( 缺焊 )、 ‘ 橋接 ’( 短路 )和元件脫落。這協(xié)助對(duì)設(shè)計(jì)焊盤時(shí)的考慮和取舍，有些時(shí)候設(shè)計(jì)無法面面俱顧，這方面的知識(shí)和能力可以使設(shè)計(jì)人員做出較好的決策。 。有時(shí)要以統(tǒng)一的焊盤尺寸來處理這巨大的規(guī)范范圍，同時(shí)又要配合廠內(nèi)的各種條件而做到最優(yōu)化是不可能的。這做法在各方面達(dá)到較好的平衡。他們是元件的外形和尺寸、基板種類和 質(zhì)量、組裝設(shè)備能力、所采用的工藝種類和能力、以及要求的品質(zhì)水平或標(biāo)準(zhǔn)。由于目前在一些因素和條件上還不能找出具體的有效的綜合數(shù)學(xué)公式，用戶還必須配合計(jì)算和試驗(yàn)來優(yōu)化本身的規(guī)范，而不能單靠采用他人的規(guī)范或計(jì)算得出的結(jié)果。影響焊盤尺寸的因素眾多，必須全面的配合才能做得好。 。目前這項(xiàng)研究仍進(jìn)行中，是要找出銅分布圖形和散熱能力的確實(shí)關(guān)系。液態(tài)散熱也有自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流兩種做法。由于產(chǎn)品的基板必須被浸在冷卻液體中，液體材料的選擇要很小心。一般配合基板材料的選用和設(shè)計(jì) (如金屬內(nèi)夾板 )， 使熱能通過基板的傳導(dǎo)擴(kuò)散到基板外去?？梢杂迷谡麢C(jī)或單一元件 (如電腦中的處理器 IC)上。對(duì)流散熱常被使用，其中有自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)兩種方法。 很多時(shí)候，單靠正確的材料選擇和設(shè)計(jì)還是不足以完全解決散熱的問題。但價(jià)格昂貴而且供應(yīng)商少。 解決這類問題或延長壽命的方法，工業(yè)界中有幾種對(duì)策。在元件封裝技術(shù)上， SMDIC 方面的設(shè)計(jì)通過不同引腳材料的選用和內(nèi)部引腳底盤的尺寸設(shè)計(jì)而大有改善 (較插件 DIP的效果好 )，但這改進(jìn)很多時(shí)候還應(yīng)付不了組裝密度的增加、元件的微型化和信號(hào)速度快速增加等方面發(fā)展連帶的散熱問題。很多時(shí)候還得憑經(jīng)驗(yàn)和嘗試。但從防止腐蝕和電移等觀點(diǎn)上，我們又希望將產(chǎn)品和 空氣隔開。 要確保產(chǎn)品有較長的壽命，有效的散熱處理和熱平衡設(shè)計(jì)就成了重要的工作。 為確保壽命而努力的熱處理工作，對(duì)于半導(dǎo)體或元件供應(yīng)商、設(shè)計(jì)和組裝工廠、元件產(chǎn)品的用戶各方面都有本身的責(zé)任。產(chǎn)品在其壽命期間，尤其是在組裝過程受到的熱沖擊 (來自焊接和老化 )，如果處理不當(dāng)，將會(huì)大大的影響其 質(zhì)量和壽命。前者關(guān)系到和溫差有關(guān)的故障，如熱應(yīng)力斷裂等。常見的故障是經(jīng)過一定時(shí)間的熱循環(huán)后 (環(huán)境溫度和內(nèi)部電功率溫 度 )，焊點(diǎn)發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。應(yīng)按廠內(nèi)設(shè)備和管理的情況加以考慮選擇。如當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)較大，廠內(nèi)工藝采用精洗工藝時(shí)，元件選擇上就應(yīng)該規(guī)定較高 standoff 的元件。 對(duì)于元件封裝和組裝工藝相關(guān)的問題，已不在只是工藝或生產(chǎn)工程師的事了。要很好的做出選擇，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該要有最基礎(chǔ)知識(shí)的認(rèn)識(shí)。 在可制造性考慮上，元件的