【正文】 然通用，唯對多元件合成的整體產(chǎn)品的分析準(zhǔn)確度不高 (個(gè)別估計(jì)還可以 )。 從 THT(插件技術(shù) )到 SMT 的轉(zhuǎn)變中，我們可以發(fā)現(xiàn)元 件的體形縮小了，產(chǎn)品的組裝密度增加了，元件第部和基本間的距離縮短了，這些都導(dǎo)致通過對流和輻射散熱功效的減低，而通過基板的傳導(dǎo)來散熱就更重要了 (雖然基板因密度增加也造成傳導(dǎo)散熱效率不良 )。 溫度膨脹系數(shù)失配的問題，除了材料外也和元件和基板的大小有關(guān)。一份試驗(yàn)報(bào)告顯示 LCCC156 的熱循環(huán)測試壽命為 183 周，對同測試條件下 LCCC16 的 722周壽命小了許多，只有他的 25%左右。當(dāng)然最基本的是盡量選擇有引腳的元件，尤其是體形較大的元件。另一種做法是采用有金屬夾層 (如上提到的銅一殷鋼夾板 )的基本設(shè)計(jì)，這是種相當(dāng)理想的做法。第三種做法是采用在環(huán)氧樹脂和銅焊盤間 加入一層彈膠物的基板設(shè)計(jì)，這彈膠層的柔性可以大大吸收因溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力。較高的焊點(diǎn)有更強(qiáng)的吸收應(yīng)力的能力。因此額外的設(shè)計(jì)就必須被用上。原因是輻射散熱需要有較大的溫差才有效，也就是說熱源要相當(dāng)?shù)臒岫话悴槐唤邮?(散熱就是使元件處于低熱 )；同時(shí)散熱的途徑 不易被控制 (輻射是往各方向進(jìn)行的 )，會造成對周邊元件的加熱現(xiàn)象。自然對流較經(jīng)濟(jì)簡單，但有一定的限制。強(qiáng)制對流，即采用風(fēng)扇吹風(fēng)或排風(fēng)的做法，是個(gè)相當(dāng)常用和有效的方法。一般它的散熱效率可達(dá)自然對流的 4 至 8 倍。傳導(dǎo)散熱技術(shù)，在產(chǎn)品不斷微型化下逐漸被重視和采用。一般傳到板邊緣的金屑支架或機(jī)殼上。另外還有很少被使用和液體散熱技術(shù)，散熱能力可達(dá)自然對流的80倍。以確保不會影響產(chǎn)品的電氣性能和起化學(xué)變化。采用黏性較大的冷卻液體還能同時(shí)起著避震的作用。 目前工業(yè)界中有工廠在開發(fā)一套新的散熱技術(shù) ，是采用輻射原理的。據(jù)已表的研究報(bào)告，通過在元件底部基板上銅分布和圖形，元件基板內(nèi)層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其輻射散熱的效果可以達(dá)到采用一般散熱器的兩倍多。 以下是一些有用的散熱考慮： ，對熱較敏感的元件應(yīng)分布在 ‘ 上游 ’ 的位置。 (如傳導(dǎo)散熱的板邊等等 ) 在使用強(qiáng)制空氣對流的情況下： 4. 較高的元件應(yīng)分布在熱源的下游地方。 6. 高長形的元件應(yīng)和空氣流動方向平行。所以它是 SMT 應(yīng)用中一個(gè)必須做得好的工作。要在眾多因素條件中找到完全一樣的機(jī)會很小。而且必須有良好的檔案記錄，詳細(xì)記載各重要的設(shè)計(jì)考慮和條件，以方便將 來優(yōu)化和更改。 良好焊盤和影響它的因素 一個(gè)良好的焊盤設(shè)計(jì)，應(yīng)該提供在工藝上容易組裝、便于檢查和測試、以及組裝后的焊點(diǎn)很長的使用壽命等條件。 決定焊盤尺寸的，有五方面的主要因素。在考慮焊盤的設(shè)計(jì)時(shí)必須配合以上五個(gè)因素整體考慮。所以工業(yè)界中較常用的是統(tǒng)計(jì)學(xué)中接受的有效值或均方根方法。 設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作 焊盤設(shè)計(jì)必須配合多方面的資料，所以在進(jìn)行焊盤設(shè)計(jì)有以下的準(zhǔn)備工作先得做好。注意國際是對元件封裝雖然 有規(guī)范，但東西方規(guī)范在某些方面的相差還是挺大的。用戶必須在元件范圍上做出選擇或把設(shè)計(jì)規(guī)范分成等級。對于基板的質(zhì)量 (如尺寸和溫度穩(wěn)定性 )、材料、油印的工藝能力和相對的供應(yīng)商都必須有一個(gè)清楚詳細(xì)記錄。例如基板處理的尺寸范圍、貼片精度、絲印精度、回流原理和點(diǎn)膠工藝采用的是什么注射泵等等。 有足夠的了解。 。品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是指如焊點(diǎn)的大小、需要怎么樣的外形等等。 ‘ 陰影效應(yīng) ’ 是由于元件封裝的不潤濕性和溶錫的強(qiáng)大表面張力造成的，為了避免這種問題的產(chǎn)生，焊盤的長度必須有足夠的伸延出元件 體外，越高的元件封裝伸延也應(yīng)越長。注聲這些尺寸都和廠內(nèi)的設(shè)備和調(diào)制能力有一定的關(guān)系，所以設(shè)計(jì)時(shí)必須了解到廠內(nèi)這方面的特性。解決的方法是給予足夠的元件間距，對于 IC 引腳 (一般在離開錫爐的最后引腳上 )可以在焊盤設(shè)計(jì)上加入‘ 吸錫 ’ 或 ‘ 盜錫 ’ 虛焊盤。對于較細(xì)間距的翼形引腳應(yīng)采用較長的吸錫焊盤。對于 J形引腳和間距較寬的 PLCC則無此需要。最常見的是因?yàn)槟z點(diǎn)的高度不夠引起而很多時(shí)候是因?yàn)楣に?(泵技術(shù) )和材料 (黏膠、元件 )的選擇不當(dāng)，以及因基板上焊盤高度將元件托起而引起的。這 ‘ 墊盤 ’ 也可以采用信號布線來代替。什么樣的焊點(diǎn) (大 小、外形 )才算是優(yōu)良的焊點(diǎn)呢？在點(diǎn)廠內(nèi)的品質(zhì)部應(yīng)該配合設(shè)計(jì)和工藝部有一認(rèn)同。這類測試費(fèi)用高、技術(shù)難、所需時(shí)間也長，因此不是每一家工廠都能負(fù)擔(dān)的。比如說矩形元件的焊點(diǎn)，我們要求底部端點(diǎn)最少有一半的面積必須和焊盤焊接 (家電和消費(fèi)產(chǎn)品 )，端點(diǎn)兩側(cè)要有 以上或元件高度的三份一的潤濕面等的最低要求。比如了解到矩形元件兩端延伸方向處是影響 焊點(diǎn)的機(jī)械力，是提供工藝效果有用的檢查點(diǎn)。有例如我們了解到矩形元件各端點(diǎn)兩側(cè)只提供未必需要的額外機(jī)械強(qiáng)度，而它又是決定回流時(shí) ‘ 浮動 ’ 效應(yīng) (引起立碑的成因之一 )時(shí)，我們可以在小元件上放棄這兩鍘的焊盤面積來換取較高的工藝直通率。推算的公式內(nèi)應(yīng)該包含這些因素的考慮。 在焊盤尺寸 X 的考慮上，為了確保端點(diǎn)底部有足夠的焊接面，我們采用了元件范圍中最長的 L 值，加上品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中所需的端點(diǎn)焊點(diǎn) ( 或元件端點(diǎn)高度的1/3)，再加上貼片精度的誤差 (注：有些認(rèn)為回流時(shí)元件會自動對中而不考慮，這種做法不當(dāng)。此外因基板尺寸誤差在制造時(shí)是以只允許大而不可小的指標(biāo)來控制的 (見以上 一章 )，所以基板的誤差可以不加在公式內(nèi)。 對于 D的考慮，為確保有足夠的端點(diǎn)底部焊接面，采用了元件 S的最低值，減去品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中所需焊點(diǎn)大小。用戶也可以采用： D最大值 =S最小值 2X 貼片精度 一般以上的抉擇是看那一個(gè)公差較大而定。一般在設(shè)計(jì) D尺寸時(shí)用以上的公式而不找其最小值 (沒額外的好處 )。但無需考慮最大值，因?yàn)檠由煲韵碌暮副P沒有什么意義。對于小的矩形 (0603 或更小 )可以考慮 此做法。 綠油 (阻焊層 )的考慮 對于綠油無覆蓋框的尺寸考慮，主要是看基板制造商在綠油工藝上的能力 (印刷定位精度和分析度 )而定。一般采用液態(tài)絲印綠油涂布技術(shù)的，約需保留 。最細(xì)的綠油部分，絲印技術(shù)應(yīng)有 而光繪技術(shù)應(yīng)有 。這方面的考慮是要確保檢查 (光學(xué)或目視 )和返修工具和工作所需的空間。 基板設(shè)計(jì)和元件布局 基板設(shè)計(jì)可以從基板如何在自動化設(shè)備中處理開始。以免設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品不適合處理或在處理中會有對質(zhì)量和效率不利的現(xiàn)象。一般設(shè)備的定位針都有兩根，所以定位孔也最小有兩個(gè)。而應(yīng)該是在基準(zhǔn)孔同一方向上延伸式的設(shè)計(jì)。如果基板尺寸是正方形的，那也許得確保四便對稱。 基準(zhǔn)標(biāo)點(diǎn) 基準(zhǔn)標(biāo)點(diǎn)是供自動化設(shè)備做自動對位用的，按精度需求 可采用板基準(zhǔn)(Panel fiducial 或 Global fiducial)、電路基準(zhǔn) (Circuit 或Image fiducial)、或個(gè)別基準(zhǔn) (Local fiducial)。對于尺寸較小、精度要求不高的基板，則最后的個(gè)別基板可以不被采用。所以設(shè)計(jì)時(shí)加以給予考慮。設(shè)備供應(yīng)商常說其設(shè)備可以處理各種各樣的基準(zhǔn)圖形，甚至可采用焊盤圖形。為了做到最好 (準(zhǔn)確和穩(wěn)定 )，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對廠內(nèi)設(shè)備對不同圖形的識別和計(jì)算能力有足夠的了解。 為了達(dá)到最準(zhǔn)確，基準(zhǔn)點(diǎn)的位置最好是在基板的對角上?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量也重要。但如果要處理非線性的補(bǔ)償則必須要有三點(diǎn) (應(yīng)該確保所使用設(shè)備的補(bǔ)償計(jì)算有此功能 )?；鶞?zhǔn)點(diǎn)對基板在設(shè)備中的機(jī)械定位基準(zhǔn)面 (如板邊或定位孔 )不應(yīng)該有相同的距離。這樣能用做錯位時(shí)分辨工作。如果基板采用熱風(fēng)整平技術(shù)的，基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)該設(shè)計(jì)的較大。綠油不可覆蓋基準(zhǔn)點(diǎn)，以免造成反差不良。有一種好的做法是在基準(zhǔn)位置的下方 (基板背后或內(nèi)層 )設(shè)置足夠大小的銅片來增加反差。許多設(shè)計(jì)還是采用板的一角等做為零點(diǎn)。 標(biāo)記 基板的布線和元件布局經(jīng)常會留有空位，這些空位可以用來印刷些有用的資 料。如果有采用條碼標(biāo)記的，應(yīng)該考慮到條碼的大小和位置 (如果是自動化的還得考慮設(shè)備限制 )。在有能力的情況下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該盡量做到以下的布局法： 1. 元件方位的標(biāo)記 (盡量做大同類封裝元件方位一樣 )。 3. 同類封裝元件的距離相等。 拼板的做法很多時(shí)候值得考慮。 2. 對太小的基板提高其可處理性。 4. 對從面回流技術(shù)的板，可以通過正方拼來提高整體生產(chǎn)的效率。如在波峰焊接工藝中，許多 IC的方位對工藝的成功率都有些影響。 接通孔 接通孔在產(chǎn)品的壽命故障上也是主要問題之一，在設(shè)計(jì)上也有些可以照顧到的地方。斷裂的現(xiàn)象常出現(xiàn)在接通孔的內(nèi)壁中間和孔上下面的轉(zhuǎn)彎處。而在轉(zhuǎn)彎處是熱循環(huán)造成 (FR4 基板的垂直溫度膨脹系數(shù)較水平面的要高得多 )。 接通孔的鍍金工藝是否能做得好，除了制造商的工藝能力外，和接通孔的尺寸也很有關(guān)系。所以為了確保較可靠的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)接通孔時(shí)就必須注意到這些。 為禰補(bǔ)這方面的不足，有一個(gè)有效的做法是將接通孔完全充填。 因?yàn)榻油拙哂形a的能力，因此接通孔的位置設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量避免太靠近焊盤和看不見的元件封裝底部。所以在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)不得不小心加以考慮。尤其是在 ICT(在線測試 )上使用的特多。如果加上壓力的分布不均等問題，是有可能給測試中的產(chǎn)品造成內(nèi)在的破壞，縮短其服務(wù)壽命。 雖然占用在方，但應(yīng)該盡 量采用個(gè)別的測試點(diǎn)而不是采用元件焊盤或元件引腳做為測試點(diǎn)。 測試點(diǎn)的大小應(yīng)看治具和探針的精度而定，采用壓縮距離較短的探針有利于精度的提升。由于探測點(diǎn)都不能有綠油覆蓋，要注意他們對鄰近焊盤的影響。 設(shè)計(jì)文件檔案 一個(gè)產(chǎn)品開發(fā)出來后 ，有一套隨著而生的重要文件檔案。如線路圖、 Gerber檔案、物料清單、組裝文件等等。這些曾被忽略的文件檔案，在目前的先進(jìn)管理上是不可不利用他們的。分別為： 1. 元件組裝資料檔案； 2. 基板材料和工藝規(guī)范； ； 4. 工藝規(guī)范； 5. 品質(zhì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。 合格供應(yīng)商管理檔案中，也應(yīng)該包括了四個(gè)重要的組成部分； 1. 和用戶本身有關(guān)的所有元件封裝和組裝上的初步資料； 2. 經(jīng)過鑒定的合格封裝詳細(xì)資料； 3. 供應(yīng)商的能力的評估記錄； 4. 合作和獨(dú)立的改進(jìn)計(jì)劃和進(jìn)展記錄 (包括管理和技術(shù)、質(zhì)量等全面的 )，元件未來發(fā)展計(jì)劃。由于市面上元件的標(biāo)準(zhǔn)化還缺乏完整性。其更正成本和時(shí)間往往相當(dāng)可觀。其一是元件的詳細(xì)封裝資料 (如尺寸和溫度時(shí)間限制等 )和優(yōu)選的供應(yīng)商清單。 在競爭日趨激烈的情況下，目前許多工廠都較重視產(chǎn)品的推出時(shí)間性。而這種做法的效益，在相當(dāng)大的程度上有賴于信息的準(zhǔn)確性和及時(shí)溝通。電腦網(wǎng)絡(luò)化可以帶給我們許多好處，如減少重復(fù)的修改和輸入工作，也因此節(jié)省時(shí)間而較能及時(shí)化，也同時(shí)減少輸入量犯錯的機(jī)會，有可以通過電腦軟件進(jìn)行有效的控制和利用電腦的許多計(jì)算和處