PCBA的可制造性设计,不仅要解决可制造的问题,还要解决低成本、高质量的制造问题.而"可制造"与"低成本、高质量"目标的达成,不仅取决于设计,也取决于制造,但更取决于设计与制造的协调与统一,也就是"一体化"的设计.认识这一点非常重要,是做好PCBA可制造性设计的基础.只有认识到这一点,我们才能够系统地、全面地掌握PCBA可制造性设计.
在大多数的SMT讨论中,谈到可制造性设计,基本上就是光学定位符号设计、传送边设计、组装方式设计、间距设计、焊盘设计等等,这些都是一些设计"要素",但核心是如何将这些要素"协调与统一"起来.如果不清楚这点,即使所有的设计都符合要求,也不会收到预期的效果.
在PCBA的可制造性设计中,一般先根据硬件设计材料明细表(BOM)的元器件数量与封装确定PCBA的组装方式,即元器件在PCBA正反面的元器件布局,它决定了组装时的工艺路径,因此也称工艺路径设计;然后,根据每个装配面采用的焊接工艺方法进行元器件布局;最后根据封装与工艺方法确定元器件之间的间距和钢网厚度与开窗图形设计.
1.封装是可制造性设计的依据和出发点
从上图可以看到,封装是可制造性设计的依据与出发点.不论工艺路径、元器件布局,还是焊盘、元器件间距、钢网开窗,都是围绕着封装来进行的,它是联系设计要素的桥梁.
2.焊接方法决定元器件的布局
每种焊接方法对元器件的布局都有自己的要求,比如,波峰焊接片式元件,要求其长方向与PCB波峰焊接时的传送方向相垂直,间距大于相邻元件比较高的那个元件的髙度.
3.封装决定焊盘与钢网开窗的匹配性
封装的工艺特性,决定需要的焊膏量以及分布.封装、焊盘与钢网三者是相互关联和影响的,焊盘与引脚结构决定了焊点的形貌,也决定了吸附熔融焊料的能力.钢网开窗与厚度设计决定了焊膏的印刷量,在进行焊盘设计时必须联想到钢网的开窗与封装的需求.
4.可制造性设计与SMT工艺决定制造的良率
可制造性设计为高质量的制造提供前提条件和固有工艺能力(Cpk),这也是质量管理课程中提到"设计决定质量"的理由之一.
这些观点或逻辑关系是可制造性设计内在联系的体现,在可制造性设计时必须记住这些观点,以便以"一体化"的思想进行可制造性的设计.
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