PCB设计中一些考虑因素

第卷第期年月

电子元器件主用

设计中一些考虑因素刘

哲贾忠中,

,

中兴通讯股份有限公司广东摘要从整机角度出发提出电子产品、、、、

深、

,

设计过程中对基材元器件的要求并对设计过程。

,

中的热焊盘焊点质量阻焊测试等进行了分析关键词基材阻焊焊盘封装

,

印

,

,

,

,

,

,

,

,

,

中图分类号

文献标识码

文章编号

一

一

一

引言对现代电子产品整机来讲。,,

产生的电冲击等这些变化是影响电子产品寿命的主其,

,

设计受到许、、

要根源之一所以在设计时应重点考虑

,

。

多因素的约束一般来讲设计越合理其制造测试可靠性就越优越了在、

基板的作用,

,

除了提供组装所需的架构外也提。

,

。

本文从、

设计的角度出发分析,

,

供电源和电信号所需的联接和散热的功能所以对于一个好的基板要求它有以下的功能足够的机械强度耐扭曲振动和撞击等能承受组装工艺中的热冲击足够的平整度以适应自动化的组装工艺、

设计过程中对基材和元器件的要求。

并从

其热设计焊盘设计

布局布线和测试等方面系

统分析了这些因素的影响

基板和元器件的选择基板选择选择适当的材料是电子产品设计工作中的重要组成部分。,

能承受多次的返修焊接工作

适合

的制造工艺、

良好的电气性能如阻抗介质常数等

。

基材的选择必须考虑到其寿命和可制造、

耐潮湿性能、

。

性许多设计人员只注重元件的电气性能供货能力和成本这样的做法是不全面的。

在基板材料的选择工作上可以列出所有产品性能参数如耐湿性布线密度信号频率或速度等和材料性能参数如表面电阻热导温度膨胀系数等的关系作为设计选择时的考虑用目前较常用的基板材料有、、

,

在电子产品中所用,

、

、

的基材都对温度有一定的敏感性而在单板的组装过

,

。

程中有时又必须经过不止一次的高温冲击,

。

因此元

,

、

,

、

件和基材性质是否会变化元件原有的寿命是否会缩短等诸如此类的问题都是需要加以考虑的在电子产。

、

和

等数种是在

。

是低成本的酚的特性和,

品的使用寿命周期内,

,

产品本身也会经历

一些热变、、

醛树脂其余的为环氧树脂近但有阻燃性,

,

接

化如环境温度的变化产品本身电源的接通切断和收稿日期一一

的基础上提高了其机和

械性能、

较

的各方面特性都较强尤其是防

潮机械性能和电介质方面功叨叨

接近不过有。艺

,

第

卷第期年月

电子元器件主用

较好的温度稳定性,

最为常用。

,

性能也接近于则

的

。

可以说是在,

的基础上加上了阻燃性,

元器件选择

是在口

基础上加了阻燃性目前

从成本和性能质量方面

对元件的选择一般考虑最少有以下几方面电气性能

,

整体考虑口口。

最适用一般批量生产的电子产

占地效率三维为了解决基板材料和元件之间温度膨胀系数匹,

配的问题普遍采用一种金属层夹板技术

。

在基板的,

成本和供应元件可靠性和使用环境条件和设计规范的吻合

内层夹有铜或另一种金属号合金或钥用这种技术,,

常用的为殷钢也有的用。

这中间层可用做电源和接地板、

采

基板的机械性能导热性能和温度稳定。

适合厂内的工艺和设备规范可组装性可测试性包括目视检查、、

性都可以得到改善属比例的控制,

最有用的是通过对铜和殷钢金,,

,

可返修

基板的温度膨胀系数可以得到控制

性能否获取与制造相关的详细资料形尺寸引脚材料工艺温度限制等,,、、

使其和采用的元件有较好的匹配

以增加产品的寿

如元件外。

。

命

。

在整个

技术应用中

,

基板技术可以算是较

在可制造性上元件的选择始于对封装的了解

落后的,

。

从目前的用户要求和基板发展商方面了解更细的引线和间距工艺层加技术己开始成

元件的封装种类繁多也各有各的优缺点人员、

。

作为设计

,

到今后基板技术的发展方向为

对这些封装应有一定的认识才有能力在可选即适合高质量高效率的生,

,

择的范围内做出最优化

熟更大和更厚用于更多层基扳减少温度膨胀系数新的材料或夹板技术更好的热传导性能散热更好的尺寸和温度稳定性可控制基板阻抗目前也在研究通过辐射

产

最适当的选择

。

要做出合理的选择设计人员应,

该要有最基础的知识

比如去了解元件封装的

目的,

,

如果了解到封装的目的之一是提供散热那在设计时自然会考虑到不同封装的散热性能的引脚材料后,

。

了解到散热和。

便自然而然地会考虑到是否需要,

采用铜而放弃

号合金的引脚之类的问题。

对于元件封装和组装工艺相关的问题已不只是,

氧化保护工艺的改革锡铅成份改变即无铅

工艺或生产工程师的事了设计人员和元器件供应商也应该有所了解,

。

化

。

比如在爆米花效应

“

”

一

这些发展趋势意味着基板技术有可能在将来有,

因元件吸湿而在回流过程中爆裂的现象的考虑的底部浮起高度的考虑市面上有不,

较大的改革

。

设计师应留意这方面的动向,,

。

上又如对

。

在基板技术的可制造性上绿油阻焊层的应用是其中的一个重点,

太统一的规范设计人员应该了解到不同高度指标对厂内现有的工艺和设备将会造成什么问题如当产品。

一般,

用户很少去了解基板,

制造商对绿油材料的选择和应用也缺乏这方面的知

设计较大厂内工艺采用清洗工艺时元件选择上就应该规定较高的元件、

,

,

。

识所使用绿油的化学特性必须能符合基板的组装工艺返修点胶固化油印等,、、

,

也必须能兼容或接受,

元件的引脚端点也是考虑因素之一

。

目前

组装工艺上所采用的一切化学材料如助焊剂和清洗剂等这方面的资料应向基板供应商索取、

中有较常用的无引脚端点少用的扁平引脚和,

形引脚。

、

翼型引脚和较,

。

在需要时。,

形引脚几种无引脚端点元件的

可以要求基板或绿油助焊剂供应商协助试验分析

优点是体形小结构坚固没引脚损坏的可能引脚的寿命短焊点的相对稳定性较差优点是产品的组装高度较低护。,,

便于

在

组装工艺上常见的绿油相关问题不少,

进行目视焊点检查缺点是在温度系数失配下较其他,

如绿油太厚造成锡膏印刷工艺控制困难绿油在基板制造时固化不良而漏气形成焊点气孔或裂开腐蚀开始和应力集中,,,

。

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