产品设计制造性评估要求

产品设计制造性评估要求,Prepareby:PD吴健Date:2017/11/17,根据业界常规生产设备之条件限制、不良品发生等原因，总结如下以作为RD工程師摆放零件之参考，达到设备效率最大化和降低制程不良率。基于工业4.0，特殊元、器件需用非标设备等制造组装的，根据实际情况另行定义。,前言,目录,一.AId1=先插入元件的引脚直径;2、以上所有的计算值都需加0.2mm的余量,一、AI&MI插件设计标准,(2)、立式及卧式元件插件距离要求,立式零件与卧式零件（贴片零件）的插入间隙要求：,1、垂直方向,2、平行方向,L3.2+d/2(机械要求)或L(1.5+Dd)/2(零件间距)取最大值说明：1、d=卧式元件本体直径；2、D=立式元件本体直径；3、双面板则d为贴片零件的直径；,L11.1+d/2或L1(0.4+D+d)/2L2d+0.2或L2(0.4+D+d)/2说明：1、d=卧式元件本体直径；2、D=立式元件本体直径；,一、AI&MI插件设计标准,(2)、立式及卧式元件插件距离要求,立式零件在PCB板上的分布顺序应避免同一方向零件在PCB上高度：低-高-低-高方式设计，電解电容统一方向設計。作用：（1）减少插入不良（2）以利作业及作业员检验,立式点位跨距选用优先级：（1）POWER板立式元件尽量选用5.0mm跨距的点位；（2）尽量不选用2.5mm跨距与5.0mm跨距混打，在2.5mm与5.0mm同时存在时优先统一为2.5mm跨距。,作用：提升插入率，减少机器磨损,一、AI&MI插件设计标准,(2)、立式及卧式元件插件距离要求,立式零件与立式零件的插入间隙要求：,1、同一水平线,1、H1H2：P(0.4+D1+D2)/22、H1H2,且D16.0mm：PD2/2+3.38（D1、D2为零件本体直径，H1为D1的高度，H2为D2的高度）,P3.3(元件边对边),2、平行方向,一、AI&MI插件设计标准,(2)、立式及卧式元件插件距离要求,3、垂直方向（圆柱形立式元件与瓷片形立式元件）,立式零件与立式零件的插入间隙要求：,4、垂直方向（瓷片形立式元件与瓷片形立式元件）,L11.95+T/2L21.95+D/2说明：D=圆柱形立式元件本体直径T=磁片形立式元件本体直径,(3)、元件安全距离要求,一、AI&MI插件设计标准,Inverter高压电容Layout铜箔与低压铜箔距离5mm.(此要求包含高压铜箔与铁盘，各种低压零件)，在高压区域须标示高压警告标示,初级与次级的铜箔距离5mm,(3)、元件安全距离要求,一、AI&MI插件设计标准,双层板/单面板要求电解电容于布线时，在不影响电气特性的情况下，请务必统一方向设计（若无法统一时,则控制在两个方向，上下或左右分同一個方向），以利作业及作业员检验。,AI零件弯脚方向1.5mm范围内不能有贴片零件,散热片及发热元件：1.不得直接背在晶体本体上而不另行固定；2.锁附晶体的螺丝末端不得与周边零件相碰干涉。,(3)、元件安全距离要求,一、AI&MI插件设计标准,对任何MI元件，在其元件本体四周0.5mm的范围内不可有其它元件。,发热元件（热敏电阻、电晶体、高架电阻、导热之散热片及其螺丝视为热源的一部份）与所有电解电容本体(含受热造成变异之所有元件)之间距离3mm，防止发热元件影响周边元件（如电解电容溶液被烤干）,避免各类线材(裕度大于5mm)/塑胶件(高度裕度大于3mm)与高压、高温、大电流、高频元器件直接接触或靠近,(3)、元件安全距离要求,一、AI&MI插件设计标准,针对玻璃纤维材料的双层、四层PC电路板，所有线路距V-CUT边的距离须大于等于0.75mm，以防止分板机将线路切断。,板边电容、电感等易碎元件，於板边时必须平行与V-CUT设计，以防止分板应力造成元件损伤,(3)、元件安全距离要求,一、AI&MI插件设计标准,PCB板标签或二维码位置标准化：需区分Auto与MILabel位置，建议在Label框内增加“Auto”和“MI”字样已示区分,电解电容插件后PCB上无法辨识极性,PC板上点位的标示和极性元件的辨识方向符号与实际的元件和作业方式要相符並且清楚。DIP元件，插件后不会被元件的本体遮住。,(3)、元件安全距离要求,一、AI&MI插件设计标准,PCB板上L/N位置及白色插座Pin标示标准化,RD标准化设计：将PCB板上二极管本体标示框统一打在正极方向。,(3)、元件安全距离要求,卧式电容,打弯处脚内围开始计算，离本体之间距不可小于2.5+/-0.5mm，否则元件有內伤隐患。,Powerboard上整流桥引脚间可能存在温湿实验中由于绝缘阻抗降低而导致打火现象，可考虑全部开槽，以避免於高温高湿状况下产生打火。,一、AI&MI插件设计标准,(3)、元件安全距离要求,红胶制程Layout时应考虑元件排列，不可设计成凹字形，波峰时易造成阴影效应导致空焊（右图上）,造成阴影效应(SMD元件本体高度大于1.3mm)之贴片元件，保证贴片元件与过锡方向垂直(单面板玻璃二极体除外)，以保证两边焊盘同时吃锡，消除阴影效应（右图下）,红胶工艺制程,一、AI&MI插件设计标准,(1)、PCB板边、尺寸、MARK点要求,SMT可生产PCB尺寸要求（如右图）依据SMT车间设备参数而定：但最小极限尺寸：X方向：50mmY方向：50mm最大极限尺寸：X、Y方向：依设备参数Remark：当所生产的PCB尺寸小于可生产的最小尺寸时，必须采用拼板方式或加治具方式。,二、SMT贴片设计标准,PC板的边缘由于机构要求挖缺口时，须在该边缘加板边，防止PC板贴片时机器对MARK点误判停机处理。,PCB板边即工艺边宽度mm（如右图上），即3mm内不能有元件设置，PCB板边要求平整，尽量不要有缺口，以便于PCB板在机器上自动运输和定位MARK点设计要求：所有PCB上必须有Mark点，且Mark点的设计必须符合相关SPEC(如右图下),(1)、PCB板边、尺寸、MARK点要求,二、SMT贴片设计标准,(1)、PCB板边、尺寸、MARK点要求,二、SMT贴片设计标准,MARK点形状要求：Mark点的标记点为实心圆；一个完整的Mark点包括：标记点和背景区域；不符要求将造成机器无法识别（如右图上）；尺寸精度：Mark点中心标记点的直径要求统一为1.0mm；Mark点中心标记点的允许公差范围为直径的10，即直径为1.00.1mm；特别强调同一板号PCB的Mark点大小必须一致（即使是不同厂家生产的）（如右图下）。,完整的组成,MARK点背景区,(1)、PCB板边、尺寸、MARK点要求,二、SMT贴片设计标准,MARK背景区：增加光学对比度，便于设备精确识别Mark点。空旷区圆半径R2r时,机器才能正常识别Mark点,当R=3r时，机器识别效果更好（如右图上）。位置：、Mark点位于单板或组合板的最长对角线上（必须成对出现，才能使用）；、Mark点作不对称分布，即到板边的距离应不同（便于SMT设备识别PCB进板方向，防呆作用）；、为保证贴装精度，SMT要求单板内必须有一对符合设计要求的Mark点，即必须有单板Mark（如右图下)；、拼板时，每一单板的Mark点相对位置必须一样。不能因为任何原因而挪动拼板中任一单板上Mark点的位置，而导致各单板Mark点位置不同；5、双面贴片制程PCB,正反面Mark位置要完全错开,不能交叉或重叠,避免因颜色差异造成光学对比度不同,进而影响机器识别和防止PCB投反面。,(1)、PCB板边、尺寸、MARK点要求,二、SMT贴片设计标准,MARK边缘至板边距离：MARK点中心距离最近板边的距离mm（如右图上)。材料：Mark点中心标记点可以是裸铜、由清澈的防氧化涂层保护的裸铜、镀镍或镀锡、或焊锡涂层。阻焊层不得覆盖Mark点。平整度：Mark点中心标记点的表面平整度应该在15微米之内。对比度：当Mark点中心标记点与背景区出现高对比度时可达到最佳的性能；同一块板上，Mark点亮度、颜色必须一致（实际生产中，要求同一批次号PCB，Mark点亮度、颜色必须一致）。,(1)、PCB板边、尺寸、MARK点要求,二、SMT贴片设计标准,PCB板材要求：(1)、板材的选用应和制程相对应：用于双面回流焊锡膏制程的PCB板（双面皆有SMT贴片元件），禁止使用纸基板材；用于单面制程的PCB板，禁止使用纸基板生产无铅锡膏制程，但可使用红胶工艺制程；(2)、PCB板弯曲与翘曲度要求（如右图）(3)、PCB厚度要求PCB板厚度一般要求在0.5-3.0mm范围内，更薄的板需采用治具生产。(4)、切割边要求PCB边缘须切割平整且无毛刺；,(2)、焊盘设计要求,二、SMT贴片设计标准,焊盘距板边距离要求：PCB板上所有需要上锡的贴片元件、手插元件、测试点等的焊盘，至“轨道边”距离应大于5.0mm。如果不符合以上要求则应在机器的夹持处追加工艺边，工艺边的尺寸须使板上所有印刷锡膏的焊盘距“轨道边”达到5.0mm以上。（如右图）；螺絲孔焊盘边缘距离PCB板边(轨道边)为3.5mm。,二、SMT贴片设计标准,(2)、焊盘设计要求,阻焊膜涂覆要求：PCB板上焊盘以外的区域（尤其是QFP、QFN等细间距引脚焊盘间）须涂覆阻焊膜QFP、QFN等翼形细间距引脚焊盘之间若无涂覆阻焊膜易造成短路等品质不良。,二、SMT贴片设计标准,(2)、焊盘设计要求,料与焊盘的匹配关系：元件与焊盘尺寸参数须相匹配。焊盘间距或焊盘大小等与元件不匹配，易造成焊接不良、辅料成本浪费等。（如右图为目前易出现的几种典型现象）,卡耳沾锡拉不开,二、SMT贴片设计标准,(2)、焊盘设计要求,料与焊盘的匹配关系：元件两边焊盘须匹配且相同的焊盘大小须一致。元件两边焊盘不对称，或局部某些焊盘过长、过宽，易产生焊接不良；特别是无铅OSP板，炉后还会产生漏铜。（如右图),SOP两边焊盘不对称，大小不一致,二、SMT贴片设计标准,焊盘布线之间要求：两电气短接的焊盘直接相连或阻焊膜太窄，易产生焊接不良，困扰产线作业。引线与Chip、IC焊盘的连接（如：右图1)。对于Pitch值0.5mm的IC引脚焊盘,SMT要求线路不能从焊盘侧面引出,必须从引脚焊盘前/后端引出,否则将导致锡少、空焊不良；对于Pitch值0.5mm的IC引脚焊盘,亦推荐走线标准化；Chip、IC焊盘走线可参照右图2。若从引脚侧面走线,线路同焊盘连接处常会多出一块裸铜,回流过程中此处发生聚锡,使焊盘上的锡膏减少而导致引脚空焊。,(2)、焊盘设计要求,二、SMT贴片设计标准,焊盘走线之间要求：对于pitch0.5的细间距引脚焊盘，SMT要求引脚线路宽度不得大于Pad宽度。（此标准仅针对锡膏工艺制程）（如右图引脚线路大于焊盘）IC引脚线路不能重侧面走线,易造成少锡、空焊不良。线路大于PAD宽度，会造成实际PCB板焊盘偏大，间距变小，造成引脚少锡、空焊或桥接不良,(2)、焊盘设计要求,二、SMT贴片设计标准,丝印标识：位号标示须正确，元件无位号标识或位号标识不清晰，甚至位号标识错误，会造成作业困扰。正确和错误的元件标示如右图。每个元件的焊盘旁边须有正确清楚的点位标示保证产线可以正常作业（细密度板可采用图纸标识，如手机板等）。,(2)、焊盘设计要求,二、SMT贴片设计标准,极性元件在图档和实物板上须有方向标识：有方向或有极性的元件在PCB上必须有方向标识，且强调在元件贴装后仍能清晰辨认其方向，以便炉后检验人员及AOI检验其方向（如右图），否则将造成产线作业困难，增加返修率。,元件极性标示,(2)、焊盘设计要求,二、SMT贴片设计标准,(2)、焊盘设计要求,导通孔设计要求：导通孔距焊盘距离应达到要求，导通孔与焊盘需相互独立，不能影响焊点，推荐导通孔距焊盘距离应达到0.635mm以上；若两者距离太近，焊锡会流入孔中而引起焊盘少锡（如右图上）。除IC底部的接地焊盘外,其它焊盘特别是小焊盘上，不允许有过孔（如右图下）。,NG,二、SMT贴片设计标准,(2)、焊盘设计要求,元件与焊盘规格匹配性：元件与焊盘的规格必须相匹配，0603规格的元件贴在0805规格的焊盘上或0805规格的元件贴在0603规格的焊盘上，易造成焊接不良（如右图）。,二、SMT贴片设计标准,(2)、焊盘设计要求,测试点设计要求：测试点中心到元件焊盘的中心是否达到要求元件焊盘到测试点中心最小距离（mm)为：1.016+25%的元件焊盘宽度（为考虑元件的错位），若距离太小，有可能造成测试点和焊盘间短路（如右图）,过波峰焊后与焊盘连锡,二、SMT贴片设计标准,(3)、元件密度设计要求,目前各电子产品均朝小巧、精致方向发展，为了提高制造效率，降低材料等成本，各公司对RD提出了更高要求。业界电源产品平均密度1.8颗/c左右,较好的设计达2.5颗/c以上，手机行业突破了20颗/c，平均在10颗/c以上。目前业界尚无具体标准，相关数据正在收集同行业比较后得出最合理的建议。,二、SMT贴片设计标准,(4)、元件安全距离要求,Layout设计须保证各元件的焊盘之间满足最小的间距要求：各元件焊盘之间的间距太窄，则易造成短路等焊接不良（如本页图表）。但对于更小器件（如01005或03015）在手机板上的应用，元件之间间距业界已做到了0.1mm左右,二、SMT贴片设计标准,(4)、元件安全距离要求,QFN元件下方的裸铜开窗规格為1.47mm,IC下方的散热焊盘太大，与IC引脚距离过小。绿油未完全封堵散热孔，波峰焊时温度高，导致锡膏发生二次融化，产生锡珠，造成短路。,IC外觀尺寸小於等於10mm時的標準：此类IC散热焊盘与引脚焊盘的距离为0.7mm,PCBPAD直径必須大於贴膜按键直径1mm,應避免异物进入按键内部导致按键失效。,二、SMT贴片设计标准,大元器件周围要满足一定的