元器件成形工艺设计规范(A0)

1、 元器件成形工艺设计规范Rev.: A0 文件编号: 发行日期: 版权属于麦格米特, 禁止任何未经授权的使用。The copyright belongs to Megmeet. Any unauthorized use is prohibited. NO.制定 / 修订 履历表日 期修订人版本/次1新拟制2011-7-8A02345678910目 录1.目 的42.适用范围43.引用/参考标准或资料44.名词解释45.规范简介46.规范内容56.1 引线折弯56.1.1 变向折弯56.1.2 无变向折弯56.2 引线折弯的参数66.2.1 封装保护距离d66.2.2 折弯内径R76.2.3 折

2、弯角度76.2.4 偏心距V76.2.5 K值86.2.6 关于元器件引线材质及反复折弯87. 元器件成形.10 7.1 轴向元器件的成形.10 7.2 卧装成形类型.11 7.3 立装成形类型.12 7.4 径向元器件的成形.13 7.5 功率半导体元器件的成形.158. 引线折弯的操作.17 8.1 手工折弯.16 8.2 使用卡具折弯.17 附录 （规范性附录）成形标准.211. 目 的规范通孔安装元器件的成形工艺设计及成形加工工艺，规定元器件成形的相关参数，保障元器件的性能，进一步提高作业生产率、良品率，降低因成形而产生的损耗，降低产品成本，以及提高产品可靠性，改善物流状况，降低物流成

3、本，提高物料的通用性。2. 适用范围本规范适用于麦格米特公司的通孔安装元器件成形工艺设计，以及封装图形设计，适用但不限于PCBA工艺设计，元器件成形卡具设计，单板工艺审查等活动。本规范之前的相关标准、规范的内容如与本规范的规定相抵触的，以本规范为准。本规范由麦格米特公司工艺工程部主管或其授权人员，负责解释、修订、维护。3. 引用/参考标准或资料下列标准、规范包含的条文，通过在本规范中引用而构成本规范的条文。在标准、规范出版时，所示版本均为有效。所有标准、规范都会被修订，使用本规范的各方应探讨使用下列标准、规范最新版本的可能性。IPC-A-610E 电子组装件的验收条件（Acceptabilit

4、y of Electronic Assemblies）IPC2221 印刷电路板设计通用标准（Generic Standard on Printed Board design）IEC 60194 印制板设计、制造与组装术语与定义功率半导体器件生产厂家说明资料 4. 名词解释元器件引线（Component/Device Lead）：从元器件延伸出的用于机械和/或电气连接的单根或绞合金属线，或成型导线。元器件引脚（Component/Device Pin）：不损坏就难以成形的元器件引线。通孔安装：利用元器件引线穿过支撑基板上孔与导体图形作电气连接和机械固定。引线折弯：为使元器件便于在印制板上安装固

5、定或消除应力，人为在元器件引线施加外力，使之产生的永久形变。封装保护距离：安装在镀通孔中的组件，从器件的本体、球状连接部分或引线焊接部分到器件引线折弯处的距离，至少相当于一个引线的直径或厚度或0.8mm中的较大者。变向折弯：引线折弯后，引线的伸展方向改变了，通常是90。无变向折弯： 引线折弯后，引线的伸展方向没有发生改变。抬高距离：安装于印制板上的元器件本体到板面的垂直距离。5. 规范简介在电子装联设计、生产过程中，为了满足生产效率、装联可靠性，以及装联密度等要求，需要对一些元器件引线进行预成形。本规范基于实际应用，参考行业标准，并结合部分重要的元器件供应商的器件资料，从设计的角度，规定了各种

6、可成形元器件的引线材质、成形种类、形式、关键参数，以及操作的基本要求等，用以规范、指导工艺设计和生产，同时也可用于器件的工艺审核等活动。 6. 规范内容6.1 引线折弯按照元器件的引线截面图形划分，通常有圆形（直径D）和矩形（厚度T）两种引线。阻容组件一般为圆柱形引线，而半导体元器件一般为四棱柱形引线。6.1.1 变向折弯下ET-1a图描述了变向折弯的引线的特征参数。折弯内径R，折弯角度。ET-1a6.1.2 无变向折弯6.1.2.1 打Z折弯图ET-1b描述了无变向折弯的引线的特征参数。折弯内径R，折弯角度，偏心距V。在本规范中叫做打Z成形。有2个折弯内径R及折弯角度。ET-1b6.1.2.

7、2 打K折弯在图ET-1c中，描述了一种特殊的折弯方式，即偏心距V0。通常是为了保障引线插装到装配孔后，元器件可以抬高以消除应力，或起支撑作用，或满足散热要求的一种折弯方式。这种折弯方式就是我们常说的“打K”或“折弯”。K值的大小一般与引线的直径D和厚度T有关，同时还与折弯的模具有关，在表EE-1中给出了常见的K值。ET-1c注意：引线打K时，通常要求凸起部分一般不能超出元器件的丝印最大外框（Placement层），同时要保障引线间距满足电气间隙的要求，对于实在无法满足的在试验验证没有问题后才可以超出元器件的丝印外框。6.2 引线折弯的参数6.2.1 封装保护距离d“安装在镀通孔中的组件，从器

8、件的本体、球状连接部分或引线焊接部分到器件引线折弯处的距离，至少d1mm（可依器件各项要求适当调整）。通常出于保护元器件的内部结构与方便机械加工。需要注意的是，元器件“本体、球状连接部分或引线焊接部分”一定要参考元器件供应商提供的几何尺寸的最大外形，包括涂层在内。同时，封装保护距离范围内的引线其延伸方向禁止被改变。下图ET-2ac展示了3种典型元器件的封装保护距离的具体测量方式。图ET-2a图ET-2b图ET-2c下表EE-1列出了普通轴向和径向元器件，功率半导体元器件的封装保护距离的最小值。表EE-1：引线的直径D或者厚度T封装保护距离最小值d 电阻玻璃二极管，塑封二极管，陶瓷封装电阻、电容

9、, 金属膜电容 电解电容功率半导体器件封装类型TO-220 及以下TO-247及以上D（T）0.8mm1.0mm1.5mm 2.0mm 3.0mm 3.0mm0.8mmD（T）1.2mm2.0mm2.0mm 3.0mm/1.2mmD（T）3mm3mm/6.2.2 折弯内径R根据引线直径D（圆柱形引线）和厚度T（四棱柱形引线）的不同，元器件引线内侧的折弯半径R的值参考下表EE-2。表EE-2：引线的直径D或者厚度T引线内侧的折弯半径R（优选值）D（T）0.8mm不小于D或者T（优选值1.0mm）0.8mmD（T）1.2mm不小于1.5直径D或者厚度T（优选值1.5mm，2.0mm）1.2mmD（

10、T）不小于2.0直径D或者厚度T（优选值2.5mm，3.0mm）由于是内径，那么元器件引线的相对外径就是RD（T）。6.2.3 折弯角度折弯角度是本次引线折弯后折弯部分的引线与原来未折弯部分引线的夹角，通常该角度大于等于90小于180。折弯角度的优选值参考下表EE-3。表EE-3：折弯类型折弯角度（公差3）优选值变向折弯90非变向折弯120，135，1506.2.4 偏心距V对于存在特殊装配关系或者电气绝缘的元器件，例如某些功率元器件装配了散热器，通常使用非变向折弯引线以消除应力，根据引线的直径D或者厚度T的不同，偏心距的选择也有不同的要求。表EE-4：引线的直径D或者厚度T偏心距V优选值D（

11、T）0.8mm不小于D或者T（优选值1.0，2.0，3.0mm）0.8mmD（T）1.2mm2.0mm，3.0mm1.2mmD（T）3.0mm，4.0mm6.2.5 K值需要明确的是，K是一个高度值，它不仅跟引线直径D或厚度T有关，还受到折弯内径R和模具的影响，这里提供的是一个经验数据。手工打K和自动化打K的尺寸有较大的差异，设计时应该考虑其差异。表EE-5：引线的直径D或者厚度TK值（MAX）优选值D（T）0.8mm3mm0.8mmD（T）1.2mm3mm1.2mmD（T）4.0mm其它折弯还包括环形折弯、驼峰折弯等，由于其折弯方式复杂，本规范不推荐选择。6.2.6 关于元器件引线材质及反复

12、折弯原则上只有纯铜（99.99%铜）及铜合金材质的引线允许折弯，对于其它材质的引线需要通过试验验证满足相关要求后才明确是否可以折弯。由于元器件引线材质及几何外形的差异，元器件引线一般不应该反复折弯。对于小批量验证或者制成板返修的项目，个别元器件可以以反复折弯。对于电阻，二极管等圆柱形引线最多反复折弯次数不超过3次，对于四棱柱形引线的功率半导体器件等最多反复折弯次数不能超过2次。对于四棱柱形引线，其折弯面必须是其四个围成四棱柱中较大的两个面。绝对禁止折弯面是较小的两个面。ET-2d折弯面的选择7 元器件成形7.1 轴向元器件的成形通常按照在板面的装配方式不同，可以分为卧装成形、立装成形两种；如果

13、没有特殊说明，以卧式水平安装在电路板上的具有轴向引线的元件的主体（包括末端的铅封或焊接）必须大体上处于两个安装孔的中间位置。如下图所示，尽量满足XY0.5mm。ET-3a XY7.2 卧装成形类型通常有2种形式的卧装成形，它包括卧装贴板（图ET-3b），卧装抬高（图ET-3d）如下图所示，尽量满足d1mm。ET-3b卧装贴板成形，引线变向折弯角度90ET-3d变向折弯及打K引线的卧装抬高成形成形关键点：R，K，d，h（抬高距离）；明确贴板成形的（图ET-3b），最大抬高距离不大于0.5mm；明确需要抬高成形的，最小抬高距离不小于1.5mm；通过控制打K（或者辅助支撑材料）的位置，可以控制元器件

14、本体距离板面的距离h。适用元器件：对于非金属外壳封装且无散热要求（功率小于1W）的二极管、电阻等可以采用ET-3b的卧装贴板成形方式；对于金属外壳封装或有散热要求（功率大于等于1W）的二极管、电阻，必须抬高成形。应用特点：适合板面上2维空间（板面X/Y方向）较大，而且还有一定的空间高度；抬高成形的元器件，如果单个引线承受重量大于5.0g，必须使用其它固定材料固定或支撑元器件，以防止元器件受震动冲击而损坏；7.3 立装成形类型按照元器件本体下部引线的成形方式不同，可以划分为不折弯、打K成形和打Z成形。ET-3f本体下引线不折弯ET-3g本体下引线打Z折弯ET-3h本体下引线打K折弯成形关键点：R

15、，d，K，Z，h；对于无极性的元器件，要求其标识从上至下读取。有极性的元器件，要求其可见的极性标识在顶部，以便于查检；通过控制打K或Z的位置可以控制元器件本体距离板面的距离；可以通过组件顶部2个折弯位置的距离来控制引线插件的距离。适用元器件：二极管、电阻、保险管等等。应用特点：如果单个引线承受重量大于5.0g，必须使用其它固定材料固定或支撑元器件，以防止元器件受震动冲击而损坏；除非使用或者借助辅助材料保障抬高和支撑（例如：瓷柱或磁珠），否则不推荐图片ET-3f所示的本体下部引线不折弯。如果不折弯本体下部引线，则要求元器件必须垂直板面（或倾斜角度满足相关要求） ;对于功率大于2W以上的电阻，由于

16、打K成形而造成引线长度不足的，在设计时需要注意本体顶部的伸出引线需要勾焊加长，以满足插件要求；对于有引线的保险管，要注意引线与本体底部的金属部分不能短路，可以使用辅料，如直径1.5mm的套管，保护引线不与本体的下端的端子短路；在板面上2维空间（板面X/Y方向）占用空间较小，高度有要求；7.4 径向元器件的成形通常按照在板面的装配方式不同，可以分为卧装成形、立装成形两种。7.4.1 立装成形为了防止元器件的封装材料插入焊孔而影响透锡，立装元器件的引线一般需要打K成形。通常我公司来料的电容已经预成形引线了，对于没有成形的，参考以下成形方式，禁止打Z成形。ET-3i径向元器件立装成形关键点：R，K，

17、 d，；通过控制打K的位置可以控制元器件本体距离板面的距离；组件本体抬高距离板面h不小于1.5mm。适用元器件：陶瓷封装的压敏电阻，热敏电阻，电容等等。应用特点：如果单个引线承受重量大于5.0g，必须使用其它固定材料固定或支撑元器件，以防止元器件受震动冲击而损坏；在板面上2维空间（板面X/Y方向）占用空间较小，高度有要求；7.4.2 卧装成形在装配条件复杂，而且高度空间不足时，可以选用卧装成形，引线需要变向成形。ET-3j径向元器件卧装成形关键点：R，d，。适用元器件：陶瓷封装的压敏电阻，热敏电阻，电容、电解电容等等。应用特点：元器件至少有一边或一面与印制板接触，推荐点胶固定元器件；PCB设计

18、安规要考虑本体下走线，同时注意绿油非有效绝缘；在板面上2维空间（板面X/Y方向）占用空间较大，应用于高度空间有限制的制成板。7.5 功率半导体元器件的成形本规范所描述的功率半导体器件适用于TO-126，TO-220(AC/AB)，ISOWATT220(AC/AB)，TO-247，SOD93，SOT93，TOP31，ISOTOP，TO264，TO-3P等类型封装的IGBT管，场效应管，二极管，可控硅，三极管，整流桥等。 7.5.1 立装成形功率半导体器件引线推荐打Z折弯以更好的消除应力。如果制成板空间非常紧张可以不成形，但是必须保障有消除装配或焊接过程的应力的措施，例如，焊接定位工装，或者后补焊

19、等。根据引线台阶所在Z形折弯位置的不同，可以分为台阶下折弯和台阶上下折弯（仅适用于TO-220封装）。ET-3kET-3l台阶以下的引线部分折弯，其它引线位置无折弯ddET-3mET-3n台阶位于Z形折弯的两折弯处的中间成形关键点：R，V，H（装配高度）；为防止引线台阶开裂，Z形折弯到引线的台阶的距离必须保证大于等于0.5mm，即没倒角前的卡具凸起距离台阶的最小距离不小于1.0mm（即在引线台阶上下各0.5mm范围内无引线折弯形变）。右侧的ET-3n明确的指示了具体的Z形折弯到引线台阶的测量方法，它是没有倒角的折弯凸起到台阶的最短距离。由于在实际的成形卡具上，并没有凸起，取代的是倒角R，同时卡

20、具加工倒角前是有凸起的，所以可以更加准确的设计卡具；注意偏心距V的尺寸，要求满足实际引线与散热器之间的间距；由于实际尺寸及安全间距的计算，图ET-3m的成形方式仅适用于TO-220封装的功率半导体器件。应用特点：当折弯角度135时，对引线损伤小。可以单引线折弯或者不同折弯偏心距以满足安规要求；除非折弯后插件，且底部的折弯处半插入焊盘孔，否则引线不能作为支撑使用（有辅助支撑材料除外）。应用时要考虑元器件的装配高度（H），以确定折弯的位置，尽量避免距离台阶太近。7.5.2 卧装成形按照引线的变向折弯方向可以分为引线前向和引线后向折弯。ET-3oET-3p成形关键点：R，V，H（装配长度）；为防止引

21、线台阶开裂，折弯到引线的台阶的距离必须保证大于等于0.5mm，即没倒角前的卡具凸起距离台阶的最小距离不小于1.0mm（即在引线台阶上下各0.5mm范围内无引线折弯形变）。应该根据实际装配空间选择装配长度H。应用特点：成形及装配复杂，残余应力较高，可以采用先紧固后焊接的加工工序来降低应力。8 引线折弯的操作8.1 手工折弯操作过程中的静电防护参考“ESD工艺规范”（DMBM0.054.235G）。ET-4a正确的持取元器件及施加压力折弯方式对引线施加压力折弯ET-4b错误的持取元器件方式及施加压力折弯方式对本体施加压力折弯上图ET-4a以TO-220封装的元器件示例了正确的手工折弯引线的操作，即

22、尖嘴钳在距离本体适当的位置（通过d，R计算后的距离）夹紧引线，然后在引线一侧施加适当压力折弯引线（满足装配要求的折弯角度）。而图ET-4b则是手在本体端施加压力，这有可能引起引线与本体之间的破裂，而这种损伤在外观检查很难发现，甚至有可能在产品的短期使用也无法发现。对于小批量验证加工可以使用手工折弯成形，而批量大于等于30pcs的产品或者量产及中试，不能手工折弯成形。8.2 使用卡具折弯8.2.1 变向折弯8.2.1.1 功率半导体元器件的引线卡具变向折弯下面图片以TO-220封装的功率半导体器件示意了借助卡具90折弯引线的关键参数及步骤。它包括：，s，T，R。下固定卡爪的引线垂直保障角，角度范

23、围：05；折弯卡爪的防止引线划伤倒角，一般为了方便加工，的半径不小于1.0；s防止本体因为拉伸而与引线破裂距离，一般不小于0.5mm；T即引线厚度，通常在卡具上推荐不小于实际引线厚度的最大值，以防止划伤引线；R引线折弯内径；ET-4c折弯卡具的关键参数ET-4d折弯完成后状态在固定卡爪施加W1的压力固定引线后，折弯卡爪以W2的压力向下折弯引线，上下固定卡爪有最小一个引线厚度T（最大厚度），同时下卡爪有R（引线内径）的倒角，在折弯卡爪向下移动到位后，引线成形完成。不论W1压力的大小（确保引线厚度无形变的情况下），由于引线表面有锡铅镀层，所以一般无法使用固定卡爪绝对卡住引线，在W2剪切的作用下，一

24、定会有W3方向的拉力，即本体会有W3方向的位移。保留s距离，在本体W3方向移动后可以防止本体靠向下卡爪的台阶，有效的去除了本体与引线之间的拉力，防止引线与本体之间破裂。同时通过控制下卡爪的后定位凸台的位置和s就可以加工出满足装配尺寸要求的功率半导体器件。应用特点：在卡具的设计时，首先要防止器件因为剪切力而损坏，所以必须采用后定位的方式；计算下卡爪的定位凸台和s的尺寸，防止引线同本体之间破裂，同时确定了装配的相对尺寸；T，R，的选择。8.2.2 无变向折弯下面图片ET-4g以TO-220封装的功率半导体器件示意了借助卡具打Z折弯引线的关键参数及步骤。它包括：，s，T，R。折弯角度；s防止本体因为拉伸而与引线破裂距离，一般不小于0.5mm；T即引线厚度，通常在卡具上推荐不小于实际引线厚度的最大值，以防止划伤引线；R引线折弯内径。ET-4g折弯卡具的关键参数ET-4h折弯完成后状态基本原理同“功率半导体器件的引线卡具变向折弯”；需要注意的是，在卡具设计时，图E