16 SMT工艺对元器件布局设计的要求

SMT工艺对元器件布局设计的16项要求

元器件的布局应根据SMT电子加工设备及工艺特点和要求进行设计。 不同的工艺,如回流焊和波峰焊,其元器件布局各不相同。在双面回流焊时,A面和B面的布局要求也不同。选择性波峰焊和传统波峰焊同样存在不同的要求。

SMT工艺对元器件布局设计的基本要求如下:

1:印刷电路板上的元器件分布应尽可能均匀。优质元器件在回流焊接过程中的热容量较大,若集中分布,容易导致局部温度过低,从而造成假焊。 同时,均匀的布局也有助于平衡重心,在振动和冲击试验中,不易出现元器件、金属化孔及焊盘被破坏的现象。

2:元器件应在印刷电路板上按同一方向排列。同类元器件应尽可能按同一方向排列。 各元件的特征方向应保持一致,以便于元件的装配、焊接和测试。例如,电解电容的正极、二极管的正极、三极管的单引脚端以及集成电路的第一引脚应尽可能朝向同一方向。所有元件编号的印刷方向应保持一致。

3:SMD维修设备的加热头尺寸应预留出足够空间,以便在大型元器件周围进行操作。

4:发热元件应尽可能远离其他元件,通常放置在机箱角落或通风位置。 发热元件应借助其他引线或其他支撑结构(如添加散热片)进行支撑,以确保发热元件与印刷电路板表面之间保持一定距离。最小距离应为2毫米。在多层电路板中,发热元件与印刷电路板相连。

5:应将热敏元件远离发热元件。例如,晶体管、集成电路、电解电容器以及某些塑料外壳元件等,应尽可能远离桥式电抗器、大功率元件、散热器和大功率电阻器。

6:对于需要频繁调整或更换的元件和部件,如电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关、安全管、按键、插头和插座等,其布局应考虑到整机的结构要求,并将其放置在便于调整和更换的位置。 如果调整在机内进行,应将其放置在印刷电路板上易于调整的位置;如果调整在机外进行,其位置应与机箱面板上的调节旋钮相对应,以防止三维空间与二维空间发生冲突。 例如,面板上拨动开关的开孔应与印刷电路板上开关开孔的位置相匹配。

7:应在接线端子、插拔部件附近,长排端子的中心位置以及经常受力的部位设置固定孔,并在固定孔周围留出相应的间隙,以防止因热膨胀而导致变形。 如果长串端子的热膨胀程度比印刷电路板更为严重,则波峰焊接时容易出现翘曲现象。

8:对于某些需要二次加工且体积(表面)公差较大、精度较低的元器件和部件(如变压器、电解电容器、压敏电阻、桥式电抗器、散热器等),应在其与其它元器件之间的间距基础上,增加一定的裕量。

9:建议电解电容器、压敏电阻、桥式堆叠、聚酯电容器等的间距不应小于1mm;变压器、散热器和功率大于5W(含5W)的电阻器的间距不应小于3mm。

10:电解电容器不得接触发热元件,如大功率电阻、热敏电阻、变压器、散热器等。电解电容器与散热器之间的最小间距为10毫米,其他元件与散热器之间的最小间距为20毫米。

11:应避免将应力敏感元件放置在印刷电路板的角落、边缘或靠近连接器、安装孔、凹槽、缝隙、划痕及拐角处。这些位置是印刷电路板的高应力区域,容易导致电路板或元件开裂。

12:元器件的布局应符合回流焊和波峰焊的技术要求及间距要求。减少波峰焊造成的遮挡效应。

13:应预留PCB定位孔和固定支架的位置。

14:在设计面积超过500cm²的大面积印刷电路板时,为防止印刷电路板在通过锡炉时发生弯曲,应在印刷电路板中部留出5-10mm宽的间隙,该处不放置元器件(但可布线), 以便增加层数,防止印刷电路板在通过镀锡炉时发生弯曲。

15:为防止在PCB加工过程中因印刷线路相互接触而导致层间短路,内层和外边缘的导电图案应距PCB边缘1.25mm以上。当PCB外边缘已布线时,地线可占据边缘位置。 对于因结构要求已被占用的PCB表面位置,元器件和印刷线路在SMD/SMC的底部焊盘区域不应设置通孔,以避免在回流焊后进行波峰焊时,因加热重熔导致焊料偏移。

16:元器件的安装间距:元器件的最小安装间距必须满足SMT组装的可制造性、可测试性和可维护性要求。