电路板设计之电路板拼板和辅助边连接设计
1 V-CUT连接
1:当板与板之间为直线连接,边缘平整且不影响器件安装的PCB可用此种连接。V-CUT为直通型,不能在中间转弯。
2:V-CUT设计要求的PCB推荐的板厚≤3.0mm。
3:对于需要机器自动分板的PCB,V-CUT线两面(TOP和BOTTOM面)要求各保留不小于1mm的器件禁布区,以避免在自动分板时损坏器件。
V-CUT自动分板PCB禁布要求
图1 :V-CUT自动分板PCB禁布要求
同时还需要考虑自动分板机刀片的结构,如图2所示。在离板边禁布区5mm的范围内,不允许布局器件高度高于25mm的器件。
自动分板机刀片对PCB板边器件禁布要求
图2 :自动分板机刀片对PCB板边器件禁布要求
采用V-CUT设计时以上两条需要综合考虑,以条件苛刻者为准。保证在V-CUT的过程中不会损伤到元器件,且分板自如。
图3 :V-CUT板厚设计要求
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此时需考虑到V-CUT的边缘到线路(或PAD)边缘的安全距离“S”,以防止线路损伤或露铜,一般要求S≥0.3mm。如图4所示。
图4 :V-CUT与PCB边缘线路/pad设计要求
2 邮票孔连接
[1] 推荐铣槽的宽度为2mm。铣槽常用于单元板之间需留有一定距离的情况,一般与V-CUT和邮票孔配合使用。
[2] 邮票孔的设计:孔间距为1.5mm,两组邮票孔之间推荐距离为50mm。见图5
图5 :邮票孔设计参数
3 拼版方式
推荐使用的拼版方式有三种:同方向拼版,中心对称拼版,镜像对称拼版。
[3] 当PCB的单元板尺寸<80mm*80mm时,推荐做拼版;
[4] 设计者在设计PCB板材时需要考虑到板材的利用率,这是影响PCB成本的重要因素之一。
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说明:对于一些不规则的PCB(如L型PCB),采用合适的拼版方式可提高板材利用率,降低成本。图6
图6 :L型PCB优选拼版方式
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[5] 若PCB要经过回流焊和波峰焊工艺,且单元板板宽尺寸>60.0mm,在垂直传送边的方向上拼版数量不应超过2。
图7 :拼版数量示意图
[6] 如果单元板尺寸很小时,在垂直传送边的方向拼版数量可以超过3,但垂直于单板传送方向的总宽度不能超过150.0mm,且需要在生产时增加辅助工装夹具以防止单板变形。
[7] 同方向拼版
l 规则单元板
采用V-CUT拼版,如满足4.1的禁布要求,则允许拼版不加辅助边
图7 :规则单板拼版示意图
l 不规则单元板
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当PCB单元板的外形不规则或有器件超过板边时,可采用铣槽加V-CUT的方式。
图8 :不规则单元板拼版示意图
[8] 中心对称拼版
l 中心对称拼版适用于两块形状较不规则的PCB,将不规则形状的一边相对放置中间,使拼版后形状变为规则。
l 不规则形状的PCB对称,中间必须开铣槽才能分离两个单元板
l 如果拼版产生较大的变形时,可以考虑在拼版间加辅助块(用邮票孔连接 )
[9] 镜像对称拼版
使用条件:单元板正反面SMD都满足背面过回流焊焊接要求时,可采用镜像对称拼版。
操作注意事项:镜像对称拼版需满足PCB光绘的正负片对称分布。以4层板为例:若其中第2层为电源/地的负片,则与其对称的第3层也必须为负片,否则不能采用镜像对称拼版。
图11 :镜像对称拼版示意图
采用镜像对称拼版后,辅助边的Fiducial mark 必须满足翻转后重合的要求。具体的位置要求请参见下面的拼版的基准点设计。
4 辅助边与的连接方法
[10] 一般原则
l 器件布局不能满足传送边宽度要求(板边5mm禁布区)时,应采用加辅助边的方法。
l PCB板边有缺角或不规则的形状时,且不能满足PCB外形要求时,应加辅助块补齐,时期规则,方便组装。
图12 :补规则外形PCB补齐示意图
[11] 板边和板内空缺处理
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当板边有缺口,或板内有大于35mm*35mm的空缺时,建议在缺口增加辅助块,以便SMT和波峰焊设备加工。辅助块与PCB的连接一般采用铣槽+邮票孔的方式。
图13 :空缺处理示意图