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电子装联的PCB可制造性设计解析
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2017-12-04
elecfansken
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1、前言
随着通信﹑电子类产品的市场竞争不断加剧，产品的生命周期在不断缩短，企业原有产品的升级及新产品的投放速度对该企业的生存和发展起到越来越关键的作用。而在制造环节，如何在生产中用更少的导入时间获得更高可制造性和制造质量的新产品越来越成为有识之士所追求的核心竞争力。
在电子产品的制造中，随着产品的微型化﹑复杂化，电路板的组装密度越来越高，相应产生并获得广泛使用的新一代SMT装联工艺，要求设计者在一开始，就必须考虑到可制造性。一旦在设计时考虑不周导致可制造性差，势必要修改设计，必然会延长产品的导入时间和增加导入成本，即使对PCB布局进行微小的改动，重新制做印制板和SMT焊膏印刷网板的费用高达数千甚至上万元以上，对模拟电路甚至要重新进行调试。而延误了导入时间可能使企业在市场上错失良机，在战略上处于非常不利的位置。但如果不进行修改而勉强生产，必然使产品存在制造缺陷，或使制造成本猛增，所付出的代价将更大。所以，在企业进行新产品设计时，越早考虑设计的可制造性问题，越有利于新产品的有效导入。
2、PCB设计时考虑的内容
PCB设计的可制造性分为两类，一是指生产印制电路板的加工工艺性；二是指电路及结构上的元器件和印制电路板的装联工艺性。对生产印制电路板的加工工艺性，一般的PCB制作厂家，由于受其制造能力的影响，会非常详细的给设计人员提供相关的要求，在实际中相对应用情况较好，而根据笔者的了解，真正在实际中没有受到足够重视的，是第二类，即面向电子装联的可制造性设计。本文的重点也在于描述在PCB设计的阶段，设计者必需考虑的可制造性问题。
面向电子装联的可制造性设计要求PCB设计者在设计PCB的初期就考虑以下内容：
2.1 恰当的选择组装方式及元件布局
组装方式的选择及元件布局是PCB可制造性一个非常重要的方面，对装联效率及成本﹑产品质量影响极大，而实际上笔者接触过相当多的PCB，在一些很基本的原则方面考虑也尚有欠缺。
（1） 选择合适的组装方式
通常针对PCB不同的装联密度，推荐的组装方式有以下几种：
作为一名电路设计工程师，应该对所设计PCB的装联工序流程有一个正确的认识，这样就可以避免犯一些原则性的错误。在选择组装方式时，除考虑PCB的组装密度，布线的难易外，必须还要根据此组装方式的典型工艺流程，考虑到企业本身的工艺设备水平。倘若本企业没有较好的波峰焊接工艺，那么选择上表中的第五种组装方式可能会给自己带来很大的麻烦。另外值得注意的一点是，若计划对焊接面实施波峰焊接工艺，应避免焊接面上布置有少数几个SMD而造成工艺复杂化。
随着通信﹑电子类产品的市场竞争不断加剧，产品的生命周期在不断缩短，企业原有产品的升级及新产品的投放速度对该企业的生存和发展起到越来越关键的作用。而在制造环节，如何在生产中用更少的导入时间获得更高可制造性和制造质量的新产品越来越成为有识之士所追求的核心竞争力。
在电子产品的制造中，随着产品的微型化﹑复杂化，电路板的组装密度越来越高，相应产生并获得广泛使用的新一代SMT装联工艺，要求设计者在一开始，就必须考虑到可制造性。一旦在设计时考虑不周导致可制造性差，势必要修改设计，必然会延长产品的导入时间和增加导入成本，即使对PCB布局进行微小的改动，重新制做印制板和SMT焊膏印刷网板的费用高达数千甚至上万元以上，对模拟电路甚至要重新进行调试。而延误了导入时间可能使企业在市场上错失良机，在战略上处于非常不利的位置。但如果不进行修改而勉强生产，必然使产品存在制造缺陷，或使制造成本猛增，所付出的代价将更大。所以，在企业进行新产品设计时，越早考虑设计的可制造性问题，越有利于新产品的有效导入。
2、PCB设计时考虑的内容
PCB设计的可制造性分为两类，一是指生产印制电路板的加工工艺性；二是指电路及结构上的元器件和印制电路板的装联工艺性。对生产印制电路板的加工工艺性，一般的PCB制作厂家，由于受其制造能力的影响，会非常详细的给设计人员提供相关的要求，在实际中相对应用情况较好，而根据笔者的了解，真正在实际中没有受到足够重视的，是第二类，即面向电子装联的可制造性设计。本文的重点也在于描述在PCB设计的阶段，设计者必需考虑的可制造性问题。
面向电子装联的可制造性设计要求PCB设计者在设计PCB的初期就考虑以下内容：
2.1 恰当的选择组装方式及元件布局
组装方式的选择及元件布局是PCB可制造性一个非常重要的方面，对装联效率及成本﹑产品质量影响极大，而实际上笔者接触过相当多的PCB，在一些很基本的原则方面考虑也尚有欠缺。
（1） 选择合适的组装方式
通常针对PCB不同的装联密度，推荐的组装方式有以下几种：
作为一名电路设计工程师，应该对所设计PCB的装联工序流程有一个正确的认识，这样就可以避免犯一些原则性的错误。在选择组装方式时，除考虑PCB的组装密度，布线的难易外，必须还要根据此组装方式的典型工艺流程，考虑到企业本身的工艺设备水平。倘若本企业没有较好的波峰焊接工艺，那么选择上表中的第五种组装方式可能会给自己带来很大的麻烦。另外值得注意的一点是，若计划对焊接面实施波峰焊接工艺，应避免焊接面上布置有少数几个SMD而造成工艺复杂化。
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