5.4 PCBA自动化生产要求

PCB尺寸

1.背景

PCB的尺寸受限于生产线设备的能力，因此，在产品系统方案设计时应选用合适的PCB尺寸。

一般SMT生产线的配置如图5-16所示。

（1）SMT设备可贴装的最大PCB尺寸源于PCB板料的标准尺寸，大多数为20″×24″，即508mm×610mm（导轨宽度）。

（2）推荐尺寸是与SMT生产线各设备比较匹配的尺寸，利于发挥各设备的生产效率，消除设备瓶颈。

（3）对于小尺寸的PCB应设计成拼板，以提高整条生产线的生产效率。

2.设计要求

（1）一般情况下，PCB的最大尺寸应限制在460mm×610mm范围内。

（2）推荐尺寸范围为（200～250）mm×（250～350）mm，长宽比应小于2。

（3）对于尺寸小于125mm×125mm的PCB，应拼板为合适的尺寸。

PCB外形

1.背景

SMT生产设备是用导轨传送PCB的，不适宜传送不规则外形的PCB，特别是角部有缺口的PCB。

2.设计要求

（1）PCB外形应为规则的方形且四角倒圆，如图5-17所示。

（2）为保证传送过程中的平稳性，对不规则形状的PCB应考虑用拼板的方式将其转换为规则的方形，特别是角部缺口最好要补齐，如图5-18所示，以免波峰焊接夹爪传送过程中卡板。

（3）纯SMT板，允许有缺口，但缺口尺寸应小于所在边长度的1/3，如图5-19所示，对于超过此要求的，应设计工艺边补齐。

（4）金手指的倒边设计要求参考图5-20所示，除了插入边按图示要求设计倒角外，插板两侧边也应该设计（1～1.5）×45°的倒角，以利于插入。

传送边

1.背景

传送边的尺寸取决于设备的传送导轨要求，印刷机、贴片机和再流焊接炉，一般要求传送边大于5mm。印刷机导轨与再流焊接炉导轨如图5-21所示。

2.设计要求

（1）为减少焊接时PCB的变形，对非拼板PCB，一般将其长边方向作为传送方向；对于拼板也应将其长边方向作为传送方向。

（2）一般将PCB或拼板传送方向的两条边作为传送边，如图5-22所示，传送边的最小宽度≥5.0mm，传送边正反面内，不能有任何元器件或焊点。

（3）非传送边，SMT设备方面没有限制，最好预留2.5mm的元器件禁布区。

定位孔

1.背景

拼板加工、组装、测试等很多工序需要PCB定位准确，因此，一般都要求设计定位孔。

2.设计要求

（1）每块PCB，至少应设计两个定位孔，一个设计为圆形，另一个设计为长槽形，前者用于定位，后者用于导向，如图5-23（a）所示。

①定位孔径没有特别要求，根据自己工厂的规范设计即可，推荐直径为2.4mm、3.0mm。

②定位孔应为非金属化孔。如果PCB为冲裁PCB，如图5-23（b）所示，则定位孔应设计孔盘，以加强刚度。

③导向孔长一般取直径的2倍即可。

④定位孔中心应确保孔离传送边5.0mm以上，仅作推荐，两个定位孔应尽可能离得远些，建议布局在PCB的对角处。

（2）对于混装PCB（安装有插件的PCBA），定位孔的位置最好正反一致，这样，工装的设计可以做到正反面公用，如装螺钉底托也可用于插件的托盘。

定位符号

1.背景

现代贴片机、印刷机、光学检测设备（AOI）、焊膏检测设备（SPI）等都采用了光学定位系统。因此，PCB上必须设计光学定位符号。

2.设计要求

（1）定位符号分为整体定位符号（Global Fiducial）与局部定位符号（Local Fiducial）。前者用于整板定位，后者用于拼板子板或精细间距元器件的定位，如图5-24所示。

（2）光学定位符号可以设计成正方形、菱形、圆形、十字形、井字形等，如图5-25所示，高度2.0mm。一般推荐设计成ϕ1.0mm的圆形铜定义图形，考虑到材料颜色与环境的反差，应留出比光学定位符号大1mm的无阻焊区，其内不允许有任何字符，如图5-26所示。同一板面上的三个符号下内层有无铜箔应一致。

（3）在有贴片元器件的PCB面上，建议在板的角部布设3个整板光学定位符号，以便对PCB进行立体定位（三点决定一个平面，可以检测焊膏的厚度），如图5-27所示。

（4）对于拼板，除了要有3个整板光学定位符号外，每块单元板上对角处最好也设计两个或三个拼板光学定位符号，如图5-28所示。

（5）对引线中心距≤0.5mm的QFP及中心距≤0.8mm的BGA等器件，应在其对角设置局部光学定位符号，以便对其精确定位。

（6）如果是双面都有贴装元器件，则每一面都应该有光学定位符号。

（7）光学定位符号的中心应离PCB传送边5mm以上，如图5-27所示。