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關于PCB郵票孔的DFM案例(下)

來源:一博自媒體     時間:2018-9-13

文:王輝東    高速先生團隊成員

上期文檔中,大家在討論郵票孔的設計注意事項時,各抒己見,愛恨交織。郵票孔,想說愛你,并不是很容易的事。特別是在文檔結尾的留言中,一個名字叫鄒俊的朋友提出的一個問題。如下:

 
原諒我,可能是我在文章中沒有解釋清楚,實際我想表達的意思是當PCB板內有器件到板邊距離小于4mm時,為了避免在PCBA貼裝時開托盤治具,節省成本,通常會在PCB設計時添加工藝邊。如果工藝邊是用郵票孔分板,那么為了防止郵票孔距離器件太近,后期分板時出現分層爆板,通常郵票孔添加的位置要距離板內器件和走線0.5mm及以上。比如下圖中的這種情況,器件與板邊相切,我們是一定要添加工藝邊的。否則,我們的眼前無數的money飄過......
 
在分板方式上有的工程師選擇V切,有的工程師選擇郵票孔,正所謂是蘿卜白菜,各有所愛,這是個性使然。我們不去討論關于性格的問題,但是郵票孔的添加位置一定要注意,否則有可能是一個悲哀。如下面的一個案例,因PCB板子的成品尺寸太小,客戶要求自己的加工廠拼板,結果工廠自行拼板,也沒有找客戶確認,直接把郵票孔加在了板邊SMD的器件上。
 
我們知道郵票孔的屬性為非金屬化孔,通常工廠有兩種工藝制作,去滿足非金屬化孔的需求。

第一種方法是在工程制作時,為了防止郵票孔內鍍上銅,方便在加工時干膜封孔,通常會向孔周圍套銅單邊8-10mil的間距。因為焊盤的左右兩側都有非金屬化孔,結果CAM制作后,SMD變成了如下的模樣。
 
期盼太久得來的東西,卻已經不是當初想要的樣子了…….
 
第二種方法是采用二鉆加工的方式,就是在PCB蝕刻前,把和SMD PAD相交的郵票孔用二次鉆孔的方式把它鉆出來。這個時候工程制作就不用過多削SMD焊盤,減小SMD PAD套銅,增加SMD PAD的焊接面積。

 生產流程:
   l. 堿性蝕刻流程:板件→一次鉆孔→PTH→外層圖形轉移→圖形電鍍→退膜→堿性蝕刻→二次鉆孔→退錫→感光阻焊→表面處理→字符印刷→鑼外形

   2. 酸性蝕刻流程:板件→一次鉆孔→PTH直接加厚孔銅→外層圖形轉移→酸性蝕刻→二次鉆孔→感光阻焊→表面處理

通過上面的流程,如果從制作成本的角度來看,增加的二次鉆孔流程延長了生產的制作周期,鉆孔成本也成倍增加。同時二次鉆孔對后面工序的影響也不可忽視,有可能導致SMD焊盤產生毛剌和鈹鋒。二鉆孔因加工的精度問題,可能導致郵票孔孔徑公差及孔位公差變化較大,通??讖焦钍?/-5mil。容易出現板邊毛剌及焊盤變形。
下圖為二鉆的工程套銅方式
 
但是這還不是我們相要的樣子。
  
焊盤雖然套掉的部分少了點,但還是不夠完美,我們要考慮器件焊接完成后分板的應力導致的器件開裂失效。所以最好的建議是后續添加郵票孔時,更改郵票孔添加的位置,避開器件。如果因板邊的間距問題,實在滿足不了此點要求,可把此連接位的郵票孔取消(就是鵬哥右邊的樣子),直接實連接,用分板機分板,前提是工廠得有分板機。如果實在不行,可以聯系一博。

還有郵票孔的添加方式,有很多工程師喜歡用雙排,如果是添加在兩個單元的中間部分,必須如此。但是如果加在工藝邊,還是建議用單排郵票孔的方式。這是為什么呢。眼前又有無數的money飄過......

工藝邊,也有很多廠家叫廢板邊,就是說當它完成在PCB中一定使命后是要扔掉的,不會對最終裝機的電子產品功能產生影響。工廠的鉆孔加工,在前面的文檔中和大家說過是靠機器加工來完成。那么在加工的過程中是要產生鉆頭磨損的,孔越小,磨損越嚴重。通常工廠的鉆孔成本是按一個板子上總孔數來核算的。如果是僅僅做幾塊樣板就無所謂了。但如果是一個大批量,那么這個成本就不得不考慮了。所以PCB郵票孔拼板,在靠近郵票孔的一端,就不需要添加孔了......
 
還有郵票孔添加的位置到板邊的距離也是有要求的。如果我們設計郵票孔的連接位到板邊的間距大于15mm,當板子在貼邊機的軌道上運行時,就像一個小彈片,在貼片機內頑皮的跳躍,上下起伏,左右晃動,最終導致器件偏移失效......
 

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