電子產(chǎn)品設計工藝性

1、電子產(chǎn)品設計工藝性,目錄,1．設計工藝性的基本概念2. 印制電路板設計工藝性3．電子元器件選用工藝性4．印制電路板組裝件設計工藝性5．整機設計工藝性6．電纜組裝件設計工藝性7.防護與加固設計工藝性8.電子產(chǎn)品調(diào)試（測試）設計工藝性9.靜電防護技術(shù)10.無鉛焊接及混裝工藝探討,1、設計工藝性的基本概念,產(chǎn)品設計工藝性是產(chǎn)品設計工作中一項重要因素，也是產(chǎn)品的固有屬性之一。設計工藝性直接影響產(chǎn)品的可制造性，影響產(chǎn)品質(zhì)量和可靠

2、性，影響產(chǎn)品生產(chǎn)周期和生產(chǎn)效率。,,一般情況下，設計費用約占產(chǎn)品總成本的5%，但卻決定了產(chǎn)品總成本的約70%，而約80%的設計差錯要到制造和使用過程才能發(fā)現(xiàn)。制造業(yè)公認的“十倍定律”表明，如果在概念設計階段發(fā)現(xiàn)并改正一個錯誤所需費用為1，那來改正同一錯誤，在詳細設計階段所需費用為10，在生產(chǎn)制造階段所需費用為100，這是公認的“十倍定律?！?,,,1.1 設計工藝性的內(nèi)涵設計工藝性與可制造性或可生產(chǎn)性，其概念基本一致。

3、（1）MIL-STD1528《生產(chǎn)管理》：設計工藝性是多種特性的綜合，即通過產(chǎn)品設計和生產(chǎn)策劃，形成最有效和經(jīng)濟的方法，進行產(chǎn)品的制造、裝配、檢查、試驗、安裝、檢驗和驗收。,,1.1 設計工藝性的內(nèi)涵（2）MIL-HDBK-727《可制造性設計原則》：可制造性是設計要素、特性和生產(chǎn)策劃的綜合，通過折中權(quán)衡，在滿足質(zhì)量和性能要求的前提下，使設計描述的產(chǎn)品，在最小可能成本和最短時間的優(yōu)化方案下進行生產(chǎn)和檢驗。,,（3）美

4、國國防部指令5000.34《生產(chǎn)管理》： 可制造性是相對容易地生產(chǎn)出受設計特性和要求規(guī)定的產(chǎn)品或系統(tǒng)，即采用可利用的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟地制造、裝配、檢查和試驗產(chǎn)品或系統(tǒng)。,,（4）前蘇聯(lián)《航空制造工程手冊——飛機結(jié)構(gòu)工藝性指南》： 結(jié)構(gòu)工藝性是指設計的產(chǎn)品所具有的“在一定的產(chǎn)量和生產(chǎn)條件下，經(jīng)綜合權(quán)衡后，能以盡可能低的成本和短的周期制造出來，并能符合必須的使用性能和質(zhì)量要求”的那些結(jié)構(gòu)特性。,,結(jié)論：設計工藝性是

5、產(chǎn)品的固有屬性，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設計的各種要素都對設計工藝性產(chǎn)生影響；設計工藝性是對產(chǎn)品性能、生產(chǎn)周期、全壽命成本、可靠性、安全性和可維護性等的綜合平衡優(yōu)化的結(jié)果，其目標是在滿足產(chǎn)品性能和可靠性要求的前提下，滿足經(jīng)濟高效生產(chǎn)的要求；設計工藝性不但與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的要素相關(guān)，而且與工藝布局、設備條件等生產(chǎn)要素密切相關(guān)，同時與產(chǎn)品的生產(chǎn)批量密切相關(guān)。,,1.2 設計工藝性相關(guān)要素,,1.3 設計工藝性的規(guī)范化要求符合相關(guān)設計標準和工藝標準的規(guī)定和

6、要求；符合現(xiàn)有設備和工藝技術(shù)能達到的能力；對新元器件、新材料、新設備、新工藝、新技術(shù)應通過工藝試驗，工藝攻關(guān)，在轉(zhuǎn)化為成熟工藝技術(shù)的條件下加以應用；對局部非規(guī)范設計，應通過充分的試驗、驗證、證明不會影響產(chǎn)品性能和可靠性；能嚴格防止設計技術(shù)更改，產(chǎn)品修復與改裝的隨意性。,,1.4 電子產(chǎn)品設計工藝性審查流程,,1.5 設計工藝存在的問題對產(chǎn)品設計中對相關(guān)的工藝標準和工藝技術(shù)要求不了解；對產(chǎn)品設計工藝性與產(chǎn)品可靠性的相互依從關(guān)系

7、認識不足；在產(chǎn)品設計中，非規(guī)范性內(nèi)容沒有得到有效控制；對產(chǎn)品設計工藝性審查不嚴，設計文件中缺少“設計工藝性分析”的內(nèi)容；與設計工藝性要素相關(guān)細節(jié)的設計，細化、量化不到位；產(chǎn)品設計文件不齊套。,2、印制板設計工藝性,印制板是電子產(chǎn)品的基礎部件，設計工藝性將會直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。,,2.1 印制板設計遵循的原則：電氣連接的準確性（與電原理圖一致）；可靠性（優(yōu)化設計）可制造性（有利于加工、安裝和維修）；經(jīng)濟性（在安全

8、可靠性的基礎上，遵循成本最低）；環(huán)境適應性（滿足產(chǎn)品使用要求）；環(huán)保性。,,2.2 印制板設計師的任務將電原理圖轉(zhuǎn)換成印制板圖；確定印制板的結(jié)構(gòu)（尺寸、層數(shù)、布線等）；選擇印制板基材（FR-4、FR-4改性、FR-5等）；設計導電圖形和非導線圖形（阻焊圖形）；提出印制板加工要求（鍍層、翹曲度、公差等）；提供印制板生產(chǎn)的全套設計文件。,,2.3 對基材的選擇基材選擇的依據(jù)：印制板的使用條件；印制板的制造工藝；根據(jù)印

9、制板的結(jié)構(gòu)確定基材覆銅箔的面積；機械電氣性能要求；依據(jù)印制板尺寸、單位面積承載元器件質(zhì)量，確定基材的厚度；印制板是否有特殊性能要求（阻燃、高頻等）；盡量選擇玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg較高的材料。,,常用基材的選擇：盡量在GB4725標準中選擇材料和類型和規(guī)格；軍用電子產(chǎn)品的PCB一般采用FR-4、FR-4改性，F(xiàn)R-5；高頻和微波電路采用聚酰亞胺覆銅板、聚四氟乙烯覆銅板。,,2.4 PCB的結(jié)構(gòu)設計 印制板結(jié)構(gòu)是根據(jù)布線

10、密度要求，整機給予印制板的空間尺寸和電氣性能要求決定。,,PCB的外形、尺寸 外形力求簡單，一般為長寬比例不大的長方形，尺寸公差一般為±0.2mmPCB的厚度 在滿足安全使用的前提下，不選擇過厚的基材坐標網(wǎng)格 采用GB1360規(guī)定的網(wǎng)格系統(tǒng)導線寬度、長度和間距 寬度由負載電流、允許升溫和銅箔附著力決定。間距由導線之間絕緣和耐壓要 求及基材料特性決定。長度低頻電路沒

11、有嚴要求。,,孔與連接盤 孔：機械安裝孔、元器件安裝孔、隔離孔、中繼孔、安位孔五類。各類孔的設計 要求不同，在設計中孔徑的種類盡可能少，并避免異形孔。 連接盤：形狀一般為圓形，與孔同心環(huán)繞在孔周圍，最小環(huán)寬應≥0.1mm。表面涂（鍍）層的選擇 有機涂層：助焊劑（松香）、助焊劑、敷形涂層、有機防氧化保護劑（osp）等 金屬鍍層：錫鉛合金鍍層、焊料涂層、電鍍鎳/金、化學浸鎳/金等

12、。,,2.5 電氣性能設計導線電阻 由導線寬度、長度和厚度決定?；ミB電阻 由界面電阻、金屬化電阻和導線電阻組成。導線電流負載能力 持續(xù)電流（工作電流） 沖擊電流（過載電流）絕緣電阻 表面絕緣電阻（板材決定） 內(nèi)層絕緣電阻（多層板同一層導線之間的電阻） 層間絕緣電阻（各導電層之間絕緣層的體電阻）耐電壓 正常條件，導線間的耐電壓>1200v/mm

13、,,2.6 散熱設計CTE的匹配 選擇PCB基材時應盡量考慮熱膨脹系數(shù)接近器件基板材料。散熱設計的要求 根據(jù)熱傳遞方式（傳導、輻射、對流），設計不同的散熱方式。,,2.7 導電圖形設計 導電圖形設計是PCB設計的關(guān)鍵， PCB的電氣性能、機械性能、電磁兼容性等都體現(xiàn)在導電圖形上。布局要求 布局要考慮PCB整體性，按結(jié)構(gòu)要求考慮，元器件分布均勻，排列到整齊美觀，避免受熱應力或機械應力影響，造成P

14、CB變形。布線要求 布線應按照電原理圖、邏輯圖和網(wǎng)格表，以及導線寬度和間距，布設印制板導線。,,2.8 有關(guān)標準GJB3243“電子元器件表面安裝要求”GJB4057“軍用電子設備印制電路板設計要求”GJB4907“球柵陣列元器件組裝通用要求”GJB362A“剛性印制板總規(guī)范”GJB2142“印制板用覆金屬箔層板總規(guī)范”GJB/T4588.3“印制電路板設計和使用”,3、電子元器件選用工藝性,元器件選用，除電氣參

15、數(shù)符合電路設計要求外，對其組裝特性也有嚴格的要求，即要考慮選用的工藝性，如元器件安裝形式、引線可焊性（鍍層）、耐熱能力、耐清洗能力，以及元器件的可獲得性、可測試性和經(jīng)濟性等要求。,3、電子元器件選用工藝性,3.1元器件的選用原則優(yōu)先選用國產(chǎn)元器件元器件應在選用目錄或優(yōu)選目錄中選用盡可能選用制造工藝或成熟的元器件盡可能壓縮元器件品種和廠家元器件參數(shù)及使用環(huán)境不得超過其極限值在保證整機性能前提下選擇適當?shù)脑骷|(zhì)量等級

16、以先進、高可靠元器件替代落后、低質(zhì)量元器件,,3.2 電子元器件選用的工藝性要求 設計選用元器件時，應結(jié)合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點，綜合考慮元器件的裝聯(lián)方式、占地效率（二維、三維）、組裝廠的工藝和設備、元器件的可測試性、可更換性、可獲得性、電磁兼容性等。,,（1）通孔插裝元器件選用工藝性要求設計應考慮引線搪錫、焊接等工藝要求，保證引線直徑與安裝孔徑有0.2～0.4mm的合理間隙；設計應了解引線成形的工藝要求，選用引線

17、成形方式、尺寸應符合標準要求；元器件外形尺寸應與安裝空間相匹配，并與相鄰元器件保持一定的安全間隙；選用環(huán)氧包封的元件（獨石電容、云母電容等）應注意其外形尺寸公差，留出適當余量。,,（2）表面貼裝元器件選用工藝性要求選用質(zhì)量和尺寸精度有保證的元器件；注意元器件可承受的貼裝壓力和焊接要求；注意元器件最小引腳間距和組裝工藝的關(guān)系；盡量選用已成形好的元器件；注意元器件引腳平面度要求；注意濕敏、熱敏元件的安裝要求。,,（3）螺裝元

18、器件選用工藝要求選用螺裝方式安裝的元器件，應考慮元器件安裝方式、外形尺寸、散熱要求等與安裝空間相適應；選用自帶緊固件的元器件，其所帶緊固件的標準、規(guī)格能否滿足產(chǎn)品安裝要求；設計應明確螺裝元器件安裝后，緊固件的防松措施。,,（4）元器件焊接工藝性要求元器件引線、焊端的可焊性符合相關(guān)標準要求；元器件的耐熱能符合相關(guān)焊接方法的要求；盡量選用有鉛元器件，選用無鉛元器件應在設計文件中明確。,,（5）元器件三防工藝性要求應能承受清洗液

19、的清洗溫度和時間要求；元器件表面涂層應與三防材料相容；需加固和灌封的元器件，應考慮加固和灌封的工藝要求。,,（6）元器件的可檢測性元器件選用應考慮元器件的可篩選和可檢測性；元器件篩選和檢測要求應在設計文件中明確；篩選和檢測可在元器件生產(chǎn)廠完成。,,（7）濕敏元器件濕敏度等級及使用要求,,（8）相關(guān)標準GJB33A“半導體分立器件總規(guī)范”GJB597A“半導體集成電路總規(guī)范”GJB/Z35“元器件降額準則”GJB324

20、3“電子元器件表面安裝要求”,4、印制電路板組裝件（PCA）設計工藝性,4.1 PCA設計工藝性原則 PCA設計工藝性，應在PCB設計工藝性的基礎上綜合考慮，對PCA進行規(guī)范性、可制造性、可檢測性、可維修性及可靠性設計。綜合考慮PCA元器件安裝于加固，焊接工藝及環(huán)境條件等各種應力因素，確認PCA選用的基材，復核和調(diào)整PCB導電圖形相關(guān)尺寸；元器件布局、安裝于加固及焊接工藝的選擇，保證PCA的安裝剛度和翹曲度要求，保證在振

21、動環(huán)境中不產(chǎn)生振動響應放大；對PCA局部非規(guī)范設計，應有工藝試驗驗證和可實施的工藝技術(shù)途徑；不遺留元器件布局與安裝設計工藝性的薄弱環(huán)節(jié)和缺陷。,,4.2 PCA設計工藝性要求元器件安裝尺寸布局 滿足安裝高度要求，滿足安全間距要求，滿足安裝空間要求。元器件導熱與散熱 熱量分布均勻，具備有效導熱散熱的途徑。絕緣及耐電壓 滿足元器件之間，引線及焊盤之間，及與金屬結(jié)構(gòu)件之間的絕緣、耐電壓的要求。引線安

22、裝支撐力 保證引線在金屬化孔中垂直安裝；導通孔不能安裝元器件；一孔一線；孔與直徑的間隙合理。導線及跨接線的連接 導線及跨接線連接要求與引線要求相同；跨接線等同軸向引線元器件安裝要求。PCA接口 根據(jù)PCA在整機中的安裝要求，合理選擇接口，并保護接口安裝的可實施性和可靠性。PCA質(zhì)心： 質(zhì)心一般不應處于PCA中心區(qū)域，防止PCA振動響應較大。,,4.3 元器件通孔插裝設計工藝性 通

23、孔插裝設計應保證元器件引線的合理成形與安裝，應能釋放元器件引線安裝的應力，以避免引起對元器件及焊點的損傷。,,（1）軸向引線元器件水平安裝的布局及要求如下： 元器件水平安裝布局及尺寸設計：引線安裝跨度A一般應不大于25.4mm，平行排列元器件兩側(cè)沿之間的安裝間隙B、直線型排列的兩相鄰連接盤邊緣間距C的要求。,,,,,,,,,,C ≥1.27 mm,B≥1.6mm,,,,A ? 25.4 mm,,,,,B≥1.6 mm

24、,軸向引線元器件水平安裝與布局設計,,元器件不應摞裝布局（除非一個元器件或部件專門設計成允許另一個元器件與它成為一體），也不應十字交叉跨裝。,元器件摞裝或跨裝（不允許）,,每根引線承重超過7g的軸向引線元器件，一般應采取加固措施。如果安裝孔為非金屬化孔，元器件引線一般應按引線端頭彎曲安裝要求安裝。安裝在接線柱上的軸向引線元器件，其引線應采取應力消除措施。,,水平安裝的形式軸向引線元器件在PCB上安裝高度、安裝強度的設計可以考慮

25、如下方式：水平貼板安裝適用于發(fā)熱量較小，質(zhì)量較大，質(zhì)心較高，引線較粗（Φ>0.8mm），焊盤較大的軸向引線元器件。水平微間隙安裝適用于質(zhì)量較輕，引線較細（Φ0.8mm的軸向引線元器件。,,（2）非軸向引線元器件的安裝 TO封裝器件安裝設計與引線成形 TO封裝的中、小功率晶體管安裝一般采用直接插裝。 為了加大TO封裝器件安裝連接盤的距離，提高其安裝可靠性和維修性，其安裝設計可以選取下圖a方式，為了降低器件安裝高度

26、可采用圖下圖b，c，d設計方式。,,b.正向埋頭安裝成形,a.正向立式安裝成形,,,A=2～3 mm,,A≥2D,,,,B=3～5 mm,,,,,,,C ≥引線間距,,,,,,,,E≥1.6mm,c.反向貼板安裝成形,d.反向埋頭安裝成形,,,,A=2～3 mm,,,,A=2～3 mm,,,,,,,E≥1.6mm,,（3）非軸向引線電容器安裝與引線成形 非軸向引線電容器一般采用立式直插裝，體積較大的可采用臥式安裝，但必須貼板并

27、采取加固措施。（4）雙列直插封裝器件的安裝 雙列直插封裝器件的安裝,可以采用直接插裝和間接插裝兩種方式設計。（5）非支撐引線元件的安裝 變壓器、電感線圈等支撐引線元件的安裝，應保證其安裝的穩(wěn)定性，不在其薄弱部位形成安裝應力，不造成磁性材料裂紋，安裝設計時采取固定設計。,,（6）單面引線元器件的通孔插裝 主要工藝性要素： a.不應在PCB上進行硬安裝（即直接貼PCB表面安裝）。,元器件與PCB

28、硬安裝,,b.元器件（例如F型封裝大功率管）安裝面與PCB之間采用加散熱片或加聚酰亞胺膜、涂抹導熱硅脂設計時，其散熱片、或聚酰亞胺膜、或?qū)峁柚粦獙饘倩仔纬蓺饷苄园惭b，應在其引線安裝部位設計讓金屬化孔焊接時排氣的氣隙等措施。,,c.元器件安裝面與PCB之間加散熱片等的安裝設計，其組合安裝高度H應保證元器件引線能夠伸出PCB面焊接高度A＝1.5±0.8mm。 d.在元器件安裝面范圍的PCB安裝面上不應有阻焊膜；如果

29、布設有印制導線，應采取聚酰亞胺膜或氧化鈹陶瓷片絕緣隔離與導熱，且周邊應超出器件安裝面外沿1～2mm。 e.為了減少層間的熱組，從器件底面到PCB表面之間每個層面應均勻涂抹導熱硅脂。,,（7）繼電器安裝 為保證繼電器觸點切換和通斷的可靠性，繼電器安裝設計除應滿足對金屬化孔非氣密的要求外，還應保證其安全要求： a.安裝剛度：繼電器應安裝在PCB剛度較高的部位。 b.防振動響應：對于高靈敏度或有嚴格

30、防振動要求的繼電器安裝，應考慮在其安裝面與PCB之間加緩沖墊，緩沖墊的基材選擇應有足夠的振動阻尼特性。 c.密封性能：密封繼電器、特別是小型和超小型密封繼電器的安裝，應確保其密封性能不受到任何形式的損傷與破壞，如安裝應力、熱應力所引起的外殼變形、絕緣子裂紋、引線根部松動、焊縫損傷等。,,（8）接線端子的安裝和導線的連接 PCA用接線端子的設計與安裝要求如下： a.接線端子不能在PCB上作導電用的界面連接；接線

31、端子應安裝在非金屬化孔中。 b.用于電氣連接的接線端子，應使用扁平凸沿端子，而不應使用朝向元器件面具有漏斗形狀凸緣端子。喇叭形凸緣接線端子僅作連接盤或接地平面之用。,,,c.如果接線端子有必要用作多層印制電路板的界面連接，應采用包括一個金屬化孔與一個非金屬化孔相結(jié)合的雙孔結(jié)構(gòu)，兩者在PCB焊接面用一個焊盤互連。,接線端子用作多層印制電路板的層面連接的設計,,d.若要將接線端子安裝在金屬化孔中，則元件面的焊盤應為非功能性

32、焊盤。,接線端子在金屬化孔中安裝的設計,,（9）導線連接的要求 接線端子上的連接導線設計：每個接線端子上的接線數(shù)量不應超 過3根，且必須一根一根分別與端子焊接。 導線端頭與接線端子卷繞為180～360度，直徑小于0.3mm的 導線芯線可卷繞三匝。連接到同等距離分布的接線端子上（如電連接器）的多根導線 應均勻分布，以防止任一導線上應力集中。,,導熱散熱設計工藝性 PCA上發(fā)熱元器件的導熱散熱設計，

33、可采用散熱器或?qū)嵝越^緣材料。同時應考慮導熱散熱途徑。散熱器形狀、厚度與面積的設計，應根據(jù)所需散熱元器件的熱設計要求予以充分考慮，必須保證發(fā)熱器件的結(jié)溫、PCB表面的溫度滿足產(chǎn)品設計要求。對于散熱控制要求高的發(fā)熱元器件，其散熱器與元器件的安裝面的粗糙度應保證達到3.2µm甚至1.6µm ，以增加金屬面的接觸面積，最大程度地減少接觸熱組。但在一般情況下，該粗糙度不應要求太高。為了減小大功率器件安裝面與散

34、熱裝置的接觸面的熱阻，應選擇導熱系數(shù)較高的界面絕緣材料、填充材料。,,4.4　PCA表面安裝設計工藝性（1）PCB基材選擇一般選用FR-4；有鉛/無鉛元器件混裝可選用FR-4改性或FR-5；翹曲度： 安裝有陶瓷基材元器件的PCB，翹曲度不大于0.5%； 安裝有表面安裝元器件或表面安裝和通孔插裝元器件的PCB，翹曲度不大于0.75%； 一般用途和通孔插裝元器件的PCB，翹曲度不大于1.5%；選擇熱膨脹系數(shù)較低

35、的板材；選擇耐熱性較高的板材；,,（2）元器件選擇元器件焊端鍍層厚度大于7.5μm；元器件外形適合自動貼裝；元器件尺寸、形狀標準化；SMD引腳共面性不大于0.1mm；元器件耐熱性，承受10個再流焊，215℃，時間為60s，并能承受在 260 ℃的熔融焊料中10s的浸泡時間；元器件在40℃的清洗溶劑中，至少能承受4min的浸泡時間；元器件包裝適用于貼片機自動貼裝；盡量選擇已成型的元器件。鍍金引腳（焊盤）的除金處理。,

36、,（3）PCB外形尺寸按設備允許范圍，設計PCB外形尺寸；對過薄或面積較大的PCB采用加強筋或邊框等措施；一般推薦板厚為1.6 ～2.0mm的PCB；外形盡量避免異形板；PCB對外連接一般采用金手指，其板厚符合插座槽的要求。,,（4）焊盤設計片式元件焊盤設計元件兩端焊盤必須對稱；確保元件焊端與焊盤有合適的搭接尺寸；搭接后的剩余尺寸，必須保證焊點能形成彎月面；焊盤寬度與元件焊端寬度基本一致；兩個或兩個以上元件不允

37、許共用一個焊盤。,,BGA焊盤設計焊盤中心與BGA焊球中心相吻合；導通孔不能加工在焊盤上；焊盤最大直徑等于BGA焊球的焊盤直徑；與焊盤連接的導線寬度要一致，一般為0.15～0.2mm；PBGA焊盤直徑與器件基板上的焊盤相同；CBGA焊盤設計要保證焊膏漏印量大于0.08mm3，以保證焊點可靠；同一PCB上的多個BGA要考慮加工性和維修性；阻焊尺寸比焊盤尺寸大0.1～0.15mm。,,（5）元器件布局一般要求 a.

38、在滿足產(chǎn)品功能的條件下，應將元器件部設在印制板的同一面，如必須采用雙面布設，則盡可能將調(diào)試元件及測試點布設在同一面。 b.印制板上元器件分布應盡可能均勻，不能過于集中，以免影響焊接效果。 c.大型器件的四周要留一定的維修空隙，以留出SMD返修設備操作及局部網(wǎng)板的工作尺寸，一般在該元器件單邊3mm范圍內(nèi)應不設置其他元器件。,,d.發(fā)熱元器件應盡可能遠離其他元器件，一般置于邊角、機箱內(nèi)通風位置。發(fā)熱元器件應用其引線或其他支撐

39、物作支撐（如加散熱片），使發(fā)熱元器件與電路板表面保持一定距離，最小距離為2mm。 e. 對于溫度敏感的元器件要遠離發(fā)熱元件。 f. 需要調(diào)節(jié)或經(jīng)常更換的元器件和零部件，應置于方便調(diào)節(jié)和更換的位置。,,g. 接線端子、電連接器附近、長串端子的中央以及經(jīng)常受力的部位設置固定孔，并且固定孔周圍應留有相應的空間。 h. 對于一些體（面）積公差大、精度低，需二次加工的元件、零部件（如變壓器、電解電容、壓敏電阻、橋堆、散熱器

40、等），與其它元器件之間的間隔應在原設定的基礎上再增加一定的余量，建議壓敏電阻、橋堆、滌綸電容等增加裕量不小于1mm，變壓器、散熱器和超過5W（含5W）的電阻不小于3mm。 i. 貴重元器件不要布放在印制電路板的角、邊緣、或靠近接插件、安裝孔、槽、拼板的切割、豁口和拐角等處，以上這些位置是印制電路板的高應力區(qū)，容易造成焊點和元器件的開裂或裂紋。,,采用再流焊工藝的元器件排布要求 a. 印制板上雙焊端片式元器件的長軸應垂直于

41、再流焊爐的傳送帶方向； b. SMD器件長軸應平行于傳送帶方向； c. 雙面組裝的印制板兩個面上的元器件取向一致； d.對于大尺寸的印制板，為了使印制板兩側(cè)溫度盡量保持一致，印制板長邊應平行于再流焊爐的傳送帶方向。,,采用波峰焊工藝的元器件排布要求 a. 雙焊端片式元器件的長軸應垂直于波峰焊機的傳送帶方向；SMD器件長軸應平行于波峰焊機的傳送帶方向。 b.為了避免陰影效應，同尺寸元件的端頭在平行于

42、焊料波方向排成一直線；不同尺寸的大小元器件應交錯放置；小尺寸的元器件要排布在大元件的前方；防止元件體遮擋焊接端頭和引腳。當不能按以上要求排布時，元件之間應留有3mm～5mm間距。,,（6）元器件間距設計應考慮的因素元器件外形尺寸公差；元器件功率和釋放的熱能； 貼片機的轉(zhuǎn)動精度、定位精度和貼裝頭所需的間隙；焊接工藝性和焊點肉眼可測性；自動貼片機所需間隙；測試夾具的使用；組裝和返修的通道；布線所需的空間；間距可參照有關(guān)標準（

43、如GJB3243）和元器件安裝手冊。,,表面安裝元件之間的間距最小距離應滿足以下要求 ：,表面安裝元件之間最小間距要求,,（7）PCB裝配圖設計的通用要求根據(jù)所裝元器件和結(jié)構(gòu)特點，裝配圖應完整清晰地表達元器件、結(jié)構(gòu)件等與PCB的連接關(guān)系；裝配圖中應有必要的外形尺寸，安裝尺寸及與其它部位的鏈接位置；有極性的元器件應標出極性；要有必要的技術(shù)要求和說明；要完整詳細表示結(jié)構(gòu)件、元器件的裝配關(guān)系，按GB4458的規(guī)定繪制裝配圖；PCB

44、裝配圖上應有元器件的位號；靜電敏感器件、濕敏器件應在裝配圖上指明；裝配圖上一般不允許有搭接飛線。,,4.5　PCA混合安裝設計工藝性元器件排布要求 ⑴ 采用雙面再流焊的混裝時，應把大的貼裝和插裝元器件布放在A面。 ⑵ 采用A面再流焊，B面波峰焊時，應把大的貼裝和插裝元器件布放在A面(再流焊面)，如，BGA、PLCC、QFP等器件；適合于波峰焊的矩形、圓柱形、SOT和較小的SOP（引腳數(shù)小于28，引腳間距1mm以上）布放

45、在B面（波峰焊接面），但細間距引線SOP不宜波峰焊接。 ⑶ 各種元器件之間的間距應符合GJB3243中5.2.3的要求。,,高密度混合組裝 ⑴ 高密度混合組裝時，盡量選擇表貼元件。將阻、容、感元件、晶體管等小元件放在B面，IC和體積大、重的、高的元件（如鋁電解電容）放在A面，實在排不開時，B面盡量放小的IC 。 ⑵ BGA設計時，盡量將BGA放在A面，兩面安排BGA元件會增加工藝難度。 ⑶ 當沒有THC或只有

46、及少量THC時，可采用雙面印刷焊膏、再流焊工藝。 ⑷ 當A面有較多THC時，采用A面印刷焊膏、再流焊，B面點膠、波峰焊工藝。 ⑸ 盡量不要在雙面安排THC。,5、整機設計工藝性,電子產(chǎn)品整機設計工藝性包含整機組合與安裝設計所必需的工藝技術(shù)要素、參數(shù)和要求以及整機組合與安裝設計的規(guī)范性、可實施性、可檢測性、可靠性與安全性等要求。,,5.1 整機接口設計工藝性要求各分系統(tǒng)單機接口電連接器的選擇、使用和接點分配，應與各型號

47、系統(tǒng)電纜網(wǎng)的設計保持一致。整機接口接點分配所涉及的并點并線用短（跨）接線，原則上應在各分系統(tǒng)單機內(nèi)部解決，一般不應放入系統(tǒng)電纜網(wǎng)中。導線線徑的選擇，應與所選用電連接器焊槽（杯）內(nèi)徑、或壓接型電連接器端子的內(nèi)徑匹配。,,5.2 整機組合與結(jié)構(gòu)設計工藝性要求（1）整機組合與結(jié)構(gòu)設計應符合整機組合化、模塊化的要求。（2）從整機接口電連接器到母（背）板（插板式結(jié)構(gòu)）、或到各PCA（支架式等結(jié)構(gòu)）的導線布局，在滿足電源線、各種信號線電磁兼

48、容性要求分類布線的條件下，應保證導線束綁扎、分支、甩（并）線與焊接的可操作空間。（3） 在考慮設計的先進性時，首先應考慮現(xiàn)有的生產(chǎn)能力以及先進技術(shù)與設備的可靠來源，確保產(chǎn)品設計的可實施性。（4） 應滿足整機可調(diào)試性和可測試性要求。,,5.3 PCA組合與安裝設計工藝在整機組合與安裝設計中，PCA組合與安裝設計的層次性，每塊PCA安裝的獨立性（可插拔或可翻轉(zhuǎn)）及空間尺寸分配，是整機內(nèi)部結(jié)構(gòu)設計工藝性的核心。背板與整機之間應有足夠的

49、操作空間，以保證接口導線裝聯(lián)的可操作、導線根部應力消除、節(jié)點連接可靠、以及各導線取的敷設和固定。PCA組合安裝設計，應盡量采用插件式安裝結(jié)構(gòu)，或采用獨立接口的安裝結(jié)構(gòu)，以保證PCA安裝的獨立性，減少和避免安裝、檢測與維修的工藝難度PCA在整機中安裝設計，應嚴格考慮PCA的安裝剛度和有效防振動響應的放大。PCA組合安裝設計，必須防止PCB的扭曲和變形，采取適當?shù)募庸檀胧?，以加強PCB的剛度。,,5.4 面板元器件布局與安裝設計工藝

50、性 面板元器件的布局 （1）應確保面板元器件和部（組）件的布局不應形成安裝與操作盲區(qū)，其螺釘螺母的安裝緊固、安裝后的清洗及質(zhì)量檢驗、調(diào)測試應不處于盲操作狀態(tài)。 （2）元器件、部（組）件安裝高度、面積及距離的布局，應保證與毗鄰元器件、部（組）件之間有效的安裝操作空間及電氣安全距離。,,（3）對于有硬引線（回火引線）封裝元器件的面板安裝間距： 引線長度A ＋ 與毗鄰元器件安全距離B。,硬引線封裝元器件的面板安裝（

51、引線安裝應套熱縮套管絕緣）,,（4）面板元器件和部（組）件的布局應保證其安裝的獨立性。（5）面板元器件和部（組）件一般應按照與其關(guān)聯(lián)的PCA及在該PCA中的連接順序進行安排，就近安裝。,,5.5 整機導線安裝設計工藝性 整機導線安裝設計工藝性，應根據(jù)不同類型的整機電路結(jié)構(gòu)及其組合設計的特點，從整機接口接點出發(fā)，按單向性布線的原則，合理完成接口、PCA、母（背）板、面板元器件及部組件之間導線布線、走線與連接的

52、設計，確保導線束的綁扎、敷設、彎曲、分支、甩（并）線及其焊接和加固所需空間、面積、距離與間隙。設計必須提供“整機導線走線圖”和“導線接點表” ，保證整機導線及導線束的走線與安裝。,,（1）導線布線、走線 在機箱的有限空間及有限面積內(nèi)，導線及導線束的布線、走線設計工藝性，應滿足整機裝聯(lián)的可操作、可檢測、可維修。具體要求如下：接口→PCA、PCA PCA、PCA 面板元器件之間的導線連接，應按照導線束敷設單向性、導線連

53、接的順序性，進行分支甩線綁扎、安裝和焊接。導線束在PCA上的敷設，應保證導線束內(nèi)側(cè)到甩出線的焊接點或元器件的有效距離大于5mm。PCA上導線或?qū)Ь€束不應從元器件上面或下面穿越連線。一根導線布局一個連接孔。不允許導線安裝在元器件引線上。導線在PCA上的安裝設計，應優(yōu)先采用過孔插裝設計，并對導線采取加固措施。導線束不應懸空敷設，不應有較長的無固定走線。應根據(jù)導線來敷設路線，選擇合適的位置進行合理的固定設計。凡導線或?qū)Ь€束靠近機箱

54、壁、支架、棱角、穿孔等結(jié)構(gòu)件，應對導線束外絕緣層進行二次保護設計。,,5.6 整機機械裝配設計工藝性要求 基本要求如下 a.有電氣連接要求的裝配，各連接表面盡量使用“導電氧化（表面陽極化）”處理。 b.電子產(chǎn)品機械裝配應具有可維修性，零、部、組件設計為可拆卸方式裝配，緊固件必須使用標準件。各個相同圖號的零、部、組件應有良好的互換性。 c.整機中安裝接地焊片的位置不涂覆保護材料，保證可靠電氣連接。不涂覆的

55、尺寸應略大于使用焊片的面積。,,d.采用螺紋連接的表頭、電連接器等面板元件在安裝時增加襯墊減小振動影響。電連接器有電磁屏蔽要求時，使用導電襯墊并增加金屬防塵蓋。 e.零、部、組件公差范圍控制合理，不允許出現(xiàn)極限公差。避免因累積公差影響機械裝配，避免部、整件在裝配時發(fā)生應力形變。整機由組件裝配時避免因組件裝配的累積公差使整機裝配超差。 f.機械裝配中使用的非金屬材料必須經(jīng)過防霉、防蟲處理。,,g.機械裝配中有力矩要求

56、時，設計文件應明確力矩要求。 h.零、部、組件螺紋連接時，應有操作空間，避免采取盲裝方式裝配。 i.部、組件裝配后，整機內(nèi)部各個部位應具有可檢測性。內(nèi)部接地位置不允許設計在部、組件之間空隙位置。,,j.采用螺紋連接時，應連接可靠，拆卸方便。緊固后螺釘尾端外露長度一般最小為1.5螺距。同時螺釘外露不能過長，以不影響其他零、部、組件裝配為準。 k.不使用螺母固定的螺紋連接裝配時，螺紋連接的有效長度不得小于3

57、螺距，鋁、鎂合金材料有效螺紋適當增加。,6.電纜組裝件設計工藝性,6.1 設計工藝性要求 電纜組裝件應用于電子設備輸入、輸出接口的連接，是設備內(nèi)部、設備之間線路連接的重要部件，其質(zhì)量可靠性直接影響整機設備的電源與信號的傳輸。,,（1）電連接器、導線、電纜線及相關(guān)材料的選用，應符合優(yōu)選目錄及相關(guān)設計標準和工藝技術(shù)標準的要求。按系統(tǒng)工程的要求進行優(yōu)化設計，盡可能壓縮電連接器、導線和電纜線的品種、規(guī)格，減少轉(zhuǎn)接次數(shù)

58、。（2）電纜所用的同型號、同規(guī)格的整件、部件和零件應能互換。（3）導線、電纜線的芯線應與電連接器接觸件焊槽（杯）、壓接端子相互匹配；電纜束外徑應與電連接器尾罩出線口內(nèi)徑相互匹配。,,（4）首次采用的新技術(shù)、新型電連接器和導線、電纜線及材料，或者當前還不很成熟的設計工藝性與工藝技術(shù)，必須經(jīng)過充分的工藝試驗和環(huán)境試驗予以驗證和確認。（5）應充分考慮電纜在平臺上的敷設、安裝、防護與加固所需要合理的路線、位置、空間、距離，同時應保

59、證電連接器插、拔所必須保證的安全空間及安全距離，特別是不能形成電連接器插拔與檢驗的盲區(qū)。（6）應保證電纜設計工藝性的可生產(chǎn)、可維修、可安裝和產(chǎn)品的可靠性。（7）應盡可能滿足電纜輕量化和經(jīng)濟性的設計要求。,,6.2 電連接器與導線的選擇 （1）電連接器的選擇主要技術(shù)指標（額定電流、接觸電阻、絕緣電阻、抗電強度）應滿足產(chǎn)品降額準則要求。電連接器的環(huán)境適應性參數(shù)（工作溫度、相對濕度、大氣壓力、機械應力）應滿足產(chǎn)品環(huán)境條件要求。

60、電連接器機械壽命（插拔次數(shù)）應滿足相關(guān)部位插拔的設計要求（圓形電連接器應>500次，矩形電連接器應>1000次）電連接器品種規(guī)格、定位鍵槽、鎖緊方式的選擇，應保證電纜組裝件與整機接口的插接、安裝的可操作性和可靠性。在電連接器接點設計中，在沒有跨接線的條件下，應盡量采用壓接型電連接器。,,（2）導線與電纜線的選擇導線、電纜線的選擇應符合標準要求。導線、電纜線應能滿足工作區(qū)域的環(huán)境要求。導線、電纜線的電流密度、電阻率

61、、芯線截面積、絕緣層材料、屏蔽層 及導線質(zhì)量狀態(tài)，應保證產(chǎn)品電性能和可靠性要求。導線芯線材料一般應選擇鍍銀多股銅線。電纜線組裝件中使用的金屬材料應具有耐腐蝕性。,,6.3電連接器接點分配 （1）接點冗余數(shù)量與并點并線接點數(shù)量 電連接器接點的分配，必須保證整機接口和系統(tǒng)對接點數(shù)量，特別是冗余數(shù)量、并點并線數(shù)量分配的一致性。（2）接點分配的可靠性、安全性要求雙絞線一般應分配在兩鄰近的接點；對于接點少的電纜組裝件

62、，應合理選用電連接的規(guī)格，合理分配和利用連接點與空余點的相互位置。,,6.4電纜與電連接器的匹配設計（1）焊接型電連接器焊槽與導線線徑的匹配要求 導線線徑與電連接的焊杯內(nèi)徑匹配設計，是保證電連接器接點焊接、尾罩處理、屏蔽層處理 、導線根部應力消除的可實施性及可靠性的主要設計環(huán)節(jié)。匹配設計原則上是一個接點一根導線，最多不超過三根，且導線芯線的直徑不應超過焊杯內(nèi)徑。 A(線徑)/B（焊杯內(nèi)徑）=0.6～0.

63、9為匹配； A/B≥1.0為不匹配； 0.9＜A/B<1.0為臨界匹配的狀態(tài)，建議不采用。,,（2）壓接型電連接器端子與導線線徑的匹配采用壓接連接時，導線線徑與所選用的端子型號必須匹配（按標準規(guī)定選用）。壓接型電連接器端子的壓接導線一般只應為1根，不應采用折疊導線芯線的方法增加導線截面積，也不應剪除導線芯線的股數(shù)來減小導線截面積。,,6.5 導線束與電連接器尾罩出線口的匹

64、配性 導線束與電連接器尾罩出線口尺寸的匹配性設計，也是低頻電纜網(wǎng)設計可實施性、產(chǎn)品可靠性保證的主要工藝性因素。應合理選擇電連接器尾罩出線口的內(nèi)徑。 A（電纜束直徑）/B（尾罩出口內(nèi)徑）=0.5～0.8為匹配； A/B>0.8為不匹配,,6.6 電纜組裝件敷設與安裝 （1）敷設與固定要求電纜敷設路徑的設計，應盡可能便于裝、拆和檢查，應有合理的操作空間；按電纜組裝件的安裝部位和結(jié)構(gòu)特點，設計合理的

65、、可靠的固定點和加固件；應防止電纜組裝件敷設路徑和固定點不合理引起對電纜的機械應力集中；應考慮電連接器的插拔所需的安裝長度；電纜組裝件安裝后一般不應大距離的懸跨或懸掛。（2）彎曲半徑要求 在電纜組件制作及在敷設、插接、安裝設計中，其內(nèi)彎曲半徑一般不應小于5—10倍電纜外徑。,,6.7插接與安裝 電纜的“彎曲禁區(qū)” 彎曲禁區(qū)是電纜組裝件插接安裝中威脅其安全性的重要因素，必須從布局空間和相互距離等工藝性要素入

66、手，有效避開“彎曲禁區(qū)”。,,,,,,6.8射頻電纜組件設計工藝性要求（1）電連接器選用原則應考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特征、電性能參數(shù)及環(huán)境適應性；應保證機械互換性及符合通用互換性；在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)空間允許的情況下，優(yōu)選彎頭電連接器，以減少因電纜連線時，其根部焊接處受力。,,（2）射頻電纜選用原則根據(jù)電纜的結(jié)構(gòu)參數(shù)、性能選擇射頻電纜；根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)空間和環(huán)境溫度考慮電纜的耐溫及允許的最小彎曲半徑；在電性能允許的前提下，應選用直徑小的同軸電

67、纜，以減少線纜直徑，節(jié)省空間。,,（3）電連接器與電纜匹配要求根據(jù)電連接器廠使用說明書要求，選擇與其匹配的電纜；匹配性參考標準：GJB1215A-2005“射頻電纜組件通用規(guī)范”，GJB/Z62.2-1994“軍用電連接器系列型譜射頻連接器”附錄B“射頻連接器與配接射頻電纜對照表”。,,（4）柔性射步電纜組件如電纜組件一端與PCB焊接，則電纜芯線與焊盤孔徑之間應有0.2～0.4mm的合理間隙；根據(jù)各種柔性電纜允許的最小彎曲半徑

68、，設計彎曲處與電纜組件末端的最小距離。,,（5）半硬和半柔性電纜組件只允許一次彎曲成形（半硬電纜）；電纜末端預留長度，對于Φ2.18mm的電纜，該長度為10mm，對于Φ3.6mm的電纜應大于20mm；最小彎曲半徑：Φ2.18mm電纜，最小彎曲半徑為8mm； Φ3.6mm電纜，最小彎曲半徑為10mm；在半硬電纜組件制作過程中，應遵循電纜先釋放應力，后裝焊連接器的原則；半柔性電纜可彎曲多