通孔插裝PCB的DFM可制造性設計

　　(1)按照一個(gè)柵格圖樣位置以行和列的形式安排元件，所有軸向元件應相互平行，這樣軸向插裝機在插裝時(shí)就不需要旋轉PCB，因為不必要的轉動(dòng)和移動(dòng)會(huì )大幅降低插裝機的速度。像圖2中這些以45度角放置的元件，實(shí)際上無(wú)法由機器插入。

　　(2)相似的元件在板面上應以相同的方式排放。例如使所有徑向電容的負極朝向板件的右面，使所有雙列直插封裝(DIP)的缺口標記面向同一方向等等，這樣可以加快插裝的速度并更易于發(fā)現錯誤。如圖3所示，由于A(yíng)板采用了這種方法，所以能很容易地找到反向電容器，而B(niǎo)板查找則需要用較多時(shí)間。實(shí)際上一個(gè)公司可以對其制造的所有線(xiàn)路板元件方向進(jìn)行標準化處理，某些板子的布局可能不一定允許這樣做，但這應該是一個(gè)努力的方向。

　　(3)將雙列直插封裝器件、連接器及其它多引腳數元件的排列方向與過(guò)波峰焊的方向垂直，這樣可以減少元件引腳之間的錫橋。

　　(4)充分利用絲印在板面上作記號，例如畫(huà)一個(gè)框用于貼條形碼，印上一個(gè)箭頭表示板子過(guò)波峰焊的方向，用虛線(xiàn)描出底面元件輪廓(這樣板子只需進(jìn)行一次絲印即可)等等。

　　(5)畫(huà)出元件參考符(CRD)以及極性指示，并在元件插入后仍然可見(jiàn)，這在檢查和排除故障時(shí)很有幫助，并且也是一個(gè)很好的維護性工作。

　　(6)元件離板邊緣應至少有1.5mm(最好為3mm)的距離，這將使線(xiàn)路板更加易于進(jìn)行傳送和波峰焊接，且對外圍元件的損壞更小。

　　(7)元件高出板面距離需超過(guò)2mm時(shí)(如發(fā)光二極管、大功率電阻器等)，其下面應加墊片。如果沒(méi)有墊片，這些元件在傳送時(shí)會(huì )被“壓扁”，并且在使用中容易受到震動(dòng)和沖擊的影響。

　　(8)避免在PCB兩面均安放元件，因為這會(huì )大幅增加裝配的人工和時(shí)間。如果元件必須放在底面，則應使其物理上盡量靠近，以便一次完成防焊膠帶的遮蔽與剝離操作。

　　(9)盡量使元件均勻地分布在PCB上，以降低翹曲并有助于使其在過(guò)波峰焊時(shí)熱量分布均勻。

　　3、機器插裝

　　(1)所有板上元件的焊盤(pán)都應該是標準的，應使用業(yè)界標準的間隔距離。

　　(2)選用的元件應適用于機器插裝，要牢記自己工廠(chǎng)內的設備的條件與規格，事先考慮好元件的封裝形式，以便能更好地與機器配合。對于異形元件來(lái)講，封裝可能是一個(gè)較大的問(wèn)題。

　　(3)如果可能，徑向元件盡量用其軸向型，因為軸向元件的插裝成本比較低，如果空間非常寶貴，也可以?xún)?yōu)先選用徑向元件。

　　(4)如果板面上僅有少量的軸向元件，則應將它們全部轉換為徑向型，反之亦然，這樣可完全省掉一種插裝工序。

　　(5)布置板面時(shí)，應從最小電氣間隔的角度考慮引腳折彎方向和自動(dòng)插裝機部件所到達的范圍，同時(shí)還要確保引腳折彎方向不會(huì )導致出現錫橋。

　　4、導線(xiàn)與連接器

　　(1)不要將導線(xiàn)或電纜線(xiàn)直接接到PCB上，而應使用連接器。如果導線(xiàn)一定要直接焊到板子上，則導線(xiàn)末端要用一個(gè)導線(xiàn)對板子的端子進(jìn)行端接。從線(xiàn)路板連出的導線(xiàn)應集中于板子的某個(gè)區域，這樣可以將它們套在一起避免影響其它元件。

　　(2)使用不同顏色的導線(xiàn)以防止裝配過(guò)程中出現錯誤。各公司可采用自己的一套顏色方案，如所有產(chǎn)品數據線(xiàn)的高位用藍色表示，而低位用黃色表示等。

　　(3)連接器應有較大焊盤(pán)以提供更好的機械連接，高引腳數連接器的引線(xiàn)應有倒角以便能更容易地插入。

　　(4)避免使用雙列直插式封裝插座，它除了延長(cháng)組裝時(shí)間外，這種額外的機械連接還會(huì )降低長(cháng)期使用的可靠性，只有因為維護的原因需要DIP現場(chǎng)更換時(shí)才使用插座。如今DIP的質(zhì)量已取得了長(cháng)足的進(jìn)步，無(wú)須經(jīng)常更換。

　　(5)應在板面上刻出辨別方向的標記，防止安裝連接器時(shí)出現錯誤。連接器焊點(diǎn)處是機械應力較為集中的地方，因此建議使用一些夾持工具，例如鍵和卡扣。

　　5、整機系統

　　(1)應在設計印制電路板前選好元器件，這樣可以實(shí)現最佳布局并且有助于實(shí)施本文中所闡述的DFM原則。

　　(2)避免采用一些需要機器壓力的零部件，如導線(xiàn)別針、鉚釘等，除了安裝速度慢以外，這些部件還可能損壞線(xiàn)路板，而且它們的維護性也很差。

　　(3)采用下面的方法，盡量減少板上使用元件的種類(lèi)：用排電阻代替單個(gè)電阻;用一個(gè)六針連接器取代兩個(gè)三針連接器;如果兩個(gè)元件的值很相似，但公差不同，則兩個(gè)位置均使用公差較低的那一個(gè);使用相同的螺釘固定板上各種散熱器。

　　(4)最好設計成可在現場(chǎng)進(jìn)行配置的通用板。例如裝一個(gè)開(kāi)關(guān)將國內使用的板改為出口型號，或使用跳線(xiàn)將一種型號轉變?yōu)榱硪恍吞枴?p>　　6、常規要求

　　(1)當對線(xiàn)路板做敷形涂層時(shí)，不需要涂層的部分應在工程設計時(shí)在圖上標注出來(lái)。設計時(shí)應考慮涂層對線(xiàn)間電容的影響。

　　(2)對于通孔來(lái)說(shuō)，為了保證焊接效果最佳，引腳與孔徑的縫隙應在0.25mm到0.70mm之間。較大的孔徑對機器插裝有利，而想要得到好的毛細效果則要求有較小的孔徑，因此需要在這兩者之間取得一個(gè)平衡。

　　(3)應選用根據工業(yè)標準進(jìn)行過(guò)預處理的元件。元件準備是生產(chǎn)過(guò)程中效率最低的部分之一，除了增添額外的工序(相應帶來(lái)了靜電損壞風(fēng)險并使交貨期延長(cháng))，它還增加了出錯的機會(huì )。

　　(4)應對購買(mǎi)的大多數手工插裝元件定出規格，使線(xiàn)路板焊接面上的引線(xiàn)伸出長(cháng)度不超過(guò)1.5mm。這樣可減少元件準備和引腳修整的工作量，而且板子也能更好地通過(guò)波峰焊設備。

　　(5)避免使用卡扣安裝較小的座架和散熱器，因為這樣速度很慢且需要工具。應盡量使用套管、塑料快接鉚釘、雙面膠帶或者利用焊點(diǎn)進(jìn)行機械連接。

　　7、結論

　　對于用通孔插裝技術(shù)進(jìn)行線(xiàn)路板組裝的制造商來(lái)說(shuō)，DFM是一個(gè)極為有用的工具，它可節約大量費用并減少很多麻煩。使用DFM方法能減少工程更改以及將來(lái)在設計上作出讓步，這些好處都是非常直接的。