CN105101667A - 一种简易印制线路板过锡炉载具模型的布局布线方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种简易印制线路板过锡炉载具模型的布局布线方法，针对采用有载具波峰焊过锡炉工艺的PCB，在PCB布局布线时建立模拟的载具模型，通过对载具模型的分析，检查并及时修正PCB，使设计出的PCB满足后期有载具波峰焊过锡炉的加工工艺，避免因为PCB对应的载具设计不出造成设计出的PCB的失效，或者造成PCB搭配对应载具过锡炉后出现空焊的不良现象，加快产品开发的进度。

Description

一种简易印制线路板过锡炉载具模型的布局布线方法

技术领域

本发明适用于各类需要用到PCB有载具波峰焊过锡炉加工工艺的电子电气产品的布局布线设计，属于电子技术领域。

背景技术

PCB，英文全称是PrintedCircuitBoard，即印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一。对于PCBlayout(布局布线)工程师来说，不单单是将电子产品以线路布线的方式实现其物理连接，同样还需要考量设计出的PCB符合后期加工的制程工艺要求，如元器件的焊接加工的可操作性。

在目前的电子电气产品设计中，经常用到两层或多层板PCB，顶层和底层都有贴片器件，顶层还有插件器件，对这些元器件的制程(焊接)加工工艺根据具体情况大致分为以下两种：

工艺A：正面贴片锡膏+背面贴片红胶+正面插件后无载具波峰焊过锡炉。

工艺B：正面贴片锡膏+背面贴片锡膏+正面插件后有载具波峰焊过锡炉。

针对工艺A，众所周知，红胶制程的工艺易造成元器件的虚焊、空焊或假焊，产品制程的不良率很高，并且不利于元器件的维修更换，有较大的劣势。而工艺B相对来说可以避免工艺A除空焊外的不足，产品制程不良率大大降低，已成未来发展趋势。但工艺B对PCB布局布线本身的设计有较高的要求，一方面要求设计的PCB满足对应载具的可制作性，另一方面要求PCB搭配载具过锡炉后插件器件焊脚无空焊。

针对工艺B，是将PCB正面(顶层)、反面(底层)贴片器件都采用自动贴片机(预涂锡膏)进行贴片，顶层插件器件采用人工或机器插件，然后搭配载具进行波峰焊过锡炉，简称双面锡膏载具过锡炉工艺。因为锡膏受热易脱落，用载具的目的是将背面贴片器件进行遮挡只将插件器件的焊盘进行波峰焊接。这样，载具的功能很关键。

根据产品开发的流程，一般PCB线路板有开发部门设计，制程工艺由生产技术部门主导，这样，对于载具的环节通常由生产技术部门根据开发部门设计好的PCB和已双面贴片完成后的半品根据实际贴片元器件产品的高度自己制作或委外制作对应的载具。这样就需要保证设计的PCB符合既定有载具过锡炉PCB设计的规范。

发明内容

本发明旨在提供一种简易印制线路板过锡炉载具模型的布局布线方法，针对采用有载具波峰焊过锡炉工艺的PCB，在PCB布局布线时建立模拟的载具模型，通过对载具模型的分析，检查并及时修正PCB，使设计出的PCB满足后期有载具波峰焊过锡炉的加工工艺，避免因为PCB对应的载具设计不出造成设计出的PCB的失效，或者造成PCB搭配对应载具过锡炉后出现空焊的不良现象。

本发明的技术方案如下：

一种简易印制线路板过锡炉载具模型的布局布线方法，包括如下步骤：

步骤一：

在PCB布局布线时建立载具模型模拟区域，所述载具模型模拟区域将PCB底层丝印层对应的底层贴片器件进行覆盖，模拟出双面锡膏载具过锡炉时底层贴片器件和载具搭配时的效果；所述载具模型模拟区域相当于模拟了一个将整个平面板子挖去需要过锡炉的部分，其余部分用来遮蔽背面的贴片器件的载具模型；所述载具模型模拟区域在PCB布局布线设计时采用填充fill或划线line的形式设计；对于背面贴片较高的器件，把载具模型模拟区域做的更大，使模拟的载具模型与实际治具更加接近；

步骤二：

在PCB绘图软件内测量检查该PCB是否符合制作载具相应的规范要求，如插件焊盘与相关模型边沿的距离，参照载具过锡炉制作工艺的PCB布局布线规范，从而来检查该PCB是否在某些地方存在设计失效，调整PCB内相关器件的布局布线以达到载具过炉工艺的要求；

步骤三：

将设计好的PCB分层以1:1打印出来，包括PCB反面铜箔及丝印层以及PCB载具模型模拟层，将打印的文档转换成镜像形式，即从PCB背面透视到PCB正面的视图方式，手工制作一份模拟的载具搭配PCB的模型；然后将PCB载具模型模拟层上白色的区域用剪刀去除，仅保留载具模型模拟区域，然后将载具模型模拟区域覆盖在PCB反面铜箔及丝印层上面，与PCB载具模型模拟层相对位置对齐，即得到未来实际加工成型后的PCB搭配载具的效果图；通过对该PCB及搭配载具的具体情况分析来查看是否存在载具过锡炉工艺PCB设计失效的地方；如果PCB设计存在缺陷或搭配的载具实际可能无法加工出来就修改PCB的设计；通过PCB的修改与确认使最终的PCB设计符合既定的设计要求。

本发明的有益技术效果是：

本发明针对双面锡膏载具过锡炉的PCB，在PCB布局布线时对其载具模型的建立，通过在PCB设计之初加入载具制作的考量，使设计的PCB更加合理化，尽可能满足载具制程的需要，确保PCB的设计是有效的PCB设计，避免多次修改打样PCB以搭配实际载具的实现或多次载具打样修改造成的费用和时间的浪费，加快产品开发的进度。

附图说明

图1是PCB载具模型模拟示意图。

图2是增加各种钻孔含插件孔后的载具模拟示意图。

图3是PCB反面铜箔及丝印层。

图4是PCB载具模型模拟层。

图5是PCB搭配载具的模拟效果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

本发明针对双面锡膏载具过锡炉的PCB，在PCB布局布线时建立平面载具模型，以直观的方式将载具模型呈现出来，作为PCB载具制程的参考，确保布局布线完成的PCB成为实际有效的PCB设计。本发明适用于进行PCB有载具波峰焊过锡炉工艺的电子电气产品，只要预定设计的PCB后期采用有载具波峰焊过锡炉工艺，其PCB载具模型的设计均适用于本发明。以下以某款电子产品的PCB为例做具体说明：

首先，在PCB布局布线时建立平面载具的模型，如图1所示建立载具模型模拟区域(Model)。该图是从PCB顶层(正面)透视到PCB底层(反面)方向的透视图，所以底层丝印层(Bottomoverlay)为镜像显示。由图1可知，Model区域即为所搭配的载具。假定PCB过锡炉的方向为水平从左向右，Model区域将底层丝印层(Bottomoverlay)对应的底层贴片器件进行覆盖，这样可以模拟出双面锡膏载具过锡炉时底层贴片器件和载具搭配时的效果。Model区域相当于将整个平面板子挖去需要过锡炉的部分，其余部分用来遮蔽背面的贴片器件。在PCB布局布线设计时Model区域可采用填充fill或划线line的形式来设计。对于背面贴片较高的器件，因为通常载具需要将高的器件进行包裹，载具本身有一定的厚度，可以把对应Model阴影区域做的更大些，使模拟载具Model图与实际治具更加接近。

其次，在PCB绘图软件内测量检查该PCB是否符合制作载具相应的规范要求，如插件焊盘与相关Model边沿的距离，参照载具过锡炉制作工艺的PCB布局布线规范，从而来检查该PCB是否在某些地方存在设计失效，必要时调整PCB内相关器件的布局布线以达到载具过炉工艺的要求(此为现有技术，不予赘述)。图2为增加各种钻孔含插件孔后的示意图。

最后，将设计好的PCB分层以1:1打印出来，注意将打印的文档转换成镜像形式，即从PCB背面透视到PCB正面视图方式，这样手工制作一份模拟的载具搭配PCB的模型。打印后的图档如图3、图4，然后将图4白色的区域用剪刀去除，仅保留Model区域，然后将Model区域覆盖在图3上面，与图4相对位置对齐，即得到未来实际加工成型后的PCB搭配载具的效果图，如图5。通过对该PCB及搭配载具的具体情况分析来查看是否存在载具过锡炉工艺PCB设计失效的地方。如果PCB设计存在缺陷或搭配的载具实际可能无法加工出来就要考虑修改PCB的设计(此为现有技术，不予赘述)。这样通过PCB的修改与确认使最终的PCB设计符合既定的设计要求。

本发明所述的模型是以平面设计的角度所设计出的载具模型，未考虑实际背面贴片器件的高度，实际载具的制作是要考虑背面贴片器件的高度，制作成凹凸型的效果，以便把背面的贴片器件进行包裹型遮挡，避免器件过锡炉锡膏受热贴片器件脱落。例如某款双面贴片完成后的PCB半品及搭配载具，从PCB背面(底层)视角可以看到实际的载具有多处凹凸处理，凸出的地方是用于包裹较高的贴片器件而加工，与图5相比在细微处理上有部分差异，但从整体上看图5已基本达到模拟实际载具的效果，PCB模拟载具的制作仍有有较大的参考价值。

虽然本发明所述的模拟载具是从平面设计的角度出发，不能等同于实际的载具，但已将实际PCB有载具过锡炉的效果以比较直观的效果图方式呈现了出来，便于PCBlayout工程师在PCB设计时有参考的依据。通过对现有已建立载具模型的PCB的布局布线的分析，预先排除不符合对应载具过锡炉制作工艺的PCBlayout规范的地方，及时修正PCB的布局布线，避免PCB设计的失效，预分析PCB本身的布局布线和载具过锡炉工艺可能出现的空焊等不良隐患地方，对产品的PCB设计和加工有一定的指导意义。

其他说明：

载具：在工厂里面，只要有用到代替人工来完成某些动作的机器，而人的手又不方便伸到机器里面去操作的时候，这时就需要一种介于人与机器之间互动的介质。业内一般把这种介质称为载具。本文所提到的载具相当于是托盘，即将插件后待焊接的PCB放置在该载具(托盘)上，通过导轨送入波峰焊机进行焊接。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种简易印制线路板过锡炉载具模型的布局布线方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：

在PCB布局布线时建立载具模型模拟区域，所述载具模型模拟区域将PCB底层丝印层对应的底层贴片器件进行覆盖，模拟出双面锡膏载具过锡炉时底层贴片器件和载具搭配时的效果；所述载具模型模拟区域相当于模拟了一个将整个平面板子挖去需要过锡炉的部分，其余部分用来遮蔽背面的贴片器件的载具模型；所述载具模型模拟区域在PCB布局布线设计时采用填充fill或划线line的形式设计；对于背面贴片较高的器件，把载具模型模拟区域做的更大，使模拟的载具模型与实际治具更加接近；

步骤二：

在PCB绘图软件内测量检查该PCB是否符合制作载具相应的规范要求，如插件焊盘与相关模型边沿的距离，参照载具过锡炉制作工艺的PCB布局布线规范，从而来检查该PCB是否在某些地方存在设计失效，调整PCB内相关器件的布局布线以达到载具过炉工艺的要求；

步骤三：

将设计好的PCB分层以1:1打印出来，包括PCB反面铜箔及丝印层以及PCB载具模型模拟层，将打印的文档转换成镜像形式，即从PCB背面透视到PCB正面的视图方式，手工制作一份模拟的载具搭配PCB的模型；然后将PCB载具模型模拟层上白色的区域用剪刀去除，仅保留载具模型模拟区域，然后将载具模型模拟区域覆盖在PCB反面铜箔及丝印层上面，与PCB载具模型模拟层相对位置对齐，即得到未来实际加工成型后的PCB搭配载具的效果图；通过对该PCB及搭配载具的具体情况分析来查看是否存在载具过锡炉工艺PCB设计失效的地方；如果PCB设计存在缺陷或搭配的载具实际可能无法加工出来就修改PCB的设计；通过PCB的修改与确认使最终的PCB设计符合既定的设计要求。