电子装联的可制造性设计

展亚鸽

摘  要：电子装联技术是电子装备制造的实体技术，新一代的电子装联技术包含：组装技术、组装工艺、结构设计、互连基板、元器件、专用设备、材料、测试、可靠性等。所以装联技术是衡量一个国家综合实力和科技发展水平的重要标志之一，是电子装备实现小型化、信息化、多功能化和高可靠性的关键技术。

关键词：电子装联技术;可制造性;印刷电路板设计;整机布线设计

电子装联的可制造性设计是一个全新的设计理念，主要解决电路设计和工艺制造之间的接口问题，也就是如何使电路设计具有可制造性，特别是在产品已成为商品的市场经济条件下，从某种意义上来讲“设计要为制造而设计”，强化了电子装联的可制造性。电子装联的可制造性设计不单纯的局限于印刷电路板组装件，包含了很多领域的东西。

电子技术的发展日新月异，元器件尺寸越來越小、种类越来越多，由此带来电子装配技术的高密度、集成化。电子装配所涉及的知识将更多，同时随着市场竞争的越来越激烈，电子设备结构复杂与改型快的矛盾、预研与实际生产之间的矛盾也将表现地更加突出。传统的工艺编制方式不能很好地管理、利用企业的基础工艺知识，工艺编制效率低，迫切需要采用先进的工艺编制方式，改善电子装配企业的工艺管理状况，提高工艺编制的效率，使企业以最快的速度将产品投入市场。

电子产品的装配与机械产品的装配有着显著的区别：一方面电子产品 的结构 较机械产品 的结构 简单，更多地表现为元器件的装配;另一方面电子装配作业 的自动化程度明显高于机械产品装配。这方面以印制 电路板装配为代表，由于通孔插装技术尤其是表面贴装技术的应用，大部分装配工序都 可以由机器完成，大幅度提高了装配作业的自动化水平。

印刷电路板设计。印刷电路板设计规范在一些标准中均有体现，如GB/T 4588. 3-2002等，但每个企业产品不同，或多或少有不符合自己产品的情况，最好要根据自己的产品做相应的设计规范。（1）印刷电路板板框四周倒圆角，圆角可参考设置为R=5mm，特殊情况参照结构设计。2）印刷电路板上必须设定至少两个Mark点，且两点要求对角但不对称。（3）印刷电路板上元器件或引线与印刷电路板边沿的距离不能小于5mm，即印刷电路板设计时要留好工艺边，供贴片等工艺使用。（4）紧固件与印刷板导线间应满足相关标准的最小电气绝缘间隙要求，即有一个安全间距，根据具体产品进行量化。如果无法保证安全间距时，可采用加绝缘垫片的形式进行隔离。（5）BGA与相邻元件的距离> 5mm，其它贴片元件相互间的距离>0.7mm，贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离> 2mm，有压接的接插件周围5mm内不能有插装元器件。（6）由于印刷电路板加工技术限制，线宽及间距设计也要规范。（7）印刷电路板上铜箔宽度、厚度与承载电流的关系。若铜箔作为导线通过大电流时，载流量应参考表中数值降额50%去考虑选择。（8）印刷弧上的线宽不要突变，导线不要有尖角或锐角、直角，可做导角处理。（9）一般不允许出现一端浮空的布线。（10）特别注意电流流通中的导线环路尺寸，面积要尽量小。（11）走线长度控制要尽量短，减少因走线长带来的干扰问题。（12）尽量为时钟信号、高频信号、敏感信号等关键信号提供专门的布线层，并保证其最小的回路面积，必要时应采取手工优先布线，屏蔽和加大安全间距等方法，保证信号质量。（13）一般要求每个网络至少有一个可供测试探针接触的测试点，称为ICT测试点。测试点可以是过孔，可兼做导通孔，也可是器件的焊点，但不推荐用元件焊接孔做测试点。测试点的焊盘尺寸不小于 0.6mm，测试点之间的间距最小为1.5mm。（14）直插射频SMA接头与壳体壁保证最小距离9mm，相邻两SMA接头之间中心距离不小于13mm，保证其可安装、拆卸。（15）直插件焊孔要按照标准要求设置，间距直插针焊孔约为φ0.88，取φ0.81则在生产中会经常出现插不进去现象。（16）直插电源插座时尽量保证1脚为正，且卡口冲外，插拔方便。相邻两接插件相同P数时，尽量用颜色或其他方式区分，避免误插拔。

整机布线设计。整机布线设计就是对机箱中各种无线电零部件之间进行电连接布线设计，为生产提供工艺性设计文件，保证布线位置与结构的合理性，实现整个机箱内元器件组合之间的电连接。电性能指电子装联的可制造性设计。因此，对布线的精心设计是非常重要的，要尽可能排除各种干扰，有效合理地利用机箱内宝贵的空间进行布线。（1）按导线传送信号的类型等分类捆扎线束，防止线间耦合串扰，同时要考虑设备的可靠性和可维修性。（2）整机中所有连线都应本着尽可能走短线、距离近的原则进行布线。（3）布线要尽可能减小电流环路的面积（特别是布地线时），如果信号不能通过尽可能小的环路返回，就可能形成一个大的环状天线。（4）对能确定的辐射干扰较大的导线使用屏蔽线。（5）尽量不将性质不同的信号导线安排在同一连接器或电缆中。线束通过锐角或有可能划伤导线的地方时，应将线束通过部分或锐角处进行处理，以保证线束的安全。（6）对于电磁兼容要求高的设备，电源输入滤波器的线尽量短，且输入输出线尽量不要平行布设，平行线之间存在分布电容，这样会导致滤波器失去应有的作用。（7）电缆接头焊接点处导线出来后要有一段直线距离后再进行弯曲，否则电缆接头焊点会受应力导致损坏或影响指标。（8）每个连接器出来的线束处尽量留固定用的孔位，且线束要整理成圆弧形，保证可插拔且不受应力影响。

上面所述仅是可制造性设计中一小部分内容，电路及结构设计人员必须先了解电子装联技术，在产品的概念化设计和详细设计阶段，必须考虑到制造生产过程中的工艺要求、测试组装的合理性，才能按应用先进电子装联技术的要求进行可制造性设计。

参考文献

[1]  李晓麟.印制电路组件装焊工艺与技术.电子工业出版社，2011（4）.

[2]  李晓麟.整机装联工艺与技术.电子工业出版社，2011（11）.