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封装设计真不是你想得那么简单

2021-01-25 13:28
一博科技
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作者:王辉东

梦莉在PMC的位置上核对PCB物料时,赵理工和林如烟正在PCBA工厂里参观。

这是客户设计制板的一个PCB项目,在公司的PCBA工厂焊接装配。

梦莉是一个有梦想有追求的女孩。按她的话说,她就是想做一个特别拽,走路带风,想买就买,想吃就吃,有自己喜爱的工作,敢爱敢恨,谁都不甩的那种美少女。

前两天因为一件小事和男朋友叶飞闹别扭,一言不合就给叶飞留下一句话,从此你的世界与我无关,我的世界,你也只配旁观。

吓得这两天在仓库工作的叶飞,没事就到梦莉这嘘寒问暖,梦莉就一直紧绷个小脸,不理他。

你说这男人很多时候,他们想要的只是女朋友一个肯定的眼神和一颗懂他的心,仅此而已。

可是有时候连这个最基本的要求都无法实现,这只能是一种梦想了。

梦想这个词很奇怪,以梦开头,却要在现实里完成一切。所以女朋友懂不懂你不重要,重要的是你要懂她。

这不叶飞刚忙完手中的活,又来到梦莉座位边,脸上勉强挤出一丝微笑,像个做错事的孩子,站在梦莉身后不说话,就这么专注的看着她。

梦莉瞟了一眼叶飞,给了他个白眼,扭过头跺了一下脚,哼了一声,就埋头检查起PCB板上的物料。

这板子太着急了。

刚开始核对PCB板上的贴片器件那是一切顺利,可时在检查DIP插装器件时却出了点状况。

梦莉拿起DIP器件向板内孔上插的时候,感觉PCB的钻孔有点紧。

她推测可能是引脚与PCB板上孔的尺寸不匹配,才导致引脚插不进孔内。

于是她用手捏紧DIP器件,眯着眼睛,用力的向孔内按压。刚开始她感觉阻力挺大的,于是她又咬了咬牙,梦莉觉得手下一滑,感觉到插针进入板内了。

她有一丝开心,笑容在脸上刚开始荡漾时,她睁开了眼,突然笑容在脸上就凝固住了。因为她看到刚才下沉的不是器件,而是器件上的塑胶件,这插针还是稳丝不动的站在PCB的孔上面,没有一点要进去的意思。

于是梦莉又换了一个器件去试,结果呢还是外甥打灯笼--照旧(舅)。

梦莉额头上有一层细密的汗珠冒了出来,不由得抬眼瞄了一眼叶飞。

这一个眼神里面包含的东西太多了,有爱,有恨,有女子的柔弱无助,也有对叶飞的热切求助。

叶飞心内一阵悸动,是时候表演真正的绝技了,他一把拿起桌子上的插件,喊道:“媳妇让开,看我的…..”

梦莉给了他一个白眼,但还是主动把位置让给叶飞来操作。

只见他咬紧牙,腮帮子鼓得老高,向一个刚出炉的琉璃球,眼睛瞪得像灯泡,鼻子里喷着热气,感觉像火山即将要喷发。板子的插件在强力的挤压下,只稍稍矜持了一下,然后只见塑胶块嗖的一下子就被按到了板子上,器件的针脚唰一下子就刺入了叶飞的手指中,然后他就感觉到手上一麻,一阵钻心的疼直冲脑门。血,殷红的血一下子就从手上涌了出来…….

梦莉听到叶飞”啊“的一声惨叫,心头一紧,一把拉起了叶飞的手,捏住流血的伤口,一起向车间那个急救箱的位置跑去。

一个东西,学会之前是迷茫,学会之后是成长。

他叶飞这次可是真正成长了。

叶飞看着梦莉给他喷酒精,涂碘酊,缠纱布,内心幸福感爆棚。

梦莉的脸上满是心疼,叶飞举着缠着纱布的手,纱布上还一些黄黄的碘酊渗出。

他一边端详着手,一边弱弱的说道:“梦莉,这下衣服也洗不了,饭也不能做了,碗也洗不成了……我成了个废人了,媳妇,你可要对我负责,你可要养我一辈子。”

”养你,养你,我养你个大头鬼….”梦莉看了看了叶飞那死皮赖脸的样子,生无可恋的说道,不过内心怎么总是泛起一丝丝小甜蜜。

林如烟看到了梦莉,梦莉也看到林如烟。她忙喊道:“如烟快过来看看这个板子,好像出了点状况。”

林如烟和梦莉很熟悉。她和梦莉一起回到座位上,一把拿起桌子上的游标卡尺,开始测量起器件引脚的尺寸。

赵理工在一旁认真的观察着。

如烟的测试结果如下:器件引脚宽度0.64mm, 对角直径测量值为:0.805mm

然后她又用针规测试了PCB上的孔径,有了如下的结果:

对异常位号设计孔径查询,设计成品孔径要求:0.8mm+/-0.076MM公差,提取同批次库存板实测孔径值为:实测0.8mm,满足设计需求,但是板上设计的孔径尺寸能满足焊接装配的需求吗?

下图是用针规测试的PCB板上的成品孔径,针规尺寸0.8mm.

赵理工看到林如烟测试结果后,沉思了一会儿说道:“如烟,我知道大概是什么原因了。”

林如烟白了赵理一眼说道:“你知道了还不快说呀,卖什么关子呢。”

于是赵理工赶紧把心中的推测结果说了出来。

答案呼之欲出。

常规的插针器件封装建立时,PCB板上的成品孔径尺寸是按照比DIP引脚直径尺寸大0.2-0.3mm来设计的,当然也有加大0.35-0.4mm,这个和器件的大小以及其它的需求有关系。

DIP器件的引脚常规有圆形和方形两种。如果是圆形,就是引脚直径+补偿值(0.2-0.3mm)。

如果元器件的引脚是方形,那么PCB板上的成品钻孔尺寸是比方形引脚的对角线大0.2-0.3mm。

上面的案例方形引脚的对角线实测为0.805mm,那么PCB板上的成品孔径的尺寸要设计多少合适呢。

我们按照对角线的长度加大0.2-0.3mm,那么钻孔的成品尺寸应该设计为1.0-1.1mm。

而实际PCB板上的成品孔径尺寸是0.8mm。成品孔径和器件引脚的对脚线长度一样大小,自然无法正常插入,结果叶飞一用力就把自己的手扎了。

这个不良最大的可能是,客户建立封装时,把这个器件引脚形状按照圆形去建立补偿,因为这个器件的宽度为0.64mm,所以PCB板上的成品孔径为0.8mm.

后面和客户讨论这个问题时,真如赵理工推测的一样,设计封装时工程师也确实是这样的设计的。

PCB板内的成品孔径设计如下:

其实,类似这种插针连接器的Data sheet上,是有关于器件封装设计的推荐尺寸,可是设计工程师却没有注意到这一点。

关于器件引脚所对应的金属化孔设计标准,还有下面的一些标准规定,请大家参考。

如果PCB成品孔径建立太小,元器件无法正常插入或者不透锡。如果成品孔径建立太大,在波峰时,因为锡的张力,会导致元器件偏移,有器件浮高或锡多锡洞等不良产生,从而导致焊接可靠性出现异常。

那就有网友问,后来这个问题怎么解决的,说起来这又是一个悲伤的故事,当天下午和客户沟通过后,两个美女一合计,就把叶飞和在产线参观的赵理工,一起骗到了插件车间,做了半天免费的苦力,还给起了一个霸气的名字叫磨针工程师。并且在两个美女的监工下,他们把器件引脚仔细打磨的圆润锃亮,直到能满足焊接的插装需求,才把这个单子焊接完成。

后来的后来就是要求客户重新设计此插件孔的封装,修改板上插件孔的成品尺寸,升级PCB版本了。

这正是

插针设计莫随便

方形圆形要看全

成孔尺寸要规范

避免流血又流汗

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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