PCB拼板上的那颗美人痣

来源:一博自媒体 时间:2018-8-6 类别:微信自媒体

作者:王辉东   一博科技高速先生团队队员

时间在一点一滴的过去,单纯的赵理工早已把林如烟讲的那些案例铭刻在记忆里,而对于林如烟对自己的打击,赵理工只能嘿嘿一笑,像一阵风一样消失在那流年里。
突然今天大师兄喊大家过来讲一个关于拼板的案例,如烟和他一起赶紧围了过去,于是便有了下面刻骨铭心的记忆。

话说客户的工程师设计好了一个PCB,并且顺带把拼板的方式也设计好了,各方面看似无懈可击。客户在自己的PCB工厂将裸板加工完成后,发于我司的PCBA工厂进行贴装焊接。我司的PCBA工厂在上线前进行焊接工程制作时,发现客户送过来焊接的PCB板子,有一半的拼板做了镜像处理。那也就意味着客户镜像拼板的PCB上,所有的器件PIN排列顺序和坐标全部都镜像了,和原来的器件引脚排列完全对不上了,这对于一个器件来说,是一个灭顶之灾。对于这个PCB板子来说,镜像部分全部灰飞湮灭了。

 
案例的原因很快查清楚了,客户的PCB设计工程师在设计拼板时,没有在拼板图上添加任何的拼板标示,也没有特殊的文字说明和要求。PCB工厂内部对于拼板方式也没有明确的操作规范,客户PCB工厂的CAM工程师觉得设计工程师没有添加拼板标示,那就是对拼板方式没有明确的要求,怎么拼都可以(其实当时PCB设计工程师也就是这样想的,觉得这个PCB板子外形单一,内容纯粹,就是这么简单,怎么拼板都没有太大的问题,但是没有想到还有一个不按常规出牌的CAM工程师)。CAM工程师一下子觉得PCB的拼板是个广阔的天地,是他大有作为的好地方,可以任意的驰骋翱翔。他决定尝试下别人都没有用过的拼板方式,于是点了下mirror键。后来的后来,我们就不多说了。当我们一味地抱怨工厂把板子拼错的同时,有没有想想我们为他们做过什么,板子的牺牲我们是否也做了幕后推手呢。
我们为什么要对PCB进行拼板呢,无外乎下面几点:

1. 在PCB完成布线后,由于组装流程的要求,需要对于一些具有特殊外形的PCB进行拼板设计,从而使后续的PCB组装流程能够顺利进行。拼板设计时通常需要增加工艺边,并将一个或若干PCB单元与边条以一定的方式连接在一起,形成满足组装要求的PCB外形。

(1) 设计本身的机械结构需求,比如板内无定位孔和光学点,或者有器件距板边太近,为了节约成本,免开载具,需拼板。有时为了拼板后防止器件伸入另一单元,需要旋转拼板,将元件放置在板子两端,防止贴片撞件。

(2)元器件焊盘靠PCB板边太近。比如器件到板边的距离小于4mm.为了避免贴片时开载具,需要拼板。

(3)需要焊锡的测试点靠板边太近,小于4mm。为了避免开治具,需要拼板。

(4)不规则外形或尺寸过小,不能顺利通过组装生产线。比如说PCB的单元尺寸小于50*50mm或者一些圆形或异形板等。

(5)为了提高PCB组装生产效率。

2. 拼板的尺寸会对PCB生产时的材料利用率和生产拼板尺寸产生直接影响,甚至是显著影响PCB的价格。而拼板中边条的数量、宽度、位置、PCB单元的数量、PCB单元的排列方式、连接的方式、单元中间的铣槽宽度都将影响到拼板尺寸。这点是和成本有很大的关系,通常PCB工厂会特别关注此点,特别是量产。

3. 一些特殊的工艺需要拼板,比如半孔板、金手指板等。

4. 生产时的一些关键工序需要,比如说成型后的水洗流程,如果PCB成品尺寸太小,就容易跌落进水洗缸中,通常PCB成品尺寸小于80*80mm就要拼板。

我们对PCB做拼板时,如果单板是一个异形的板子,通常不需做特别的标示,就能从外观上看出设计者的拼板意图。如下图从单元的外形中,我们就能看出设计工程师是希望做旋转拼板的。
 
但是对于一些外形中规中矩的板子,我们PCB设计工程师拼板后如果不添加拼板标示的话,那么板厂的CAM工程师有很大可能,无法真正的领会到我们拼板的设计意图。如下图,如果没有拼板标示,我们的CAM工程师可以拼成顺拼,也可以是旋转,或者是阴阳,更要命的是碰到一个标新立异的主,会给你整出来个镜像拼板。
 
所以说通常碰到此类情况,我们在制板前做DFM检查时,会让客户的设计工程师添加上拼板标示防止出错。设计工程师们都很愿意配合修改添加,但是他们也会加出一些神奇的拼板标示。如下图的T版本:
 
还有下面的A版本:
 
但是这样加标示真的好吗,A和T镜像一下不还是A和T吗,更让人心跳的还有一次客户的工程师给我们加了个X,瞬间让人有了一种泪奔的感觉。
 
那么我们正确的拼板标示要加什么东东比较清晰明了呢。在这最关键的时刻,我们必须推出世间上最恐怖最吓人的独门暗器,来让大家扭转拼板加标示的被动局面,那就现在大部分板厂都推崇的拼板标示---F。

为什么会是”F”呢,且看下面的图示,顺拼和旋转是不是一目了然,没有歧义。
 
但是下图的镜像和阴阳拼板,还是要和大家强调一番,二者是有本质上的区别。阴阳拼板只是PCB层的面向上发生了变化,但是器件的坐标和PIN排列是没有变化的。看下图中阴阳拼板它一半是顶层线,一半是底层线路,这样在SMD贴片时能共用一张钢网,提高贴片机的效率。但是大部分工艺还是不建议使用阴阳拼板,如背钻、盲埋孔或者过波峰焊接等工艺。此类拼板标示我们不但要加F,通常还要把顶底层的面向标示出来。

镜像拼板再次强调大家千万不要使用,前面已经说过了会发生器件PIN排列和坐标的改变。后果大家都很清楚。
 
所以说拼板标示就是PCB拼板图上的那颗美人痣,点好了画龙点睛,倾城倾国,点不好克板,会出大乱子的。

赵理工正目不转睛的盯着电脑屏幕,听着大师兄侃侃而谈。突然一只滑腻的小手伸了过来,将他的手给抓住,然后拉了他一下。赵理工扭头一看林如烟脸色羞红,瞪着一双黑溜溜的眼睛看着他。

“怎么了如烟”赵理工小声的问道。

“走不走呀,大师兄都讲完了,我要回去改拼板了”如烟悄声道。

两个人一声不响回到座位,林如烟赶紧打开自己的PCB拼板图,悄悄的将上面的”X”改成了”F”.然后扭头看着赵理工诡异的一笑。当赵理工打开自己的拼板图一下子惊呆了,嘴吧张成了大大的O型。因为自己的拼板图上赫然的出现了一排“O”的标示,不对呀,自己明明还没有加标示呀。赵理工正纳闷呢,抬头看到林如烟正望着自己笑得花枝招展,一下子就想到了问题的根源。

“林如烟,你又想阴我看我出丑,你想害死我呀,你得对我负责。“

“负责,负责容易呀,赵理工,上次我不是给你戴了个手表,忘记了吗?这次你过来我给你掐个项链,保准是个大个的,带上我的项链本姑娘才能对你负责。”

“我……”赵理工缩了脖子一下子哑火了。


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