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PCBA混裝度的概念與意義
點擊次數(shù)：247 發(fā)布時間：2021/9/9 17:05:32
1、背景說明
在IPC-SM-782中有兩個重要概念“Producibility Levels”（可生產(chǎn)性水平）和“Component Mounting Complexity Levels”（元器件安裝復雜性水平），它們有所區(qū)別但又都分為三且對應(yīng)。這兩個概念都是用來描述PCBA組裝的復雜性，三水平的劃分依據(jù)是組裝所采用的技術(shù)——通孔插裝技術(shù)、表面組裝技術(shù)和混合安裝技術(shù)。
這兩個概念與現(xiàn)實不完全相符。方面，插裝元器件的使用越來越少；另方面，普通間距與精細間距封裝同面組裝所帶來的難度與復雜度，已經(jīng)遠遠超過插裝技術(shù)與表面組裝技術(shù)混合應(yīng)用所帶來的難度與復雜性。也就是說，天電子制造的復雜性主要來自兩方面的挑戰(zhàn):是元器件封裝尺寸越來越��；二是普通間距與精細間距封裝在PCB同安裝面上的混合使用。這也是天PCBA可制造性設(shè)計面臨的大挑戰(zhàn)，PCBA的可制造性設(shè)計的核心任務(wù)就是要通過封裝選型與元器件布局等設(shè)計手段解決普通間距與精細間距封裝同安裝面上的混用難題。
2、混裝度
混裝度，這是本書提出的個重要概念，指PCBA安裝面上各類封裝組裝工藝的差異程度，具體講就是各類封裝組裝時所用工藝方法與鋼網(wǎng)厚度的差異程度，組裝工藝要求的差異程度越大，混裝度越大，反之，亦然。混裝度越大，工藝越復雜，成本越高。
PCBA的混裝度反映了組裝工藝的復雜性。我們平常講到的PCBA“好不好焊接”，實際上包含兩層意思，層意思是說PCBA上有沒有工藝窗口很窄的元件，如精細間距元件；另層意思是說PCBA安裝面上各類封裝組裝工藝的差異程度。
PCBA的混裝度越高，對每類封裝的組裝工藝優(yōu)化就越難，工藝性就越差。舉個例子，如手機PCBA，盡管手機板上所用的元器件都是精細間距或小尺寸元件，如01005、0201、0.4mmCSP、PoP，每個封裝的組裝難度都很大，但是，它們的工藝要求屬于同個復雜別，工藝的混裝度并不高，每個封裝的工藝都可以得到優(yōu)化的設(shè)計，終的組裝良率會非常高。而通信PCBA，盡管所用元器件尺寸都比較大，但工藝的混裝度比較高，組裝時需要使用階梯鋼網(wǎng)。受限于元件布局間隙與鋼網(wǎng)制作難度，很難滿足每個封裝的個性需求，終的工藝方案往往是個照顧各類封裝工藝要求的折中方案，而不是優(yōu)的方案，組裝的良率不會很高。這就是提出混裝度這個概念的意義所在。
同裝配面上安裝工藝要求相近的封裝，是封裝選型的基本要求。在硬件設(shè)計階段，確立合適的封裝，是可制造性設(shè)計的第步。
3、混裝度的度量與分類
PCBA的混裝度，用PCB同裝配面上所用元器件理想鋼網(wǎng)厚度的大差值來表示，差值越大，表示混裝度越大，工藝性越差。
鋼網(wǎng)厚度差值越大，工藝的優(yōu)化難度越大。工藝難度大，并不是說階梯鋼網(wǎng)制作難度大，而是階梯鋼網(wǎng)厚度越大，焊膏的印刷質(zhì)量越難保證。理想情況下，階梯鋼網(wǎng)的階梯厚度不宜超過0.05mm（2mil）
4、元器件引腳間距與鋼網(wǎng)大厚度的關(guān)系
鋼網(wǎng)厚度的設(shè)計主要從兩方面考慮，即元器件引腳間距與封裝的共面性。元器件引腳間距與鋼網(wǎng)開窗的面積有定的對應(yīng)關(guān)系，基本上決定了可使用的大厚度值，封裝的共面性決定了可使用的小厚度值。由于鋼網(wǎng)厚度不是根據(jù)單的元器件引腳間距設(shè)計的，因此，不能簡單地按間距大小判定混裝度，但可以作為個基本參考來進行元器件的封裝選型。
5、混合度概念的意義
在IPC-SM-782中有兩個重要概念“Producibility Levels”（可生產(chǎn)性水平）和“Component Mounting Complexity Levels”（元器件安裝復雜性水平），它們有所區(qū)別但又都分為三且對應(yīng)。這兩個概念都是用來描述PCBA組裝的復雜性，三水平的劃分依據(jù)是組裝所采用的技術(shù)——通孔插裝技術(shù)、表面組裝技術(shù)和混合安裝技術(shù)。
這兩個概念與現(xiàn)實不完全相符。方面，插裝元器件的使用越來越少；另方面，普通間距與精細間距封裝同面組裝所帶來的難度與復雜度，已經(jīng)遠遠超過插裝技術(shù)與表面組裝技術(shù)混合應(yīng)用所帶來的難度與復雜性。也就是說，天電子制造的復雜性主要來自兩方面的挑戰(zhàn):是元器件封裝尺寸越來越��；二是普通間距與精細間距封裝在PCB同安裝面上的混合使用。這也是天PCBA可制造性設(shè)計面臨的大挑戰(zhàn)，PCBA的可制造性設(shè)計的核心任務(wù)就是要通過封裝選型與元器件布局等設(shè)計手段解決普通間距與精細間距封裝同安裝面上的混用難題。
2、混裝度
混裝度，這是本書提出的個重要概念，指PCBA安裝面上各類封裝組裝工藝的差異程度，具體講就是各類封裝組裝時所用工藝方法與鋼網(wǎng)厚度的差異程度，組裝工藝要求的差異程度越大，混裝度越大，反之，亦然。混裝度越大，工藝越復雜，成本越高。
PCBA的混裝度反映了組裝工藝的復雜性。我們平常講到的PCBA“好不好焊接”，實際上包含兩層意思，層意思是說PCBA上有沒有工藝窗口很窄的元件，如精細間距元件；另層意思是說PCBA安裝面上各類封裝組裝工藝的差異程度。
PCBA的混裝度越高，對每類封裝的組裝工藝優(yōu)化就越難，工藝性就越差。舉個例子，如手機PCBA，盡管手機板上所用的元器件都是精細間距或小尺寸元件，如01005、0201、0.4mmCSP、PoP，每個封裝的組裝難度都很大，但是，它們的工藝要求屬于同個復雜別，工藝的混裝度并不高，每個封裝的工藝都可以得到優(yōu)化的設(shè)計，終的組裝良率會非常高。而通信PCBA，盡管所用元器件尺寸都比較大，但工藝的混裝度比較高，組裝時需要使用階梯鋼網(wǎng)。受限于元件布局間隙與鋼網(wǎng)制作難度，很難滿足每個封裝的個性需求，終的工藝方案往往是個照顧各類封裝工藝要求的折中方案，而不是優(yōu)的方案，組裝的良率不會很高。這就是提出混裝度這個概念的意義所在。
同裝配面上安裝工藝要求相近的封裝，是封裝選型的基本要求。在硬件設(shè)計階段，確立合適的封裝，是可制造性設(shè)計的第步。
3、混裝度的度量與分類
PCBA的混裝度，用PCB同裝配面上所用元器件理想鋼網(wǎng)厚度的大差值來表示，差值越大，表示混裝度越大，工藝性越差。
鋼網(wǎng)厚度差值越大，工藝的優(yōu)化難度越大。工藝難度大，并不是說階梯鋼網(wǎng)制作難度大，而是階梯鋼網(wǎng)厚度越大，焊膏的印刷質(zhì)量越難保證。理想情況下，階梯鋼網(wǎng)的階梯厚度不宜超過0.05mm（2mil）
4、元器件引腳間距與鋼網(wǎng)大厚度的關(guān)系
鋼網(wǎng)厚度的設(shè)計主要從兩方面考慮，即元器件引腳間距與封裝的共面性。元器件引腳間距與鋼網(wǎng)開窗的面積有定的對應(yīng)關(guān)系，基本上決定了可使用的大厚度值，封裝的共面性決定了可使用的小厚度值。由于鋼網(wǎng)厚度不是根據(jù)單的元器件引腳間距設(shè)計的，因此，不能簡單地按間距大小判定混裝度，但可以作為個基本參考來進行元器件的封裝選型。
5、混合度概念的意義
這個概念對元器件封裝的選型、元件的布局有重要指導意義。我們希望在同裝配面上封裝的工藝差異性越小越好。
江西英特麗電子科技有限公司成立于2016年5月，總投資近10億，占地面積12畝，廠房面積3萬平方米，坐落于風景優(yōu)美，人杰地靈的才子之鄉(xiāng)撫州市臨川區(qū)科技產(chǎn)業(yè)園，公司傾心打造國內(nèi)EMS智能制造的標桿企業(yè)。
公司目有24條ASM高端SMT線、PANASONIC自動插件線、測試車間、組裝車間、老化車間、包裝車間、實驗室等全套EMS設(shè)備及設(shè)施，廠區(qū)環(huán)境優(yōu)美，有近1萬平方米的無塵車間和3800平方米的現(xiàn)代化辦公區(qū)域，中央空調(diào)涉及到所有工作區(qū)域。公司辦公與車間工作環(huán)境優(yōu)雅舒適，并設(shè)有圖書館、活動中心等場所及設(shè)施。生活區(qū)為現(xiàn)代化公寓式宿舍，室內(nèi)均設(shè)有冷熱式空調(diào)、熱水等，員工就餐、購物等配套齊全。
原創(chuàng)作者：江西英特麗電子科技有限公司
