PCB拼板技术 - EDA365电子工程师网

一、PCB拼板技巧

刚进公司的时候，遇到过一些设计的PCB在生产中很难解决的问题，我想可以把这些问题以图示的方法展示出来，当然大公司对于PCB的DFM（Design For Manufacture）是严格要求的，每个公司都有自己的经验，如有可能，我会查阅一些资料，把一些共有公共的内容做一个总结。
首先是拼板的问题，我们知道拼板主要的问题是节约生产的成本。对于PCB拼板宽度≤260mm～300mm，根据产线的不同而不同。因为我们可能有很多物料，本身加工设备一个料枪对应一个模组，因此如果拼板超过了模组的范围，加工速度会变得非常慢。

PCB拼板的外框（夹持边）应采用仔细考虑，确保PCB拼板固定在夹具上以后不会变形（一般不允许在这个边上开V槽）
对于元器件的布置，
第一所有的朝向要一致，不能出现镜像这样的情况，这样会引起加工的坐标定位问题。

第二在边缘（拼板外框与内部小板、小板与小板之间）不能有连接器伸出的情况发生，如果存在这种情况会妨碍焊接完成后刀具分板。

为了保证检测板的位置和水平，我们需要在板的边沿设置三个以上的定位点，通过光学检测这三个点，可以得到整个加工的基准坐标和板的水平度。

正确做法为，离边沿5mm，且行进方向不一致的时候间距不同（便于区分进入方向）：
【设置基准定位点时，通常在定位点的周围留出比其大1.5 mm的无阻焊区，不能有相似的焊盘或者别的类似的】

在每个小板的至少要有三个定位孔，3≤孔径≤6 mm，边缘定位孔1mm内不允许布线或者贴片（防止误判断）

PCB拼板主要是节约生产和加工成本（会使机器加工速度快几倍），不合理的设计会使后期充满了问题，各位可以仔细看看，防止出问题。

二、使用Protel99 SE 拼板的详细图解

首先打开PCB文档。如图所示：电路板的原点并没有在边上，为了操作方便和规范，先把有点设置到板框的边上。

操作如下现在下方的板框，查看属性。如下图：放置一个焊盘到X =0,Y=-2.9718位置。

点击菜单Edit—Origin—Set ,鼠标点选择X =0,Y=-2.9718位置焊盘点，完成了重新设置了原点的操作。

从下图看，为了方便电路板生产厂家的加工和焊接工厂的加工，拼版的方向是向上Y轴方向拼版。

接着为了在拼版过程中好对齐板边，所以需要在Y轴的顶边放置一个选择焊盘，用于拼版时电路板的放置。

电路板生产工艺中无间隙拼版的间隙0.5mm左右工艺边不能低于5mm .，那么定位焊盘位置就是Y轴板边高度加0.127MM。

如下图Y轴高18.5，那么在板边上放置一个X=0, Y=18.627的焊盘。

全选电路板,并复制电路板，复制电路板的时候，鼠标点到X=0,Y=0原点上。

然后选择菜单栏中的paste special （特殊粘贴，使用特殊粘贴，可以保证拼板不会自动重命名。），在弹出的对话框中勾选 Keep net narr 和Duolicate design 两项，如下图二所示。

点击Paste ，鼠标的光标移动Y轴X=0, Y=18.627的焊盘的中点。就完成的无缝拼版。如图：

拼版线就刚好是0.508mm.满足了做板工艺有求。在去掉为了方便拼板所加的两个焊盘，就大功告成了。

有时候为了方便SMT生产，一般都会在板两边多加5MM的工艺边，并在对角放置MARK点。

关于MARK点的小知识

1)Mark点用于锡膏印刷和元件贴片时的光学定位。根据Mark点在PCB上的作用，可分为拼板Mark点、单板Mark点、局部Mark点(也称器件级MARK点)

2)拼板的工艺边上和不需拼板的单板上应至少有三个Mark点，呈L 形分布，且对角Mark点关于中心不对称

3)如果双面都有贴装元器件，则每一面都应该有Mark点。

4)需要拼板的单板上尽量有Mark点，如果没有放置Mark点的位置，在单板上可不放置Mark点。

5)引线中心距≤0.5 mm的QFP以及中心距≤0.8 mm的BGA等器件，应在通过该元件中心点对角线附近的对角设置局部Mark点，以便对其精确定位。

6)如果几个SOP器件比较靠近(≤100mm)形成阵列，可以把它们看作一个整体，在其对角位置设计两个局部Mark点。

设计说明和尺寸要求：

1)Mark点的形状是直径为1mm的实心圆，材料为铜，表面喷锡，需注意平整度，边缘光滑、齐整，颜色与周围的背景色有明显区别；阻焊开窗与Mark点同心，对于拼板和单板直径为3mm，对于局部的Mark点直径为1mm.

2)单板上的Mark点，中心距板边不小于5mm；工艺边上的Mark点，中心距板边不小于3mm。

3)为了保证印刷和贴片的识别效果，Mark点范围内应无焊盘、过孔、测试点、走线及丝印标识等，不能被V-CUT槽所切造成机器无法辨识。

4)为了增加Mark点和基板之间的对比度，可以在Mark点下面敷设铜箔。同一板上的Mark点其内层背景要相同，即Mark点下有无铜箔应一致。

5)对于单板和拼板的Mark点应当作元件来设计，对于局部的Mark点应作为元件封装的一部分设计。便于赋予准确的坐标值进行定位。 Q1 T4 A

如图加了两个Mark点（因为本例子上有合适的位置加Mark点，所以并没有外加5MM的工艺边）。

当我重新浏览了网页，我忽略了另外一个更加简单的拼板方法，就是使用队列粘贴。

我把方法也写出来。

打开PCB电路板。安装上面的方法设置好电路板的原点。查看原点外的板边框尺寸，如图：

如果以Y轴拼板，那么等下就会用到Y=44.196+0.127=44.323.

如果以X轴拼板，那么就用到X==97.79+0.127=97.917.

为什么会计算这两个尺寸呢？因为在队列粘贴中用到这两个参数进行板到下块板的距离。

全选电路板，复制电路板时，复制选择十字光标一定要在电路板的原点上，进行复制。

选择菜单栏中的Edit—Paste Special，然后选择菜单栏中的paste special

（特殊粘贴，使用特殊粘贴，可以保证拼板不会自动重命名。），

在弹出的对话框中勾选 Keep net narr 和Duolicate design 两项，

如下图二所示，并点击Paste Array.

弹出如图对话框：

拼板数，拼板方式，圆圈型拼版，直线型拼板。

使用直线型拼板，拼板方向选择，如下图。

Y轴拼板时，（这个就是Y轴板边加0.127,

为什么加0.127是为了满足PCB板电路板生产工艺中无间隙拼版的间隙0.5mm左右）。

设置完成后点击，回到了PCB编辑版面，在版面空旷区，十字标点击某点，就完成了队列拼板。

取消选择。如图：

删除原PCB,两边各加5MM的板边和MARK,就完成了拼板。

为了显示清楚，去掉DRC和飞线方法如下图，选择菜单栏中的Design —Options

在推出的Docunment Options 中去掉 DRC Errors 和Connettion.

三、工艺要求

可以从以下几个方面考虑

1当PCB单板长或宽有一边小于100mm时要求拼版设计以提高生产效率；

2．拼版后的尺寸（包括工艺边）应不小于生产设备（贴片机或波峰焊接设备）所能允许的最大尺寸要求：长400mm，宽300mm；

3．对波峰焊工艺，当宽小于250mm时，在过炉方向上的拼版列数不可超过6;当宽在250mm至300mm之间时，其拼版列数不可超过4；

4．当PCB单板长或宽有一边大于300mm时，应设计分割成多块；

5．拼版中单板的方位应保持一致，便于贴片机或人工作业；

6．建议拼版后的插件元件总数不超过150，否则会影响生产效率；

7．对于两面都采用回流焊工艺的PCB，建议采用“阴阳”拼版方式，即拼版同时含有PCB两面，且成对称方式，这样PCB两面都用同一个贴片程序，避免生产换线；

8．当PCB外形或拼版后外形不规则（比如弧形等）时，应在板两侧增加工艺边；

9．当PCB板边元件距板边小于3mm时，应增加工艺边；

10．对波峰焊工艺，要求元件距离板边大于5mm；

11．工艺边的最小宽度为4mm；

12．对于板边特殊的连接器件（如DB插座），工艺边宽度可适当增加；

13．工艺边应沿着生产设备的传送方向增加；

14．如果拼版在安装好元件后有干涉（如DB插座会超过板边），应在拼版中间增加工艺辅助边，生产完后再去掉；

15．如果拼版后有大面积开孔的地方，设计时应先将其补全，避免过波峰焊接时漫锡和板变形，补全地方可用V-CUT或邮票孔连接，在波峰焊后去掉；

16．拼版中单板之间、单板与工艺边之间用V-CUT连接，对不规则外形（比如弧形等）可用邮票孔连接；

17．V-CUT的深度一般约为板厚的1/3；

18．邮票孔一般设计为孔径1mm、边缘距0.4mm的非金属化孔；

●传送方向和过波峰焊方向

19．拼版的方向应优选平行于传送方向；

20．拼版传送方向应满足大多数元件的最佳过波峰焊方向；

21．对每排焊盘较多的元件（比如SIP、DIP、SOP等元件），最佳过波峰焊方向为焊盘排列的方向；

22．对较轻的插件二极管或1/4W电阻，最佳过波峰焊方向为垂直元件轴向的方向，这样可以防止焊接时产生浮高；

23．在PCB上用实心箭头表示过波峰焊方向；