PCB拼板技术

" P, u7 I/ H+ X* [+ s1 i. ]6 ]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。! J4 F6 ?- p1 `8 y; w
      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。4 n2 K- g+ d, q

! v9 L4 C7 R' c/ H, ~* L  PPCB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）  ^: k+ I1 `& N& S' E4 G) X
对于元器件的布置，
: d6 _9 \' b/ w2 }2 `8 L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。- T( g" _9 u; r' u3 I  S
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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。8 z" V! M1 @# E2 ?

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4 W5 c- L4 M4 T& c; k6 y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。: m# R" h3 a" n( D% f+ ~. B+ O

9 M/ l2 M7 N1 |, B8 P5 _/ C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）：
: O" d+ G, Q0 R- T, i& J【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】, v% p) N+ @( Z- d( x; M
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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）
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! C' a6 J- t+ aPCB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。

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

MMARK点的分类

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。

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）。

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.

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

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.

拼板数， 拼板方式， 圆圈型拼版， 直线型拼板。

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）。

X轴拼板时， 。

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。

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.

可以从以下几个方面考虑

PCB的拼版设计

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；

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；