IPC-2221A-2003中文版-印制板设计通用标准 - 第42页
综 上 原 因 、 鼓 励 使用几 何 尺寸 和 公差 。 5.4.2 元件和要素位 置 网格 系 统 的描述 见 IPC-1902/IEC 60097。 元 件 、镀覆孔、 导电图 形及 印制板和组装件 其它 要 素 是 用 网格 系 统 来 定位的 、 这 样 就 不 需 要单 独 标 注尺寸 。 当 要求 印制板要 素 不在 网格 上 时 、 可在布设 总 图 上进 行单 独 尺寸 和 公差 标 注 。 使用 电 子 媒 介 就 …
因为组成系统的很多器件有相互作用、使用上
述指南不能确保设备顺利通过振动测试。进行
振动测试是保证设备运行可靠性的唯一途径。
5.3 组装件要求
5.3.1 机械硬件连接
印制板的设计应保证在
主元件安装之前或之后、都便于机械硬件的连
接。对所有需要电绝缘的机械硬件都要有足够
的物理和电间隙。安装硬件突出一般不超过板
面以下6.4mm[0.252in]、这样可保证给安装设
备和锡焊喷嘴留出足够操作空间。
5.3.2 零件⽀撑
每根引线上重量大于或等于
5.0g所有零件要用一定的方式支撑(见8.1.9)、
这样就有利于确保它们的焊接接头和引线不承
受机械强度。
使用中会受冲击和振动作用的印制板、其可靠
性需要考虑以下的准则:
• 对印制板组装件整个结构的冲击振动环境的
最坏情况水平以及实际传递给板上元件的该
种环境的最终振动水平(特别要注意受随机
振动设备);
• 降低冲击振动环境影响的设备中印制板安装
方法、特别是板安装支撑件的数量、它们的
间隔和复杂度;
• 要注意印制板机械设计、特别是它的尺寸、
形状、材料类别、材料厚度以及设计允许的
弓曲和挠曲程度;
• 印制板上安装的元件的形状、质量和位置;
• 元件引线应力释放设计、包括它的封装、引
线间距、引线弯曲、或它们的组合、以及附
加夹紧装置;
• 还要注意印制板安装中的加工质量、这样可
保证元件引线是适当弯曲、无缺口、且元件
安装方式能
使元件尽可能少移动;
• 敷形涂层也可用来降低冲击和振动对印制板
组装件的影响(见4.5.2)。
线路设计允许时、那些将受到严重冲击振动的
印制板上装配元件宜选择重量轻、外形小和带
有应变消除的元件。必需使用分立元件时、宜
优先选择表面安装或轴向引线类型、它们具有
相对较低外形、容易固定或与印制板表面紧密
连接。
只要有可能、宜避免使用不规则外形元件、特
别是质量大和重心高的。如非用不可、这些元
件宜置于板外圈或以硬件或固定件降低挠曲
处。根据问题的严重程度、可要求使用机械固
定、粘接剂连接或嵌入方式。
5.3.3 组装和测试
与前述印制板制作事项类
似、同样必须考虑印制板组装件和测试设备的
使用、以提高生产合格率并降低最终产品成
本。表5-2给出了常用印制板装配设备的使用
极限。
5.4 尺⼨标注体系
5.4.1 尺⼨与公差
在历史上、印制板设计对
尺寸和定位曾使用双向公差、是可以接受的。
但按照IPC-2615使用几何尺寸和公差(GDAT)与
使用双向公差相比有很多优点:
a) 与双向公差相比、实际定位的公差允许范
围至少加大了57%(见图5-4);
b) 在保证印制板机械性能前提下、提供了最
大可生产性。在使用最大/最小实体状态概
念时、可以获得“额外”的公差;
c) 当设计要求与匹配和功能相关时、它确保
它们能被特别注明并被执行。在使用自动
化组装技术时、
这尤其重要;
d) 保证了配合部件的可互换性;
e) 在图纸轮廓和解释方面统一和提供方便、
就可减少争议和臆测。
表5-2 常⽤组装设备极限
操作 在制板尺⼨
元件贴装 450mm x 450mm[17.72in x 17.72in]
波峰焊 400mm x Open[15.75in x Open]
在线测试* 400mm x 400mm[15.75in x 15.75in]
回流焊 450mm x 610mm[17.72in x 24.02in]
清洁 450mm x 450mm[17.72in x 17.72in]
模板 450mm x 450mm[17.72in x 17.72in]
*最大尺寸也由需检测的电气节点数确定。
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综上原因、鼓励使用几何尺寸和公差。
5.4.2 元件和要素位置
网格系统的描述见
IPC-1902/IEC 60097。元件、镀覆孔、导电图
形及印制板和组装件其它要素是用网格系统来
定位的、这样就不需要单独标注尺寸。当要求
印制板要素不在网格上时、可在布设总图上进
行单独尺寸和公差标注。
使用电子媒介就不必为单个元件标注尺寸。
网格系统通常作为基础、没有公差、因此所有
位于网格上的要素都应在布设总图上标注公
差。网格系统应以至少两个基准来定位。选择
的网格增量或使用电子媒介都应在布设总图上
说明。通孔元件端子的位置或表面安装元件中
心的位置要在选定的网格增量或电子媒介上确
定。
一般网格增量对通孔元件为0.5mm[0.020in]的
倍数、对表面安装元件为0.05mm[0.002in]的
倍数。
5.4.3 基准要素
基准是理论上准确的点、
轴和面。这些要素存在于三个互相垂直交叉面
的被称作基准参考框架的框架内所选的基准
特性是为了定位与基准参考框架相关的印制板
(见图5-4A)。
有时使用单个参照基准就足够了、但大多数情
况下是三种基准均要参考。
一般是将板的第二面与第一面一起作为基准
面。其余两个基准面或基准轴通常是使用非支
撑孔。另外、蚀刻要素或印制板边缘也可以使
用。
基准要素的选择取决于设计要控制的元素。当
板边缘代表印制板的一个重要功能时、可用它
作为基准。基准要素应按照IPC-2615的符号在
布设总图上标注。基准要素宜为印制板的功能
要素并宜与配合部件如安装孔有关联。所有基
准要素宜置于印制板外形之内。一般地、二级
基准要素成为测量的坐标零点、最好将其定位
于印制板内。
注: 当印制板电路很密或尺寸很小时、
板上可
能会没有定位特征的空间。这时、零-零原点
在板外、且二级定位是作为目视方向用的。通
常标记油墨具有该功能。
IPC-2221a-5-04
图5-4 位置公差对双向公差的优势、mm[in]
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使用电子数据时、所有的孔、导体和特征均是
允许制造和检查的可行的元素。然而、由于任
何特征在数据库内没有数字化的尺寸标注、因
此设计时、在非电子格式中有必需注明尺寸。
这些特征如下:
A) 镀覆孔图形 镀覆孔图形(见图5-5A)常常是
在第一次钻孔时就完成了。它用每个孔对
基本网格的公差作为基本尺寸体系来标注
尺寸。孔位公差在钻孔表或最好在布设总
图中规定。
B) ⾮⽀撑孔孔图形 非镀覆孔图形、特别是定
位孔和安装孔(见图5-5B)、通常是在第一
道钻孔操作时钻成的。当它们对于板的安
装功能或定位要素来讲是很重要时、它们
应清楚地标注尺寸和给出公差、即使是位
于坐标网格上。其中两个这样的孔可标为
二级和三级基准要素。
定位孔是印制板或在制板的特征。它们是
以孔的形成作为特性、它们也可被板的制
造商用作优化定位夹具上的针之间及孔之
IPC-2221a-5-04a
图5-4A 基准参考框架
IPC-2221a-5-05a
图5-5A 镀覆孔图形位置⽰例、mm[in]
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