【分享】封装设计真不是你想得那么简单

中联恒升线路板

作者：一博科技高速先生自媒体成员 王辉东
" {2 s- M& H  Z, R, Q# L梦莉在PMC的位置上核对PCB物料时，赵理工和林如烟正在PCBA工厂里参观。

这是客户设计制板的一个PCB项目，在公司的PCBA工厂焊接装配。

3 Y* G7 W+ S# f/ C( T+ u梦莉是一个有梦想有追求的女孩。按她的话说，她就是想做一个特别拽，走路带风，想买就买，想吃就吃，有自己喜爱的工作，敢爱敢恨，谁都不甩的那种美少女。

前两天因为一件小事和男朋友叶飞闹别扭，一言不合就给叶飞留下一句话，从此你的世界与我无关，我的世界，你也只配旁观。
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: o8 c( q% t5 W/ h4 m吓得这两天在仓库工作的叶飞，没事就到梦莉这嘘寒问暖，梦莉就一直紧绷个小脸，不理他。

你说这男人很多时候，他们想要的只是女朋友一个肯定的眼神和一颗懂他的心，仅此而已。
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& ~: J9 ^4 C* e! A5 J  x可是有时候连这个最基本的要求都无法实现，这只能是一种梦想了。
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梦想这个词很奇怪，以梦开头，却要在现实里完成一切。所以女朋友懂不懂你不重要，重要的是你要懂她。
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这不叶飞刚忙完手中的活，又来到梦莉座位边，脸上勉强挤出一丝微笑，像个做错事的孩子，站在梦莉身后不说话，就这么专注的看着她。
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梦莉瞟了一眼叶飞，给了他个白眼，扭过头跺了一下脚，哼了一声，就埋头检查起PCB板上的物料。

这板子太着急了。
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刚开始核对PCB板上的贴片器件那是一切顺利，可时在检查DIP插装器件时却出了点状况。
  W( _9 G: Y+ a" {: a8 y  q1 ^' F梦莉拿起DIP器件向板内孔上插的时候，感觉PCB的钻孔有点紧。

6 u' C( U! G, B/ N5 l- [她推测可能是引脚与PCB板上孔的尺寸不匹配，才导致引脚插不进孔内。

, Q# [% I( k# k1 E; n于是她用手捏紧DIP器件，眯着眼睛，用力的向孔内按压。刚开始她感觉阻力挺大的，于是她又咬了咬牙，梦莉觉得手下一滑，感觉到插针进入板内了。

她有一丝开心，笑容在脸上刚开始荡漾时，她睁开了眼，突然笑容在脸上就凝固住了。因为她看到刚才下沉的不是器件，而是器件上的塑胶件，这插针还是稳丝不动的站在PCB的孔上面，没有一点要进去的意思。


于是梦莉又换了一个器件去试，结果呢还是外甥打灯笼--照旧（舅）。
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梦莉额头上有一层细密的汗珠冒了出来，不由得抬眼瞄了一眼叶飞。
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这一个眼神里面包含的东西太多了，有爱，有恨，有女子的柔弱无助，也有对叶飞的热切求助。
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叶飞心内一阵悸动，是时候表演真正的绝技了，他一把拿起桌子上的插件，喊道：“媳妇让开，看我的…..”

梦莉给了他一个白眼，但还是主动把位置让给叶飞来操作。
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只见他咬紧牙，腮帮子鼓得老高，向一个刚出炉的琉璃球，眼睛瞪得像灯泡，鼻子里喷着热气，感觉像火山即将要喷发。板子的插件在强力的挤压下，只稍稍矜持了一下，然后只见塑胶块嗖的一下子就被按到了板子上，器件的针脚唰一下子就刺入了叶飞的手指中，然后他就感觉到手上一麻，一阵钻心的疼直冲脑门。血，殷红的血一下子就从手上涌了出来…….
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梦莉听到叶飞”啊“的一声惨叫，心头一紧，一把拉起了叶飞的手，捏住流血的伤口，一起向车间那个急救箱的位置跑去。
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: P& S) X: Z; N0 i. m8 g一个东西，学会之前是迷茫，学会之后是成长。

, R. X5 Y  P/ K6 p5 X% O1 [9 O他叶飞这次可是真正成长了。
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# |( A" \/ L2 P, Q% s  j叶飞看着梦莉给他喷酒精，涂碘酊，缠纱布，内心幸福感爆棚。

梦莉的脸上满是心疼，叶飞举着缠着纱布的手，纱布上还一些黄黄的碘酊渗出。
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他一边端详着手，一边弱弱的说道：“梦莉，这下衣服也洗不了，饭也不能做了，碗也洗不成了……我成了个废人了，媳妇，你可要对我负责，你可要养我一辈子。”
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; Z: Y8 d3 B. e9 h5 O”养你，养你，我养你个大头鬼….”梦莉看了看了叶飞那死皮赖脸的样子，生无可恋的说道，不过内心怎么总是泛起一丝丝小甜蜜。
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林如烟看到了梦莉，梦莉也看到林如烟。她忙喊道：“如烟快过来看看这个板子，好像出了点状况。”

2 N" ?! H. K5 \. ]/ L林如烟和梦莉很熟悉。她和梦莉一起回到座位上，一把拿起桌子上的游标卡尺，开始测量起器件引脚的尺寸。
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& T; ?& V9 i# T# D" o4 X0 v2 N赵理工在一旁认真的观察着。

; s/ L& k- X5 i: J; Q1 f如烟的测试结果如下：器件引脚宽度0.64mm, 对角直径测量值为：0.805mm


然后她又用针规测试了PCB上的孔径，有了如下的结果：
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& |) h: N4 P) [7 i% p  [' ^对异常位号设计孔径查询，设计成品孔径要求：0.8mm+/-0.076MM公差，提取同批次库存板实测孔径值为：实测0.8mm，满足设计需求，但是板上设计的孔径尺寸能满足焊接装配的需求吗？

- @2 F- \/ k7 F& ^! }下图是用针规测试的PCB板上的成品孔径，针规尺寸0.8mm。

赵理工看到林如烟测试结果后，沉思了一会儿说道：“如烟，我知道大概是什么原因了。”

林如烟白了赵理一眼说道：“你知道了还不快说呀，卖什么关子呢。”

. R  y8 c; L7 X+ W3 c& r$ Z% a于是赵理工赶紧把心中的推测结果说了出来。
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答案呼之欲出。

) Y; l! c6 u* K常规的插针器件封装建立时，PCB板上的成品孔径尺寸是按照比DIP引脚直径尺寸大0.2-0.3mm来设计的,当然也有加大0.35-0.4mm,这个和器件的大小以及其它的需求有关系。
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DIP器件的引脚常规有圆形和方形两种。如果是圆形，就是引脚直径+补偿值（0.2-0.3mm）。
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如果元器件的引脚是方形，那么PCB板上的成品钻孔尺寸是比方形引脚的对角线大0.2-0.3mm。
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( z! l+ a: U! e- @, O上面的案例方形引脚的对角线实测为0.805mm,那么PCB板上的成品孔径的尺寸要设计多少合适呢。
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我们按照对角线的长度加大0.2-0.3mm，那么钻孔的成品尺寸应该设计为1.0-1.1mm。

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而实际PCB板上的成品孔径尺寸是0.8mm。成品孔径和器件引脚的对脚线长度一样大小，自然无法正常插入，结果叶飞一用力就把自己的手扎了。

这个不良最大的可能是，客户建立封装时，把这个器件引脚形状按照圆形去建立补偿，因为这个器件的宽度为0.64mm，所以PCB板上的成品孔径为0.8mm.
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后面和客户讨论这个问题时，真如赵理工推测的一样，设计封装时工程师也确实是这样的设计的。
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PCB板内的成品孔径设计如下：
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  b; U2 Z5 K! ^8 C! E6 d( J* Z3 i" f其实，类似这种插针连接器的Data sheet上，是有关于器件封装设计的推荐尺寸，可是设计工程师却没有注意到这一点。

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' @# a: A! i$ b! }& a/ J  q& L( w关于器件引脚所对应的金属化孔设计标准，还有下面的一些标准规定，请大家参考。
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如果PCB成品孔径建立太小，元器件无法正常插入或者不透锡。如果成品孔径建立太大，在波峰时，因为锡的张力，会导致元器件偏移，有器件浮高或锡多锡洞等不良产生，从而导致焊接可靠性出现异常
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6 B4 r5 {: M( O6 h2 L' B那就有网友问，后来这个问题怎么解决的，说起来这又是一个悲伤的故事，当天下午和客户沟通过后，两个美女一合计，就把叶飞和在产线参观的赵理工，一起骗到了插件车间，做了半天免费的苦力，还给起了一个霸气的名字叫磨针工程师。并且在两个美女的监工下，他们把器件引脚仔细打磨的圆润锃亮，直到能满足焊接的插装需求，才把这个单子焊接完成。

后来的后来就是要求客户重新设计此插件孔的封装，修改板上插件孔的成品尺寸，升级PCB版本了。

9 c. h6 z$ s! c" y  W7 `7 Y, E这正是
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插针设计莫随便
方形圆形要看全
: F5 z' l+ e* D4 d- c% E成孔尺寸要规范
$ B; z$ o2 C: M; V& v避免流血又流汗

中联恒升线路板

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