直到引腳扎到手，才知道封裝設計真不是你想得那么簡單
發布時間：2021-01-18 09:59
作者：一博科技高速先生自媒體成員 王輝東
夢莉在PMC的位置上核對PCB物料時，趙理工和林如煙正在PCBA工廠里參觀。
這是客戶設計制板的一個PCB項目，在公司的PCBA工廠焊接裝配。
夢莉是一個有夢想有追求的女孩。按她的話說，她就是想做一個特別拽，走路帶風，想買就買，想吃就吃，有自己喜愛的工作，敢愛敢恨，誰都不甩的那種美少女。
前兩天因為一件小事和男朋友葉飛鬧別扭，一言不合就給葉飛留下一句話，從此你的世界與我無關，我的世界，你也只配旁觀。
嚇得這兩天在倉庫工作的葉飛，沒事就到夢莉這噓寒問暖，夢莉就一直緊繃個小臉，不理他。
你說這男人很多時候，他們想要的只是女朋友一個肯定的眼神和一顆懂他的心，僅此而已。
可是有時候連這個最基本的要求都無法實現，這只能是一種夢想了。
夢想這個詞很奇怪，以夢開頭，卻要在現實里完成一切。所以女朋友懂不懂你不重要，重要的是你要懂她。
這不葉飛剛忙完手中的活，又來到夢莉座位邊，臉上勉強擠出一絲微笑，像個做錯事的孩子，站在夢莉身后不說話，就這么專注的看著她。
夢莉瞟了一眼葉飛，給了他個白眼，扭過頭跺了一下腳，哼了一聲，就埋頭檢查起PCB板上的物料。 這板子太著急了。
剛開始核對PCB板上的貼片器件那是一切順利，可時在檢查DIP插裝器件時卻出了點狀況。 夢莉拿起DIP器件向板內孔上插的時候，感覺PCB的鉆孔有點緊。
她推測可能是引腳與PCB板上孔的尺寸不匹配，才導致引腳插不進孔內。
于是她用手捏緊DIP器件，瞇著眼睛，用力的向孔內按壓。
剛開始她感覺阻力挺大的，于是她又咬了咬牙，夢莉覺得手下一滑，感覺到插針進入板內了。
她有一絲開心，笑容在臉上剛開始蕩漾時，她睜開了眼，突然笑容在臉上就凝固住了。
因為她看到剛才下沉的不是器件，而是器件上的塑膠件，這插針還是穩絲不動的站在PCB的孔上面，沒有一點要進去的意思。
于是夢莉又換了一個器件去試，結果呢還是外甥打燈籠--照舊（舅）。
夢莉額頭上有一層細密的汗珠冒了出來，不由得抬眼瞄了一眼葉飛。
這一個眼神里面包含的東西太多了，有愛，有恨，有女子的柔弱無助，也有對葉飛的熱切求助。
葉飛心內一陣悸動，是時候表演真正的絕技了，他一把拿起桌子上的插件，喊道：“媳婦讓開，看我的…..”
夢莉給了他一個白眼，但還是主動把位置讓給葉飛來操作。
只見他咬緊牙，腮幫子鼓得老高，向一個剛出爐的琉璃球，眼睛瞪得像燈泡，鼻子里噴著熱氣，感覺像火山即將要噴發。板子的插件在強力的擠壓下，只稍稍矜持了一下，然后只見塑膠塊嗖的一下子就被按到了板子上，器件的針腳唰一下子就刺入了葉飛的手指中，然后他就感覺到手上一麻，一陣鉆心的疼直沖腦門。
血，殷紅的血一下子就從手上涌了出來…….
夢莉聽到葉飛”啊“的一聲慘叫，心頭一緊，一把拉起了葉飛的手，捏住流血的傷口，一起向車間那個急救箱的位置跑去。
一個東西，學會之前是迷茫，學會之后是成長。 他葉飛這次可是真正成長了。 葉飛看著夢莉給他噴酒精，涂碘酊，纏紗布，內心幸福感爆棚。
夢莉的臉上滿是心疼，葉飛舉著纏著紗布的手，紗布上還一些黃黃的碘酊滲出。
他一邊端詳著手，一邊弱弱的說道：“夢莉，這下衣服也洗不了，飯也不能做了，碗也洗不成了……我成了個廢人了，媳婦，你可要對我負責，你可要養我一輩子。” ”養你，養你，我養你個大頭鬼….”
夢莉看了看了葉飛那死皮賴臉的樣子，生無可戀的說道，不過內心怎么總是泛起一絲絲小甜蜜。
林如煙看到了夢莉，夢莉也看到林如煙。她忙喊道：“如煙快過來看看這個板子，好像出了點狀況。” 林如煙和夢莉很熟悉。
她和夢莉一起回到座位上，一把拿起桌子上的游標卡尺，開始測量起器件引腳的尺寸。
趙理工在一旁認真的觀察著。 如煙的測試結果如下：器件引腳寬度0.64mm, 對角直徑測量值為：0.805mm
然后她又用針規測試了PCB上的孔徑，有了如下的結果： 對異常位號設計孔徑查詢，設計成品孔徑要求：0.8mm+/-0.076MM公差，提取同批次庫存板實測孔徑值為：實測0.8mm，滿足設計需求，但是板上設計的孔徑尺寸能滿足焊接裝配的需求嗎？
下圖是用針規測試的PCB板上的成品孔徑，針規尺寸0.8mm。
趙理工看到林如煙測試結果后，沉思了一會兒說道：“如煙，我知道大概是什么原因了。”
林如煙白了趙理一眼說道：“你知道了還不快說呀，賣什么關子呢。” 于是趙理工趕緊把心中的推測結果說了出來。
答案呼之欲出。 常規的插針器件封裝建立時，PCB板上的成品孔徑尺寸是按照比DIP引腳直徑尺寸大0.2-0.3mm來設計的,當然也有加大0.35-0.4mm,這個和器件的大小以及其它的需求有關系。
DIP器件的引腳常規有圓形和方形兩種。如果是圓形，就是引腳直徑+補償值（0.2-0.3mm）。
如果元器件的引腳是方形，那么PCB板上的成品鉆孔尺寸是比方形引腳的對角線大0.2-0.3mm。
上面的案例方形引腳的對角線實測為0.805mm,那么PCB板上的成品孔徑的尺寸要設計多少合適呢。
我們按照對角線的長度加大0.2-0.3mm，那么鉆孔的成品尺寸應該設計為1.0-1.1mm。
而實際PCB板上的成品孔徑尺寸是0.8mm。成品孔徑和器件引腳的對腳線長度一樣大小，自然無法正常插入，結果葉飛一用力就把自己的手扎了。
這個不良最大的可能是，客戶建立封裝時，把這個器件引腳形狀按照圓形去建立補償，因為這個器件的寬度為0.64mm，所以PCB板上的成品孔徑為0.8mm。
后面和客戶討論這個問題時，真如趙理工推測的一樣，設計封裝時工程師也確實是這樣的設計的。
PCB板內的成品孔徑設計如下：
其實，類似這種插針連接器的Data sheet上，是有關于器件封裝設計的推薦尺寸，可是設計工程師卻沒有注意到這一點。
關于器件引腳所對應的金屬化孔設計標準，還有下面的一些標準規定，請大家參考。
如果PCB成品孔徑建立太小，元器件無法正常插入或者不透錫。
如果成品孔徑建立太大，在波峰時，因為錫的張力，會導致元器件偏移，有器件浮高或錫多錫洞等不良產生，從而導致焊接可靠性出現異常
那就有網友問，后來這個問題怎么解決的，說起來這又是一個悲傷的故事，當天下午和客戶溝通過后，兩個美女一合計，就把葉飛和在產線參觀的趙理工，一起騙到了插件車間，做了半天免費的苦力，還給起了一個霸氣的名字叫磨針工程師。并且在兩個美女的監工下，他們把器件引腳仔細打磨的圓潤锃亮，直到能滿足焊接的插裝需求，才把這個單子焊接完成。
后來的后來就是要求客戶重新設計此插件孔的封裝，修改板上插件孔的成品尺寸，升級PCB版本了。
這正是
插針設計莫隨便
方形圓形要看全
成孔尺寸要規范
避免流血又流汗
