PCB设计工艺规范.docx
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PCB设计工艺规范
文件编号
线路板
设计工艺规范
（试行版）
发行版本
总页数
发行部门
A1
22
工艺部
首次发行日期
本版发行日期
制定日期
2016.05.30
2016.07.05
2016.07.05
核准
审核
制定
史明俊
更改记录
版本号
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次数
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章节
修改页码
更改内容简述
生效日期
A1
1
11
21
增加焊盘与灯珠距离要求11.13
2016.07.05
1、目的
2、适用范围
3、职责和权限
4、定义和缩略语
5、PCB板材选用
6、PCB工艺边尺寸设计
7、拼版及辅助边连接设计
8、基准点设计
9、器件布局要求
10、PCB焊盘过波峰焊设计要求
11、其他设计工艺要求
12、常用元件图示
线路板工艺设计规范
一、目的
本要求规范本公司PCB排版设计时的工艺性要求，使设计的PCB板能符合实际生产工艺要求，更好的保证生产质量和作业效率，避免设计问题造成不必要的异常。
二、适用范围
该规范主要描述PCB设计在生产中工艺的实用性问题及相应控制方法；本规范与PCB设计规范并不矛盾。
PCB的设计中，在遵循了设计规则的情况下，遵循本规范能提高生产工艺的适应性，减少生产成本，提高生产效率，降低质量问题。
三、职责和权限
研发设计部：
负责PCB设计工作；
研发工艺部：
负责PCB评价、评审工作；
质量部：
负责PCB来料检验工作；
原则上所有PCB文件在提供给厂家生产样品之前或首样上线前必须经过工艺评审。
四、定义和缩略语
4.1、SMT工艺：
SMT是表面组装技术（表面贴装技术）（SurfaceMountTechnology的缩写），是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。
4.2、SMD工艺：
SMD它是SurfaceMountedDevices的缩写，意为：
表面贴装器件，它是SMT元器件中的一种。
是将电子元件，如电阻、电容、晶体管、集成电路等等安装到印刷电路板上，并通过钎焊形成电气联结。
主要有矩形片式元件、圆柱形片式元件、复合片式元件、异形片式元件。
主要有矩形片式元件、圆柱形片式元件、复合片式元件、异形片式元件。
SMD贴片元件的封装尺寸（只介绍常规型号）：
公制：
3216——2012——1608
英制：
1206——0805——0603
4.3、回流焊：
通过熔化预先分配到PCB焊盘上的膏状软钎焊料，实现表面组装元器件焊端或引脚与PCB焊盘之间机械和电气连接的一种软钎焊工艺，适合于所有种类表面组装元器件的焊接。
4.4、波峰焊：
波峰焊是让插件板的焊接面直接与高温液态锡接触达到焊接目的，其高温液态锡保持一个斜面，并由特殊装置使液态锡形成一道道类似波浪的现象，所以叫"波峰焊"，其主要材料是焊锡条。
4.5、印制电路板PCB
PCB（PrintedCircuitBoard），中文名称为印制电路板，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。
由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为"印刷"电路板。
其他暂略
五、PCB材料选用
5.1、板材介绍
5.1.1、覆铜箔板的分类方法有多种。
根据使用基材可分为酚醛纸基覆铜板（FR1/FR2）、玻纤布基覆铜板（FR4）、复合基覆铜板（CEM-1、CEM-3）、特殊材料基（陶瓷、金属芯基等）覆铜板，另外还有挠性覆铜板等其他一些覆铜板类型。
5.1.2、若按板所采用的树脂胶黏剂进行分类，纸基使用的常见树脂胶黏剂有：
酚醛树脂（FR-1、FR-2等）、环氧树脂（FR-3）、聚酯树脂等各种类型。
玻璃纤维布基使用的常见树脂胶黏剂有环氧树脂（FR-4、FR-5），它是目前最广泛使用的玻璃纤维布基类型。
5.1.3、防火等级比较：
94HB（不防火）<94V-2<94V-1<94V-0<945-V
耐燃性板材有:
FR-1、FR-2、FR-3（以上三种皆为纸质基板）及FR-4、FR-5（环氧树脂），CEM-1纸质纤维（一般白色）为单层板，复合环氧树脂铜箔基板CEM-2至5。
5.2、板材选用
5.2.1、PCB电路板常用板材，按质量级别从底到高划分如下：
FR1（94HB）－FR1（94V0）－22F－CEM-1－CEM-3－FR-4。
详细参数及选用标准如下：
材料类型
中文描述
适用于的卡板类型
材料特性
不可使用的制程方式
FE1（94HB）
非阻燃纸板
无安规小电流低端产品
不防火
回流焊
FE1（94V0）
阻燃纸板
电源板
易起泡
回流焊
22F
单面半玻纤板
面板
易起泡
回流焊
CEM-1
单面玻纤板
IC卡板，电源板
CEM-3
双面半玻纤板
简单双面板（双面板最低端的材料，比FR-4便宜）
FR-4
双面玻纤板
复杂双面板，多层板
注：
设计时需要根据技术或客户要求，以节约成本为出发点，选择合适的板材。
5.3、铝基板相关
常见于LED照明产品。
有正反两面，白色的一面是焊接LED引脚的，另一面呈现铝本色，一般会涂抹导热凝浆后于导热部分接触。
目前还有陶瓷基板等。
铝基板是一种具有良好散热功能的金属基覆铜板，一般单面板由三层结构所组成，分别是电路层（铜箔）、绝缘层和金属基层。
用于高端使用的也有设计为双面板，结构为电路层、绝缘层、铝基、绝缘层、电路层。
极少数应用为多层板，可以由普通的多层板与绝缘层、铝基贴合而成。
LED铝基板就是PCB，也是印刷线路板的意思，只是线路板的材料是铝合金，以前我们一般的线路板的材料是玻纤，但因为LED发热较大，所以LED灯具用的线路板一般是铝基板，能够导热快，其他设备或电器类用的线路板还是玻纤板!
六、PCB工艺边尺寸设计
6.1、工艺边设计，要求主工艺边≧5mm，0mm≦辅工艺边≦5mm；
为了保证PCB板过波峰焊或回流焊时传送轨道的卡爪不碰到组件，元器件的外侧距过板轨道接触的两个板边要求≥5mm。
若达不到要求，则PCB应加工艺边，元器件与V-CUT的距离≧1mm。
6.2、在主工艺边上，PCB流动的方向增加过板方向，以箭头“”表示。
6.3、除了结构件连接器等特殊需要外，其他器件本体不能超出PCB边缘，且须满足：
a、SMD引脚焊盘边缘（或器件本体）距离传送边≥5mm的要求。
（以条件苛刻者为准）
b、DIP器件本体（或焊盘边缘）距离传送边≥4mm的要求。
（以条件苛刻者为准）
在受结构设计限制情况下，允许DIP器件本体（或焊盘边缘）距离板边小于4mm，但不得小于1.5mm
c、当非回流焊接（DIP）器件在传送边一侧伸出PCB外时，辅助边的宽度要求如下，（但是如果辅助边需在波峰焊后分板，则需要充分考虑分板的可分板性）
d、当非回流焊接（DIP）器件在传送边一侧伸出PCB外，且器件需要沉到PCB内时，辅助边的宽度要求如下：
七、拼板及辅助边连接设计
7.1、V-CUT连接
7.1.1、当板与板之间为直线连接，边缘平整且不影响器件安装的PCB可用此种连接。
V-CUT为直通型，不能在中间转弯。
7.1.2、V-CUT设计要求PCB推荐的板厚≤3.0mm。
7.1.3、对于需要机器自动分板的（目前我司只有铝基板）要求各保留不小于2mm的器件禁布区，以避免在自动分板时损坏器件。
7.1.4、目前我司只有走刀式分板机，适用于V-CUT直通型分板，设计时请避免其他样式V-CUT设计，如设计需求，请提前通知设备采购。
7.2、V型槽的设计
7.2.1、V型槽的设计加工尺寸见图
（关于陶瓷板和铝基板，如无法按以下V割的，请按7.2.4规定即可）
7.2.2、V型槽残留尺寸
不同材质、不同板厚的V型槽尺寸见表
材质
板厚
T=0.8
T=1.0
T=1.2
T=1.6
T=1.8
纸基板
（t=T/2）
残留尺寸：
t
0.4+0.100
0.5±0.1
0.6±0.1
0.8+0.1-0.2
0.9+0.1-0.2
切口深度：
c
0.2+0-0.05
0.25±0.05
0.3±0.05
0.4+0.1-0.05
0.45+0.1-0.05
玻璃布基板复合料基板（t=0.4~0.6）
残留尺寸：
t
0.4±0.1
0.4±0.1
0.4±0.1
0.6±0.1
0.7±0.1
切口深度：
c
0.2±0.05
0.3±0.05
0.4±0.05
0.5±0.05
0.55±0.05
铝基板
陶瓷板
（t=T/3）
残留尺寸：
t
0.3±0.05
0.3±0.1
0.4±0.1
0.5±0.1
0.5±0.1
切口深度：
c
0.25±0.05
0.35±0.1
0.4±0.1
0.55±0.1
0.65±0.1
7.2.3、V型槽残留尺寸的工艺要求
a、焊接工程（机插机、贴片机、运送带）中拼版不受破坏。
b、插件时受力不断裂。
c、不使用分割工装时，能手动分割，无毛边。
d、使用分割工装时能分割，无毛边。
e、厚度为1.0mm以下的基板，由于V型槽存在的加工精度偏差，基板强度与基板易于分割之间的平衡点难以掌握，试作时应充分验证。
7.2.4、铝基板和陶瓷板特别工艺要求
a、SMD贴片不变形，不卷曲。
b、后续手工或机器分板易操作。
c、V-CUT可单面V割，切槽深度约40%整板厚度。
7.3、PCB拼版的设计
7.3.1、PCB拼版设计要求尽量不使用过炉辅助工具（如过炉载具）。
7.3.2、为了提高板材利用率，推举做成多拼版，但是需考虑板材波峰焊接后是否变形弯曲问题。
要求拼版过波峰时不得高温变形引起冲锡等现象。
7.3.3、为了提高生产效率，及插件准确性，PCB板排版方向最好一致性。
八、基准点设计
8.1、分类
根据基准点在PCB上的位置和作用分为：
拼板基准点，单元基准点，局部基准点（同一性质的基准点设计必须相同，否则会影响设备的识别）。
8.2、基准点结构
8.2.1拼板基准点和单元基准点
形状/大小：
直径为1.0mm的实心圆。
阻焊开窗：
圆心为基准点圆心，直径为3.0mm的圆形区域（直径1到3.0mm的圆环必须为无铜皮设计）。
避免基准点内层有部分覆铜的设计。
8.2.2局部基准点
大小/形状：
直径为1.0mm的实心圆。
阻焊开窗：
圆心为基准点圆心，直径为2.0mm的圆形区域（直径1到2mm的圆环必须为无铜皮设计）。
注意：
不推荐使用只有实心圆开阻焊的mark点，因为去除阻焊时会出现不完全情况，导致mark上残留阻焊油，影响识别。
8.3、基准点的位置：
a、经过SMT设备加工的单板必须放置基准点；
e、不经过SMT设备加工的PCB无需基准点;
c、SMD单面布局时，只需SMD元件面放置基准点;
d、SMD双面布局时，基准点需双面放置；双面放置的基准点，除镜像拼板外，正反两面的基准点位置要求基本一致。
8.3、拼版的基准点：
拼板需要放置拼板基准点、单元基准点。
拼板基准点和单元基准点数量各为三个。
在板边呈“L”形分布，尽量远离。
并要求不对称，以防机器正反无法识别。
注：
采用镜像对称拼板时，辅助边上的基准点必须满足翻转后重合的要求。
8.4、单元板的基准点：
基准点数量为3个，在板边呈“L”形分布，各基准点之间的距离尽量远。
基准点中心边距离板边必须大于5mm，如不能保证四个边都满足，则至少要保证传送边满足要求。
（如上图绿色区域）
8.5、局部的基准点：
主要针对引脚间距≤0.5mm的翼形引脚封装器件和引脚间距≤0.8mm的面阵列封装器件等需要放置局部基准点。
局部基准点数量为2个，在以元件中心为原点时，尽量要求两个基准点中心对称。
9、器件布局要求
9.1、器件布局通用要求
9.1.1、有极性或方向的THD器件在布局上要求方向一致，并尽量做到排列整齐。
对SMD器件，不能满足方向一致时，应尽量满足在X、Y方向上保持一致，如钽电容。
9.1.2、同类元件在电路板上方向保持一致（如二极管、发光二极管、电解电容、插座等），以便于插件不会出错、检验，提高生产效率。
（不做强制要求）
9.1.3、需安装散热器的应注意散热器的安装位置，布局时要求有足够大的空间，确保不与其它器件相碰。
确保最小0.5mm的距离满足安装空间要求。
9.1.4、热敏器件（如电阻电容器、晶振等）应尽量远离高热器件。
9.1.5、热敏器件应尽量放置在上风口，高器件放置在低矮元件后面，并且沿风阻最小的方向排布放置风道受阻。
9.1.6、器件之间的距离满足操作空间的要求。
9.1.7、不同属性的金属件或金属壳体的器件不能相碰。
确保最小1.0mm的距离满足安装要求。
9.1.8、PCB上元器件分布尽可能的均匀，大体积和大质量的元器件在焊接时的热容量比较大，布局上过于集中容易造成局部温度过低而导致假焊。
9.1.9、电解电容不可触及发热组件（如：
大功率电阻、热敏电阻、变压器、散热器等），布局时尽量将电解电容远离以上器件，以免把电解电容的电解液烤干，影响其使用寿命。
9.1.10、PCB板设计和布局时尽量减少印制板的开槽和开孔，以免影响印制板的强度。
9.1.11、经常插拔元器件或板边连接器周围3mm范围内尽量不布置SMD，以防止连接器插拔时产生的应力损坏器件。
9.2、SMD器件的通用要求
9.2.1、细间距器件推荐布置在PCB同一面。
9.2.2、有极性的贴片尽量同方向布置，防止较高器件布置在较低器件旁时影响焊点的检测，一般要求视角≤45度。
9.3、波峰焊SMD器件布局通用要求
9.3.1、SMD器件高度要求≤4.0mm。
9.3.2、SOP器件轴向需与过波峰方向一致。
9.3.3、SOP器件在过波峰焊尾端需增加一对偷锡焊盘。
尺寸大小为器件焊盘的1.5-2倍以上，间距与器件焊盘间距相同。
9.3.4、SOT-23封装的器件过波峰焊方向。
9.3.5、器件间距要求：
考虑波峰焊接的阴影效应，器件本体间距和焊盘间距需保持一定的距离。
9.3.6、波峰焊相同类型器件布局要求数值表
封装尺寸
焊盘间距L（mm/mil）
器件本体间距B（mm/mil）
最小间距
推荐间距
最小间距
推荐间距
0603
0.76/30
1.27/50
0.76/30
1.27/50
0805
0.89/35
1.27/50
0.89/35
1.27/50
≧1206
1.02/40
1.27/50
1.02/40
1.27/50
SOT
1.02/40
1.27/50
1.02/40
1.27/50
SOP
1.27/50
1.52/60
/
/
9.3.7、焊盘尺寸要求根据SMD元件封装，按标准进行设计。
9.4、THD器件通用布局要求
9.4.1、除结构有特别要求之外，THD器件都必须放置在正面。
9.4.2、手插元件相邻本体之间的距离：
9.4.3、满足手工焊接和维修的操作空间要求：
对一般器件，需要满足1边3mm以上的下烙铁空间，另一边满足1mm以上送锡线空间。
且距离大小应和45°角成一定关系。
9.4.4、PCB板受力均衡设计
重量大器件设计时，最好能够将器件均匀分布在PCB上，维持PCB板整体的重量均衡。
9.4.5、IC下面以不设跨线为最佳。
如果设计时，注意跨线的对称及IC放置后的平衡性。
9.5、PCB板的焊接方向
为防止过波峰焊时元器件的各引脚之间的连焊，通常把主要集成块的焊接方向作为PCB板的焊接方向，同时较重一端作为尾部。
在芯片等多脚的元器件两端一定要加收锡焊盘，中间每两个相邻的引脚之间加一个收锡焊盘。
贴片芯片引脚间距小于0.5mm时，要用回流炉，防止由于过波峰焊导致芯片虚焊。
10、PCB焊盘过波峰焊设计要求
10.1、重加焊设计，对于较大或较重的部件，其焊盘应设计为菊花状。
（1、增强焊盘强度2、增加元件脚的吃锡高度）
10.2、未做特别要求时，手插零件插引脚的通孔规格如下：
（孔径太小作业性不好，孔径太大焊点容易产生锡洞。
电源线孔径根据实际情况可以放大）
10.3、针对引脚间距≤2.0mm的手插PIN、电容等,插引脚的通孔的规格为：
0.8～0.9mm
（改善零件过波峰焊的短路不良）
10.4、多个引脚在同一直线上的器件，像连接器、DIP封装器件、T220封装器件，布局时应使其轴线和波峰焊方向平行
（防止过波峰焊时引脚间短路）
波峰焊方向
10.5、较轻的器件如二级管和1/4W电阻等，布局时应使其轴线和波峰焊方向垂直
（防止过波峰焊时因一端先焊接凝固而使器件产生浮高现象）
10.6、贴片元件过波峰焊时，对板上有插元件（如散热片、变压器等）的周围和本体下方其板上不可开散热孔
（防止PCB过波峰焊时，波峰1（扰流波）上的锡沾到上板零件或零件脚，在后工程中装配时产生机内异物）
锡珠
锡珠
10.7、贴片元件过波峰焊时，底面（焊接面）零件本体必须高度≤5.0mm
（防止过波焊时零件被喷口碰到）
10.8、大型元器件（如：
变压器、直径15.0MM以上的电解电容、大电流的插座、IC、三极管等）加大铜箔及上锡面积，如下图；阴影部分面积最小要与焊盘面积相等。
（加大焊盘吃锡量）
10.9、需要过锡炉后才焊的元件,焊盘要开走锡位,方向与过锡方向相反,宽度视孔的大小为0.5～1.0mm
（防止过波峰后堵孔）
10.10、铜箔入圆焊盘的宽度较圆、焊盘的直径小时，则需加泪滴（尽可能圆弧化）
（增强焊盘强度,避免过波峰焊接时将焊盘拉脱）
10.11、未做特别要求时，元件孔形状、焊盘与元件脚形状必须匹配，并保证焊盘相对于孔中心的对称性（方形元件脚配方形元件孔、方形焊盘；圆形元件脚配圆形元件孔、圆形焊盘）
（保证焊点吃锡饱满）
10.12、插件元件每排引脚较多，当相邻焊盘边缘间距为0.6mm--1.0mm时，必须在焊零件后方设置窃锡焊盘
（为保证过波峰焊时不短路）
10.13、信号接插PIN支撑脚等为窄扁形的元件脚，孔径和焊盘必须设计为椭圆形
（保证焊点吃锡饱满）
10.14、元件插孔焊盘与周围引出的阻焊层之间以方形设计为准
10.15、刚硬角度的铜箔走线尽可能圆弧化
10.16、PCB板固定与铜走线处理（防止铜箔受固定钢轴影响破损）
10.17、铜箔、导线宽部分与窄部分过渡处理
11、其他设计工艺要求
11.1、跳线设计5mm≦J≦26mm。
11.2、需要插件的电线，插入端剥线尺寸要求3-3.5mm。
11.3、插件元件，PCB跨距设计必须与器件跨距相符。
11.4、PCB丝印器件符号要求统一，避免不同工程师不同符号，造成产线困扰。
（见元器件图示）
11.5、器件使用一般要求不得超出PCB边缘，超出部分除需加辅助工艺边外，还需考虑后续实际配合性。
11.6、为尽可能地避免连焊，对于连续排列的多个（两个及两个以上）焊盘，设计时应以类似椭圆形为主，焊盘相邻部分在标准的许可下窄化，以增大焊盘相对间距，同时增加阻焊层。
11.7、在元器件尺寸较大，而布线密度较低时，可适当加宽印制导线及其间距，并尽量把不用的地方合理地作为接地和电源用。
11.8、在双面或多层印制电路板中，相邻两层印制导线，宜相互垂直走线，或斜交、弯曲走线，力求避免相互平行走线。
11.9、元件尽可能有规则地分布排列，以得到均匀的组装密度。
11.10、需要安装较重的元件时，应安排的靠近印制电路板支承点的地方，使印制电路板的翘曲度减至最小。
11.11、原则上跳线或元件表面不加装元件，不能避开的，要在技术条件中明确界定所加元件体的限度浮高标准，避免波峰焊后修整元件体浮高。
11.12、设计时工艺优选性：
（以成本和技术要求为准，不做强制要求）
a、能采用贴片工艺的尽量避免手插工艺，降低人工成本。
b、能采用锡膏工艺的尽量避免红胶工艺，降低波峰不良。
c、能采用设备作业的尽量避免人工作业，提高作业效率，减少人为异常。
11.13在线测试（ICT）PCB设计要求：
a、对于无贴片元件或贴片元件采用红胶工艺（贴片和插件不同面）的PCB，均采用ICT测试，以保证产品质量。
b、采用ICT测试的PCB，要求每条导线上至少有一个测试点，测试点最小直径1.0mm;在导线上有通孔焊盘的，通孔焊盘可以作为测试点。
11.13、灯板焊盘（电源线用）与灯珠的间距，要求最小尺寸≧3mm，以免焊接时助焊剂溅射到灯珠，引起死灯。
12、常用元件图示
电阻
电容
电解电容
二极管
稳压二极管
变压器
集成电路
压敏电阻
保险丝
电感
跳线
接插件
整流桥堆
继电器
三极管（92）
三极管（126）
三极管（220）
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