军工优质PCB工艺的设计规范汇总Word格式.docx
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5.1PCB板材要求
确定PCB使用板材以及TG值
确定PCB所选用的板材,例如FR—4、铝基板、陶瓷基板、纸芯板等,若选用高TG值的板材,应在文件中注明厚度公差。
确定PCB的表面处理镀层
确定PCB铜箔的表面处理镀层,例如镀锡、镀镍金或OSP等,并在文件中注明。
5.2热设计要求
高热器件应考虑放于出风口或利于对流的位置
PCB在布局中考虑将高热器件放于出风口或利于对流的位置。
较高的元件应考虑放于出风口,且不阻挡风路
散热器的放置应考虑利于对流
温度敏感器械件应考虑远离热源
对于自身温升高于30℃的热源,一般要求：
a．在风冷条件下,电解电容等温度敏感器件离热源距离要求大于或等于2.5mm；
b．自然冷条件下,电解电容等温度敏感器件离热源距离要求大于或等于4.0mm。
若因为空间的原因不能达到要求距离,则应通过温度测试保证温度敏感器件的温升在降额范围内。
大面积铜箔要求用隔热带与焊盘相连
为了保证透锡良好,在大面积铜箔上的元件的焊盘要求用隔热带与焊盘相连,对于需过5A以上大电流的焊盘不能采用隔热焊盘,如图所示：
焊盘两端走线均匀
或热容量相当
焊盘与铜箔间以"
米"
字或"
十”字形连接
图1
过回流焊的0805以及0805以下片式元件两端焊盘的散热对称性
为了避免器件过回流焊后出现偏位、立碑现象,地回流焊的0805以及0805以下片式元件两端焊盘应保证散热对称性,焊盘与印制导线的连接部宽度不应大于0.3mm〔对于不对称焊盘,如图1所示。
高热器件的安装方式及是否考虑带散热器
确定高热器件的安装方式易于操作和焊接,原则上当元器件的发热密度超过0.4W/cm3,单靠元器件的引线腿及元器件本身不足充分散热,应采用散热网、汇流条等措施来提高过电流能力,汇流条的支脚应采用多点连接,尽可能采用铆接后过波峰焊或直接过波峰焊接,以利于装配、焊接；
对于较长的汇流条的使用,应考虑过波峰时受热汇流条与PCB热膨胀系数不匹配造成的PCB变形。
为了保证搪锡易于操作,锡道宽度应不大于等于2.0mm,锡道边缘间距大于1.5mm。
5.3器件库选型要求
已有PCB元件封装库的选用应确认无误
PCB上已有元件库器件的选用应保证封装与元器件实物外形轮廓、引脚间距、通孔直径等相符合。
插装器件管脚应与通孔公差配合良好〔通孔直径大于管脚直径8—20mil,考虑公差可适当增加,确保透锡良好。
元件的孔径形成序列化,40mil以上按5mil递加,即40mil、45mil、50mil、55mil……；
40mil以下按4mil递减,即36mil、32mil、28mil、24mil、20mil、16mil、12mil、8mil.
器件引脚直径与PCB焊盘孔径的对应关系,以及二次电源插针焊脚与通孔回流焊的焊盘孔径对应关系如表1：
表1
器件引脚直径〔D
PCB焊盘孔径/插针通孔回流焊焊盘孔径
D≦1.0mm
D+0.3mm/+0.15mm
1.0mm<
D≦2.0mm
D+0.4mm/0.2mm
D>
2.0mm
D+0.5mm/0.2mm
建立元件封装库存时应将孔径的单位换算为英制〔mil,并使孔径满足序列化要求。
新器件的PCB元件封装库存应确定无误
PCB上尚无件封装库的器件,应根据器件资料建立打捞的元件封装库,并保证丝印库存与实物相符合,特别是新建立的电磁元件、自制结构件等的元件库存是否与元件的资料〔承认书、图纸相符合。
新器件应建立能够满足不同工艺〔回流焊、波峰焊、通孔回流焊要求的元件库。
需过波峰焊的SMT器件要求使用表面贴波峰焊盘库
轴向器件和跳线的引脚间距的种类应尽量少,以减少器件的成型和安装工具。
不同PIN间距的兼容器件要有单独的焊盘孔,特别是封装兼容的继电器的各兼容焊盘之间要连线。
锰铜丝等作为测量用的跳线的焊盘要做成非金属化,若是金属化焊盘,那么焊接后,焊盘内的那段电阻将被短路,电阻的有效长度将变小而且不一致,从而导致测试结果不准确。
不能用表贴器件作为手工焊的调测器件,表贴器件在手工焊接时容易受热冲击损坏。
除非实验验证没有问题,否则不能选用和PCB热膨胀系数差别太大的无引脚表贴器件,这容易引起焊盘拉脱现象。
除非实验验证没有问题,否则不能选非表贴器件作为表贴器件使用。
因为这样可能需要手焊接,效率和可靠性都会很低。
多层PCB侧面局部镀铜作为用于焊接的引脚时,必须保证每层均有铜箔相连,以增加镀铜的附着强度,同时要有实验验证没有问题,否则双面板不能采用侧面镀铜作为焊接引脚。
5.4基本布局要求
5.4.1PCBA加工工序合理制成板的元件布局应保证制成板的加工工序合理,以便于提高制成板加工效率和直通率。
PCB布局选用的加工流程应使加工效率最高。
常用PCBA的6种主流加工流程如表2：
表2
序号
名称
工艺流程
特点
适用范围
1
单面插装
成型—插件—波峰焊接
效率高,PCB组装加热次数为一次
器件为THD
2
单面贴装
焊膏印刷—贴片—回流焊接
器件为SMD
3
单面混装
焊膏印刷—贴片—回流焊接—THD—波峰焊接
效率较高,PCB组装加热次数为二次
器件为SMD、THD
4
双面混装
贴片胶印刷—贴片—固化—翻板—THD—波峰焊接—翻板—手工焊
效率高,PCB组装加热次数为二次
5
双面贴装、插装
焊膏印刷—贴片—回流焊接—翻板—焊膏印刷—贴片—回流焊接—手工焊
6
常规波峰焊双面混装
焊膏印刷—贴片—回流焊接—翻板—贴片胶印刷—贴片—固化—翻板—THD—波峰焊接—翻板—手工焊
效率较低,PCB组装加热次数为三次
波峰焊加工的制成板进板方向要求有丝印标明
波峰焊加工的制成板进板方向应在PCB上标明,并使进板方向合理,若PCB可以从两个方向进板,应采用双箭头的进板标识。
〔对于回流焊,可考虑采用工装夹具来确定其过回流焊的方向。
两面过回流焊的PCB的BOTTOM面要求无大体积、太重的表贴器件需两面都过回流焊的PCB,第一次回流焊接器件重量限制如下：
A=器件重量/引脚与焊盘接触面积
片式器件：
A≦0.075g/mm2
翼形引脚器件：
A≦0.300g/mm2
J形引脚器件：
A≦0.200g/mm2
面阵列器件：
A≦0.100g/mm2
需波峰焊加工的单板背面器件不形成阴影效应的安全距离已考虑波峰焊工艺的SMT器件距离要求如下：
1>
相同类型器件距离〔见图2
图2
相同类型器件的封装尺寸与距离关系〔表3
表3
焊盘间距L〔mm/mil
器件本体间距B〔mm/mil
最小间距
推荐间距
0603
0.76/30
1.27/50
0805
0.89/35
1206
1.02/40
≧1206
SOT封装
1.02/40
钽电容3216、3528
钽电容6032、7343
1.52/60
2.03/80
2.54/100
SOP
---
2>
不同类型器件距离〔见图3
图3
不同类型器件的封装尺寸与距离关系表〔表4：
表4
封装尺寸
钽电容
SOIC
通孔
06.3
1.27
1.52
2.54
1.27
1.27
1.27
1.52
1.52
1.52
钽电容3216、3528
钽电容6032、7343
2.54
SOIC
通孔
大于0805封装的陶瓷电容,布局时尽量靠近传送边或受应力较小区域,其轴向尽量与进板方向平行〔图4,尽量不使用1825以上尺寸的陶瓷电容。
减少应力,防止元件崩裂受应力较大,容易使元件崩裂
图4
经常插拔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。
如图5：
连接器周围3mm范围内尽量不布置SMD
图5
过波峰焊的表面贴器件的standoff符合规范要求
过波峰焊的表面贴器件的standoff应小于0.15mm,否则不能布在B面过波峰焊,若器件的standoff在0.15mm与0.2mm之间,可在器件本体底下布铜箔以减少器件本体底部与PCB表面的距离。
波峰焊时背面测试点不连锡的最小安全距离已确定
为保证过波峰焊时不连锡,背面测试点边缘之间距离应大于1.0mm。
过波峰焊的插件元件焊盘间距大于1.0mm
为保证过波峰焊时不连锡,过波峰焊的插件元件焊盘边缘间距应大于1.0mm〔包括元件本身引脚的焊盘边缘间距。
优选插件元件引脚间距〔pitch≧2.0mm,焊盘边缘间距≧1.0mm。
在器件本体不相互干涉的前提下,相邻器件焊盘边缘间距满足图6要求：
Min1.0mm
图6
插件元件每排引脚为较多,以焊盘排列方向平行于进板方向布置器件时,当相邻焊盘边缘间距为0.6mm--1.0mm时,推荐采用椭圆形焊盘或加偷锡焊盘〔图7。
图7
BGA周围3mm内无器件
为了保证可维修性,BGA器件周围需留有3mm禁布区,最佳为5mm禁布区。
一般情况下BGA不允许放置背面〔两次过回流焊的单板地第一次过过回流焊面；
当背面有BGA器件时,不能在正面BGA5mm禁布区的投影范围内布器件。
贴片元件之间的最小间距满足要求
机器贴片之间器件距离要求〔图8：
同种器件：
≧0.3mm
异种器件：
≧0.13*h+0.3mm〔h为周围近邻元件最大高度差
只能手工贴片的元件之间距离要求：
≧1.5mm。
同种器件异种器件
图8
元器件的外侧距过板轨道接触的两个板边大于、等于5mm〔图9
器件禁布区
图9
为了保证制成板过波峰焊或回流焊时,传送轨道的卡抓不碰到元件,元器件的外侧距板边距离应大于或等于5mm,若达不到要求,则PCB应加工艺边,器件与V—CUT的距离≧1mm。
可调器件、可插拔器件周围留有足够的空间供调试和维修
应根据系统或模块的PCBA安装布局以及可调器件的调测方式来综合考虑可调器件的排布方向、调测空间；
可插拔器件周围空间预留应根据邻近器件的高度决定。
所有的插装磁性元件一定要有坚固的底座,禁止使用无底座插装电感
有极性的变压器的引脚尽量不要设计成对称形式
安装孔的禁布区内无元器件和走线〔不包括安装孔自身的走线和铜箔
金属壳体器件和金属件与其它器件的距离满足安规要求
金属壳体器件和金属件的排布应在空间上保证与其它器件的距离满足安规要求。
对于采用通孔回流焊器件布局的要求
a.对于非传送边尺寸大于300mm的PCB,较重的器件尽量不要布置在PCB的中间,以减轻由于插装器件的重量在焊接过程对PCB变形的影响,以及插装过程对板上已经贴放的器件的影响。
b.为方便插装,器件推荐布置在靠近插装操作侧的位置。
c.尺寸较长的器件〔如内存条插座等长度方向推荐与传送方向一致。
图10
d.通孔回流焊器件焊盘边缘与pitch≦0.65mm的QFP、SOP、连接器及所有的BGA的丝印之间的距离大于10mm。
与其它SMT器件间距离>
2mm。
e.通孔回流焊器件本体间距离>
10mm。
有夹具扶持的插针焊接不做要求。
f.通孔回流焊器件焊盘边缘与传送边的距离>
10mm；
与非传送边距离>
5mm。
通孔回流焊器件禁布区要求
a.通孔回流焊器件焊盘周围要留出足够的空间进行焊膏涂布,具体禁布区要求为：
对于欧式连接器靠板内的方向10.5mm不能有器件,在禁布区之内不能有器件和过孔。
b.须放置在禁布区内的过孔要做阻焊塞孔处理。
器件布局要整体考虑单板装配干涉
器件在布局设计时,要考虑单板与单板、单板与结构件的装配干涉问题,尤其是高器件、立体装配的单板等。
器件和机箱的距离要求
器件布局时要考虑尽量不要太靠近机箱壁,以避免将PCB安装到机箱时损坏器件。
特别注意安装在PCB边缘的,在冲击和振动时会产生轻微移动或没有坚固的外形的器件：
如立装电阻、无底座电感变压器等,若无法满足上述要求,就要采取另外的固定措施来满足安规和振动要求。
有过波峰焊接的器件尽量布置在PCB边缘以方便堵孔,若器件布置在PCB边缘,并且式装夹具做的好,在过波峰焊接时甚至不需要堵孔。
设计和布局PCB时,应尽量允许器件过波峰焊接。
选择器件时尽量少选不能过波峰焊接的器件,另外放在焊接面的器件应尽量少,以减少手工焊接。
裸跳线不能贴板跨越板上的导线或铜皮,以避免和板上的铜皮短路,绿油不能作为有效的绝缘。
布局时应考虑所有器件在焊接后易于检查和维护。
电缆的焊接端尽量靠近PCB的边缘布置以便插装和焊接,否则PCB上别的器件会阻碍电缆的插装焊接或被电缆碰歪。
多个引脚在同一直线上的器件,象连接器、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。
〔图11
图11
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。
这样能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。
〔图12
图12
电缆和周围器件之间要留有一定的空间,否则电缆的折弯部分会压迫并损坏周围器件及其焊点。
5.5走线要求
印制板距板边距离：
V-CUT边大于0.75mm,铣槽边大于0.3mm。
为了保证PCB加工时不出现露铜的缺陷,要求所有的走线及铜箔距离板边：
V—CUT边大于0.75mm,铣槽边大于0.3mm〔铜箔离板边的距离还应满足安装要求。
散热器正面下方无走线〔或已作绝缘处理
为了保证电气绝缘性,散热器下方周围应无走线〔考虑到散热器安装的偏位及安规距离,若需要在散热器下布线,则应采取绝缘措施使散热器与走线绝缘,或确认走线与散热器是同等电位。
金属拉手条底下无走线
为了保证电气绝缘性,金属拉手条底下应无走线。
各类螺钉孔的禁布区范围要求
各种规格螺钉的禁布区范围如以下表5所示<
此禁布区的范围只适用于保证电气绝缘的安装空间,未考虑安规距离,而且只适用于圆孔>
表5
连接种类
型号
规格
安装孔〔mm
禁布区〔mm
螺钉连接
GB9074.4—8组合螺钉
M2
2.4±
0.1
φ7.1
M2.5
2.9±
φ7.6
M3
3.4±
φ8.6
M4
4.5±
φ10.6
M5
5.5±
φ12
铆钉连接
苏拔型快速铆钉Chobert
4.10-0.2
连接器快速铆钉Avtronuic
1189-2812
2.80-0.2
φ6
1189-2512
2.50-0.2
φ6
自攻螺钉连接
GB9074.18—88十字盘头
ST2.2*
自攻镙钉
ST2.9
3.1±
φ7.6
ST3.5
3.7±
φ9.6
本体范围内有安装孔的器件,例如插座的铆钉孔、螺钉安装孔等,为了保证电气绝缘性,
也应在元件库中将也的禁布区标识清楚。
要增加孤立焊盘和走线连接部分的宽度〔泪滴焊般,特别是对于单面板的焊盘,以避免过波峰焊接时将焊盘拉脱。
腰形长孔禁布区如下表6：
表6
安装孔直径〔宽Dmm
安装孔长Lmm
禁布区〔mmL*D
螺钉连接
GB9074.4—8组合螺钉
由实际情况确定L<
D
φ7.6×
<
L+4.7>
M2.5
φ8.6×
L+5.2>
φ10.6×
L+6.1>
φ12×
L+6.5>
5.6固定孔、安装孔、过孔要求
过波峰的制成板上下需接地的安装孔和定位孔应定为右非金属化孔。
BGA下方导通孔孔径为12mil
SMT焊盘边缘距导通也边缘的最小距离为10mil,若过孔塞绿油,则最小距离为6mil。
SMT器件的焊盘上无导通孔〔注：
作为散热用的DPAK封装的焊盘除外
通常情况下,应采用标准导通孔尺寸
标准导通孔尺寸〔孔径与板厚比≦1：
6如表7：
表7
内径〔mil
外径〔mil
12
25
16
30
20
35
24
40
32
50
过波峰焊接的板,若元件面有贴板安装的器件,其底下不能有过孔或者过孔要盖绿油。
5.7基准点要求
有表面贴器件的PCB板对角至少有两个不对称基准点〔图13
图13
基准点用于锡膏印刷和元件贴片时的光学定位。
根据基准点在PCB上的分别可分为拼板基准点、单元基准点、局部基准点。
PCB上应至少有两个不对称的基准点。
基准点中心距板边大于5mm,并有金属圈保护
a.形状：
基准点的优选形状为实心圆。
b.大小：
基准点的优选尺寸为直径40mil±
1mil。
c.材料：
基准点的材料为裸铜或覆铜,为了增加基准点和基板之间的对比度,可在基准点下面敷设大的铜箔。
基准点焊盘、阻焊设置正确〔图14
D1=110milD=80mil无阻焊区
D1=90mild=40mil
图14
阻焊开窗：
阻焊形状为和基准点同心的圆形,大小为基准点直径的两倍。
在80mil直径的边缘处要求有一圆形的铜线作保护圈,金属保护圈的直径为：
外径110mil,内径为90mil,线宽为10mil。
由于空间太小的单元基准点可以不加金属保护圈。
对于多层板建议基准点内层铺铜以增加识别对比度。
铝基板、厚铜箔〔铜箔厚度≧30Z基准点有所不同,如图15所示。
基准点的设置为：
直径为80mil的铜箔上,开直径为40mil的阻焊窗。
图15
基准点范围内无其它走线及丝印
为了保证印刷和贴片的识别效果,基准点范围内应无其它走线及丝印。
需要拼板的单板,单元板上尽量确保有基准点
需要拼板的单板,每块单元板上尽量保证有基准点,若由于空间原因单元板上无法布下基准点时,则单元板上可以不布基准点,但应保证拼板工艺上有基准点。
5.8丝印要求
所有元器件、安装孔、定位孔都有对应的丝印标号
为了方便制成板的安装,所有元器件、安装孔、定位孔都有对应的丝印标号,PCB上的安装孔丝印用H1、H2……Hn进行标识。
丝印字符遵循从左至右、从下往上的原则
丝印字符尽量遵循从左至右、从下往上的原则,对于电解电容、二极管等极性的器件在每个功能单元内尽量保持方向一致。
器件焊盘、需要搪锡的锡道上无丝印,器件位号不应被安装后器件所遮挡。
〔密度较高,PCB上不需作丝印的除个
为了保证器件的焊接可靠性,要求器件焊盘上无丝印；
为了保证搪锡的锡道连续性,要求需搪锡的锡道上无丝印；
为了便于器件插装和维修,器件位号不应被安装后器件所遮挡；
丝印不能压在导通孔、焊盘上,以免开阻焊窗时造成部分丝印丢失,影响训别。
丝印间距大于5mil。
有极性元器件其极性在丝印图上表示清楚,极性方向标记就易于辨认。
有方向的接插件其方向在丝印上表示清楚。
5.8.6PCB上应有条形码位置标识
在PCB板面空间允许的情况下,PCB上应有42*6的条形码丝印框,条形码的位置应考虑方便扫描。
5.8.7PCB板名、日期、版本号等制成板信息丝印位置应明确。
PCB文件上应有板名、日期、版本号等制成板信息丝印,位置明确、
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