THT设计工艺规范.docx

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THT设计工艺规范

作业规范------通孔插装THT设计工艺规范

通孔插装THT设计工艺规范

1、范围

本规范规定了通孔插装对电子元器件、印制板设计、工艺材料和组装工艺的工艺要求。

本规范适用于电子产品印制电路板的THT设计。

2、引用标准

GB3131-88锡铅焊料

GB4677.10-84印制板可焊性测试方法

GB4677.22-88印制板表面离子污染测试方法

GB4588.1-84无金属化孔的单、双面印制板技术条件

GB4588.2-84有金属化孔的单、双面印制板技术条件

HB6207-89航空用印制线路设计

IPC-A-610B电子装连的可接受条件

SJ2925-88电视接收机用元器件的引线及导线成形要求

QJ/Z76-88印制电路板设计规范

3、定义

3.1通孔插装技术（THT）：

throughholetechnology

通过对印制板上钻插装孔，将元器件插入印制板表面规定的插装孔位并焊接牢固的装联技术。

3.2组装件assembly

一些元器件或一些分别组装的元器件连接在一起，形成组装件。

3.3印制板组装件printedboardassembly

完成了元器件电子装联的印制板称为印制板组装件。

3.4元件孔componenthole

将元件接线端（包括元件引线和引脚）固定于印制板并实现电气连接的孔。

3.5跨接线jumperwiring

印制板上的导电图形制成后，按原设计要求，在板上某两点之间另外增加的一种电气连接线。

3.6连接盘（焊盘）land

用于电气连接、元件固定或两者兼备的那部分导电图形。

3.7元件面componentside

布设总图上规定的装连构件面，通常指印制板上比较复杂和组装件比较多的一面。

3.8焊接面solderside

与元件面相对的装连构件面。

3.9成形forming

施加一外力，改变元器件引线及导线的走向或直径，使之形成所要求的几何形状。

3.10间距space

成形后元器件及导线的引线间剪切端面的中心之间的距离。

4、THT印制板的设计要求

4.1.一般要求

4.1.1印制板的各项性能应满足GB4588.1、GB4588.2的要求，同时还应满足：

印制板的弓曲和扭曲应不大于1.0%；

阻焊膜的厚度应不大于焊盘的厚度；

通孔插装焊盘的可焊性按GB4677.10-84方法测试。

4.1.2印制板生产完毕后72小时内应进行真空包装。

4.1.3印制板的焊盘上应无字符、阻焊膜和其它污物沾污。

4.1.4印制板应能进行再流焊和波峰焊。

4.2布局设计规则

4.2.1一般布局设计规则

加大元器件布设密度

加大元器件布设密度，以利于缩短导线长度、控制串扰、减少板面尺寸。

在满足使用的前提下，力求减少层数。

分区布设

器件排布分区布设，按照高频信号、电源模块、数字信号、模拟信号区域进行分区排布。

数字、模拟元器件及其相应布线应尽量远离，并限定在各自的布线区域内。

b）数字元器件应集中放置，以减少布线长度。

c）数字信号线和模拟信号线应尽量垂直，以减少交叉耦合。

高频信号走线应减少使用90°角弯转，应使用平滑圆弧或45°角。

高频信号走线应减少使用过孔连接。

e）晶振电路应尽量靠近其驱动器件。

f）所有信号线要远离晶振电路。

均匀布设

布线密度要均匀，整个板面元器件排列应整齐有序，尽可能有规则地分布排列，以得到均匀的组装密度。

力求层内布线均匀，各层布线密度相近。

多层板内层有大面积的导电区，尽可能将其设置在板的中心附近。

满足散热要求

发热元器件分布要均匀，热容量大的器件周围走线应增加间隙，并尽量均

匀分布在PCB边缘部分或分布在机箱内较通风的位置。

大功率元器件周围不应

布设热敏元件，与其它元件要有足够的距离。

当印制板功耗密度超过0.155W/cm2，同时元器件功耗超过1.0W时，除自然冷却外，一般还考虑采用强迫冷却的方法。

对需要风冷、加散热片或散热的位置，应留出足够的风道或散热空间；对液冷方式，应满足相应要求。

减少变形

需要安装较重元器件时，应尽量安排在靠近印制板支撑点位置，以减少印制板的变形。

其它应满足元器件安装、维修和测试要求。

4.2.2典型插装器件排布规则

4.2.2.1电源模块

电源模块属于电源区域，应靠近插座一侧，减少电源线对系统的干扰。

电源部分的器件排布按供电顺序排布。

4.2.2.2插针

插针一般有两种作用，一为编程头，在不冲突的情况下其排布应尽量靠近需编程的芯片；二为供调试用，在减少对布线绕线的前提下，其排布应尽量靠近需测试的器件。

4.2.2.3晶振、晶体

多个晶振、晶体不能集中排布，容易引起干扰，应尽量靠近其驱动器件并分散排布，同时注意器件外壳不能相碰，否则易造成短路。

4.2.2.4变压器、继电器

变压器、继电器是模拟信号器件，应与其他器件分开，独立集中排布。

4.3印制板设计

工艺夹持边

4.3.1.1印制板应设计有工艺夹持边，其宽度不小于3.8mm。

离印制板边3mm

内不能布线，离印制板边5mm内不能布器件，见图1所示。

图1工艺夹持边

4.3.1.2安装元件边缘与外形尺寸边缘的距离在5mm以上。

4.3.2定位孔

对定位孔的要求如下：

在印制板的四个角上，应至少有三个角各设置一个定位孔，推荐四个角各设置一个，典型的定位孔位置见图2所示。

定位孔的孔径公差应保持在0.08mm之内。

定位孔的孔径由表面安装设备、测试设备来决定。

图2定位孔布置

PCB导电图形的设计

PCB布线的取向

设计时，应使焊接面所有相互靠近的线系尽可能取与焊接方向平行或成一个小的夹角，切忌与焊接方向垂直。

PCB导线要求

线性要求：

相邻两层导线应布成相互垂直、斜交或弯曲走线，避免相互平行，以减少寄生电容。

信号走线尽量粗细一致，利于阻抗匹配。

导线的线形要求平滑均匀渐变过渡，切忌成尖角。

印制导线拐弯夹角小于90°时，导线的拐弯外缘应作成圆弧形，避免尖角。

如图3所示。

采用不采用

图3

长度要求：

导线布线应尽可能短，特别是高频信号线、高敏感信号线更应布短线。

宽度要求：

最小导线宽度应不小于0.127mm。

间距要求：

布线间距应考虑电气安全要求，为便于加工和保证可靠性，最小间距应不小于0.127mm，有条件的情况下应尽量加宽，其中电源线48V的走线与周围其它走线应保持一定距离，间隙应大于2mm。

在有导轨、导槽情况下，且导轨槽用于接地或供电时，导线边缘与导轨槽间距必须大于2.5mm。

电源线（层）和接地线（层）

双面板上的公共电源线和接地线应尽量布设在印制板的边缘部分，分别在相对的两个面上。

其图形配置要使电源和地线之间呈低的波阻抗。

多层板中可设置电源层和地线层，也可以设置电源和地线共用层。

电源层和地线层应设计成网状。

见图4所示。

在高速电路或高频电路中，一般设置地线层和电源层，采用网状结构。

同一层的地网和电源网分隔间距应大于2mm。

图4

导线和连接盘（焊盘）的连接要求

印制导线与焊盘连接时，应从焊盘中间引出，盘线应分明。

焊盘与较大面积导电区相连接时，应采用长度不小于0.635mm的细导线进行热隔离，如图5所示。

图5

c）考虑焊接效果，应正确选择导电图形和设计连接盘（焊盘），见表1。

d）焊盘与相邻导线的间距应不小于0.127mm。

4.3.3.5焊盘

形状：

焊盘取圆形。

焊盘形状与孔的形状应相适应。

环宽：

对于金属化孔，最小环宽为0.15mm；对于非金属化孔，最小环宽为0.3mm。

详见4.3.3.6条。

间距：

焊盘边缘之间的间距不小于0.127mm；按印制板行进方向，两焊盘之间的最小距离为0.6mm。

4.3.3.6孔

a）数量:

应该为插装元器件的每一根引线或端子提供一个单独的元器件引线孔。

b）形状:

元件孔原则上采用圆形孔，与焊盘应是同心圆。

避免使用异形孔。

空心铆钉孔直径:

当使用空心铆钉时，孔的最大直径应比空心铆钉圆柱体的外径增大0.25mm。

非金属化孔的间隙：

在保证元件容易插装的前提下,为了获得可靠的焊接点,非金属化孔的间隙应尽量小些。

相邻机械安装孔边缘间距应不小于PCB厚度。

4.3.3.7插装元器件引线直径、孔径、焊盘的尺寸

a）元器件引线直径与孔径的尺寸配合见表2所示。

焊盘与孔径的配合见表3所示。

表1导电图形

序号

说明

采用

不采用

1

避免邻近连接盘成锐角

2

避免大面积铜箔

3

导线从相邻接点穿过时，应设计成距离间隔最大且相等。

导线离接点要求间隔最大。

表2元器件引线直径与孔径的尺寸配合（单位：

mm）

元器件引线直径

D<0.5

0.5≤D≤0.8

D>0.8

孔径

D+0.15~0.2

D+0.2~0.3

D+0.4

表3焊盘与孔径的尺寸配合（单位：

mm）

引线孔直径

0.6

0.9

1.0

1.2

1.6

2.0

焊盘直径

1.2

1.5

1.6

2.0

2.5

3.0

元器件布放要求

标识

印制板上的元件标识符应易于看到，有极性元器件极性和IC第一脚位置应标出，且标识符清晰易见。

有极性元器件的正极引线的焊盘以方形焊盘标识，IC第一脚的焊盘也以方形焊盘标识，见图6所示。

若需要强调，则有极性元器件可在正极方形焊盘旁增加符号“+”，IC可在第一脚方形焊盘旁增加符号“1”。

图6

元器件方向

元器件排列应整齐有序。

有极性的插装元器件一般按统一的极性取向安放，元器件缺口标志的方向应保持一致。

相似的元器件排列时一般应取向一致。

采用波峰焊时，双列直插式集成电路及小型开关的焊盘的排列走向与焊接方向应符合图7的要求。

图7

4.3.4.3元器件安装孔距（元器件跨距）

设计安装孔距时，应考虑便于安装元器件和提供元器件引线成形时的应力消除弯头的位置。

对于轴向引线元器件卧式安装，其安装孔距要求应同时满足下列公式：

S≥L+2l和S=n×2.5mm

式中：

S——安装孔距，mm；

L——元器件件体长度，mm；

l——引线打弯处与引线封口或焊接头的直线段距离，此距离至少应等于引线的直径或厚度，同时应离开引线封口或焊接头0.8mm以上。

见图8所示。

n——n为正整数。

S推荐使用12.5mm系列。

引线整形的内曲率半径的要求见图9和表4所示。

c）对于轴向引线元器件立式安装，其安装孔距要求使用下列公式：

S=2R

式中：

R——引线打弯曲率半径，mm；见表4要求。

立式安装要注意高度限制问题。

对于径向引线元器件的安装，其安装孔距一般与其引线间距相等。

同一尺寸的元器件，安装孔距应统一。

图8图9

表4引线打弯曲率半径要求

引线直径（D）

或厚度（T）

打弯曲率半径要求

≤0.8mm

引线不扭、不裂

1D（1T）

0.8-1.2mm

引线不扭、不裂

1.5D（1.5T）

≥1.2mm

引线不扭、不裂

2D（2T）

4.3.4.4元器件间距要求

插装元器件之间的间距应同时利于手工插装和机器插装，相邻元器件边

缘间距应不小于2mm。

确定连接盘或接线端子位置时应留有空隙，使元器件之间互不遮蔽。

每个元器件在拆除时不必移动其它元器件。

装在印制板组件上的元器