pcb排版和制造工艺性规范Word文档格式.docx
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小于该尺寸的必须拼版。
5.1.3.PCB的板角应为 R型倒角为方便单板加工,不拼板的单板板角应为R 型倒角,对于有工艺边和拼板的单板,工艺边应为R型倒角,一般圆角直径为Φ5,小板可适当调整。
5.1.4.不规则的拼板铣槽间距大于80mil。
不规则拼板需要采用铣槽加V-cut 方式时,铣槽间距应大于80mil。
5.1.5.不规则形状的PCB 而没拼板的 PCB应加工艺边。
图2:
异形板加工艺边
5.1.7若PCB 上有大面积开孔的地方,在设计时要先将孔补全,以避免焊接时造成漫锡和板变形,补全部分和原有的PCB部分要以单边邮票孔连接,在波峰焊后将之去掉。
图3:
大面积开孔需补全
5.1.8PCB选择:
5.1.8.1.PCB曲翘度要求<
0.75%;
图4:
PCB曲翘
5.1.8.2.有260℃/50S的耐热性;
5.1.8.3.确定PCB板选择的板材,如:
FR-4,铝基板、陶瓷基板、纸芯板等,如选择高TG(玻璃化温度)值的板材,需在文件中注明厚度公差。
表一:
PCB板材各项指标
5.1.8.4.*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。
5.1.8.5.* PCB 尺寸、板厚在PCB文件中标明、确定,尺寸标注应考虑厂家的加工公差。
板厚(±
10%公差)规格:
0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.6mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm。
5.2基准MARK的设计:
5.2.1有表面贴器件的 PCB板对角至少有两个不对称基准点。
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。
并需验证贴装可行性和工艺一致性。
图5:
拼板MARK和单板MARK的设置
5.2.2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。
D、基准点焊盘、阻焊设置正确
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。
图六:
MARK点标准设置
备注:
铝基板、厚铜箔(铜箔厚度≧30Z)基准点有所不同,基准点的设置为:
直径为 80mil 的铜箔上,开直径为40mil的阻焊窗。
5.2.3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。
5.3PCB定位孔和夹持边的设置
5.3.1一般丝印机、贴装机、插件线体对PCB定位方式有两种,针定位(自动插件机)和边定位(自动贴片机、插件生产线)。
对于针定位方式,PCB上必须设计定位孔;
对于边定位方式,PCB的两边在一定范围内不能放置元件和MARK点。
5.3.2定位孔一般为两个,位置在PCB的长边一侧,孔径为4mm,定位孔的位置在PCB各边5mm处。
备注:
螺钉安装孔满足要求时可直接使用螺钉安装孔作为定位孔。
5.3.3定位孔的内壁不允许有电镀层;
5.3.4定位孔必须与PCB打孔文件同时生成,保持一致性。
5.3.5定位孔周边2mm内不允许布元件和MARK
5.3.6边定位:
夹持边要求平整光滑,每块板的尺寸一致,公差尽量小;
5.3.7夹持边5mm范围内不允许布元件和MARK;
图七:
夹持边的工艺区(禁布区)
5.4拼板设计
5.4.1拼板尺寸以方便制造、装配和测试过程中加工,不产生较大变形。
根据PCB厚度为1.6mm基板弯曲量的规定为上翘曲≤0.5mm,下翘曲≤1.2mm。
通常所允许的弯曲率在0.65%以下。
5.4.2拼板的工艺夹持边应的要求;
带定位孔的边为8mm-10mm;
不带定位孔的边为3mm。
5.4.3 拼板定位孔加在工艺边上,其距离为距各边5mm;
5.4.4 波峰焊的制成板上需接地的安装孔和定位孔应定为非金属化孔。
5.4.5印制板在波峰焊接后需进行装配的孔应有阻焊措施,安装孔的焊盘采用留孔焊盘,开槽方向与焊接方向保持一致,防止堵孔。
如图八所示。
图八:
安装孔留空焊盘
5.4.6当拼板需要做V-CUT时,拼板的PCB板厚应小于3.5mm;
5.4.7V-CUT的数量<
3
最佳:
平行传送边方向的V-CUT 线数量≤3(对于细长的单板可以例外);
图九:
V槽数量<
3
5.5工艺布局的基本原则
5.5.1.PCBA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。
我公司常用PCBA的5种主流加工流程如表2:
序号
名称
工艺流程
特点
适用器件范围
1
单面插装
机插—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
单面板采用该工艺
2
单面混装
焊膏印刷—贴片—回流焊接—手揷—波峰焊接
效率较高,PCB组装加热次数为二次
器件为SMD、THD
双面板采用该工艺
双面混装
贴片胶印刷—贴片—固化—翻板—手揷—波峰焊接
效率较高,PCB组装加热次数为二次
器件为SMD、THD
部分显控、SM板采用该工艺。
4
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—手揷—遮蔽焊(手工焊)
效率较高,PCB组装加热次数为二次,波峰焊对元件的热冲击影响小。
器件为SMD、THD
多层板采用该工艺
5
常规双面混装
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
效率较低,PCB组装加热次数为三次,波峰焊对元件的热冲击大。
器件为SMD、THD
部分主板采用该工艺。
6
表二
5.5.2.各类螺钉装配安装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):
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±
0.1
φ7.6
M3
3.4±
φ8.6
M4
4.5±
φ10.6
M5
5.5±
0.1
φ12
铆钉连接
苏拔型快速铆钉Chobert
4.100-0.2
连接器快速铆钉Avtronuic
1189-2812
2.80-0.2
φ6
自攻螺钉连接
GB9074.18—88十字盘头自攻镙钉
ST2.2*
2.4±
0.1
φ7.6
ST2.9
3.1±
φ7.6
ST3.5
3.7±
φ9.6
ST4.2
4.5±
φ10.6
ST4.8
5.1±
φ12
ST2.6*
2.8±
0.1
φ7.6
表三、圆形安装孔的禁布区
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,也应在元件库中将其禁布区标识清楚。
腰形长孔禁布区如下表6
安装孔(mm)
禁布区(mm)
GB9074.4—8组合螺钉
φ7.1
2.9±
φ8.6
M4
4.5±
5.5±
φ12
表四:
腰形长孔禁布区
5.5.3.双面回流焊的 PCB的BOTTOM 面要求无大体积、太重的表贴器件需双面都过回流焊的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
若有超重的器件必须布在BOTTOM面,则应通过试验验证可行性。
5.5.4.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:
波峰焊方向
图十:
相同类型器件间距
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
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
≧1206
1.02/40
1.27/50
1.02/40
SOT
封装
1.02/40
1.27/50
1.02/40
钽电容3216、3528
1.02/40
1.27/50
1.02/40
钽电容6032、7343
1.52/60
2.03/80
2.54/100
SOP
---
---
表五相同类型器件的封装尺寸与距离关系
图十一:
不同类型器件距离
不同类型器件的封装尺寸与距离关系表(表六):
封装尺寸
6
≧1206
SOT
钽电容3216、3528
钽电容6032、7343
SOIC
通孔
0603
1.27
1.27
1.27
1.52
1.52
2.54
2.54
1.27
0805
1.27
1.27
1.27
1.52
1.52
2.54
2.54
1206
1.27
1.52
1.52
2.54
2.54
1.27
≧1206
1.52
1.52
2.54
1.27
SOT封装
钽电容3216、3528
钽电容6032、7343
2.54
1.27
1.27
表六不同类型器件的封装尺寸与距离
图十二各种器件间距的IPC标准
5.5.5.*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5):
图十三:
大封装CHIP器件的走向。
5.5.6.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6:
图十四:
连接件的禁布区
5.5.7.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。
如:
下图中standoff=A1
图十五:
表面贴器件的standoff=A1 应小于 0.15mm
5.5.8.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。
5.5.9.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。
插件元件引脚间距(pitch)≧2.5mm。
Min1.0mm
图十六:
焊盘边缘间距≧1.0mm。
5.5.10.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8)。
图十七:
脱锡焊盘和椭圆焊盘的设置要求。
5.5.11.*BGA器件周围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。
5.5.12.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).
5.5.13.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。
5.5.14.有极性的变压器的引脚尽量不要设计成对称形式
图十八:
变压器的非对称设计
5.5.15.金属壳体器件和金属件与其它器件、走线的距离满足绝缘要求。
图十九:
金属壳体器件下的走线满足绝缘要求。
5.5.16.*器件布局设计时要整体考虑单板装配干涉、单板与结构件的装配干涉问题,尤其是有高器件立体装配的单板等。
5.5.17.裸跳线、散热器、器件金属外壳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。
5.5.18.*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。
5.5.19.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。
5.5.20.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。
波峰焊方向
图二十:
器件排版对波峰焊疵点的影响
5.5.21.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。
图二十一:
THT器件排版需避免波峰焊造成的浮高
5.5.22.*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。
5.5.23.*有过波峰焊接的器件尽量布置在PCB边缘以方便堵孔。
5.5.24.*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。
5.5.25.*布局时应考虑所有器件在焊接后易于检查和维护。
5.5.26.极性器件的排列方便插装和检查,要求在全局范围内保持一致性,可接收条件为在局部保持极性的一致性。
极性器件布局排列良好
极性器件布局局部排列良好
不可接收:
器件极性排列混乱
图二十二:
器件的极性排布可接收规范
5.5.27.表贴器件需过波峰时,SOP器件轴向需与波峰方向一致。
图二十三:
SOP器件波峰焊排版
5.5.28.为避免阴影效应,同尺寸元件的端头在平行于焊料波方向排成一直线;
不同尺寸的大小元器件应交错放置;
小尺寸元件要排布在大元件的前方;
防止元件体遮挡焊接端头和引脚。
当不能按以上要求排布时,元件之间应留有3-5mm间距。
图二十四:
CHIP器件波峰焊排版要求
5.5.29.SOP器件在过波峰尾端需接增加一对脱锡焊盘。
尺寸满足图25要求。
图二十五:
SOP器件加脱锡焊盘的规范
5.5.30.SOT 器件过波峰尽量满足最佳方向。
图二十六:
SOT器件的排版方向
5.5.31.贴片器件过波峰时使用加长焊盘克服“阴影效应”。
图二十七:
加长焊盘改善波峰焊的阴影效应
5.5.32.SOJ、PLCC、QFP 等表贴器件不能过波峰焊;
SOJ、PLCC、QFP等表贴器件贴装在BOTTOM面时必须使用双面回流+遮蔽焊工艺。
多层板建议使用遮蔽焊工艺
图二十八:
遮蔽焊台车
5.5.33.*过波峰焊的SOP之PIN间距大于1.0mm,片式元件在 0603 以上。
5.5.34.**集成电路、三极管、插座及0.4mm、0.5mm间距的SMT集成电路、电阻排、电容排器件,应增加二次阻焊措施或采用字符阻焊,防止连焊。
5.5.35.*0.5mmQFN封装焊盘设计:
实物封装 PCB焊盘封装
e1≥0.2mm,
D≤g≤D+0.15mm,
E+0.05MM≤Z≤E+0.15mm,
X=W=0.3mm,
T+0.05mm≤Y≤T+0.15mm,
G≤s-0.1mm,
e=0.5mm.
焊盘两端需圆弧处理,严禁使用矩形焊盘。
焊盘必须做阻焊12um-20um。
图二十九:
QFN封装的设计建议
5.6热设计要求:
5.6.1.高热器件应考虑放于出风口或利于散热位置。
5.6.2.较高器件放于出风口时应考虑不阻挡风路。
5.6.3.散热器的放置应考虑利于对流。
5.6.4.温度敏感器件应考虑远离热源。
对于自身温升高于30°
的热源,一般要求:
A、自然冷却条件下,电解电容等温度敏感器件离热源器件的距离大于4.0mm。
B、风冷条件下,电解电容等温度敏感器件离热源器件的距离大于2.5mm。
若因空间距离不能达到上述要求的,必须通过温度测试,保证温度敏感器件的温升在降额使用范围内。
5.6.5.大面积铜箔要求用隔热带同焊盘相连,对于通过电流大于5A的焊盘不能使用隔热焊盘,如所示:
A B
图三十:
隔热焊盘
5.6.6.为了避免器件在回流焊中出现立碑、偏位现象,要求0805和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不得大于0.3mm。
如图1A所示
5.6.7.*确定高热器件的安装方式易于操作和焊接,原则上器件的发热密度超过0.4W/cm3,单靠元器件的引线脚和元器件本身不足充分散热,应考虑使用散热网、散热器等措施提高散热能力。
散热器的支脚,应采用多点连接,尽可能选择铆接后过波峰焊或直接波峰焊连接。
对较长的散热器使用,应考虑过波峰时受热散热器和PCB板材热膨胀系数不匹配造成的变形。
对于需搪锡操作的锡道,锡道宽度应不大于等于2.0mm,锡道边缘间距应大于1.5mm。
5.7走线要求:
5.7.1.所有大尺寸布线不应直接和SMD器件的焊盘相连。
布线和焊盘连接要求如图:
单位:
in(1in=25.4mm)
图三十一:
走线密度要求
5.7.2.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)。
5.7.3.散热器、金属端子正下方无走线(或已作绝缘处理)或确认走线与散热器是同等电位。
5.7.4.要增加孤立焊盘和走线连接部分的宽度(泪滴焊盘),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。
5.7.5.同一层上的信号线改变方向时,应走斜线,拐角处不得使用锐角。
5.7.6.*在保证负载电流满足要求的情况下,内层地线设计成网状,使层间的结合是树脂与树脂间的结合,避免通电时地线发热导致层间分离。
5.7.7.最短走线原则,线越短电阻越小,干扰越小。
5.7.8.在同一面平行走线长度<150mm;
层间走线避免平行。
5.7.9.*与矩形焊盘连接的导线应从焊盘的长边中心引出,避免呈一定角度。
图三十二、矩形焊盘导线引出规则
5.7.10.当焊盘和大面积的地或电源相连时,应优选十字铺地法和45°
铺地法。
从大面积地和电源线处引出焊盘时,必须使用导线引出,导线长于0.5mm,宽小于0.4mm。
图三十三:
大面积敷铜上的焊盘设计
5.8器件库选型要求