研发PCB工艺设计规范.doc

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研发PCB工艺设计规范.doc

标题

研发工艺设计规范

编号

第I条

页次

制订部门

版次

001

制订日期

2010-10-07

研发工艺设计规范

制订:

审核:

批准:

文件修订记录

文件名称

研发工艺设计规范

编号

版次

修订内容

修改页次

修订日期

修订者

备注

A00

新版本发行

表单编号:

1.范围和简介

1.1范围

本规范规定了研发设计中的相关工艺参数。

本规范适用于研发工艺设计

1.2简介

本规范从PCB外形,材料叠层,基准点,器件布局,走线,孔,阻焊,表面处理方式,丝印设计等多方面,从DFM角度定义了PCB的相关工艺设计参数。

2.引用规范性文件

下面是引用到的企业标准,以行业发布的最新标准为有效版本。

序号

编号

名称

1

IPC-A-610D

电子产品组装工艺标准

2

IPC-A-600G

印制板的验收条件

3

IEC60194

印刷板设计,制造与组装术语与定义

4

IPC-SM-782

SurfaceMountDesignandLandPatternStandard

5

IPC-7095A

DesignandAssemblyProcessImplementationforBGAs

6

SMEMA3.1

FiducialDesignStandard

3.术语和定义

细间距器件:

pitch≤0.65mm异型引脚器件以及pitch≤0.8mm的面阵列器件。

Standoff:

器件安装在PCB板上后,本体底部与PCB表面的距离。

PCB表面处理方式缩写:

热风整平(HASL喷锡板):

HotAirSolderLeveling

化学镍金(ENIG):

ElectrolessNickelandImmersionGold

有机可焊性保护涂层(OSP):

OrganicSolderabilityPreservatives

说明:

本规范没有定义的术语和定义请参考《印刷板设计,制造与组装术语与定义》(IEC60194)

4.拼板和辅助边连接设计

4.1V-CUT连接

[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。

[2]V-CUT设计要求的PCB推荐的板厚≤3.0mm。

[3]对于需要机器自动分板的PCB,V-CUT线两面(TOP和BOTTOM面)要求各保留不小于1mm的器件禁布区,以避免在自动分板时损坏器件。

≥1mm

器件

器件

≥1mm

V-CUT

图1:

V-CUT自动分板PCB禁布要求

同时还需要考虑自动分板机刀片的结构,如图2所示。

在离板边禁布区5mm的范围内,不允许布局器件高度高于25mm的器件。

25mm

5cmm

自动分板机刀片m

带有V-CUTPCB

图2:

自动分板机刀片对PCB板边器件禁布要求

采用V-CUT设计时以上两条需要综合考虑,以条件苛刻者为准。

保证在V-CUT的过程中不会损伤到元器件,且分板自如。

H

T

30~45O±5O

板厚H≤0.8mm时,T=0.35±0.1mm

板厚0.8

板厚H≥1.6mm时,T=0.5±0.1mm

图3:

V-CUT板厚设计要求

此时需考虑到V-CUT的边缘到线路(或PAD)边缘的安全距离“S”,以防止线路损伤或露铜,一般要求S≥0.3mm。

如图4所示。

S

T

H

图4:

V-CUT与PCB边缘线路/pad设计要求

4.2邮票孔连接

[4]推荐铣槽的宽度为2mm。

铣槽常用于单元板之间需留有一定距离的情况,一般与V-CUT和邮票孔配合使用。

[5]邮票孔的设计:

孔间距为1.5mm,两组邮票孔之间推荐距离为50mm。

见图5

1.5mm

2.0mm

5.0mm

2.8mm

0.4mm

非金属化孔直径1.0mm

PCB

PCB

1.5mm

2.0mm

5.0mm

0.4mm

非金属化孔直径1.0mm

辅助边

PCB

图5:

邮票孔设计参数

4.3拼版方式

推荐使用的拼版方式有三种:

同方向拼版,中心对称拼版,镜像对称拼版。

[6]当PCB的单元板尺寸<80mm*80mm时,推荐做拼版;

[7]设计者在设计PCB板材时需要考虑到板材的利用率,这是影响PCB成本的重要因素之一。

说明:

对于一些不规则的PCB(如L型PCB),采用合适的拼版方式可提高板材利用率,降低成本。

图6

辅助边

铣槽

均为同一面

图6:

L型PCB优选拼版方式

[8]若PCB要经过回流焊和波峰焊工艺,且单元板板宽尺寸>60.0mm,在垂直传送边的方向上拼版数量不应超过2。

数量不超过2

图7:

拼版数量示意图

[9]如果单元板尺寸很小时,在垂直传送边的方向拼版数量可以超过3,但垂直于单板传送方向的总宽度不能超过150.0mm,且需要在生产时增加辅助工装夹具以防止单板变形。

[10]同方向拼版

l规则单元板

采用V-CUT拼版,如满足4.1的禁布要求,则允许拼版不加辅助边

辅助边

A

A

A

V-CUT

V-CUT

图7:

规则单板拼版示意图

l不规则单元板

当PCB单元板的外形不规则或有器件超过板边时,可采用铣槽加V-CUT的方式。

铣槽

超出板边器件

V-CUT

铣槽宽度≥2mm

图8:

不规则单元板拼版示意图

[11]中心对称拼版

l中心对称拼版适用于两块形状较不规则的PCB,将不规则形状的一边相对放置中间,使拼版后形状变为规则。

l不规则形状的PCB对称,中间必须开铣槽才能分离两个单元板

l如果拼版产生较大的变形时,可以考虑在拼版间加辅助块(用邮票孔连接 )

辅助边

均为同一面

铣槽

图9:

拼版紧固辅助设计

l有金手指的插卡板,需将其对拼,将其金手指朝外,以方便镀金。

如果板边是直边可作V-CUT

图10:

金手指拼版推荐方式

[12]镜像对称拼版

使用条件:

单元板正反面SMD都满足背面过回流焊焊接要求时,可采用镜像对称拼版。

操作注意事项:

镜像对称拼版需满足PCB光绘的正负片对称分布。

以4层板为例:

若其中第2层为电源/地的负片,则与其对称的第3层也必须为负片,否则不能采用镜像对称拼版。

TOP面

Bottom面

镜像拼板后正面器件

镜像拼板后反面器件

图11:

镜像对称拼版示意图

采用镜像对称拼版后,辅助边的Fiducialmark必须满足翻转后重合的要求。

具体的位置要求请参见下面的拼版的基准点设计。

4.4辅助边与PCB的连接方法

[13]一般原则

l器件布局不能满足传送边宽度要求(板边5mm禁布区)时,应采用加辅助边的方法。

lPCB板边有缺角或不规则的形状时,且不能满足PCB外形要求时,应加辅助块补齐,时期规则,方便组装。

铣槽

邮票孔

板边有缺角时应加辅助块补齐,辅助块与PCB的连接可采用铣槽加邮票孔的方式。

如果单板板边符合禁布区要求,则可以按下面的方式增加辅助边,辅助边与PCB用邮票孔连接

辅助边

图12:

补规则外形PCB补齐示意图

[14]板边和板内空缺处理

当板边有缺口,或板内有大于35mm*35mm的空缺时,建议在缺口增加辅助块,以便SMT和波峰焊设备加工。

辅助块与PCB的连接一般采用铣槽+邮票孔的方式。

a

1/3a

1/3a

a

传送方向

当辅助块的长度a≥50mm时,辅助块与PCB的连接应有两组邮票孔,当a<50mm时,可以用一组邮票孔连接

图13:

PCB外形空缺处理示意图

5.器件布局要求

5.1器件布局通用要求

[15]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。

[16]器件如果需要点胶,需要在点胶处留出至少3mm的空间。

[17]需安装散热器的SMD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。

说明:

1、热敏器件(如电阻电容器、晶振等)应尽量远离高热器件。

2、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。

风向

热敏器件

高大元件

图14:

热敏器件的放置

[18]器件之间的距离满足操作空间的要求(如:

插拔卡)。

PCB

无法正常插拔

插座

图15:

插拔器件需要考虑操作空间

[19]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。

5.2回流焊

5.2.1SMD器件的通用要求

[20]细间距器件推荐布置在PCB同一面,并且将较重的器件(如电感,等)器件布局在Top面。

防止掉件。

[21]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。

如图所示

α

要求

图16:

焊点目视检查示意图

[22]CSP、BGA等面阵列器件周围需留有2mm禁布区,最佳为5mm禁布区。

[23]一般情况面阵列器件布容许放在背面;当背面有阵列器件时,不能在正面面阵列器件8mm禁布区的投影范围内。

如图所示;

8.0mm

8.0mm

BGA

PCB

此区域不能布放BGA等面阵列器件

图17:

面阵列器件的禁布要求

5.2.1SMD器件布局要求

[24]所有SMD的单边尺寸小于50mm,如超出此范围,应加以确认。

[25]不推荐两个表面贴装的异型引脚器件重叠,作为兼容设计。

以SOP封装器件为例,如图所示。

不推荐的兼容设计

图18:

两个SOP封装器件兼容的示意图

[26]对于两个片式元件的兼容替代。

要求两个器件封装一致。

如图:

片式器件允许重叠

A

B

A

B

共用焊盘

图19:

片式器件兼容示意图

[27]在确认SMD焊盘以及其上印刷的锡膏不会对THD焊接产生影响的情况下 ,允许THD与SMD重叠设计。

如图。

贴片和插件允许重叠

图20:

贴片与插件器件兼容设计示意图

[28]贴片器件之间的距离要求

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)

X

Y

器件

PCB

X或Y

h

器件

吸嘴

PCB

图21:

器件布局的距离要求示意图

[29]回流工艺的SMT器件距离列表:

说明:

距离值以焊盘和器件体两者中的较大者为测量体。

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