新产品可制造性评审规范标准.docx

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新产品可制造性评审规范标准

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新产品可制造性评审规范

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1.目的

产品总成本60%取决于产品的最初设计; 75％的制造成本取决于设计说明和设计规范; 70－80％的生产缺陷是由于设计原因造成的。

故为了规范新产品在设计初始各个阶段的可制造性评审，让评审有据可循，确保新产品符合生产的效率、成本、品质等各方面的要求，缩短新品研发周期，提升产品质量及竞争力制定此规范文件。

2.适用范围

适用于本公司所有新产品各个开发阶段的可制造性设计评审。

3.参考资料

IPC-A-610F， Acceptability of Electronic Assemblies 电子组装件的可接受性条件

IPC2221， Generic Standard on Printed Board design 印刷电路板设计通用标准

IPC-7351—表面贴装设计和焊盘图形标准通用要求

4.名词解释

4.1DFM：

Design For Manufacturing，可制造性设计；

4.2DFA：

Design ForAssembly，可装配性设计；

4.3SMT：

Surface Mounting Technology，表面贴装技术；

4.4THT：

 Through Hole Technology, 通孔插装技术； 

4.5PCB：

Printed Circuit Board， 印制电路板；

4.6PCBA：

Printed Circuit Board Assembly，印制电路板组件； 

4.7SMD：

Surface Mounting Device，表面贴装元件。

4.8防错/防呆：

为防止制造不合格产品而进行的产品和制造过程的设计和开发。

5.权责

5.1研发工程师：

在设计阶段负责发起可制造性评审需求，提供相应的技术资料如PCB文件、装配图、调试方案、BOM等给NPI工程师组织评审，以及负责评审后设计问题点的改善方案制定和执行。

5.2NPI工程师：

在新品的开发阶段收到研发提供的上述资料后，开始组织采购工程师、研发工程师进行评审，输出评审报告。

5.3工艺工程师：

负责执行产品的可制造性、可测试性技术评审，提出问题点以及改善建议。

5.4采购工程师：

负责执行产品物料的可采购性评审，提出问题点以及改善方案。

6.PCBA设计部分

6.1定位孔设计：

6.1.1安装孔根据实际需要选取（长边上至少应设置一对定位孔），如无特殊要求一般选择Φ4.5mm，在孔外用丝印层设置平垫位置，M3组合螺钉平垫对应外径大小Φ7mm。

接地的安装孔要设置为金属化孔，M4组合螺钉的安装孔大小为Φ4.5mm，平垫大小为Φ8mm。

6.1.2孔中心到PCB边缘的距离应不小于5mm，同时注意平垫边缘到器件边缘的距离不小于1mm，在此范围内不可布设导线、器件焊盘、过孔。

6.1.3一般情况下，安装孔的孔径要比安装螺丝的直径大0.5mm。

6.2工艺边设计：

6.2.1在距PCB边缘4mm范围内有件需以及板子外形不规则的PCB需要增加工艺边、以保证PCB有足够的可夹持边缘。

6.2.2工艺边与PCB可用邮票孔或者V形槽连接，

6.2.3工艺边内的铜箔应设计成网格状，以增加传输摩擦力。

6.2.4工艺边内不能排布机贴元器件，机装元器件的实体不能进入工艺边及其上空。

6.2.5工艺边的宽度要求为3mm以上，至少有2条对称的边，为了防止PCB在机器内传送时出

现卡板的现象，要求工艺边的角为圆弧形的倒角。

6.3PCB拼板设计：

6.3.1当PCB 单元的尺寸＜80mm×80mm 时，必须做拼板。

6.3.2拼板的尺寸应以制造、装配、和测试过程中便以加工，不产生较大变形为宜。

6.3.3 拼板中各块PCB 之间的互连采用双面对刻V -CUT或邮票孔或slot设计。

 6.3.4PCB 拼板设计时应以相同的方向排列，并且每个小板同面排布为原则。

6.3.5 一般平行PCB传送边方向的V-CUT线数量≤3（对于细长的单板可以例外）。

如下图：

不推荐设计推荐设计

6.3.6拼板的数量根据实际拼板的大小，不要超过贴片机的范围，最好在250mm×250mm的范围内，生产时容易控制质量及效率。

6.4PCB外形设计：

6.4.1PCB的外形应尽量简单，一般设计成矩形长宽比为3:

2或4:

3，以简化加工工艺，降低成本。

6.4.2常见的PCB厚度：

0.7mm，0.8mm，1mm，1.5mm，1.6mm， 2mm，2.4mm， 3.2mm，4.0mm

可贴片最薄的PCB厚度为：

0.3mm ，最厚的PCB厚度为：

4.0mm。

6.4.3PCB板面不要设计得过大，以免生产工艺中时引起变形，影响焊点可靠性。

6.4.4为避免与导轨的触碰磨损以及人员的伤害，PCB的四角最好加工成圆角或者45°倒角。

6.4.5非沉板零件板边突出元件本体与工艺边内侧的距离不能少于0.5mm。

6.5基准点设计：

6.5.1拼板的基准MARK 加在每块小板的对角上，一般为二至三个，形状一样；对于板子尺寸过小，或者零件过于密集无法无规范布置MARK点的板子，可以拼板后再整板的板边上布置。

6.5.2MARK点的大小要求：

d＝1.0mm，也可是方形，PCB上的Mark全部都一致，Mark点周围无阻焊层的范围大于2mm。

6.5.3MARK点的位置距离PCB边缘至少3.5mm以上，以免机器轨道边夹住，且周围3mm范围内不可有其他类似的形状，3mm内的背景应该一致。

6.5.4引脚中心距小于0.65mm的密脚IC也要设置基准点，以便元件贴装时精确对位。

 6.6丝印设计：

6.6.1PCB上应有厂家的完整信息，PCB板号、版本号、生产周期、高压危险以及一些特殊用途

的标识，位置明确、醒目。

6.6.2所有元器件、测试点、安装孔和散热器都有对应的丝印标识和位号。

6.6.3 丝印字符遵循从左到右，从上到下的原则；对于有极性的器件，在每个功能单元内尽量保

持方向一致，方便作业及检查。

6.6.4 PCB上器件的标识必须和BOM清单中的标识符号完全一致。

6.6.5 丝印不能在焊盘上，丝印间不应重叠、交叉，不应被元件遮挡，避免过孔造成的丝印残缺。

6.6.6丝印的粗细、方向、间距、精度等要按标准化；板上所有标记、字符等尺寸应统一，因标

注位置所限无法标记的，可在其他空处标记并使用箭头指示。

6.6.7PCB 应该留有“标签”的位置，并画有丝印框，“标签”下面应无其它丝印标识和测试点。

6.6.8 插件IC、排插元件在TOP、BOTTOM两面都要标注引脚功能或数字序号，引脚过多的可

间隔标注数字序号或功能，但至少要给出首、末的Pin编号。

6.7 焊盘设计：

 6.7.1阻容原件：

封装类型

长（mm）

宽（mm）

厚（mm）

焊盘长度

（mm）

焊盘宽度

（mm）

焊盘内距（mm）

201

0.6

0.3

0.2

0.35

0.3

0.25

402

1

0.5

0.35

0.6

0.6

0.4

603

1.6

0.8

0.45

0.9

0.6

0.7

805

2

1.2

0.6

1.4

1

0.9

126

3.2

1.6

0.7

1.9

1

1.9

1210

3.2

2.5

0.7

2.8

1.15

2

6.7.2QFN/FPC原件：

QFN

FPC

焊盘间距

焊盘宽度

焊盘长度

内延

焊盘宽度

外延

0.8

0.33

0.6

Min0.05

正常0.42

Min0.15

0.65

0.28

0.6

Min0.05

正常0.37

Min0.15

0.5

0.23

0.6

Min0.05

正常0.28

Min0.15

0.5

0.23

0.4

Min0.05

正常0.28

Min0.15

0.4

0.2

0.6

Min0.05

正常0.25

Min0.15

6.7.3BGA原件：

球间距

球直径

焊盘尺寸

1.27

0.75

0.8

1

0.5

0.5

0.8

0.48

0.45

0.65

0.35

0.35

0.5

0.28

0.26

0.4

0.2

0.2

6.7.4Chip元件焊盘的设计要求对称和尺寸一致，避免因设计不合理而造成回流焊时表面张力不

平衡，从而导致吊桥、移位、立碑的发生。

如图：

不推荐的设计推荐的设计

6.7.5两个元件的邻近焊盘不宜设计在同一块铜箔上，导通孔不能设计在元件焊盘上，避免造成回流时焊锡从导通孔中流出，导致元件焊接的虚焊、少锡或无锡。

推荐的设计不推荐的设计

6.7.6应避免元件焊盘与大铜箔相接，以免回流焊接时由于散热过快导致元件冷焊；需要布置元件时用隔热材料将焊盘与大铜箔连接部分小化。

不推荐的设计推荐的设计

6.7.7元件安装通孔焊盘大小应为孔径的两倍。

焊盘外径 D一般不小于（d+1.2）mm，其中d为引

线孔径。

对高密度的数字电路，焊盘最小直径 可取（d+1.0）mm。

元件引脚直径（M）

焊盘孔径（d）

M≤1mm

M+0.3mm

1mm≤M≤2mm

M+0.4mm

M≥2mm

M+0.5mm

6.7.8孔径和元件实际管脚关系如，孔径太大易形成虚焊，太小不容易透锡，严重时元件无法安装到焊盘中。

6.7.9敷铜的添加：

印制板上有大面积地线和电源线区（面积超过500平方毫米）外层敷铜如要

完全填实，最好用网格形式敷铜，其网格最小不得小于0.6mm X 0.6mm，建议使用

30mil X 30mil 的网格敷铜。

可减小PCB因回焊温度引起的变形，同时可让PCB受热更均匀。

6.7.10焊盘表面处理方式：

镀金，喷锡，热风整平，OSP处理。

6.8布线设计：

6.8.1布线原则：

信号线较细、电源及接地线较粗；模拟和数字分开；低频和高频分开；就短避

长。

 间隙不能太小，线宽不能太细，顶面和底面空白处要敷上接地铜，以增加PCB机械强度。

     6.8.2对于QFP，SOP，SOJ等 IC 的焊盘，焊盘引脚不能直接相连。

应外引相连。

引线不能从焊盘中部引出，应从焊盘两端引出。

6.8.3PCB加工时考虑钻孔时的误差，因此对走线距孔的安全距离有一定的要求，如果走线距孔

太近，有可能铜箔线会被钻孔打断。

要求非金属化孔边缘与走线的距离大于10mil, 推荐为12mil

以上。

金属化孔边孔壁走线边缘的距离不小于8mil。

6.8.4距离PCB边缘、安装孔边缘3mm内不可走线，如不得不走线则需要增加工艺边。

6.9元件布局设计：

6.9.1元件分布原则：

元件要统一分布、规则整齐、方向统一，布局应均匀、整齐、紧凑，尽可能的把元件放在同一面上，档TOP面元件过密时，才能将一些高度有限并且发热量小的器件，如贴片电阻、贴片电容、贴片IC等放在低层。

6.9.2 布局时不允许器件相碰、叠放，以满足器件安装空间要求。

6.9.3离电路板边缘一般不小于3mm。

6.9.4接插件应尽量置于PCB的零件面（TOP面），并尽量放在印制板的边缘，插接、锁扣方向一律朝向就近的板边。

6.9.5需安装散热器的零件应注意散热器的安装位置，布局时要求有足够大的空间。

确保最小0.5mm的距离满足安装空间要求。

6.9.6 对于体积大，重量大、发热量多的元器件，如：

大电感、固态继电器等，在机箱有足够空间时，不宜装在印制板上，应装在机箱底板上。

6.9.7 贵重器件和震动敏感器件不要布放在PCB的角、边缘、或靠近安装孔、槽、拼板的切割、豁口和拐角等处等高应力区。

6.9.8经常插拔器件或板边连接器周围3mm 范围内不布置SMD， 以防止连接器插拔应力损坏。

6.9.9有极性的元件，如电解电容和二极管等排列放行尽可能一致，方便生产。

6.9.10大器件的周围要留一定的维修空隙，方便返修设备能够进行操作的。

6.9.11对与电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元器件的布局应考虑整块扳子的结构要求，一些经常用到的开关，在结构允许的情况下，应放置到手容易接触到的地方。

6.9.12元件不能有重叠或干扰，大型器件之间的间隙应大于0.3mm。

6.9.13SMD 排布禁止区域：

距PCB 长边边缘4mm 和短边3mm 的范围内不应有贴装元件，如果需要贴装元件可以增加工艺边。

6.9.14元件排布方向要求：

Chip 元件的方向应与焊接进行方向垂直；IC 类元件的配置方向应与Sold焊接进行方向平行。

6.9.15V-CUT边上的零件尽量与V-CUT平行，不可出现垂直情况，特别是CHIP电容。

6.9.16焊接面（BOTTOM面）不可有超过6mm高的零件，以免影响波峰治具制作。

6.9.17焊接面插件零件焊点周围3mm内不可布置CHIP类零件，5mm范围内不可布置IC以及本体较高的SMD。

类型

紧固件直径（mm）

表层最小禁布区直径（mm）

内层最小无铜区（mm）

金属化孔壁与导线最小距离

电源、接地层铜箔与非金属化孔孔壁最小距离

螺钉孔

2

7.1

0.4

0.63

2.5

7.6

3

8.6

4

10.6

5

12

6.9.18零件简的距离：

CHIP与CHIP/SOT与SOIC、PLCC与CHIP之间≥0.5mm，SOIC之间、SOIC与QFP之间≥1mm，PLCC之间≥4mm。

6.10 过孔设计：

6.10.1PTH过孔不能放在焊盘上且离焊盘至少0.5mm。

不作其它用途的过孔应加上阻焊膜。

6.10.2孔一般不小于0.6mm，因为小于0.6mm的孔开模冲孔时不易加工，通常情况下以金属引

脚直径值加上0.2mm作为焊盘内孔直径，如电阻的金属引脚直径为0.5mm时，其焊盘内孔直径

对应为0.7mm，焊盘直径取决于内孔直径，如下表：

孔直径（mm）

0.4

0.5

0.6

0.8

1

1.2

1.6

2

焊盘直径（mm）

1.5

1.5

2

2

2.5

3

3.5

4

对于超出上表范围的焊盘直径可用下列公式选取：

 直径小于0.4mm的孔：

D／d＝0.5～3 直径大

于2mm的孔：

D／d＝1.5～2 式中：

（D－焊盘直径，d－内孔直径） 

6.10.3焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm ，这样可以避免加工时导致焊盘缺损。

6.10.4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。

优选插件元件引脚间距（pitch）≧2.0mm，焊盘边缘间距≧1.0mm。

6.10.5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排布器件时，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。

6.10.6最小过孔与板厚关系：

板厚（mm）

1

1.5

2

2.5

3

最小过孔（mm）

0.3

0.3

0.3

0.4

0.5

  6.11 阻焊设计：

6.11.1原则上PCB上所有不需要上锡或者预留测试的导体都需要加绿油阻焊，对于焊盘宽度只

有0.25mm，间距0.4mm的密间距QFN，只能将处于一边的所有焊盘统一设计一个大的开口，

以达到阻焊的效果。

    6.12测试点设计：

6.12.1 测试孔是指用于ICT或FCT测试目的的过孔，可以兼做导通孔，原则上孔径不限，不推

荐用元件焊接孔作为测试孔。

     6.12.2测试点原则上应设在同一面上并且是BOT面，注意分散均匀。

测试点的焊盘直径为

0.8mm~1.0mm，并与相关测试针相配套。

测试点的中心应落在网格之上，并注意不应设计在板

子的边缘5mm内，相邻的测试点之间的中心距不小于1.46mm，如图所示。

6.12.3测试点之间不应设计其他元件，测试点与元件焊盘之间的距离应不小于1mm，以防止元

件或测试点之间短路，并注意测试点不能涂覆任何绝缘层。

测试点应尽量远离高电压，以避免

测量时发生触电事故。

6.12.4测试点应能覆盖所有的I/0、电源地和返回信号，每一块IC都应有电源和地的测试点，如

果器件的电源和地脚不止一个，则应分别加上测试点，测试点不能被元件所覆盖、挡住。

6.12.5ICT植针率需要达到100%，元件可测试率要达到85%以上。

6.12.6需要设置测试点的位置：

a） 电源和地需要加测试点； 

b） 关键信号需要加测试点； 

c） 不同的功能模块输入及输出信号需要加测试点； 

d） 所有需要测量的信号。

6.12.7 PCB板上要以TP1，TP2……TPn命名不同测试点，并用简短符号标识出所测信号的

特征（如＋5V，GND，SIN等）。

6.13零件成型：

6.13.1功率器件电流大于1A时，必须本体至少抬高3mm插件。

6.13.2需要成型的零件，成型必须容易实现，且在PCB上留有足够的安装空间。

6.13.3轴向器件成型尺寸要求：

6.13.4费轴向器件的成型尺寸要求

7.组件设计部分

7.1减少零件的数量：

规则：

减少零件的数量

方法1：

直接取消零件，最好的产品是没有多余的零件。

右图：

过多的螺钉设计

方法2：

合并相邻的零件

合并需要考虑下面几个问题

1）相邻的零件是否有相对运动？

2）相邻的零件是否必需由不同的材料组成？

3）合并是否会影响其它零件的安装、紧固、拆卸和维修等？

4）合并是否会造成零件的复杂程度和产品整体成本的增加？

方法3：

相似的零件合并成一个零件

产品（族）中经常存在形状非常相似，可以考虑把它们合并，使得一个零件能够应用多个位

置或产品。

另外，合并的另一好处是防呆，装配过程中相似的零件很容易被用混掉。

方法4：

合并对称性的零件

产品（族）中经常存在对称性的零件，可以考虑把它们合并，使得一个零件能够应用多个位置或

产品。

既减少了零件数量，又可以防呆。

方法5：

简化零件的结构设计，抽象出零件的核心功能，简化零件的结构。

改用螺柱代替原有的钢板支撑

方法6：

避免过于保守的设计

产品设计应该是稳健的，但也要有一定限度的，保守的设计会增加零件的数量和产品的复杂度，

造成产品成本的增加。

方法7：

选用合理的零件制造工艺

机械零件的制造包括毛坯成形和切削加工两个阶段，大多数零件都是通过铸造、锻造、冲压、

焊接、粉末冶金、非金属材料成形等方法制成毛坯，再经过切削加工制成。

7.2减少紧固件数量和类型

紧固件对于零件仅有着固定的作用，对产品的功能和质量并不增加价值，在设计、制造、

采购、储存、安装、拆卸等过程中耗时耗力，而且需要使用工具，很不方便。

方法1：

使用统一类型的紧固件。

面原始设计

改进后的设计

尽量使用同一种紧固件

方法2：

使用卡扣等代替紧固件

装配一个紧固件需要耗费比较多的时间，一个紧固件的装配成本往往是制造成本的5倍以上。

在

常用的四种装配方式中，卡扣成本最低，拉铆钉次之，螺钉较高，螺栓和螺母的成本最高。

卡扣是最经济、环保的装配方式，代替紧固件能够节省大量的装配时间和装配成本，尤其是

用在塑胶件之间。

使用卡扣的设计

方法3：

避免分散的紧固件设计

把紧固件设计成为一体，能够减少紧固件的类型，缩短装配时间，提高装配效率。

方法4：

把螺栓和螺母作为最后的选择

7.3零件标准化

标准化的优势：

a．带来零件成本的优势，如有效降低开模成本；

b．减少零件的开发时间，缩短产品开发周期；

c．减少和避免新零件出现质量问题的风险；

方法1：

制定常用零件的标准库和优先选用表等，在不同产品之间共享零件设

相似机型使用同一款PCB

方法2：

标准化五金零件，例如螺钉、螺柱、导热快、麦拉片等标准零件。

7.4产品模块化设计

模块化产品设计是指把产品中多个相邻的零件合并成一个组件或模块，一个产品由多个组

件或模块组成。

7.5产品底座的设计

方法1：

为产品设计稳定的基座。

方法2：

最理想的装配方式

最理想的装配方式是金字塔式的装配，将一个大而且稳定的零件充当产品的基座，然后依次装

配较小的零件，最后装配最小的零件，同时基座零件能够对后续的零件提供定位和导向作用。

方法3：

避免把大零件置于小的零件上装配。

把较大的零件或组件置于较小的零件上装配，装配过程不稳定，装配效率低，容易发生装配质

量问题，而且有时不得不使用工装夹具辅助。

7.6.设计的零件要容易被抓取

方法1：

避免零件太小太滑太热和太柔软。

零件需要具有合适的尺寸