印制电路板设计工艺规范Word下载.docx

1、第5章 测试点和阻焊膜 25.1 测试点的必要性 25.2 测试点规格 25.3 加测试点的原则 25.4 测试点在 PCB 板上的分布原则 25.5 阻焊膜的设计 2第6章 PCB拼板设计 26.1 拼版布局 26.2 传送边，工艺边 26.3 拼板连接方式 2第7章 印制板信息标记 27.1 包含信息 27.2 信息说明 27.3 PCB传送方向 27.4 元器件位号标示 27.5 元器件引脚标记 2第1章 通则在整个电路设计中，PCB 设计起着关键的连接作用，既要考虑电路原理功能上的实现，也要考虑后续生产、测试、使用、维修、归档继承等方面的因素。同时，有些电路原理的功能只能在PCB 的布

2、局阶段才能实现，如电源滤波、传输线阻抗匹配设计等。1.1 目的规范印制电路板设计中的基本原则和技术要求，应考虑印制板的制造工艺和电路装配工艺的要求，尽可能有利于制造、装配和维修，降低焊接不良率，提高生产效率。1.2 范围公司常规镇流器和电源电路板设计遵循本流程规定。1.3 名词解释 波峰焊：将熔化的软钎焊料，经过机械泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰，使预先装有电子元器件的印制板通过焊料波峰，实现元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械和电气连接的一种软钎焊工艺。适合于插装元器件、片式阻容元件、SOT、引线中心距大于或等于1mm 的SOP 的焊接，不能用于QFP、PLCC、BGA、引线中心距小于1

3、mm 的SOP 的焊接 回流焊：通过熔化预先分配到印制板焊盘上的膏状软钎焊料，实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械和电气连接的一种软钎焊工艺。适合于所有种类表面组装元器件的焊接。我们公司主要用于红胶固化 SMD（Surface Mounted Devices）：表面组装元器件或表面贴片元器件，指焊接端子或引线制作在同一平面内，并适合于表面组装的电子元器件 THC（Through Hole Components）：指适合于插装的电子元器件 SOT （Small Outline Transistor）：指采用小外形封装结构的表面组装晶体管 片式电阻：本名词特指片式电阻器、片式电容器、片

4、式电感器等两引脚的表面组装元件 光学定位标：PCB 上的特殊标志，贴片机用其对贴片元件进行定位，丝印机、点胶机也用其做为定位标记 非金属化孔：在 PCB 上钻孔，孔壁上不沉铜、不喷锡，通常用NPLTD 表示 机械加工图：表明印制板机械加工尺寸及要求的图，俗称外形图 标记符号图：表明印制板上元器件安装位置、安装方式和要求的图，俗称字符图 印制板组装件：具有电气机械元件或者连接有其它印制板的印制板，其印制板的所有制造工艺、焊接、涂覆已完 中继孔：用于导线转接的一种贯穿的金属化孔，俗称转接孔或过孔 连接盘：导电图形的一部分，用来连接和焊接元器件，当用于焊接元器件时又称焊盘 SIP单列直插封装 DIP

5、双列直插封装 PLCC塑料引线芯片载体封装 PQFP塑料四方扁平封装 SOP 小尺寸封装 TSOP薄型小尺寸封装 PPGA 塑料针状栅格阵列封装 PBGA 塑料球栅阵列封装 CSP 芯片级封装1.4 引用标准GB 4588.3 印制电路板设计和使用GJB 3243 电子元器件表面安装要求第2章 基本工艺要求2.1 组装形式PCB 的设计首先应该确定SMD（贴装）与THC（插装）在PCB 正反两面上的布局。不同的组装形式对应不同的工艺流程，对生产线有不同的要求，必须慎重考虑。在实际的设计中应优选表1 所列形式之一，避免采用其他形式，采用其他形式需要与相关工艺人员商议。图2-1 PCB组装形式2.

6、2 PCB基本信息2.2.1 PCB尺寸在设计时按需求定PCB 尺寸，但应考虑容易装焊的可行性。从生产角度考虑，最小的拼板尺寸应不小于“宽50mm长50mm”， 一般最理想的尺寸范围是“宽（200mm255mm）长（250mm400mm）”。（备注：考虑到PCB板的利用率问题，和自动生产线的作业，建议采用“宽（200mm255mm）长（250mm400mm）”的拼板方式）注释1：静电框和上下板机最大可处理PCB 尺寸：400mm255mm注释2：插件线传送导轨最大可调宽度尺寸：250mm2.3 PCB厚度有以下几种0.5mm，0.8mm，1.2mm，1.5mm，1.6mm, 2.0mm，2.4

7、mm，3.0mm，3.2mm，6.4mm。其中，1.0mm、1.2mm 、1.6mm 板厚的PCB 是我们公司常用PCB板的厚度。2.3.1 铜箔厚度PCB 铜箔厚度有18m，35m，70m，我们公司常规产品一般都选用 35m铜厚的PCB板。2.4 铜箔与边框的间距边框露铜容易造成一系列的问题，边缘腐蚀，与机壳短路等等。因此要求，在PCB板覆铜时要离开板边缘最少0.5mm。特殊情况须科室负责人同意。特殊项目最小值0.3mm2.5 PCB形状1. 对波峰焊，PCB 的外形必须是矩形的（四角为R=12mm 圆角更好，但不做严格要求）。偏离这种形状会引起PCB 传送不稳、插件时翻板和波峰焊时熔融焊料

8、汲起等问题。2. 对所有元件都是SMT 板，允许有缺口，但缺口尺寸须小于所在边长度的1/3，应该确保PCB 在链条上传送平稳，如图2-1所示。图2-2 PCB形状1. 2. 3. 对于特殊情况，需要将PCB 设计成非矩形，必须通过拼版方式将整体外形设计成矩形，有利于装焊，装焊后将附加的拼版部分掰去。2.6 非金属化孔的表示在 PCB 的设计中应区分金属化和非金属化孔。非金属化孔周围应该设禁止布线区，以免紧固件接触电路，直径大小根据紧固件的尺寸决定。2.7 孔径与孔距常规单面板焊盘孔径为模具冲压出来的孔径，双面板的孔一般都是镀锡的过孔（建议过孔孔径尺寸，信号走线过孔：焊盘直径为0.6mm孔径为0

9、.5mm，功率走线过孔：须加两个或多个焊盘直径为0.6mm孔径为0.5mm的过孔）。1. 基板上所有孔径之公差为（+0.1,-0）2. 双面板非插件用之通孔内径需大于板厚1/3以上,任何通孔之內径不小于0.5mm3. 单面板全沖模之任何孔径不得小于0.7mm4. F-PIN孔 单或双面板配合之孔径公差如表：材料孔径公差F-PIN单面板0.1-0.05双面板0.12表 2-1:5. 元件与孔径相关尺寸：引脚数=0.4孔径加大0.1mm表格中脚径D均为Nom值引脚数圆形脚孔径为D+0.4； 方形脚孔径为D+0.4；其他：工字电感孔径为D+0.4；磁环孔径为D+0.3 ；接线端子孔径为D+0.3；

10、单股线孔径为D+0.2；多股线孔径为D+0.3。图2-3 元件孔径图6. 孔距a） 任何两孔距之距离如图,以防沖孔造成不良（备注：供应商的模具也要考虑孔与孔之间的距离，离的太近，模具上的孔就容易崩。）板材厚度（t,mm）孔边至孔边的距离（x,mm）1.6Min=1.41.2以下（含）Min=1.2表2-2 孔距b） 为避免孔大造成溢锡,电解之上散热孔应尽量封闭, 否则应以小孔（1.6mm）安排于两脚之间。图2-4 大电解孔要求c） 为避免引脚烫破塑料类器件（如电解, PVC线）或短路（如金属零件, 二极管, 电阻）, 立式零件引脚与相邻零件需保持0.5, 3.5mm距离, 如图所示：图2-5

11、插件孔距d） 为避免插座与相邻零件碰撞, 二者需保持2mm距离, 如图所示：图2-6 插座与元件本体距离2.8 焊盘焊盘除了要求电气连接性能以外，还要求有一定的可焊性和机械强度。一般焊盘应留有足够的焊环宽度，以保证焊接的可靠性，焊环宽度受布线密度影响。通常越大的焊盘焊环宽度越大。对于常用的IC 和接插件，焊环宽度可选0.35mm0.45mm 之间。对于压接式焊盘，焊环允许减小。允许的最小焊环宽度为0.20mm。2.8.1 贴片元件焊盘图形设计焊盘图形的设计不仅决定焊点的强度和可靠性，也影响焊接缺陷率的大小、可清洗性、可测试性、可修复性。换句话说，表面安装印制板组件的真正可制造性主要取决于焊盘图

12、形的设计。表面贴装元器件的焊接可靠性，主要取决于焊盘的长度而不是宽度。1. 对 SOP、QFP、PLCC、存在着英制和公制两种规格，而且除了PLCC 外，其他封装形式很不标准，各个厂家的封装尺寸不完全一致。设计时，应以供应商提供的封装结构尺寸来进行设计。2. 对于同一个元器件，凡是对称使用的焊盘（片状电阻、电容、SOIC、QFP等），设计时应严格的保证其全面的对称性，即焊盘的形状与尺寸应完全一致。以保证焊料熔融时，作用于元器件上所有焊点的表面张力能保持平衡（即其合力为零），以利于形成理想的焊点。3. 焊盘与相邻印制线间隔不应小于0.3mm。4. 所有贴片元器件的焊盘设计时必须有利于焊料熔融时能

13、形成良好的弯月轮廓的焊点，还要避免焊料产生桥接现象及兼顾元器件贴装偏差为宜。图2-7 元件焊盘2.8.2 插件元器件焊盘图形设计1. 圆孔焊盘分类：XS S N LXL XXLHole+1 Hole+1.2Hole+1.4 Hole+2 Hole+2.4 Hole+3Hole+0.4Hole+0.5Hole+0.6Hole+0.8Hole+0.9Hole+1表2-3 孔径具体元件焊盘请参考元件封装说明2. 焊盘尺寸定义：a） 普通元器件焊盘使用Nb） 高度超过13mm的元器件焊盘Lc） 长度或者宽度超过30的元器件焊盘Ld） 电感长度或者宽度有一边超过15mm的焊盘Le） 电解等元器件卧倒摆放

14、时焊盘Lf） 输入输出线焊盘尽可能用最大XXL2.8.3 插件跨距选用印制板上元件安装跨距大小的设计主要依据元件的封装尺寸、安装方式和元件在印制板上布局而定：对于轴向元件，安装孔距应选取比封装体长度长4mm 以上的标准孔距。对于径向元件，安装孔距应选取与元件引线间距一致的安装孔距。优先选用2.5mm，5.0mm，7.5mm，10,0mm，12.5mm，15mm。2.9 元件封装说明请参考文件：元器件封装说明.doc第3章 自动插件、贴片3.1 定位孔每一块PCB 必须在其角部位置设计两个定位孔，以便在线测试和PCB 本身加工时进行定位，左下角是直径为4.0mm的圆孔，右下角相应需有长5mm，宽

15、4mm的椭圆参考定位孔。拼版的定位孔设计在传送边。（建议：有定位孔的边宽度为7mm）如图。定位孔周围不可布置元件，两定位孔之最小中心距离暂不做要求。我们拼板的定位孔，左下角的孔必须是在离板边5x5mm的距离，长椭圆孔则是根据实际情况和板上机插件的位置适当的做些调整都可以的。图3-1 PCB定位3.2 光学定位标志对采用光学定位的贴装设备应该设计出光学定位标志。光学定位标志用于贴片机整体自动定位，要求统一使用圆形定位标志。光学定位标志应该在贴片机的光源照射下有高的对比度。光学定位标志应用于以下几种情况，拼版时必须有Mark点。3.2.1 PCB整版定位一个拼板应该在3 个角上有光学定位标志。如果

16、是双面都有贴装元件，则每一面都应该有光学定位标志。图3-2 基准点3.2.2 细间距器件的定位对于这种情况原则上引线中心距0.5mm 的QFP 均应该在其对角位置设置光学定位标志, 如果几个QFP 比较靠近，可以把它们看作一个整体，在其对角位置只要设计两个光学定位标志就可以了；3.2.3 光学定位标志1. 拼板 PCB除了每一块子板要设计光学定位标志外，整个拼板也应设计有光学定位标志。板级光学定位标志一定要设计成3个，元件光学定位标志设计两个即可。离中心边5mm以上即可。2. 光学定位标志应该成对使用，布置于定位要素的对角处。3. 光学定位标志设计成1mm 的圆形图形，一般为PCB 上覆铜箔腐

17、蚀图形。考虑到材料颜色与环境的反差，留出比光学定位标志大1mm 的无阻焊区。（放置一个单面焊盘，直径为1mm，孔径为0，阻焊为1mm；在Keep Out Layer 层同一圆心, 放置一个直径3mm 的园（即直径3mm的禁止布线区），以保证如果有自动铺铜时，也不会覆盖这个区域。图3-3 光学定位标志3.3 元件排布基本要求元件尽可能有规则地均匀分布排列。有规则地排列方便检查、利于提高贴片/插件速度；均匀分布利于焊接工艺的优化。更不允许相碰、叠放。布局后应对照元件库检查是否有元件叠置现象，以确保所使用的封装尺寸符合实际元件的尺寸，元件叠置会导致生产困难甚至无法安装。1. 对于贴片元件，考虑到元器

18、件制造误差、贴装误差以及检查和返修之需，相邻元器件焊盘之间间隔不能太近。2. 元器件在PCB 上应均匀分布a） 大质量器件和大功率器件分散布置，大功率元件周围不应布置热敏元件，要留有足够的距离。b） 对大功率发热元器件，一般不应贴板安装，其周围不能布设热敏元器件，以免产生的热量影响热敏元器件正常工作。3. 各单盘端子连线的隔离驱动IC 的位置必须尽量放置在离端子最近的地方，保证输入输出连线最近。3.4 卧式元件布置原则3.4.1 卧式布置原则1. 布线尽量沿弯角方向；2. 卧式零件的弯角角度要向內，如图所示：图3-4 卧式元件弯角3. 零件布置时，元件本体务必为0或90 ；4. 元件脚引线为d

19、为0.6mm；5. 勿在基板上用两种以上跳线规格，相关孔径规格如下表：种类孔距（mm）孔径引脚长度弯角角度（度）规格5.026脚径+0.4（最小为1mm）1.60.41530表3-1 卧式孔3.4.2 卧式机插元件与相邻卧式机插元件布置规则1. 元件放置成一条直线时，相邻两元器件的距离如图所示（单位，mm）：图3-5 元件放置一条直线时相邻元件距离2. 元件放置垂直时，相邻两元件距离见下图（单位，mm）:图3-6 元件垂直时相邻元件距离3. 元件平行时，相邻两元件距离见下图（单位，mm）：图3-7 元件平行时相邻元件距离 4. 通孔元件与底面元件相对位置：图3-8 通孔与底面元件相对位置3.5

20、 立式元件布置原则3.5.1 立式机插元件布置规则1. 为避免元件剪脚碰撞机器夹轨，板边7.5mm不要摆放元件，如下图所示 ：图3-9 立式元件距板边a） i. 2. 布线尽量沿弯角方向；3. 元件布置时，孔位务必为0或90；跨距范围：5mm、7.5mm；4. 可机插元件最大高度为21.5mm，本体最大直径为10mm；5. 相关孔径规格如下表：5、7.51.50.335表3-2 立式孔距图3-10 立式元件弯角方向3. 4. 5. 6. 自动立插后半圆形晶体管弯角设置图3-11 半圆形器件弯角方向3.5.2 立式机插元件与相邻立式机插元件布置规则1. 元件放置平行时，相邻两元器件的距离如图所示

21、（单位，mm）：立式元件本体宽度小于5mm时（元件本体宽度小于5mm时须在封装上添加宽度为5mm的虚框）立式元件本体宽度小于5mm时可以不做过多要求，但丝印框一定不能重叠。图3-12 立式元件平行放置2. 元件放置一条线时，相邻两元器件的距离如图所示（单位：mm）：图3-13 立式直线元件距离3. 元件放置垂直时，相邻两元器件的距离如下图所示（单位：图3-14 立式垂直元件距离4. 通孔元件与底面元件相对位置大于2.5mm。图3-15 通孔元件与底面元件相对位置 3.5.3 卧式机插元件与立式机插元件布置规则1. 卧式元件和立式元件一条线时，相邻两元件的距离如图所示（单位：图3-16 卧式元件

22、和立式元件一条线时相邻两元件的距离卧式元件本体直径大于3mm时卧式元件本体直径小于3mm时2. 卧式元件和立式元件平行时两元件本体间最小距离有两种情况（单位：图3-17 卧式元件和立式元件平行时两元件本体间最小距离3. 卧式元件与立式元件垂直时，相邻两元器件之间的距离如图所示（单位：图3-18 卧式元件与立式元件垂直时，相邻两元器件之间的距离3.6 SMD元件布置原则3.6.1 贴片元件放置方向SMD放置于背面时方向一致性可解决焊锡不良问题原则如下：a） SMD和基板长边垂直，如电阻，电容，二极管b） SMD与基板长边平行，如IC，晶体管，见下图图3-19元件摆放方向与波峰焊方向c） 因为SM

23、D自动机器有扶正功能，凡有SMD元件的面，需要增加“SMD Mark”点（光学定位标记）。3.6.2 贴片元件间距要求波峰焊时，两个大小不同的元件或错开排列的元件，它们之间的间距必须1.1m。否则，前面的元件可能挡住后面的元件，造成漏焊。图3-20 贴片元件相对位置3.7 常用插装元件安装方式的选取插装元件安装方式决定了元件的安装空间，因此设计时也必须考虑。1. 电阻器一般取水平安装方式，2W 以上架高安装，见下图。对一些较大功率电阻器，为散热需要，也可以采用立式安装方式；图3-21 水平安装2. 电解电容器和三极管等可以立式安装也可卧式安装，对于立式安装推荐采用带自锁弯短引线，如下图所示：电

24、解：本体长度+3mm，三极管：本体长度+5.5mm：图3-22 电解卧式安装图3-23 晶体管卧式安装3. 对有机膜、瓷介电容器一律立式带自锁弯安装（K脚），离板面距离3mm，见下图左部。图3-24 电容立式安装4. 如果元件放在焊接面，那么元件的外形和字符都要放在焊接面。第4章 PCB布线4.1 布线的基本原则布线是印制板设计图形化的关键阶段，设计中考虑的许多因素都应在布线中体现，合理的布线有可能使电路获得最佳性能。布线时应考虑如下原则：1. 布线密度应综合结构要求、加工条件限制和电性能要求等各项因素合理选区。在布线密度允许的条件下，应适当放宽导线宽度和间距。2. 两相邻面的印制导线应采取相

25、互垂直、斜交、或弯曲走线，避免互相平行，以减小寄生耦合。在同一面布设高频电路的印制导线，也应避免相邻导线平行段过长，以免发生信号反馈或串扰。3. 线拐弯处的外拐角应成圆形或圆弧形,以免在高频电路中造成辐射干扰和衰减。避免使用直角、拐角或45 度拐角，推荐使用135 度拐角和圆弧形拐角。4.2 焊盘与印制线的连接焊盘与印制线的连接设计主要是针对回流焊时元件处于浮动状态，为防止元件位置变动、防止每个焊盘上焊膏不同时熔化而考虑的，对波峰焊面上所布元件可以不考虑。1. 与较宽印制线连接的焊盘，中间最好通过一段窄的印制线过渡，这一段窄的印制线通常被称为“隔热路径”，否则，对2125（英制即0805）及其

26、以下CHIP 类SMD，焊接时极易出现“立片”缺陷。具体要求如下图所示。这种隔热设计就是为了防止回流焊过程中一边散热过快而导致的立片）图4-1 焊盘隔热路径2. 对焊盘、过孔与连线的连接，采用泪滴连接方式，可有效解决连线与焊盘、过孔的连接牢固问题。3. 面积超过25mm 大面积电源区和接地区，如果无特殊需要，一般都应该开设窗口，（建议开的窗口尺寸为0.5x0.2mm（0.5线宽，0.2线边距）.4. 以免其在焊接时间过长时，产生铜箔膨胀、脱落现象，如下图所示。图4-2 铺铜面开设窗口5. 覆铜面及电源、地层与焊盘相联时应以Thermal relief 的方式连接，下图所示形状，以免大面积铜箔传

27、热过快，影响元件的焊接质量，或造成虚焊，对于有电流要求的特殊情况允许使用阻焊膜定义的焊盘。图4-3 铺铜面与焊盘间连接方式4.3 引脚的连接对于 QFP 等引脚间距很小（小于0.5mm）的器件，两脚相连时不可直接相连，而应通过引出线相连，否则在生产目检时容易与焊盘连锡混淆，如图所示。图4-4 QFP两脚相连4.4 基本参数4.4.1 最小线宽与最小线距对于一般电路来说，最小线宽和线距受生产工艺条件限制。太细易断路；太密易短路；太宽则无法布通。布线完成后，必须进行DRC 检查。表4-1 线径选择铜箔厚/35um铜箔厚/50um铜箔厚/70um电流（A）线径（mm）4.52.55.16.04.02.04.33.21.53.54.22.71.23.03.62.21.02.62.30.82.42.8