印制电路板设计规范工艺性要求仅适用手机.docx

1、印制电路板设计规范工艺性要求仅适用手机Q/ZX深圳市中兴通讯股份有限公司企业标准(设计技术标准)标准类别)Q/ZX 04.100.7-2002 印制电路板设计规范工艺性要求（仅适用手机）2002-09-06 发布 2002-10-01 实施深圳市中兴通讯股份有限公司 发 布目 录前言.IV使用说明.V1 范围* 12 引用标准* 13 定义、符号和缩略语* 13.1 印制电路 Printed Circuit 13.2 印制电路板 Printed Circuit Board (缩写为：PCB) 13.3 覆铜箔层压板 Metal Clad Laminate 13.4 裸铜覆阻焊工艺 Solder

2、 Mask on Bare Copper（缩写为：SMOBC） 13.5 A面 A Side 13.6 B面 B Side 13.7 波峰焊 23.8 再流焊 23.9 底层填料 Underfill 23.10 SMD Surface Mounted Devices 23.11 THC Through Hole Components 23.12 SOT Small Outline Transistor 23.13 SOP Small Outline Package 23.14 PLCC Plastic Leaded Chip Carriers 23.15 QFP Quad Flat Packa

3、ge 23.16 BGA Ball Grid Array 23.17 Chip 23.18 光学定位基准符号 Fiducial 23.19 金属化孔 Plated Through Hole 33.20 连接盘 Land 33.21 导通孔 Via Hole 33.22 元件孔 Component Hole 34 PCB工艺设计要考虑的基本问题* 35 印制板基板* 35.1 常用基板性能 35.2 PCB厚度* 35.3 铜箔厚度* 35.4 PCB制造技术要求* 46 PCB设计基本工艺要求 56.1 PCB制造基本工艺及目前的制造水平* 56.1.1 层压多层板工艺 56.1.2 BUM（

4、积层法多层板）工艺* 56.2 尺寸范围*及外形 76.3 传送方向的选择* 76.4 传送边* 76.5 光学定位符号* 76.5.1 要布设光学定位基准符号的场合 76.5.2 光学定位基准符号的位置 76.5.3 光学定位基准符号的设计要求 76.6 定位孔* 86.7 孔金属化问题* 87 拼板设计* 87.1 拼板的布局 87.2 拼板的连接方式 87.2.1 双面对刻V形槽的拼板方式 87.2.2 长槽孔加圆孔的拼板方式 97.3 连接桥的设计 98 元件的选用原则* 109 组装方式 109.1 推荐的组装方式* 109.2 组装方式说明 1110 元件布局* 1110.1 A,

5、B面上元件的布局 1110.2 间距要求* 1111 布线要求 1111.1 a)布线的线宽和线距* 11b)布线范围,见表7 1211.2 焊盘与线路的连接* 1211.2.1 线路与Chip元器件的连接 1211.2.2 线路与SOIC、PLCC、QFP、SOT等器件的焊盘连接 1311.3 大面积电源区和接地区的设计* 1312 表面贴装元件的焊盘设计* 1312.1 0402,0603,0805,1206片状元件焊盘图形及SMD排阻焊盘图形尺寸如下 1412.1.1 0402片状元件焊盘图形设计(参照802手机设计).如图16所示。 1412.1.2 0603片状元件焊盘设计.如图17

6、所示 1412.1.3 0805片状元件焊盘设计.如图18所示 1412.1.4 1206片状元件焊盘设计. 如图19所示 1412.1.5 SMD排阻焊盘设计. 如图20所示 1412.1.6 SMD钽电容焊盘设计 1512.2 BGA焊盘设计的一般原则 1613 通孔插装元件焊盘封装设计 1713.1 元件插孔孔径* 1713.2 焊盘* 1713.3 跨距* 1814 导通孔的设计 1814.1 导通孔位置的设计* 1814.2 导通孔孔径和焊盘* 1815 阻焊层设计* 1915.1 开窗方式 1915.2 焊盘余隙* 1916 字符图 1916.1 丝印字符图绘制要求* 1916.2

7、 元器件的表示方法*(如密度较大,可在字符图中标识) 2116.3 字符大小、位置和方向* 2116.4 元器件文字符号的规定* 2217 条码位置* 2318 FPC设计（SMT工艺性要求） 2318.1 元器件布局 2318.2 元器件选用 2418.3 夹具工艺孔 2418.4 其它设计准则 2419 FPC设计（热压焊工艺性要求） 2419.1 FPC引脚要求 2419.2 定位要求 2419.3 刚性板上焊盘要求 2420 金边设计 2420.1 金属屏蔽罩焊接用金边设计 2420.2 导电胶接触用金边设计 2421 键盘板工艺孔设计 24 前 言本标准是以Q/ZX.04.100.2

8、-2002印制电路板设计规范工艺性要求为基础，并根据公司手机产品单板的特点，在内容上做了一些补充和完善，并按照问题的类别对条目进行重新编排而形成的，本标准仅适用于手机产品。 本标准由深圳市中兴通讯股份有限公司手机事业部手机硬件开发部提出，技术中心技术部归口。 本标准起草部门：手机事业部硬件开发部、康讯工艺部。本标准主要起草人：阮霞敏、贾变芬、林世杰、樊占奎、刘哲、徐欣、张亚东、李军、李德滋、侍宇。本标准于2002年9月首次发布。使用说明 为方便设计者和工艺评审人员掌握本标准的内容，编者根据条目的性质和重要性，对本标准条目的执行要求进行了标注。 1 对“知识性、解释性”的条目，如“6.1 PCB

9、制造基本工艺及目前的制造水平”，在条目后标注有“*”。这些条目的内容，是作为一个PCB设计师必须了解的基本知识，它们有助于设计者较深的了解有关条目规定的深层含意。 2 对“原则性规定”的条目，如“11.2 焊盘与线路的连接”，基本上要靠设计者根据具体的PCB灵活掌握，要求设计者尽量做到，但不作为强制执行的条目。在此类条目后标注有“*”。 3 对“必须要做到”和“人为规定”的条目，如“6.5光学定位符号”， 在条目后标注有“*”，这些条目规定的要求必须做到。 4 如果对一级目录的条目执行要求作了标注，则其下级目录中各条目的执行要求都与其上级目录条目的执行要求一样，标准中不再一一标注；如果一级目录

10、下各二级目录的条目执行要求不一样，就从二级目录开始进行标注，其二级目录以下各级目录均按此要求执行；依次类推。 印制电路板设计规范工艺性要求（仅适用手机） 1 范围* 本标准规定了手机产品印制电路板（以下简称PCB）设计应遵守的基本工艺要求。本标准适用于深圳市中兴通讯股份有限公司的手机PCB设计。2 规范性引用文件* 下面引用的文件中，对于企业标准部分，以网上发布的最新标准为有效版本。IPC-SM-782 Surface Mount Design and Land Pattern StandardQ/ZX.04.100.2 印制电路板设计规范工艺性要求Q/ZX 04.100.3 印制电路板设计规

11、范生产可测性要求Q/ZX 04.100.4 印制电路板设计规范元器件封装库基本要求Q/ZX 04.100.5 印制电路板设计规范SMD元器件封装库尺寸要求Q/ZX 04.100.6 印制电路板设计规范插件及连接器封装库尺寸要求3 定义、符号和缩略语*本标准采用下列定义、符号和缩略语。3.1 印制电路 Printed Circuit 在绝缘基材上，按预定设计形成的印制元件或印制线路以及两者结合的导电图形。3.2 印制电路板 Printed Circuit Board (缩写为：PCB)印制电路或印制线路成品板的通称，简称印制板。它包括刚性、挠性和刚挠结合的单面、双面和多层印制板。3.3 覆铜箔层

12、压板 Metal Clad Laminate 在一面或两面覆有铜箔的层压板，用于制造印制板，简称覆铜箔板。3.4 裸铜覆阻焊工艺 Solder Mask on Bare Copper（缩写为：SMOBC） 在全部是铜导线（包括孔）的印制板上选择性地涂覆阻焊剂后进行焊料整平或其他处理的工艺。3.5 A面 A Side安装有数量较多或较复杂器件的封装互联结构面（Packaging and Interconnecting Structure）,在IPC标准中称为主面（Primary Side），在本文中为了方便，称为A面。对后背板而言，插入单板的那一面，称为A面；对插件板而言，元件面就是A面；对SM

13、T板而言，贴有较多IC或较多元件的那一面，称为A面；3.6 B面 B Side与A面相对的封装互联结构面。在IPC标准中称为辅面（Secondary Side），在本文中为了方便，称为B面。对插件板而言，就是焊接面。3.7 波峰焊 将熔化的软钎焊料，经过机械泵或电磁泵喷流成焊料波峰，使预先装有电子元器件的PCB通过焊料波峰，实现元器件焊端或引脚与PCB焊盘之间机械和电气连接的一种软钎焊工艺。3.8 再流焊通过熔化预先分配到PCB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PCB焊盘之间机械和电气连接的一种软钎焊工艺。3.9 底层填料 UnderfillUnderfill指在芯片和基板之

14、间填充环氧或其它材料的树脂填充剂，在面积上将引力分散，避免组装引力集中在芯片与基板的焊接端子上，加强焊接强度，保护焊点不受外界环境的影响，防潮防腐蚀的一种工艺。3.10 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。3.11 THC Through Hole Components 通孔插装元器件。指适合于插装的电子元器件。3.12 SOT Small Outline Transistor 小外形晶体管。指采用小外形封装结构的表面组装晶体管。3.13 SOP Small Outline Pa

15、ckage小外形封装。指两侧具有翼形或J形引线的一种表面组装元器件的封装形式。注：在96版的IPC标准中细分为SOIC、SSOIC、SOPIC、TSOP和SOJ。引线中心距有0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.63mm、0.8mm、1.27mm。3.14 PLCC Plastic Leaded Chip Carriers塑封有引线芯片载体。指四边具有J形引线，采用塑料封装的表面组装集成电路。外形有正方形和矩形两种形式，典型引线中心距为1.27 mm。3.15 QFP Quad Flat Package 四边扁平封装器件。指四边具有翼形短引线，采用塑料封装的薄形表面组装集成电路。在96版的I

16、PC标准中细分为PQFP、SQFP、CQFP。引线中心距有0.3 mm，0.4 mm，0.5 mm，0.63 mm，0.8 mm，1.27 mm。 3.16 BGA Ball Grid Array 球栅阵列封装器件。指在元件底部以矩阵方式布置的焊锡球为引出端的面阵式封装集成电路。目前有塑封BGA（P-BGA）和陶瓷封装BGA（C-BGA）两种。焊锡球中心距有1.5 mm，1.27 mm，1 mm，0.8 mm，0.65mm，0.5mm，0.4mm。3.17 Chip 片式元件。本标准特指片式电阻器、片式电容器(不包括立式贴片电解电容)、片式电感器等两引脚的表面组装元件。3.18 光学定位基准符

17、号 Fiducial PCB上用于定位的图形识别符号。丝印机、贴片机要靠它进行定位，没有它，无法进行生产。3.19 金属化孔 Plated Through Hole 孔壁沉积有金属层的孔。主要用于层间导电图形的电气连接。3.20 连接盘 Land 是导电图形的一部分，可用来连接和焊接元器件。用来焊接元器件时又叫焊盘。3.21 导通孔 Via Hole 用于导线转接的金属化孔。也叫中继孔、过孔。3.22 元件孔 Component Hole用于把元器件引线（包括导线、插针等）电气连接到PCB上的孔，连接的方式有焊接和压接。4 PCB工艺设计要考虑的基本问题* PCB的工艺设计非常重要，它关系到所

18、设计的PCB能否高效率、低成本地制造出来。新一代的SMT装联工艺，由于其复杂性，要求设计者从一开始就必须考虑制造的问题。因为一旦设计完成后再进行修改势必延长转产时间、增加开发成本。即使改SMT元件一个焊盘的位置也要进行重新布线、重新制作PCB加工菲林和焊膏印刷钢板，硬成本至少要两万元以上。对模拟电路就更加困难，甚至要重新进行设计、调试。但是，如果不进行修改，批量生产造成的损失就会更大，所付出的代价将是前一阶段修改成本的数十倍以上。因此，设计者必须从设计工作开始起就重视工艺问题，问题越早解决对公司也越有利。 工艺性设计要考虑： a）自动化生产所需的传送边、定位孔、光学定位符号； b）与生产效率有

19、关的拼板； c）与焊接合格率有关的元件封装选型、基板材质选择、组装方式、元件布局、焊盘设计、阻焊层设计； d）与检查、维修、测试有关的元件间距、测试焊盘设计； e）与PCB制造有关的导通孔和元件孔径设计、焊盘环宽设计、隔离环宽设计、线宽和线距设计； f）与装配、调试、接线有关的丝印或腐蚀字符；5 印制板基板*5.1 常用基板性能 根据公司产品的特点，一般推荐采用FR-4基板。表1列出了几种常用基板材料，供需要时参考。 5.2 PCB厚度*PCB厚度，指的是其标称厚度（即绝缘层和铜箔的厚度）。推荐采用的手机产品PCB厚度：0.5 mm，0.6 mm ，0.8 mm，1 mm，1.2 mm。PCB

20、厚度的选取还应该根据板尺寸大小和手机厚度要求选取。5.3 铜箔厚度* PCB铜箔厚度指成品厚度，图纸上应该明确标注为成品厚度（Finished Conductor Thickness）。工艺上要注意的是铜箔厚度要与设计的线宽/线距相匹配，表2列出了基铜厚度（底铜厚度）可蚀刻的最小线宽和线间距，供选择时参考。表1 常用基板性能 类 型美国军标/国标最高连续温度（） 说 明G-10CPFCP-31/33130环氧玻璃布层压板，不含阻燃剂，可以钻孔但不允许用冲床冲孔。性能与FR-4层板相似，适用于多层板，在美国得到广泛应用。G-11170同G-10，但可耐更高的工作温度。FR-4CEPGC-32FC

21、EPEG-34F130环氧玻璃布层压板，含阻燃剂，具有良好的电性能和加工性能，适用于多层板，广泛应用于电子工业，具有可取的性能价格比。公司推荐使用的牌号。FR-5170同FR-4，但可在更高的温度下保持良好强度和电性能。温度高于170后，电性能下降。对双面再流焊的板可以考虑选用。GPY260聚酰亚胺玻璃纤维层压板，在高温下它的强度和稳定性都优于FR-4层板，用于高可靠的军品中。GT220聚四氟乙烯玻璃纤维层压板，介电性能可控，用于高频电路。GX220同GT，但介电性能更好。Al2O3材料为96%高纯Al2O3，具有良好的电绝缘性能和优异的导热性，可用于高功率密度电路的基板。主要用于厚、薄膜混合

22、集成电路。注：表中基板类型代号为（美）NEMA中的代号。表2 PCB铜箔的选择 基铜厚度最小线宽/线间距（mil）英制(oz/Ft2)公制（m）2708/81354/40.5184/4(采用BUM工艺)1/3123/3注：外层成品厚度一般为：基铜厚度+0.5OZ/Ft2；内层厚度基本与基铜厚度相等。5.4 PCB制造技术要求* PCB制造技术要求一般标注在钻孔图上，主要有以下项目（根据需要取舍）： a）基板材质、厚度及公差b）铜箔厚度注：铜箔厚度的选择主要取决于导体的栽流量和允许的工作温度，没有科学的计算方法，可参考IPC-D-275第3.5条中的经验曲线确定。c）焊盘表面处理注：一般有以下几

23、种：1）一般采用喷锡铅合金工艺，锡层表面应该平整无露铜。一般单板锡层厚度不作规定，只要确保6个月内可焊性良好就可。 2）如果PCB上有细间距器件（如0.5mm间距的BGA）,或板厚0.8mm，可以考虑整板镀金工艺（薄金）（Ep.Ni5.Au0.05）。还有一种有机涂覆工艺(Organic Solderability Preservative 简称OSP)，由于还存在可焊期短、发粘和不耐焊等问题，暂时不宜选用。 3）对板上有裸芯片（需要热压焊或超声焊，俗称Bonding）或有按键（如手机板）的板，就一定要采用化学镀镍/金工艺（Et.Ni5.Au0.1）。有的厂家也采用整板镀金工艺（Ep.Ni5.

24、Au0.05）处理。前者表面更平整，镀层厚度更均匀、更耐焊，而后者便宜、亮度好。从成本上讲，化学镀镍/金工艺（Et.Ni5.Au0.1）比喷锡贵，而整板镀金工艺则比喷锡便宜。 4）对印制插头，一般镀硬金，即纯度为99.5%-99.7%含镍、钴的金合金。一般厚度为0.50.7m,标注为：Ep.Ni5.Au0.5。 镀层厚度根据插拔次数确定，一般 0.5m厚度可经受500次插拔，1m厚度可经受1000次插拔。d）阻焊剂 注： 按公司协议执行。e）丝印字符 注：要求对一般涂敷绿色阻焊剂的板，采用白色永久性绝缘油墨；对全板喷锡板，建议采用黄色永久性绝缘油墨，以便看清字符。f）成品板翘曲度注：请参照Q/

25、ZX 12.201.1中的 6.1.4.1的 “表7 印制板的翘曲度”的要求。g）成品板厚度公差注：公司规定 板厚0.8mm，0.08mm；板厚0.8mm，10%。 h）成品板离子污染度 注：公司规定 按照IPC-TM-650的2.3.25和2.3.26方法进行离子污染物试验，试验时用于清洗试样的溶剂的电阻率不小于2x106欧姆/厘米，或相等于1.56g/cm2的NaCI含量。6 PCB设计基本工艺要求6.1 PCB制造基本工艺及目前的制造水平* PCB设计的线宽/线距等最好不要超越目前厂家批量生产时所能达到的技术水平，否则无法加工或成本过高。6.1.1 层压多层板工艺层压多层板工艺是目前广泛

26、使用的多层板制造技术，它是用减成法制作电路层，通过层压机械钻孔化学沉铜镀铜等工艺使各层电路实现互连，最后涂敷阻焊剂、喷锡、丝印字符完成多层PCB的制造。目前国内主要厂家的工艺水平如表3所列。6.1.2 BUM（积层法多层板）工艺*BUM板（Build-up multilayer PCB），是以传统工艺制造刚性核心内层，并在一面或双面再积层上更高密度互连的一层或两层，最多为四层，见图1所示。BUM板的最大特点是其积层很薄、线宽线间距和路径孔孔径很小、互连密度很高，因而可用于芯片级高密度封装，设计准则见表4。对于1+C+1,我公司认证的几家公司均可量产2+C+2则不能量产，设计此类型的PCB时应与

27、厂家联系，了解其生产工艺情况。 图1 BUM板结构示意图表3 层压多层板国内制造水平 技术指标 批量生产工艺水平1 一般指标基板类型FR-4（Tg=140）FR-5（Tg=170）2 最大层数243 最大铜厚 外层 内层3OZ/Ft23OZ/Ft24 最小铜厚 外层 内层1/3OZ1/2OZ5 最大PCB尺寸500mm(20)x860mm(34)6 加工能力最小线宽/线距 外层 内层0.1mm(4mil)/0.1mm(4mil) 0.075mm(3mil)/0.075mm(3mil)7 最小钻孔孔径0.25mm(10mil)8 最小金属化孔径0.2mm(8mil)9 最小焊盘环宽 导通孔 元件

28、孔0.127mm(5mil)0.2mm(8mil)10 阻焊桥最小宽度0.075mm(3mil)11 最小槽宽1mm(40mil)12 字符最小线宽0.127mm(5mil)13 负片效果的电源、地层隔离盘环宽0.3mm(12mil)14 精度指标层与层图形的重合度0.127mm(5mil)15 图形对孔位精度0.127mm(5mil)16 图形对板边精度0.254mm(10mil)17 孔位对孔位精度（可理解为孔基准孔）0.127mm(5mil)18 孔位对板边精度0.254mm(10mil)19 铣外形公差0.1mm(4mil)20 尺寸指标翘曲度 双面板 多层板1.0%0.8mm 板厚0.8mm10%0.08mm(3mil)表4 BUM板设计准则 单位：m 设计要素 标准型 精细型 精细型 精细型 积层介电层厚（d1）40-75 外层基铜厚度（c1）9-18 线宽/线距100/10075/7575/7550/5030/30 内层铜箔厚度35 微盲孔孔径(v)30020010010050 微盲孔连接盘(c)50040030020075 微盲孔底连接盘(t)50040030020075 微盲孔电度厚度12.7 微盲孔孔深/孔径比500引脚1000引脚注： 精细型和精细型，目前工艺上还不十分成熟，暂时不要选。6.2 尺寸范围*及外形由于手机单板外形尺寸较小，且外形也不规则，从可