研发PCB工艺设计规范.pdf
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1、 表单编号:研发研发 PCBPCB 设计规范设计规范 制订:审核:批准:文文 件件 修修 订订 记记 录录 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:1.1.范围和简介范围和简介 1.1 1.1 范围范围 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 1.21.2 简介简介 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。2.2.引用规范性文件引用规范性文件 下面是引用到的企业标准,以行业发布的最新标准
2、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 Surface Mount Design and Land Pattern Standard 5 IPC-7095A Design and Assembly Process Implementation for BGAs 6 SMEMA3.1 Fiducial Design Standard 3.3.术语和定义术语和定义 细间距器件:pitch0.65mm 异型引脚器件以及 pitch0.8m
3、m 的面阵列器件。Stand off: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):Hot Air Solder Leveling 化学镍金(ENIG):Electroless Nickel and Immersion Gold 有机可焊性保护涂层(OSP):Organic Solderability Preservatives 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)4.4.拼板和辅助边连接设计拼板和辅助边连接设计 4.14.1 V-CUT 连接 表单编号:1 当板与板之间
4、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。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。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
5、准。保证在 V-CUT 的过程中不会损伤到元器件,且分板自如。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S0.3mm。如图 4 所示。H T 3045O5O 板厚H0.8mm时,T0.350.1mm 板厚0.8H1.6mm时,T0.40.1mm 板厚H1.6mm时,T0.50.1mm 25mm 5cm自动分板机刀片带有 V-CUT PCB 1mm 器件 器件 1mm V-CUT 表单编号:图 4:V-CUT 与 PCB 边缘线路/pad 设计要求 4.24.2 邮票孔连接 4 推荐铣槽的宽度为 2m
6、m。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 图 5:邮票孔设计参数 4.34.3 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60.0mm,在垂直传送边的方向上拼版数量不应超过 2。辅助边 铣槽 均为同一面 1.5mm 2.0mm 5.0mm 2.8mm 0.4mm 非金属化孔直径1.0mm PCBPCB PCBPCB 1.5mm 2.0mm 5.0mm 0.4mm 非金属化孔直径1.0mm 辅助边辅助边 PC
7、BPCB S T H 表单编号: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 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 图 7:规则单板拼版示意图 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。图 8:不规则单元板拼版示意图 11 中心对称拼版 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
8、则。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 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)铣槽 超出板边器件 VCUT 铣槽宽度2mm 辅助边 A A A A A A VCUT VCUT 数量不超过2 表单编号:图 9:拼版紧固辅助设计 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。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
9、 3 层也必须为负片,否则不能采用镜像对称拼版。图 11:镜像对称拼版示意图 采用镜像对称拼版后,辅助边的 Fiducial mark 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。4.4.4 4 辅助边与辅助边与 PCBPCB 的连接方法的连接方法 13 一般原则 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。TOP面 Bottom面 镜像拼板后正面器件 镜像拼板后反面器件 如果板边是直边可作VCUT 辅助边 均为同一面 铣槽 表单编号:PCB 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
10、组装。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。图 13:PCB 外形空缺处理示意图 5.5.器件布局要求器件布局要求 5.15.1 器件布局通用要求器件布局通用要求 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
11、 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a 1/3a 1/3a a 传送方向 当辅助块的长度a50mm时,辅助块与PCB的连接应有两组邮票孔,当a50mm时,可以用一组邮票孔连接 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 表单
12、编号:置风道受阻。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)。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。5.5.2 2 回流焊回流焊 5.2.1 5.2.1 SMDSMD 器件的通用要求器件的通用要求 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10mm。34 通孔回流焊器件焊盘边缘与传送边的距离10mm,与非传送边距离5
13、mm。5.5.3 3 波峰焊波峰焊 5.5.3 3.1 1 波峰焊波峰焊 SMDSMD 器件布局要求器件布局要求 35 适合波峰焊接的 SMD 大于等于 0603 封装,且 Standoff 值小于 0.15 的片式阻容器件和片式非露线圈片式电感。PITCH1.27mm,且 Standoff 值小于 0.15mm 的 SOP 器件。PITCH1.27mm,引脚焊盘为外露可见的 SOT 器件。注:所有过波峰焊的全端子引脚 SMD 高度要求2.0mm;其余 SMD 器件高度要求4.0mm。36 SOP 器件轴向需与过波峰方向一致。SOP 器件在过波峰焊尾端需增加一对偷锡焊盘。如图 23 所示 图
14、23:偷锡焊盘位置要求 37 SOT-23 封装的器件过波峰焊方向按下图所以定义。过波峰方向 过波峰方向 偷锡焊盘Solder Thief Pad BAR CODE D D D D 表单编号:图 24:SOT 器件波峰焊布局要求 38 器件间距一般原则:考虑波峰焊接的阴影效应,器件本体间距和焊盘间距需保持一定的距离。相同类型器件距离。图 25:相同类型器件布局图 表 3:相同类型器件布局要求数值表 封装尺寸 焊盘间距L(mm/mil)器件本体间距B(mm/mil)最小间距 推荐间距 最小间距 推荐间距 0603 0.76/30 1.27/50 0.76/30 1.27/50 0805 0.89
15、/35 1.27/50 0.89/35 1.27/50 1206 1.02/40 1.27/50 1.02/40 1.27/50 SOT 1.02/40 1.27/50 1.02/40 1.27/50 钽电容3216、3528 1.02/40 1.27/50 1.02/40 1.27/50 钽电容6032、7343 1.27/50 1.52/60 2.03/80 2.54/100 SOP 1.27/50 1.52/60-不同类型器件距离:焊盘边缘距离1.0mm。器件本体距离参见图 26、表 4 的要求。B B L L L L B B L L B B 传送方向 表单编号:图 26:不同类型器件布
16、局图 表 4:不同类型器件布局要求数值表 封装尺寸(mm/mil)06031810 SOT SOP 插件通孔 通孔(过孔)测试点 偷锡焊盘 边缘 06031810 1.27/50 1.52/60 2.54/100 1.27/50 0.6/24 0.6/24 2.54/100 SOT 1.27/50 2.54/100 1.27/50 0.6/24 0.6/24 2.54/100 SOP 2.54/100 2.54/100 1.27/50 0.6/24 0.6/24 2.54/100 插件通孔 1.27/50 1.27/50 1.27/50 0.6/24 0.6/24 2.54/100 通孔(过孔
17、)0.6/24 0.6/24 0.6/24 0.6/24 0.3/12 0.3/12 0.6/24 测试点 0.6/24 0.6/24 0.6/24 0.6/24 0.3/12 0.6/24 0.6/24 偷锡焊盘边缘 2.54/100 2.54/100 2.54/100 2.54/100 0.6/24 0.6/24 0.6/24 5.5.3 3.2 2 THDTHD 器件通用布局要求器件通用布局要求 39 除结构有特殊要求之外,THD 器件都必须放置在正面。40 相邻元件本体之间的距离,见图 27。图 27:元件本体之间的距离 41 满足手工焊接和维修的操作空间要求,见图 28 Min 0.
18、5mm B B B 表单编号:图 28:烙铁操作空间 5.5.3 3.3 3 THDTHD 器件波峰焊通用要求器件波峰焊通用要求 42 优选 pitch2.0mm,焊盘边缘间距1.0mm 的器件。在器件本体不相互干涉的前提下,相邻器件焊盘边缘间距满足图 29 要求:图 29:最小焊盘边缘距离 43 THD 每排引脚数较多时,以焊盘排列方向平行于进板方向布置器件。当布局上有特殊要求,焊盘排列方向与进板方向垂直时,应在焊盘设计上采取适当措施扩大工艺窗口,如椭圆焊盘的应用。THD 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 30:焊盘排列方向(相对于进板方向
19、)6.6.孔设计孔设计 6 6.1 1 过孔过孔 6 6.1 1.1 1 孔间距孔间距 过板方向 椭圆焊盘 偷锡焊盘 Min 1.0mm X PCB 补焊插件 插件焊盘 45O X1mm 表单编号:c)PTH到 板 边 的 距 离 要 求Ba)孔 到 孔 之 间 的 距 离 要 求B3板 边d)NPTH到 板 边 的 距 离 要 求D板 边b)孔 到 铜 箔 之 间 的 距 离 要 求B2B1内 层 铜 箔外 层 铜 箔 图 31:孔距离要求 44 孔与孔盘之间的间距要求:B5mil;45 孔盘到铜箔的最小距离要求:B1&B25mil;46 金属化孔(PTH)到板边(Hole to outli
20、ne)最小间距保证焊盘距离板边的距离:B320mil。47 非金属化孔(NPTH)孔壁到板边的最小距离推荐 D40mil。6 6.1 1.2 2 过孔禁布区过孔禁布区 48 过孔不能位于焊盘上。49 器件金属外壳与 PCB 接触区域向外延伸 1.5mm 区域内不能有过孔。6 6.2 2 安装定位孔安装定位孔 6 6.2 2.1 1 孔类型选择孔类型选择 表 5 安装定位孔优选类型 工序 金属紧固件孔 非金属紧固件孔 安装金属件铆钉孔 安装非金属件铆钉孔 定位孔 波峰焊 类型A 非波峰焊 类型B 类型C 类型B 类型C 表单编号:图 32:孔类型 6 6.2 2.2 2 禁布区要求禁布区要求 表
21、 6 禁布区要求 内层最小无铜区(单位:mm)类型 紧固件的直径规格(单位:mm)表层最小禁布区直径范围(单位:mm)金属化孔孔壁与导线最小边缘距离 电源层、接地层铜箔与非金属化孔孔壁最小边缘距离 2 7.1 2.5 7.6 3 8.6 4 10.6 螺钉孔 5 12 4 7.6 2.8 6 铆钉孔 2.5 6 定位孔、安装孔等 2 安装金属件最大禁布区面积+A(注)0.4 0.63 说明:A为孔与导线最小间距,参照内层无最小铜区 7 7 阻焊设计阻焊设计 7.1 7.1 导线的阻焊设计导线的阻焊设计 50 走线一般要求覆盖阻焊。有特殊要求的 PCB 可以根据需要使走线裸铜。7.2 7.2 孔
22、的阻焊设计孔的阻焊设计 7 7.2 2.1 1 过孔过孔 51 过孔的阻焊开窗设置正反面均为孔径5mil。如图 33 所示 空距 间距 非金属化孔 金属化孔 大焊盘 大焊盘 金属化小孔 非金属化孔无焊盘 类型A 类型B 类型C 表单编号:7 7.2 2.2 2 孔安装孔安装 52 金属化安装孔正反面禁布区内应作阻焊开窗。图 34:金属化安装孔的阻焊开窗示意图 53 有安装铜箔的非金属化安装孔的阻焊开窗大小应该与螺钉的安装禁布区大小一致。图 35:非金属化安装孔阻焊设计 54 过波峰焊类型的安装孔(微带焊盘孔)阻焊开窗推荐为:图 36:微带焊盘孔的阻焊开窗 7 7.2 2.3 3 定位孔定位孔
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