PCB板DFX工艺性要求

第1页PCB板DFX工艺性要求（摘选）1PCB设计基本工艺要求1.1尺寸范围z外形尺寸不得超过设备加工能力z目前常用尺寸范围是“宽（200mm～250mm）×长（250mm～350mm）”z对长边尺寸小于125mm、或短边小于100mm的PCB，或异形周边凹凸不规则需设计成拼板1.2外形1.2.1板子的外形为矩形，如果不需要拼板，要求板子4个角为圆角；如果需要拼板，要求拼板后的板子4个角为圆角,圆角的昀小尺寸半径为r=1mm，推荐为r=2.0mmz为保证传送过程的稳定，设计时应考虑采用工艺拼板的方式将不规则形状的PCB转换为矩形形状，特别是角部缺口昀好要补齐，如图所示；z对纯SMT板，允许有缺口，但缺口尺寸须小于所在边长度的1/3，确保PCB在链条上传送平稳，如图所示1.2.2对于内圆角，推荐昀小半径为0.8mm，如果需要，半径可以小至0.4mm。1.2.3对于金手指的设计要求见图所示，除了插入边按要求设计倒角外，插板两侧边也应该设计（1～1.5）×45o的倒角或R1～R1.5的圆角。1.2.4金手指引线之间不可以添加绿油桥。1.3传送方向的选择从减少焊接时PCB的变形，对不作拼版的PCB，一般将其长边方向作为传送方向；对于拼版也应将长边方向作为传送方向。对于短边与长边之比大于80％的PCB，可以用短边传送。30-4000.5mm1×450第2页1.4传送边由于终端单板一般采用拼板设计，一般都采用工艺边作为传输边，工艺边的宽度最窄处一般不能小于4.5mm；1.5光学定位基准符号1.5.1光学定位基准符号（又称MARK点）分类光学定位基准符号主要包括拼板、单元和局部三种，具体如图所示：1.5.2要布设光学定位基准符号的场合z有贴片元器件的PCB面上z对于拼板，除了要有3个拼板光学定位识别符号外，子板上对角处至少有两个单元光学定位识别符号z如果是双面都有贴装元器件，则每一面都应该有光学定位基准符号。1.5.3光学定位基准符号的位置1.5.3.1对于元器件密度较大的子板，单元光学定位基准符号可选在无元器件的区域，两点间的距离越远越好1.5.3.2拼板工艺边上，要有3个拼板光学定位识别符号，一般选在3个角上。1.5.3.3为了更大程度缩小工艺边宽度，同时也为了保证MARK外圈的无阻焊区完整，建议将MARK点布放在连接桥区域，如图所示；第3页图4MARK布放在连接桥位置1.5.3.4拼板工艺边上单元板光学定位符号，与相应子板的相对位置必须要一致。见下图所示。图5拼板光学定位基准符号的设计1.5.3.5如果采用一正一反的布局。则两面处于对角线上的两个拼板光学定位基准符号必须分别在两条对角线上。且MARK点的位置必须翻转后一致，以确保贴片的准确高效。1.6定位孔z每一块PCB应在其角部位置设计至少两个定位孔z拼板定位孔应有四个，分布四角，定位孔标准孔径为2.00＋0.08mm。定位孔中心距离相近的板边为5mmz定位孔旁边的器件或焊盘距离定位孔边的昀小距离应至少为1.5mm1.7孔金属化问题定位孔、非接地安装孔，一般均应设计成非金属化孔连接桥区域连接桥区域第4页1.8公差标注图示PCB尺寸及公差标注图示如图6所示。图6PCB尺寸及公差标注示例2拼板设计拼板设计主要有两个问题要考虑，一要考虑怎样拼；二要考虑子板间采用什么样的连接方式。2.1拼板的布局z一般采用一正一反的方式，这样SMT加工时可以在不换料、程序的前提下用一条SMT生产线即可进行，并且也只需要一张钢网，有利于提高生产效率降低生产成本。z只要为单面贴片，统一设计为正正拼。第5页z只要出现0.4mmPitchBGA/QFN、破板器件时（如USB接口），统一设计为正正拼。z同一类拼板（4拼或6拼等）的整体尺寸建议系列化。2.2拼板的连接方式拼板连接方式主要有：长槽孔+圆孔（俗称邮票孔）、长槽孔+连接桥和双面对刻V形槽。2.2.1长槽孔加圆孔的拼板方式z长槽孔加圆孔的拼板方式，也称邮票孔方式，这种拼板方式在机器分板时受力不均匀，适合手工分板；z长槽孔加圆孔的设计要求：长槽宽一般为1.6mm，槽长一般为25mm，槽与槽之间的连接桥一般为8mm，并布设几个圆孔，孔径Ф0.5mm，孔中心距为孔径加1mm。2.2.2长槽孔加连接桥的拼板方式z长槽孔加连接桥主要用在精密要求中。此种拼板方式在机器分板时受力均匀，效果好。无缝连接桥的拼板方式只适合于机器分板，不能手工分板。z长槽孔加连接桥的设计要求：长槽宽一般为1.6mm，槽与槽之间的连接桥一般为6mm,2.2.3双面对刻V形槽的拼板方式zV形槽适合于分离边为一直线的PCB，如外形为矩形的PCB。zV形槽的设计要求如图所示。开V型槽后，剩余的厚度X应为(1/4～1/3)板厚L，但昀小厚度X须≥0.4mm。V型槽上下两侧切口的错位S应小于0.1mm(4mil)。第6页z对厚度＜1.2mm(48mil)的PCB板，不推荐采用V槽拼板方式，因为加工的原因，V槽深度往往不够，分板时会引起较大应力。3元件的选用原则z为了优化工艺流程，，尽可能选用表面贴装元器件z表面贴装连接器引脚形式的选用，尽可能选引脚外伸型，以便返修,如图所示。z对位置有要求的尽量要选带定位销类型，如图所示，但要注意定位销的高度不能超过印制板的厚度，否则对于一正一反的拼板，SMT加工完一面后在加工另一面会由于定位销露出印制板面而无法印刷焊膏。4组装方式4.1推荐的组装方式组装形式，即SMD与THC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，它受现有生产线限制。PCB组装形式组装形式示意图PCB设计特征I、单面全SMD仅一面装有SMDII、双面全SMDA/B面装有SMD，A面有少量的贴片带定位销元件插贴混装III、A面或B面混装如固定台产品，因涉及波峰焊接工艺，单板的布局布线需参考《印制电路板设计规范―工艺性要求》中相关工艺设计要求AB第7页4.2组装方式说明采用双面全SMD组装形式，为提高焊接的可靠性，0.65mm间距以下csp、flipchip建议作underfill（注胶）处理。5元件布局5.1A,B面上元件的布局布局时元器件尽可能有规则地、均匀地分布排列。如果布线困难，可以有例外。有规则地排列方便检查、利于提高贴片/插件速度；均匀分布利于散热和焊接工艺的优化。5.1.10.4mmPitchBGA/QFN器件布局要求a)不允许0.4mmPitchBGA/QFN与破板器件布放在同一面；b)布局时尽量保证0.4mmPitchBGA/QFN器件在第一面贴装生产；5.1.2EMI器件布局要求z为减少EMI器件的焊接虚焊，一般情况钢网开口外扩0.2mm，因此要求EMI器件间距至少0.5mm；zEMI器件因焊接难度大，为便于检焊及返修，建议不布放在高大器件周围，尤其夹在两个高大器件中间，如在震动马达与摄像头底座中间5.1.3器件重叠设计要求z允许将一个元件的焊盘放在另一个兼容元件的焊盘图形中，见下图所示，一个基本要求就是贴片与插装元件焊盘间距不小于0.3mm；插装元件与插装元件焊盘间距不小于1.5mm;贴片与贴片元件焊盘间距不小于0.3mm。z部分焊盘共用设计如果焊盘（或孔盘）尺寸、间距一样，可以采用部分焊盘共用的设计，如下图所示。≥0.3mm≥1.5mm≥0.3mm贴片元件与插装元件重叠插装元件与插装元件重叠贴片元件与贴片元件重叠第8页6布线要求6.1布线线宽及范围6.1.1布线的线宽和线距在组装密度许可的情况下，尽量选用较低密度布线设计，以提高无缺陷和可靠性的制造能力。目前厂家加工能力为：昀小线宽0.075mm(3mil),昀小线距0.075mm(3mil)。常用布线密度设计参考表。布线密度说明mm（mil）功能12/108/86/65/54/43/3线宽0.3(12)0.2(8)0.15(6)0.125(5)0.1(4)0.075(3)线距0.25(10)0.2(8)0.15(6)0.125(5)0.1(4)0.075(3)线—焊盘间距0.25(10)0.2(8)0.15(6)0.125(5)0.1(4)0.1(4)焊盘间距0.25(10)0.2(8)0.15(6)0.125(5)0.1(4)0.1(4)6.1.2布线范围布线范围如下表所示。表1内外层线路及铜箔(金边除外)到板边、非金属化孔壁的尺寸要求单位：mm(mil)板外形要素内层线路及铜箔外层线路及铜箔距边昀小尺寸一般边≥0.2(8)≥0.2(8)拼板分离边V槽中心≥1(40)≥1(40)邮票孔孔边≥0.5(20)≥0.5(20)距非金属化孔壁昀小尺寸一般孔0.25(10)0.2(8)6.2焊盘与线路的连接第9页6.2.1线路与Chip元器件的连接z对于两个焊盘安装的元件，如电阻、电容，与其焊盘连接的印制线昀好从焊盘中心位置对称引出，且与焊盘连接的印制线必须具有一样宽度z与较宽印制线连接的焊盘，中间印制线昀好采用隔热路径设计6.2.2线路与SOIC、PLCC、QFP、SOT等器件的焊盘连接线路与SOIC、PLCC、QFP、SOT等器件的焊盘连接时，一般建议从焊盘两端引出6.2.3线路与BGA元器件焊盘的连接zBGA焊盘区域内应避免大面积铺铜zBGA焊盘不能直接和大面积铜相连，和BGA焊盘相连的接地粗线宽度应≤0.3mm，在大铜面和BGA焊盘之间的长度应≥0.5mm6.3大面积电源区和接地区的设计z面积超过φ25mm（1000mil）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，以免其在焊接时间过长时，产生铜箔膨胀、脱落现象第10页z大面积电源区和接地区的元件连接焊盘，应采用花焊盘设计z为了增加工艺边的强度，要求所有拼板工艺边均要大面积铺铜6.4铺铜分布铺铜分布不均匀的印刷电路会导致板子的曲翘在没有走线和器件布局的区域也应该进行铺铜设计，推荐这些区域是要全部铺铜的7导通孔设计导通孔不能设计在焊盘上（更不允许直接将导通孔作为BGA器件的焊盘来用），应该通过一小段印制线连接，否则容易产生“立片”、“焊料不足”缺陷7.1导通孔孔径和焊盘对导通孔来讲，一般外层焊盘昀小环宽不应小于0.127mm(5mil)，一般内层焊盘昀小环宽不应小于0.2mm(16mil)。推荐导通孔孔径及焊盘尺寸见下表。导通孔焊盘的设计单位：mm(mil)导通孔尺寸层次钻孔方法昀小焊盘尺寸应用场合外层线路内层线路0.10(4)仅在外层激光BUM板0.15(6)全部激光/钻孔0.25(10)全部钻孔0.5(20)0.7(28)≤2.0mm板0.30(12)全部钻孔0.6(24)0.7(28)≤3.0mm板0.40(16)全部钻孔0.7(28)0.85(34)≤4.0mm板0.50(20)全部钻孔0.9(35)1(40)≤4.8mm板≥0.1mm第11页7.2导通孔的阻焊设计7.2.1导通孔阻焊的几种方式a）覆盖（单面绿油入孔），如下图所示。由于PCB制造和焊接时会有气泡产生，影响可靠性，除非不得已情况下，尽量不要采用这种方式b）开小窗c）开满窗d）塞孔8阻焊层设计8.1开窗方式z表面组装元件焊盘间隙应采用单焊盘式窗口设计，如图所示z对金手指，应该开大窗口（类似群焊盘式），且金手指顶部与附近焊盘间距离须≥0.5mm(20mil)第12页9表面处理主要有以下几种表面处理方式：z热风整平(HASL)：HotAirSolderLeveling在PCB昀终裸露金属表面覆盖含量为Sn63/Pb37的合金，其厚度要求一般为1μm至25μm。HASL工艺对控制镀层厚度和焊盘图形较困难(平整性不好)，不推荐细间距器件设计的PCB。另外其加工过程中的热冲击可能导致PCB翘曲。故不推荐厚度≤0.8mm的PCB采用该工艺。z化学镍金(ENIG)：ElectrolessNickelandImmersionGold该工艺在PCB的金属面采用非电解镍层厚度为3.0μm-8.0μm，沉金(99.9%)的厚度为0.05μm-0.152μm。其能提供较平整的表面，适合细间距器件的PCB(如0.5mm间距的BGA)与按键。但可焊性较差，且PCB加工工艺中易导致“黑焊盘”，