搜索
PCBA的可制造性设计规范--THT培训ThroughHoleTechnology通孔插装技术/工艺工艺部PCBA-冯涛破冰注意•1.本规范所涉及的内容不能保证其完整性，但是对产品设计有一定的约束力。•2.本规范内容不一定是标准的，但是对于我们的产品相对适用。•3.本规范内容不是最终的，因为产品不断更新，电子行业不断进步，规范内容也会”与时俱进“。大纲PCBA制造工艺选择PCBA布局设计PTH/NPTH通孔与焊盘设计PCB表面处理方法PCB表面丝印、标识THD元件的选择、设计PCBA拼板、工艺边设计第一节PCBA装联的工艺选择返回大纲PCBA装联的工艺选择常见的PCBA装联工艺常见的PCBA装联方式有以下几种：1.单面纯SMD贴装—PCB仅一面贴装SMD元件。制造工艺：印刷--贴片--回流焊接--下一工序PCBA装联的工艺选择2.单面纯THD插装-PCB仅一面分部插装类器件。制造工艺：插件--波峰焊接--下一工序PCBA装联的工艺选择3.双面SMD贴装-PCB两面均为SMD贴装器件。制造工艺：印刷--贴片--回流焊接--印刷-贴片--回流焊接--下一工序PCBA装联的工艺选择4.单面SMD与THD元件混装-SMT与THD元件分部在PCB板的同一面制造工艺：印刷-贴片--回流焊接--插件--波峰焊接--下一工序PCBA装联的工艺选择5.双面THD与SMD元件混装-PCB一面为THD插装元件,另一面为SMD贴装元件。制造工艺：印刷-贴片--回流焊接--插件--波峰焊接--下一工序PCBA装联的工艺选择6.双面SMD与THD混装—PCB两面均分布SMD贴装元件，其中一面同时分部THD插装元件。制造工艺：印刷-贴片--回流焊接--印刷-贴片--回流焊接--插件--波峰焊接--下一工序PCBA装联的工艺选择7.双面纯THD插装-PCB两面均分布THD插装类元件。制造工艺：插件--波峰焊接--插件--手工焊接--下一工序PCBA装联的工艺选择8.双面THD与SMD混装—PCB两面均分部THD类插装元件，其中一面同时分部SMD贴装元件。制造工艺：印刷-贴片--回流焊接--插件--波峰焊接--插件--手工焊接--下一工序PCBA装联的工艺选择9.双面THD与SMD混装2—PCB两面均分部THD类插装元件，两面面同时分部SMD贴装元件。制造工艺：印刷-贴片--回流焊接--印刷-贴片--回流焊接--插件--波峰焊接--插件--手工焊接--下一工序PCBA装联的工艺选择以上9种PCBA装联方式依照制造工艺特点，其装联难度不一，设计时应优先考虑较为简单的制造工艺（顺序1.2.3…9），尽量使用自动化装联程度高的工艺，避免手工作业程序。详细排序第二节THD元件的选择、设计返回大纲THD元件的选择、设计•1.同功能元件，除经常使用的插座、插头，如有SMD类型封装，不应使用THD插装类元件。•2.原则上跳线不可用于PCB表面电器、线路连接导通作用。如必须使用，跳线本体须做绝缘处理.THD元件的选择、设计3.有高震动要求，或者重量超过15g的轴向元件，应有专用的支架，支撑固定。（例如：保险管）THD元件的选择、设计4.工作频率较高或工作稳定较高的有浮高要求的元件，应选择元件本身有支撑装置或元件引脚有定位设计。（例如：压敏电阻，三极管…)THD元件的选择、设计5.通孔插装的元件应选用底部（与PCB结合部位）有有透气设计的元件，以免造成“瓶塞效应”，造成焊接不良。瓶塞效应：指由于元件与PCB结合过紧，导致焊接时，PCB内部受热产生气体无法排出（焊接面与焊锡完全结合），导致焊点产生针孔，炸锡或焊接高度不够等不良现象。THD元件的选择、设计•6.元件引脚直径大于（长或宽取较大值）1.2mm,或引脚为钢针等较硬的材质，元件的引脚高度应设计为标准高度3.5mm+/-0.5mm（仅仅适合厚度为1.6mm,2.2mm的PCB).以避免剪脚作业。例如：变压器，电感…3.5mm+/-0.5mmTHD元件的选择、设计•7.使用双面混装工艺的PCBA,PCB底面SMD元件的高度不可超过3mm。3mmTHD元件的选择、设计•8.SMD类元件的耐温必须达到260摄氏度以上，且包装方式必须满足防潮，防震，放挤压，防静电的要求以满足产品制造过程。•THD类元件的耐温必须达到120摄氏度以上及260度，6s/3次以上的要求，其包装方式必须满足防潮，防震，放挤压，防静电的要求，以满足产品制造过程。同时应首先选择编带式的封装方式，以提高元件的加工效率。THD元件的选择、设计•9.SOJ,PLCC,BGA和引脚间距小于0.8mm等贴片类元件不可以采用波峰焊接方式。BAGPLCCSOJTHD元件的选择、设计•10.导线尽量不要直接与PCB连接，进行焊接作业。以确保其可操作性，同时避免导线绝缘层损害。应使用连接器或插座，利用其焊接机理，进行机械连接。THD元件的选择、设计•11.如板面有连接器、插座、插针类得元件，其顶端应做倒角设计，以方便插装。且元件与PCB结合部位必须做透气设计。•倒角的大小视元件插孔或引脚大小决定，这里不做规定THD元件的选择、设计•12.PCB组件与PCB装联的方式尽量避免使用螺钉连接，可设计为定位柱，利用波峰焊接进行机械连接，可有效提高装配效率，同时减低材料使用。•例如：散热器THD元件的选择、设计•13.散热器设计•a.散热器上组装的元件，必须保证组装后，组件的引脚在同一水平线上，以利于插装作业。同一水平THD元件的选择、设计•b.散热器上的元件的类别应尽量为1种，如有特殊原因，也应保证同一散热器本体上组件的类别在3种以下，且从外观上容易区分，以防止装配性错误。•c.同一散热器上的元件最多应保持在4~5个，以防止组装中的公差叠加，导致插装作业难度增加，影响产品整体制造速度以及造成质量隐患。THD元件的选择、设计•14.对于DIP类多引脚，且本身有方向要求的元件，其本身应做“防反向”设计，设计的方法多采用去除无功能脚，增加定位柱等方法，这里不做限制。以下为一种防反向设计：增加定位柱，以保证反向无法插装THD元件的选择、设计•15.PCB表面尽量不要使用”踢脚”成型类元件设计，如必须使用时，应依照我公司现有加工能力，其踢脚的宽度（X）必须为3.9mm.X=3.9mmTHD元件的选择、设计•16.过波峰焊的SIP/DIP类插座长度尽量不超过40mm，以免焊接过程中，元件本体受热，翘曲，导致浮高。•例如：插座，插针…注：元件越长，变形的曲度越大。THD元件的选择、设计•17.插装类双引脚元件，尽量采用编带式封装，以便于成型加工，提升加工效率（三级管等管状物料除外）•例如，压敏电阻，色环电阻，LED….第三节PTH、NPTH通孔/焊盘设计返回大纲PTH、NPTH通孔/焊盘设计术语：PTH—金属化的导通孔；•元件孔：用于插装元件的导通孔。•过锡孔：从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔。•接地孔：起接地作用的一种金属化孔。•盲孔：一种未延伸至PCB另外一面的金属化孔。埋孔PTH、NPTH通孔/焊盘设计•元件孔、插装孔：•1.用于插装元件的PTH通孔直径（D），应依照元件引脚的直径，适当放大0.3~0.5mm，以利于插装，焊接。如下：元件引脚直径（D)PCB孔径备注D≤1.OmmD+0.3mm常规引脚，波峰焊接1.0mmD≤2.0mmD+0.4mm常规引脚，波峰焊接D2.OmmD+0.5mm常规引脚，波峰焊接以上均为金属化后的尺寸PTH、NPTH通孔/焊盘设计•2，对与通孔插装，回流焊接的元件，其孔径与元件引脚的配合尺寸也应做适当放大，具体如下：元件引脚直径（D)PCB孔径备注D≤1.OmmD+0.15mmDIP[/SIP插针，回流焊接1.0mmD≤2.0mmD+0.2mmDIP[/SIP插针，回流焊接D2.OmmD+0.2mmDIP[/SIP插针，回流焊接以上均为金属化后的尺寸PTH、NPTH通孔/焊盘设计•3，矩形插装孔设计如元件引脚为矩形，插装孔的设计形状也应设计为矩形，且依照各方向横截面得宽度，依照通孔插装元件孔设计规则设计。例如：X=1MMY=3MMX1Y1PCB通孔元件脚元件引脚直径（D)PCB孔径D≤1.OmmD+0.3mm1.0mmD≤2.0mmD+0.4mmD2.OmmD+0.5mm以上均为金属化后的尺寸PTH、NPTH通孔/焊盘设计。•接地孔1.从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔，与内部线路导通，通常用螺丝与外界固定。2.接地孔径一般为螺钉直径+0.3mm,过小将无法安装，接地孔通常用作定位用，所以不宜过大，过大将影响定位精度。例如：直径为3mm的螺钉，螺钉孔的直径应该为3.3mm以上均为金属化后的尺寸PTH、NPTH通孔/焊盘设计。•过锡孔1.从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔，通常在PCB表面铜箔较大，较为密集的地方开设，其目的是提升区域面积内的热膨胀速度，减缓区域面积内的散热速度。2.过锡孔的孔径一般为0.6~0.8mm,过小将影响孔内镀铜效果，过大容易溢锡。3.过锡孔可作为测试孔使用。以上均为金属化后的尺寸PTH、NPTH通孔/焊盘设计。•盲孔1.盲孔一般多用在多层板设计，用以连接PCB内部与PCB一个表面的电器连接，是一种金属化孔。2.为保证盲孔的镀层，开孔的孔径应保持在0.6mm以上。（直径小于0.6mm的孔做镀层的效果不好，具体可根据供应商能力调整）以上均为金属化后的尺寸PTH、NPTH通孔/焊盘设计术语：NPTH—非金属化的导通孔；•定位孔—用于PCB定位或安装的一种非金属化孔。•应力孔—用于减少PCB表面张力的一种非金属化孔。•隔离孔、槽—用于隔离强弱电之间爬电现象的一种非金属化孔。PTH、NPTH通孔/焊盘设计•定位孔—通常不做金属化处理,如作为接地用，可做金属化,并做表面处理。•定位孔孔径为3.0~3.2mmPTH、NPTH通孔/焊盘设计•应力孔—用来减少区域面积内应力作用的非金属化孔。•应力孔孔径为0.6~0.8mmPTH、NPTH通孔/焊盘设计•强电隔离孔、槽—通常用于强电、弱电区域隔离位置，用于隔离两者之间的爬电现象。•强电隔离设计不受外形，尺寸约束。•强电隔离孔、槽须开设应保证边缘与最近的焊接位置有2mm以上的空间。•强电隔离孔、槽不可损伤焊盘、线路等。注：为保证制造的可操作性，不建议采用此方法进行电气隔离。PTH、NPTH通孔/焊盘设计•其它要求：通孔必须保证与PCB垂直同一通孔的内径必须保证一致正确的错误的焊盘设计--THT焊盘的作用是将已经安装的元件借助焊接材料，以特有的方式达到与PCB内部线路导通，实现产品设计的功能。焊盘的设计一般视元件孔的直径尺寸，元件的外形，适当增加可焊接区域，称为焊盘。焊盘设计--THT焊盘的材料一般为纯度为99.9%以上的电解铜，一般的厚度多为35um，如有特殊要求，可适当调整。焊盘设计--THT•一般圆形焊盘的设计规则如下：孔直径焊盘直径备注D≤0.8mmD+0.6mm波峰焊接0.8mm≥D1.5mmD+1mm波峰焊接D≥1.5mmD+3mm波峰焊接如有特殊要求，可适当调整。焊盘设计--THT•矩形焊盘•如果元件孔的外形为矩形，焊盘应视每个横截面宽度的不同，设计焊接带。孔直径焊盘直径备注D≤0.8mmD+0.6mm波峰焊接0.8mm≥D1.5mmD+1mm波峰焊接D≥1.5mmD+3mm波峰焊接如有特殊要求，可适当调整。焊盘设计--THT•特殊焊盘设计—热焊盘设计•如焊盘分布在大面积铜箔区域，为保证焊点的焊接质量，应进行热隔离设计。如图：(工作电流在5A以上的焊接位置，不能采用隔热焊盘设计)。焊盘设计--THT•特殊焊盘设计—窥锡焊盘•为防止直径在3mm以上的焊盘焊接后产生锡珠，焊盘可采用”窥锡焊盘”设计，如图X注意：X的间距视整体焊盘的周长而定，一般不超过孔周长的25%。开槽的方向必须与PCB运行的方向一致。焊盘设计--THT•特殊焊盘设计—应力保护设计•易产生应力的焊点，应加大焊接带的大小，确保受到外力时不会轻易起铜皮。•工作电流较大的焊点，为确