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1PCB之DFM设计PCB设计部朱广慧2目录一、PCB板材的基础知识二、设计流程三、生产流程四、PCB设计的可制造性要求1。贴片（SMT）方面2。自动插件（AI）方面3。人工插件（HI）方面4。拼板方面5。其他方面五、PCB设计的可测试性要求六、PCB设计的安全要求3PCB板材分类方式1：按增强材料分：纸基、玻璃布基、复合基（CEM）和特殊材料基（陶瓷、金属芯）2：按树脂粘合剂分：酚醛树脂、环氧树脂、聚脂树脂等3：按结构强度分：刚性覆铜箔板、挠性覆铜箔板。PCB板材知识介绍45•纸基板公司常用板材等级:XPC(非阻燃)应用:用于低压电器及玩具等公司应用于遥控发射器上优点：价格低，质量轻，可冲孔加工缺点：介电性能、机械性能差，吸水性较高6•纸基板(单面板)公司常用板材等级:FR-1阻燃应用:CRT电视;LCD小功能板;小功率电源板;一般家用电器公司常用的为L料，即CCP-34007•复合材料基板公司常用板材耐浸焊性、耐潮湿性、冲孔性、平整度、机械强度等都优于纸基板等级:CEM-1阻燃应用:大功率电源板公司常用的为L料，即CCP-5088•玻璃布基板公司常用板材优点：强度高，耐热性好，介电性好缺点：价格较高等级:FR-4阻燃应用:LCD主板，附属功能板公司常用的有生益、南亚、超声9设计流程设计准备网表输入规则设置元器件布局布线检查复查输出10生产流程SMTAISKD/SUBCTV上板印刷锡膏贴装元件回流焊接QC检查AOI上板点胶贴装元件固化QC检查铆钉飞线编带卧插立插QA手插炉前QC波峰焊检焊功能性调试SMTAISKD11PCB设计的可制造性要求贴片（SMT）方面自动上板机印刷机12PCB设计的可制造性要求贴片（SMT）方面高速贴片机多功能机回流焊炉13PCB设计的可制造性要求贴片（SMT）方面SPI锡膏检测机AOI自动光学检测机人工目测14PCB设计的可制造性要求贴片（SMT）方面点胶机ICT测试机15PCB设计的可制造性要求贴片（SMT）方面MARK点的要求1.每一块PCB板中至少需要有两个MARK点，放在PCB板的对角非对称的位置上，单板尺寸大于150X150mm时需多加一至两个MARK点，如果PCB板两面都有贴片元器件，则PCB板的两面都需加MARK点。2.MARK点不允许放置在工艺边上.3.MARK点的形状为圆形.4.PCB板MARK点的大小如右图:Φ1.5mm实心圆+Φ3.5mm空白区域注:空白区域内无绿油,无丝印,无铜皮16PCB设计的可制造性要求贴片（SMT）方面MARK点的要求(续)5.贴片IC的引脚距离小于等于0.5mm时，需在IC的对角位置上增加两个MARK点，用于贴装IC时定位。大小如下:Φ1mm实心圆+Φ3mm空白区域注:空白区域内无绿油,无丝印,无铜皮6.所有的BGA的对角位置上都要增加两个MARK点7.MARK点的中心到板边的距离最小为7.0mm8.MARK点中心直径为10MM的范围内不得有同MARK点相似的焊盘实例117PCB设计的可制造性要求贴片（SMT）方面元件放置的要求1.距离板边5mm的范围以内不得有贴片元件.BGA,QFP类的IC周围3mm范围内不能放置高于5MM元件.2.脚距小于等于0.5mm的贴片IC不得采用波峰焊方式生产.3.排阻,SMT插座,SMT铝电解,PLCC,SOT252,PSD类,SOJ类等元件不能采用波峰焊方式生产.4.有BGA封装的PCB,SMT元件采用双面回流的生产方式,DIP元件在批量小时采用手焊,量大时做夹具过波峰.采用双面回流，夹具过波峰的生产工艺时，板底的贴片元件焊盘边缘距离通孔元件的边缘要大于等于5MM18PCB设计的可制造性要求贴片（SMT）方面元件放置的要求(续）5.贴片铝电解电容之间的距离要求：当二个元件成“T”形排列时，元件脚边与另一元件体边距离≥2mm,当二个元件成“II”形排列时，元件体边与另一元件体边的距离≥0.5mm,当二个元件成“--”形排列时，元件体之间距离≥2mm。6.贴片元件的排布方向(适用于波峰焊)19PCB设计的可制造性要求贴片（SMT）方面元件放置的要求(续）7.双面回流的PCB板,小于下列尺寸的元件放置在同一面,大于的放置在另一面.(≤84pin的PLCC,≤44pin的SOJ,脚距1.27≤42pin的SO,宽度≤16长度≤30的SSOP，≤24pin的SOJ，≤32×32的QFP，≤32×32的BGA）8.IC贴装方向与外侧焊盘宽度(适用于波峰焊)注:脚距小于等于0.5mm的IC不可以过波峰焊.实例220PCB设计的可制造性要求贴片（SMT）方面元件放置的要求(续）9.在波峰焊面放置元件时，元件体愈厚,距离愈要适当拉远，当元件尺寸相差较大并相邻排列且间距较小时，较小元件应排在进炉方向的前面位置，预防焊接的阴影效应。10.金属板、金属壳、屏蔽罩与贴片元件、一般元件的距离大于1.0mm，金属壳、屏蔽罩与PCB板接触的位置上不能有裸露的铜箔、过孔，周围不能与其它元件相碰。11.同样的贴片元件，波峰焊接和回流焊接的焊盘设计是有区别的。使用时应注意选择12.回流焊时，小型贴片件（0402,0603,0805）与大型贴片件（外体为Ǿ8的贴片电解及贴片大电感）之间的距离：小型贴片件的焊盘边缘距离大型贴片件的元件体为3MM实例4实例3实例5实例621PCB设计的可制造性要求贴片（SMT）方面走线的要求1.贴片元件的焊盘与大面积的铜皮相连时，应采用花孔连接方式.(大功率的接地点除外)2.贴片元件的焊盘上不能设置过孔，且过孔应离焊盘0.2mm以上(回流焊)(波峰焊可适当减小该距离)实例7实例822PCB设计的可制造性要求贴片（SMT）方面走线的要求（续）3.当IC有相邻的脚是同一网络的时，为了避免过炉后，看起来象短路，要如下图所示进行连接。4.导线要避免走直角或锐角，要尽量走45°角或圆角；23PCB设计的可制造性要求贴片（SMT）方面走线的要求（续）5.从贴片焊盘引出的导线要有适当的角度,必要时进行过渡.6.当两个贴片焊盘间需要走导线时，走线如下所示:24PCB设计的可制造性要求贴片（SMT）方面走线的要求（续）7.为了避免短路及焊盘变形，在导线和焊盘连接处的展宽不可以引起焊盘的扩大。实例925PCB设计的可制造性要求贴片（SMT）方面走线的要求（续）7.8.bc0.2（0.3）0.15（0.2）双面板0.1（0.15）0.2（0.3）b走线宽度0.1（0.15）0.25（0.3）C走线避让区多层板单面板项目dd板边ee0.8（1）0.25（0.3）双面板0.125（0.2）0.3（0.4）d走线和焊盘间距0.8（1）1（2）e走线、焊盘到PCB板边的间距多层板单面板项目26PCB设计的可制造性要求贴片（SMT）方面走线的要求（续）--载流能力9.07.54.33.52.61.71.51.21.00.71/21015.013.07.56.04.43.22.82.41.61.5124.520.512.510.07.35.04.03.63.02.22载流能力线宽9.96.03.56.94.22.60.111.010.06.011.57.04.20.220.012.37.212.38.35.00.252.41.30.81.61.20.70.0153.01.71.02.11.30.70.027.86.04.03.31.624.53.62.52.21.212.82.01.41.20.61/2105.74.03.02.51.423.52.61.91.71.012.01.51.10.90.51/2100.0750.050.030.0250.01铜厚温升27PCB设计的可制造性要求贴片（SMT）方面走线的要求（续）--绝缘距离5.65.61K25~1K67.57.51K6~2K10.010.02K~2K512.512.52K5~3K24.82.4630~8005.03.2800~1K5.04.21K~1K253.61.8500~63016.016.03K2~4K2.61.3400~50017.517.54K~5K0.40.260~1250.60.3125~1602.01.61.20.80.2加强绝缘1.00.80.50.40.1基本绝缘320~400250~320200~250160~200≤50工作电压(有效值或直流值）28PCB设计的可制造性要求贴片（SMT）方面IC接地焊盘的要求1.如果IC底部没有接地焊盘，PCB设计不得做此焊盘，如果散热不够，散热过孔不得大于0.3MM2.如果IC底部有接地焊盘，PCB设计的焊盘要与IC实际焊盘大小一致，散热过孔不得大于0.3MM，并要绿油塞孔NOYES29PCB设计的可制造性要求自动插件（AI）方面铆钉机光线机30PCB设计的可制造性要求自动插件（AI）方面编带机卧插机31PCB设计的可制造性要求自动插件（AI）方面编带机卧插机32PCB设计的可制造性要求自动插件（AI）方面立插机33PCB设计的可制造性要求自动插件（AI）方面立插机34PCB设计的可制造性要求自动插件（AI）方面机插定位孔的使用35PCB设计的可制造性要求自动插件（AI）方面机插定位孔红线8mm内禁止放置卧插元件,10mm内禁止放置立式元件机插定位孔圆孔的大小为Φ4MM,长圆孔的大小为5X4MM.36PCB设计的可制造性要求自动插件（AI）方面卧插元件要求N/A0.76DΦD为引脚直径N/A0.25CN/A1.14B1.220.97A0.810.38ΦD最大(mm)最小(mm)符号卧式元件插件间隙表插件刀具注：对于卧式元件和跳线，在同一角度内两紧相邻需连续插件的元件，其插件孔中心距差不能超过10mm（即|DR2―DR1|10mm），否则将影响机器硬件使用寿命，同时还会增高PPM。ΦD37PCB设计的可制造性要求自动插件（AI）方面立插元件要求刀具待插元件已插元件电路板插件推杆公式:1.当待插元件的元件直径或宽度ΦD≥6.35mm时;则D＝ΦD/2+0.2mm2.当待插元件的元件直径或宽度ΦD＜6.35mm时;且a:如果待插元件高度与前一元件相等或更高,则D＝ΦD/2+0.2mmb:如果待插元件高度比前一元件低,则D＝3.38mm38PCB设计的可制造性要求自动插件（AI）方面立插元件要求（续）步骤一已插元件插件刀具插件推杆公式:X（应留间隙）＝Y（前一已插元件高度）+0.48mm步骤二应留间隙刀具正在插件状态最大元件的直径刀具插件完毕后复位状态39PCB设计的可制造性要求自动插件（AI）方面立插元件要求（续）插件夹刀已插元件插件刀具元件引脚公式:a、如果待插元件的元件体直径或长度ΦD≤9.14mm，则：C＝4.78mmb、如果待插元件的元件体直径或长度ΦD＞9.14mm，则：C＝ΦD/2+0.203mm插件夹刀已插元件操作者40PCB设计的可制造性要求自动插件（AI）方面其他要求1.对于需要机插的PCB板,距离板边5mm内不能有插件元件,6mm内不能有贴片元件.当PCB板有局限时,要考虑增加工艺边.2.焊盘方向:卧式自插元件的泪滴形朝内,立式自插元件的泪滴形朝外.3.卧式自插元件最长跨距为19.5mm(跳线的最长跨距为20mm),立式自插元件跨距为5mm.4.在设计中元器件尽可能整齐排列（X，Y坐标），减少机器上下左右的行程频率，提高生产效率。5.为提高生产效率,一块PCB板(包括拼板)上卧式自插件不得少于20个,立式自插件不得少于40个.实例1041PCB设计的可制造性要求人工插件（HI）方面1.较重元件应尽可能放在底板支架的支承点附近.卧插元件不能被立式元件压住.2.手插元件在布局上应考虑操作者的可操作性,充分了解元件的实际大小,保持适当的插装距离，尤其是接插器件。3.在考虑操作者的可操作性的同时还要考虑目测QC的易检测性.4.当手插元件超出板边时,要考虑增加工艺边.实例11实例12实例1342PCB设计的可制造性要求人工插件（HI）方面6.ICIC及插座的摆放应和过炉方向平行及插座的摆放应和过炉方向平行,,并且要在双方