PCB工艺设计规范

PCB工艺设计规范2008.12.24目的适用范围规范内容引用/参考标准或资料目的规范产品的PCB工艺设计，规定PCB工艺设计的相关参数，使得PCB的设计满足可生产性、可测试性、安规、EMC、EMI等的技术规范要求，在产品设计过程中构建产品的工艺、技术、质量、成本优势。适用范围本规范适用于所有电了产品的PCB工艺设计，运用于但不限于PCB的设计、PCB投板工艺审查、单板工艺审查等活动。规范内容PCB板材要求确定PCB使用板材以及TG值确定PCB所选用的板材，例如FR—4、铝基板、陶瓷基板、纸芯板等，若选用高TG值的板材，应在文件中注明厚度公差。确定PCB的表面处理镀层确定PCB铜箔的表面处理镀层，例如镀锡、镀镍金或OSP等，并在文件中注明。热设计要求高热器件应考虑放于出风口或利于对流的位置。PCB在布局中考虑将高热器件放于出风口或利于对流的位置。较高的元件应考虑放于出风口，且不阻挡风路。散热器的放置应考虑利于对流。温度敏感器械件应考虑远离热源。对于自身温升高于30℃的热源，一般要求：a．在风冷条件下，电解电容等温度敏感器件离热源距离要求大于或等于2.5mm；b．自然冷条件下，电解电容等温度敏感器件离热源距离要求大于或等于4.0mm。若因为空间的原因不能达到要求距离，则应通过温度测试保证温度敏感器件的温升在降额范围内。大面积铜箔要求用隔热带与焊盘相连。为了保证透锡良好，在大面积铜箔上的元件的焊盘要求用隔热带与焊盘相连，对于需过5A以上大电流的焊盘不能采用隔热焊盘，如图所示：过回流焊的0805以及0805以下片式元件两端焊盘的散热对称性(如图1)为了避免器件过回流焊后出现偏位、立碑现象，地回流焊的0805以及0805以下片式元件两端焊盘应保证散热对称性，焊盘与印制导线的连接部宽度不应大于0.3mm高热器件的安装方式及是否考虑带散热器确定高热器件的安装方式易于操作和焊接，原则上当元器件的发热密度超过0.4W/cm3，单靠元器件的引线腿及元器件本身不足充分散热，应采用散热网、汇流条等措施来提高过电流能力，汇流条的支脚应采用多点连接，尽可能采用铆接后过波峰焊或直接过波峰焊接，以利于装配、焊接；对于较长的汇流条的使用，应考虑过波峰时受热汇流条与PCB热膨胀系数不匹配造成的PCB变形。器件库选型要求已有PCB元件封装库的选用应确认无误PCB上已有元件库器件的选用应保证封装与元器件实物外形轮廓、引脚间距、通孔直径等相符合。插装器件管脚应与通孔公差配合良好（通孔直径大于管脚直径8—20mil），考虑公差可适当增加，确保透锡良好。元件的孔径形成序列化，40mil以上按5mil递加，即40mil、45mil、50mil、55mil……；40mil以下按4mil递减，即36mil、32mil、28mil、24mil、20mil、16mil、12mil、8mil.新器件的PCB元件封装库存应确定无误PCB上尚无件封装库的器件，应根据器件资料建立打捞的元件封装库，并保证丝印库存与实物相符合，特别是新建立的电磁元件、自制结构件等的元件库存是否与元件的资料（承认书、图纸）相符合。新器件应建立能够满足不同工艺（回流焊、波峰焊、通孔回流焊）要求的元件库。需过波峰焊的SMT器件要求使用表面贴波峰焊盘库。轴向器件和跳线的引脚间距的种类应尽量少，以减少器件的成型和安装工具。不同PIN间距的兼容器件要有单独的焊盘孔，特别是封装兼容的继电器的各兼容焊盘之间要连线。锰铜丝等作为测量用的跳线的焊盘要做成非金属化。若是金属化焊盘，那么焊接后，焊盘内的那段电阻将被短路，电阻的有效长度将变小而且不一致，从而导致测试结果不准确。不能用表贴器件作为手工焊的调测器件。表贴器件在手工焊接时容易受热冲击损坏。不能选用和PCB热膨胀系数差别太大的无引脚表贴器件。因为容易引起焊盘拉脱现象，除非实验验证没有问题。不能选非表贴器件作为表贴器件使用。因为这样可能需要手焊接，效率和可靠性都会很低，除非实验验证没有问题。多层PCB侧面局部镀铜作为用于焊接的引脚时，必须保证每层均有铜箔相连，以增加镀铜的附着强度，同时要有实验验证没有问题，否则双面板不能采用侧面镀铜作为焊接引脚。基本布局要求PCBA加工工序合理制成板的元件布局应保证制成板的加工工序合理，以便于提高制成板加工效率和直通率。PCB布局选用的加工流程应使加工效率最高。常用PCBA的6种主流加工流程如表2：波峰焊加工的制成板进板方向要求有丝印标明波峰焊加工的制成板进板方向应在PCB上标明，并使进板方向合理，若PCB可以从两个方向进板，应采用双箭头的进板标识。（对于回流焊，可考虑采用工装夹具来确定其过回流焊的方向）。需波峰焊加工的单板背面器件不形成阴影效应的安全距离已考虑波峰焊工艺的SMT器件距离要求如下:a、相同类型器件距离(见下图2)b、不同类型器件距离（见图3）大于0805封装的陶瓷电容，布局时尽量靠近传送边或受应力较小区域，其轴向尽量与进板方向平行（图4），尽量不使用1825以上尺寸的陶瓷电容。经常插拔器件或板边连接器其周围3mm范围内尽量不布置SMD，以防止连接器插拔时产生的应力损坏器件(图5)：过波峰焊的表面贴器件的standoff符合规范要求.过波峰焊的表面贴器件的standoff应小于0.15mm，否则不能布在B面过波峰焊，若器件的standoff在0.15mm与0.2mm之间，可在器件本体底下布铜箔以减少器件本体底部与PCB表面的距离过波峰焊的插件元件焊盘间距大于1.0mm为保证过波峰焊时不连锡，过波峰焊的插件元件焊盘边缘间距应大于1.0mm（包括元件本身引脚的焊盘边缘间距）。优选插件元件引脚间距（pitch）≧2.0mm，焊盘边缘间距≧1.0mm。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6要求。插件元件每排引脚为较多，以焊盘排列方向平行于进板方向布置器件时，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7）。BGA周围3mm内无器件为了保证可维修性，BGA器件周围需留有3mm禁布区，最佳为5mm禁布区。一般情况下BGA不允许放置背面（两次过回流焊的单板地第一次过过回流焊面）；当背面有BGA器件时，不能在正面BGA5mm禁布区的投影范围内布器件。贴片元件之间的最小间距满足要求a、机器贴片之间器件距离要求（图8）：b、同种器件：≧0.3mmc、异种器件：≧0.13*h+0.3mm（h为周围邻近元件最达高度差）d、只能手工贴片的元件之间距离要求：≧1.5mm元器件的外侧距过板轨道接触的两个板边大于、等于5mm为了保证制成板过波峰焊或回流焊时，传送轨道的卡抓不碰到元件，元器件的外侧距板边距离应大于或等于5mm，若达不到要求，则PCB应加工艺边，器件与V—CUT的距离≧1mm可调器件、可插拔器件周围留有足够的空间供调试和维修应根据系统或模块的PCBA安装布局以及可调器件的调测方式来综合考虑可调器件的排布方向、调测空间；可插拔器件周围空间预留应根据邻近器件的高度决定。所有的插装磁性元件一定要有坚固的底座，禁止使用无底座插装电感有极性的变压器的引脚尽量不要设计成对称形式安装孔的禁布区内无元器件和走线（不包括安装孔自身的走线和铜箔）金属壳体器件和金属件与其它器件的距离满足安规要求金属壳体器件和金属件的排布应在空间上保证与其它器件的距离满足安规要求。对于采用通孔回流焊器件布局的要求a.对于非传送边尺寸大于300mm的PCB，较重的器件尽量不要布置在PCB的中间，以减轻由于插装器件的重量在焊接过程对PCB变形的影响，以及插装过程对板上已经贴放的器件的影响。b.为方便插装，器件推荐布置在靠近插装操作侧的位置。c.尺寸较长的器件（如内存条插座等）长度方向推荐与传送方向一致。d.通孔回流焊器件焊盘边缘与pitch≦0.65mm的QFP、SOP、连接器及所有的BGA的丝印之间的距离大于10mm。与其它SMT器件间距离2mm。e.通孔回流焊器件本体间距离10mm。有夹具扶持的插针焊接不做要求。f.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5mm。通孔回流焊器件禁布区要求a.通孔回流焊器件焊盘周围要留出足够的空间进行焊膏涂布，具体禁布区要求为：对于欧式连接器靠板内的方向10.5mm不能有器件，在禁布区之内不能有器件和过孔。b.须放置在禁布区内的过孔要做阻焊塞孔处理。器件布局要整体考虑单板装配干涉器件在布局设计时，要考虑单板与单板、单板与结构件的装配干涉问题，尤其是高器件、立体装配的单板等较轻的器件如二级管和1/4W电阻等，布局时应使其轴线和波峰焊方向垂直。这样能防止过波峰焊时因一端先焊接凝固而使器件产生浮高现象。（图12）电缆和周围器件之间要留有一定的空间，否则电缆的折弯部分会压迫并损坏周围器件及其焊点。走线要求印制板距板边距离：V-CUT边大于0.75mm，铣槽边大于0.3mm。为了保证PCB加工时不出现露铜的缺陷，要求所有的走线及铜箔距离板边：V—CUT边大于0.75mm，铣槽边大于0.3mm（铜箔离板边的距离还应满足安装要求）。散热器正面下方无走线（或已作绝缘处理）为了保证电气绝缘性，散热器下方周围应无走线（考虑到散热器安装的偏位及安规距离），若需要在散热器下布线，则应采取绝缘措施使散热器与走线绝缘，或确认走线与散热器是同等电位。金属拉手条底下无走线为了保证电气绝缘性，金属拉手条底下应无走线各类螺钉孔的禁布区范围要求各种规格螺钉的禁布区范围如以下表5所示(此禁布区的范围只适用于保证电气绝缘的安装空间，未考虑安规距离，而且只适用于圆孔)：本体范围内有安装孔的器件，例如插座的铆钉孔、螺钉安装孔等，为了保证电气绝缘性，也应在元件库中将也的禁布区标识清楚。要增加孤立焊盘和走线连接部分的宽度（泪滴焊盘），特特别是对于单面板的焊盘，以避免过波峰焊接时将焊盘拉脱固定孔、安装孔、过孔要求过波峰的制成板上下需接地的安装孔和定位孔应定为右非金属化孔。SMT焊盘边缘距导通也边缘的最小距离为10mil，若过孔塞绿油，则最小距离为6mil。SMT器件的焊盘上无导通孔。（注：作为散热用的DPAK封装的焊盘除外）SMT焊盘边缘距导通也边缘的最小距离为10mil，若过孔塞绿油，则最小距离为6mil。通常情况下，应采用标准导通孔尺寸。标准导通孔尺寸（孔径与板厚比≦1：6）如表7：目前最小走线间距及通孔孔径。最小线宽/线距最小孔径双面板0.10mm0.20mm四层板0.10mm0.20mm六层板0.11mm0.20mm八层板0.13mm0.20mm基准点要求有表面贴器件的PCB板对角至少有两个不对称基准点基准点用于锡膏印刷和元件贴片时的光学定位。根据基准点在PCB上的分别可分为拼板基准点、单元基准点、局部基准点。PCB上应至少有两个不对称的基准点。基准点中心距板边大于5mm，并有金属圈保护a.形状：基准点的优选形状为实心圆。b.大小：基准点的优选尺寸为直径40mil±1mil。c.材料：基准点的材料为裸铜或覆铜，为了增加基准点和基板之间的对比度，可在基准点下面敷设大的铜箔。基准点焊盘、阻焊设置正确（图14）阻焊开窗：阻焊形状为和基准点同心的圆形，大小为基准点直径的两倍。在80mil直径的边缘处要求有一圆形的铜线作保护圈，金属保护圈的直径为：外径110mil，内径为90mil，线宽为10mil。由于空间太小的单元基准点可以不加金属保护圈。对于多层板建议基准点内层铺铜以增加识别对比度。基准点范围内无其它走线及丝印为了保证印刷和贴片的识别效果，基准点范围内应无其它走线及丝印。需要拼板的单板，单元板上尽量确保有基准点需要拼板的单板，每块单元板上尽量保证有基准点，若由于空间原因单元板上无法布下基准点时，则单元板上可以不布基准点，但应保证拼板工艺上有基准点。丝印要求所有元器件、安装孔、定位孔都有对应的丝印标号。丝印字符遵循从左至右、从下往上的原则。器件焊盘、需要搪锡的锡道上无丝印，器件位号不应被安装后器件所遮挡。（密度较高，PCB上不需作丝印的除个）为了保证器件的焊接可靠性，要求器件焊盘上无丝印；为了保证搪锡的