1、作業(yè)規(guī)范-通孔插裝THT設(shè)計(jì)工藝規(guī)范通孔插裝THT設(shè)計(jì)工藝規(guī)范目 錄1、范圍32、引用標(biāo)準(zhǔn)33、定義34、THT印制板的設(shè)計(jì)要求44、元器件的要求156、工藝材料167、生產(chǎn)工序161、范圍本規(guī)范規(guī)定了通孔插裝對(duì)電子元器件、印制板設(shè)計(jì)、工藝材料和組裝工藝的工藝要求。 本規(guī)范適用于電子產(chǎn)品印制電路板的THT設(shè)計(jì)。2、引用標(biāo)準(zhǔn)GB3131-88 錫鉛焊料GB4677.10-84 印制板可焊性測(cè)試方法GB4677.22-88 印制板表面離子污染測(cè)試方法 GB4588.1-84 無金屬化孔的單、雙面印制板技術(shù)條件GB4588.2-84 有金屬化孔的單、雙面印制板技術(shù)條件HB6207-89 航空用印制線

2、路設(shè)計(jì)IPC-A-610B 電子裝連的可接受條件SJ 2925-88 電視接收機(jī)用元器件的引線及導(dǎo)線成形要求 QJ/Z 76-88 印制電路板設(shè)計(jì)規(guī)范3、定義3.1 通孔插裝技術(shù)（THT）：through hole technology 通過對(duì)印制板上鉆插裝孔，將元器件插入印制板表面規(guī)定的插裝孔位并焊接牢固的裝聯(lián)技術(shù)。3.2 組裝件 assembly一些元器件或一些分別組裝的元器件連接在一起，形成組裝件。3.3 印制板組裝件 printed board assembly 完成了元器件電子裝聯(lián)的印制板稱為印制板組裝件。3.4 元件孔 component hole將元件接線端（包括元件引線和引腳）

3、固定于印制板并實(shí)現(xiàn)電氣連接的孔。3.5 跨接線 jumper wiring 印制板上的導(dǎo)電圖形制成后，按原設(shè)計(jì)要求，在板上某兩點(diǎn)之間另外增加的一種電氣連接線。3.6 連接盤（焊盤） land 用于電氣連接、元件固定或兩者兼?zhèn)涞哪遣糠謱?dǎo)電圖形。3.7 元件面 component side布設(shè)總圖上規(guī)定的裝連構(gòu)件面，通常指印制板上比較復(fù)雜和組裝件比較多的一面。3.8 焊接面 solder side與元件面相對(duì)的裝連構(gòu)件面。3.9 成形 forming施加一外力，改變?cè)骷€及導(dǎo)線的走向或直徑，使之形成所要求的幾何形狀。3.10 間距 space 成形后元器件及導(dǎo)線的引線間剪切端面的中心之間的距離

4、。4、THT印制板的設(shè)計(jì)要求4.1. 一般要求 印制板的各項(xiàng)性能應(yīng)滿足GB4588.1、GB4588.2的要求，同時(shí)還應(yīng)滿足：印制板的弓曲和扭曲應(yīng)不大于1.0%；阻焊膜的厚度應(yīng)不大于焊盤的厚度；通孔插裝焊盤的可焊性按GB 4677.10-84方法測(cè)試。 印制板生產(chǎn)完畢后72小時(shí)內(nèi)應(yīng)進(jìn)行真空包裝。 印制板的焊盤上應(yīng)無字符、阻焊膜和其它污物沾污。 印制板應(yīng)能進(jìn)行再流焊和波峰焊。4.2 布局設(shè)計(jì)規(guī)則 一般布局設(shè)計(jì)規(guī)則加大元器件布設(shè)密度 加大元器件布設(shè)密度，以利于縮短導(dǎo)線長度、控制串?dāng)_、減少板面尺寸。在滿足使用的前提下，力求減少層數(shù)。 分區(qū)布設(shè) 器件排布分區(qū)布設(shè)，按照高頻信號(hào)、電源模塊、數(shù)字信號(hào)、模擬

5、信號(hào)區(qū)域進(jìn)行分區(qū)排布。數(shù)字、模擬元器件及其相應(yīng)布線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離，并限定在各自的布線區(qū)域內(nèi)。b) 數(shù)字元器件應(yīng)集中放置，以減少布線長度。c) 數(shù)字信號(hào)線和模擬信號(hào)線應(yīng)盡量垂直，以減少交叉耦合。 高頻信號(hào)走線應(yīng)減少使用90°角彎轉(zhuǎn)，應(yīng)使用平滑圓弧或45°角。高頻信號(hào)走線應(yīng)減少使用過孔連接。e) 晶振電路應(yīng)盡量靠近其驅(qū)動(dòng)器件。f) 所有信號(hào)線要遠(yuǎn)離晶振電路。均勻布設(shè) 布線密度要均勻，整個(gè)板面元器件排列應(yīng)整齊有序，盡可能有規(guī)則地分布排列，以得到均勻的組裝密度。力求層內(nèi)布線均勻，各層布線密度相近。多層板內(nèi)層有大面積的導(dǎo)電區(qū)，盡可能將其設(shè)置在板的中心附近。滿足散熱要求發(fā)熱元器件分布要均勻

6、，熱容量大的器件周圍走線應(yīng)增加間隙 ，并盡量均勻分布在PCB邊緣部分或分布在機(jī)箱內(nèi)較通風(fēng)的位置。大功率元器件周圍不應(yīng)布設(shè)熱敏元件，與其它元件要有足夠的距離。當(dāng)印制板功耗密度超過0.155W/cm2，同時(shí)元器件功耗超過1.0W時(shí)，除自然冷卻外，一般還考慮采用強(qiáng)迫冷卻的方法。 對(duì)需要風(fēng)冷、加散熱片或散熱的位置，應(yīng)留出足夠的風(fēng)道或散熱空間；對(duì)液冷方式，應(yīng)滿足相應(yīng)要求。減少變形需要安裝較重元器件時(shí)，應(yīng)盡量安排在靠近印制板支撐點(diǎn)位置，以減少印制板的變形。其它應(yīng)滿足元器件安裝、維修和測(cè)試要求。 典型插裝器件排布規(guī)則.1電源模塊電源模塊屬于電源區(qū)域，應(yīng)靠近插座一側(cè)，減少電源線對(duì)系統(tǒng)的干擾。電源部分的器件排布

7、按供電順序排布。.2插針插針一般有兩種作用，一為編程頭，在不沖突的情況下其排布應(yīng)盡量靠近需編程的芯片；二為供調(diào)試用，在減少對(duì)布線繞線的前提下，其排布應(yīng)盡量靠近需測(cè)試的器件。.3晶振、晶體多個(gè)晶振、晶體不能集中排布，容易引起干擾，應(yīng)盡量靠近其驅(qū)動(dòng)器件并分散排布，同時(shí)注意器件外殼不能相碰，否則易造成短路。.4變壓器、繼電器變壓器、繼電器是模擬信號(hào)器件，應(yīng)與其他器件分開，獨(dú)立集中排布。4.3 印制板設(shè)計(jì)工藝夾持邊.1 印制板應(yīng)設(shè)計(jì)有工藝夾持邊，其寬度不小于3.8 mm。離印制板邊3 mm內(nèi)不能布線，離印制板邊5 mm內(nèi)不能布器件，見圖1所示。 圖1 工藝夾持邊.2 安裝元件邊緣與外形尺寸邊緣的距離在

8、5 mm以上。 定位孔對(duì)定位孔的要求如下：在印制板的四個(gè)角上，應(yīng)至少有三個(gè)角各設(shè)置一個(gè)定位孔，推薦四個(gè)角各設(shè)置一個(gè)，典型的定位孔位置見圖2所示。定位孔的孔徑公差應(yīng)保持在0.08 mm之內(nèi)。定位孔的孔徑由表面安裝設(shè)備、測(cè)試設(shè)備來決定。 圖2 定位孔布置PCB導(dǎo)電圖形的設(shè)計(jì) PCB布線的取向 設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使焊接面所有相互靠近的線系盡可能取與焊接方向平行或成一個(gè)小的夾角，切忌與焊接方向垂直。 PCB導(dǎo)線要求線性要求：相鄰兩層導(dǎo)線應(yīng)布成相互垂直、斜交或彎曲走線，避免相互平行，以減少寄生電容。信號(hào)走線盡量粗細(xì)一致，利于阻抗匹配。導(dǎo)線的線形要求平滑均勻漸變過渡，切忌成尖角。印制導(dǎo)線拐彎夾角小于90°

9、;時(shí)，導(dǎo)線的拐彎外緣應(yīng)作成圓弧形，避免尖角。如圖 3所示。 采用 不采用 圖3長度要求：導(dǎo)線布線應(yīng)盡可能短，特別是高頻信號(hào)線、高敏感信號(hào)線更應(yīng)布短線。寬度要求：最小導(dǎo)線寬度應(yīng)不小于0.127 mm。間距要求：布線間距應(yīng)考慮電氣安全要求，為便于加工和保證可靠性，最小間距應(yīng)不小于0.127 mm ，有條件的情況下應(yīng)盡量加寬，其中電源線48V的走線與周圍其它走線應(yīng)保持一定距離，間隙應(yīng)大于2 mm。在有導(dǎo)軌、導(dǎo)槽情況下，且導(dǎo)軌槽用于接地或供電時(shí)，導(dǎo)線邊緣與導(dǎo)軌槽間距必須大于2.5 mm。電源線（層）和接地線（層）雙面板上的公共電源線和接地線應(yīng)盡量布設(shè)在印制板的邊緣部分，分別在相對(duì)的兩個(gè)面上。其圖形配置

10、要使電源和地線之間呈低的波阻抗。多層板中可設(shè)置電源層和地線層，也可以設(shè)置電源和地線共用層。電源層和地線層應(yīng)設(shè)計(jì)成網(wǎng)狀。見圖4所示。在高速電路或高頻電路中，一般設(shè)置地線層和電源層，采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。同一層的地網(wǎng)和電源網(wǎng)分隔間距應(yīng)大于2 mm。 圖4導(dǎo)線和連接盤（焊盤）的連接要求印制導(dǎo)線與焊盤連接時(shí)，應(yīng)從焊盤中間引出，盤線應(yīng)分明。焊盤與較大面積導(dǎo)電區(qū)相連接時(shí)，應(yīng)采用長度不小于0.635 mm 的細(xì)導(dǎo)線進(jìn)行熱隔離，如圖5所示。 圖5c) 考慮焊接效果，應(yīng)正確選擇導(dǎo)電圖形和設(shè)計(jì)連接盤（焊盤），見表1。d) 焊盤與相鄰導(dǎo)線的間距應(yīng)不小于0.127 mm。.5焊盤形狀：焊盤取圓形。焊盤形狀與孔的形狀應(yīng)相適應(yīng)。

11、環(huán)寬：對(duì)于金屬化孔，最小環(huán)寬為0.15 mm；對(duì)于非金屬化孔，最小環(huán)寬為0.3 mm。詳見.6條。間距：焊盤邊緣之間的間距不小于0.127mm；按印制板行進(jìn)方向，兩焊盤之間的最小距離為0.6 mm。.6孔a) 數(shù)量: 應(yīng)該為插裝元器件的每一根引線或端子提供一個(gè)單獨(dú)的元器件引線孔。b) 形狀:元件孔原則上采用圓形孔，與焊盤應(yīng)是同心圓。避免使用異形孔?？招你T釘孔直徑: 當(dāng)使用空心鉚釘時(shí)，孔的最大直徑應(yīng)比空心鉚釘圓柱體的外徑增大0.25 mm。非金屬化孔的間隙：在保證元件容易插裝的前提下,為了獲得可靠的焊接點(diǎn), 非金屬化孔的間隙應(yīng)盡量小些。 相鄰機(jī)械安裝孔邊緣間距應(yīng)不小于PCB厚度。.7插裝元器件引

12、線直徑、孔徑、焊盤的尺寸a) 元器件引線直徑與孔徑的尺寸配合見表2所示。焊盤與孔徑的配合見表3所示。表 1 導(dǎo)電圖形序號(hào)說明采用不采用 1避免鄰近連接盤成銳角 2避免大面積銅箔3導(dǎo)線從相鄰接點(diǎn)穿過時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)成距離間隔最大且相等。導(dǎo)線離接點(diǎn)要求間隔最大。表2 元器件引線直徑與孔徑的尺寸配合（單位：mm）元器件引線直徑D<0.50.5D0.8D>0.8孔徑D+0.150.2D+0.20.3D+0.4 表3 焊盤與孔徑的尺寸配合（單位：mm）引線孔直徑0.6 0.91.01.21.62.0焊盤直徑1.21.51.62.02.53.0元器件布放要求 標(biāo)識(shí)印制板上的元件標(biāo)識(shí)符應(yīng)易于看到，有極

13、性元器件極性和IC第一腳位置應(yīng)標(biāo)出，且標(biāo)識(shí)符清晰易見。 有極性元器件的正極引線的焊盤以方形焊盤標(biāo)識(shí)，IC第一腳的焊盤也以方形焊盤標(biāo)識(shí)，見圖6所示。若需要強(qiáng)調(diào)，則有極性元器件可在正極方形焊盤旁增加符號(hào)“+”，IC可在第一腳方形焊盤旁增加符號(hào)“1”。圖6元器件方向元器件排列應(yīng)整齊有序。有極性的插裝元器件一般按統(tǒng)一的極性取向安放，元器件缺口標(biāo)志的方向應(yīng)保持一致。相似的元器件排列時(shí)一般應(yīng)取向一致。采用波峰焊時(shí)，雙列直插式集成電路及小型開關(guān)的焊盤的排列走向與焊接方向應(yīng)符合圖7的要求。 圖7.3 元器件安裝孔距（元器件跨距）設(shè)計(jì)安裝孔距時(shí)，應(yīng)考慮便于安裝元器件和提供元器件引線成形時(shí)的應(yīng)力消除彎頭的位置。對(duì)

14、于軸向引線元器件臥式安裝，其安裝孔距要求應(yīng)同時(shí)滿足下列公式：SL+2l 和 S=n×2.5mm式中：S 安裝孔距，mm； L 元器件件體長度，mm； l 引線打彎處與引線封口或焊接頭的直線段距離，此距離至少應(yīng)等于引線的直徑或厚度，同時(shí)應(yīng)離開引線封口或焊接頭0.8 mm以上。見圖8所示。 n n為正整數(shù)。 S推薦使用12.5 mm系列。 引線整形的內(nèi)曲率半徑的要求見圖9和表4所示。c) 對(duì)于軸向引線元器件立式安裝，其安裝孔距要求使用下列公式：S=2R式中：R引線打彎曲率半徑，mm；見表4要求。立式安裝要注意高度限制問題。對(duì)于徑向引線元器件的安裝，其安裝孔距一般與其引線間距相等。同一尺寸

15、的元器件，安裝孔距應(yīng)統(tǒng)一。 圖8 圖9表4 引線打彎曲率半徑要求引線直徑（D）或厚度（T）打彎曲率半徑要求0.8mm引線不扭、不裂1D（1T）0.8-1.2mm引線不扭、不裂1.5D（1.5T）1.2mm引線不扭、不裂2D（2T）.4 元器件間距要求插裝元器件之間的間距應(yīng)同時(shí)利于手工插裝和機(jī)器插裝，相鄰元器件邊緣間距應(yīng)不小于2mm。確定連接盤或接線端子位置時(shí)應(yīng)留有空隙，使元器件之間互不遮蔽。每個(gè)元器件在拆除時(shí)不必移動(dòng)其它元器件。裝在印制板組件上的元器件不允許重疊，圖10所示情況屬不合格設(shè)計(jì)。 圖10 安裝空間不夠的情況 阻焊膜圖形.1 阻焊盤應(yīng)與焊盤的位置對(duì)應(yīng)一致。.2 一般阻焊盤的尺寸應(yīng)和焊

16、盤的尺寸相對(duì)應(yīng)一致。在印制板尺寸較大、布線密度不高或焊盤與相鄰的導(dǎo)線間距足夠的情況下，阻焊盤的尺寸可設(shè)計(jì)得稍大一些，一般阻焊盤直徑比焊盤直徑大0.2-0.4mm，但最大不得包容焊盤臨近的印制導(dǎo)線。.4當(dāng)元件孔為1.6 mm以上，且連接盤直徑大于4 mm時(shí)，阻焊盤應(yīng)按圖11 的形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)。 圖11.5避免使用過小的阻焊圖形，以防阻焊涂覆層涂到連接盤（焊盤）上影響焊接。4、元器件的要求根據(jù)設(shè)計(jì)和工藝要求，選擇元器件種類、尺寸。元器件的引線應(yīng)涂覆厚度不大于7.5m的錫鉛合金，錫的含量應(yīng)為58%68%。元器件件體要求能耐受12個(gè)波峰焊預(yù)熱周期，每個(gè)周期是120，60s。6、工藝材料6.1 焊料焊料應(yīng)

17、符合GB3131中的有關(guān)規(guī)定。清洗劑清洗劑應(yīng)滿足如下要求：與待清洗的元器件、印制板材料及清洗設(shè)備相容性好，對(duì)待清洗的元器件、印制板材料不應(yīng)產(chǎn)生直接的或潛在的損傷。與所使用的焊劑相容性好，有較強(qiáng)的清洗能力，能在一定的清洗溫度及時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)期的清洗效果，清洗容量大。清洗溶劑的化學(xué)性能和熱穩(wěn)定性良好，在貯存和使用期間不發(fā)生分解。清洗溶劑應(yīng)具有安全、無毒或低毒等特性，可操作性能良好。7、生產(chǎn)工序元器件引線成形 元器件引線成形，能使元器件在經(jīng)受組裝件的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度、振動(dòng)和沖擊時(shí)，在元器件引線界面處不會(huì)受到過應(yīng)力。 引線正常打彎成形是引線直接打彎90°。引線直線段長度及彎頭半徑應(yīng)符合圖12

18、要求。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，如果引線的彎折不能符合圖8的要求，應(yīng)在裝配圖中闡明。引線成形后引線不能有損傷，在外觀、電性能、可焊性和機(jī)械強(qiáng)度等方面仍應(yīng)滿足原技術(shù)要求。圖12引線成形時(shí)，應(yīng)使元器件上字符端子外露，字符外露范圍見圖12所示。元器件插裝 元器件插裝采用直插。 方向臥式安裝元器件放置在它們焊盤間的中心位置，元器件的標(biāo)記清晰可見；對(duì)于無極性元件，要求元件標(biāo)記的排向一致（自左至右或從上到下）。見圖13所示。.2 立式安裝非極性元器件標(biāo)記讀法為自上到下，有極性標(biāo)記的放在上面。見圖14所示。圖13 圖14 安裝臥式-軸向引線對(duì)于重量小于28克，功率小于1瓦的元器件，元器件整體平行地安放在板面上。見圖15

19、-A所示。對(duì)于功率等于或大于1瓦的元器件，元器件離板面的距離至少為1.5mm，元器件整體應(yīng)與PCB平面平行。見圖15-B所示。 圖15臥式-徑向引線 元件體平置在板面上，見圖16所示。 圖16立式-軸向引線元件體和PCB板面垂直；元器件離焊盤的高度“H”在0.4 mm至1.5 mm之間；安裝后的總高度不超過規(guī)定的高度。見圖17所示。圖17立式-徑向引線器件直立，底面和基板平行；器件底面和板面的間距在0.25 mm和2.0 mm之間。見圖18所示。對(duì)于器件包封涂料在引線處是彎月形封口的，安裝時(shí)在封口和焊盤之間要留出適當(dāng)?shù)母叨?。見圖19所示。 圖18 圖19雙列直插封裝對(duì)于雙列直插封裝DIP器件、

20、雙列直插引線座等，要求所有引腳的架空臺(tái)肩都靠在焊盤上，引腳伸長符合要求。見圖20所示。 圖20.6 導(dǎo)線/引線 連接端子接線柱引線接頭附近的導(dǎo)線應(yīng)呈環(huán)形或弧形，要足以能夠消除振動(dòng)和熱的應(yīng)力。見圖21所示。 圖21.7 與導(dǎo)線交叉的引線與導(dǎo)線交叉的引線，應(yīng)加絕緣套管；套管長度適當(dāng)，沒有碰到焊點(diǎn)，套管的位置能夠起到絕緣保護(hù)的作用。見圖22所示。從元件體伸出的引線應(yīng)該大致和元件體的主軸并行，引線進(jìn)入插孔處應(yīng)該大致和基板表面垂直。圖227.3 元器件焊接波峰焊.1 建議采用帶射流波或帶紊流波與不對(duì)稱層流波的雙波峰焊接設(shè)備。預(yù)熱溫度曲線應(yīng)根據(jù)焊劑的類型、元器件的種類及安裝密度、印制板的厚度等確定。在進(jìn)行

21、波峰焊的過程中，必須嚴(yán)格控制焊劑的密度、活性及焊劑的涂布參數(shù)。推薦使用如下焊接參數(shù)：預(yù)熱區(qū)溫升速率：23°C/s；預(yù)熱區(qū)印制板表面溫度：90110°C；預(yù)熱區(qū)元器件表面的最高溫度：£120°C；焊料槽設(shè)定溫度：240260°C；焊接時(shí)間：36s；傾斜角：3°7°。 手工焊選用防靜電恒溫電烙鐵。烙鐵溫度（實(shí)際溫度）應(yīng)在230±20范圍之間。烙鐵同時(shí)接觸焊盤和器件引線，不得來回摩擦。點(diǎn)焊的每次焊接時(shí)間不超過2±0.5s。7.4 引線修剪引線或?qū)Ь€伸出焊盤面的垂直高度為“L”，通常L=1.01.5mm，見圖23。圖23 在厚度大于2.3 mm并且孔金屬化的印制板上插裝引線長度固定的器件時(shí)（例如DIP插座），允許看不到引線伸出。 引線修剪時(shí)避免物理沖擊，不破壞元件和焊點(diǎn)。經(jīng)過修剪的引線應(yīng)進(jìn)行再次焊接或者用10倍放大鏡進(jìn)行自檢，確保原來的焊點(diǎn)完好無損，即不產(chǎn)生裂縫。清洗清洗工