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PAGE4 鋼網檢驗規范文件編號總版本制訂日期生效日期核準審查文件修訂記錄NO版次變更修訂日期修訂頁次修訂內容摘要登錄者印制電路板(PCB)設計規范范圍本標準規定了印制電路板(簡稱PCB)設計應遵守的基本工藝要求;本標準適用于公司各部門的PCB設計。規范性引用文件下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標準。GB/T4588.3印制電路板設計和使用GJB3243電子元器件表面安裝要求術語和定義下列術語、定義、符號和縮略語適用于本標準。可制造型設計DFMDFM主要研究產品本身的物理設計與制造系統各部分之間的相互關系,并把它用于產品設計中以便將整個制造系統融合在一起進行總體優化。DFM可以降低產品的開發周期和成本,使之能更順利地投入生產。印制電路PrintedCircuit在絕緣基材上,按預定設計形成的印制元件或印制線路以及兩者結合的導電圖形。印制電路板PrintedCircuitBoard(縮寫為:PCB)印制電路或印制線路成品板的通稱,簡稱印制板。它包括剛性、撓性和剛-撓結合的單面、雙面和多層印制板。A面ASide安裝有數量較多或較復雜器件的封裝互聯結構面(PackagingandInterconnectingStructure),在IPC標準中稱為主面(PrimarySide),在本文中為了方便,稱為A面(對應EDA軟件的TOP面)。對背板而言,插入單板的那一面,稱為A面;對插件板而言,元件面就是A面;對SMT板而言,貼有較多IC或較大元件的那一面,稱為A面;B面BSide與A面相對的互聯結構面。在IPC標準中稱為輔面(SecondarySide),在本文中為了方便,稱為B面(對應EDA軟件的BOTTOM面)。對插件板而言,就是焊接面。波峰焊將熔化的軟釬焊料,經過機械泵或電磁泵噴流成設計要求的焊料波峰,使預先裝有電子元器件的印制板通過焊料波峰,實現元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機械和電氣連接的一種軟釬焊工藝。回流焊通過熔化預先分配到印制板焊盤上的膏狀軟釬焊料,實現表面組裝元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機械和電氣連接的一種軟釬焊工藝。適合于所有種類表面組裝元器件的焊接。表面組裝元器件 SurfaceMountedDevices(SMD)指焊接端子或引線制作在同一平面內,并適合于表面組裝的電子元器件。表面安裝技術 SurfaceMountedTechnology(SMT)表面安裝無需利用印制板元器件安裝孔,直接將元器件貼、焊到印制板表面規定位置上的過程。引線Lead從元器件封裝體內向外引出的導線。在表面安裝元器件中,指翼形引線、J形引線、I形引線等外引線的統稱。工藝邊PCB的工藝邊,是指為生產時用于在導軌上傳輸時導軌占用的區域和使用工裝時的預留區域。V-CUT割V型槽,V割的拼板板與板相連處不留間隙。通孔插裝元器件 ThroughHoleComponents(THC)指適合于插裝的電子元器件。小外形晶體管 SmallOutlineTransistor(SOT)指采用小外形封裝結構的表面組裝晶體管。小外形封裝 SmallOutlinePackage(SOP)指兩側具有翼形或J形引線的一種表面組裝元器件的封裝形式。雙列直插式封裝 DoubleIn-linepackage(DIP)塑封有引線芯片載體PlasticLeadedChipCarriers(PLCC)指四邊具有J形引線,采用塑料封裝的表面組裝集成電路。外形有正方形和矩形兩種形式,典型引線中心距為1.27mm。四邊扁平封裝器件 QuadFlatPackage(QFP)指四邊具有翼形短引線,采用塑料封裝的薄形表面組裝集成電引線中心距有英制和公制,公制尺寸有1.00mm,0.8mm,0.65mm,0.5mm,0.4mm,0.3mm。外形有正方形和矩形兩種形式。球柵陣列封裝器件BallGridArray(BGA)指在元件底部以矩陣方式布置的焊錫球為引出端的面陣式封裝集成電路。目前有塑封BGA(P-BGA)和陶瓷封裝BGA(C-BGA)兩種。焊錫球中心距有1.5mm,1.27mm,1mm,0.8mm。片式元件CHIP本標準特指片式電阻器、片式電容器、片式電感器等兩引腳的表面組裝元件。細間距器件 Pitch≤0.65mm的翼形引腳器件以及pitch≤0.8mm的面陣列器件。光學定位標志PCB上的特殊標志,貼片機用其對貼片元件進行定位,絲印機、點膠機也用其做為定位標記。非金屬化孔NPTH在PCB上鉆孔,孔壁上不沉銅、不噴錫,通常一些EDA工具中用Non-Plated表示。機械加工圖表明印制板機械加工尺寸及要求的圖,俗稱外形圖。標記符號圖表明印制板上元器件安裝位置、安裝方式和要求的圖,俗稱字符圖。印制板組裝件具有電氣機械元件或者連接有其它印制板的印制板,其印制板的所有制造工藝、焊接、涂覆都已完成。StandOff表面貼器件的本體底部到引腳底部的垂直距離。中繼孔用于導線轉接的一種貫穿的金屬化孔,俗稱轉接孔或過孔。連接盤導電圖形的一部分。用來連接和焊接元器件。當用于焊接元器件時又稱焊盤。在線測試In-CircuitTest(ICT)是通過對在線元器件的電性能及電氣連接進行測試來檢查生產制造缺陷及元器件不良的一種標準測試手段。自動光學檢測AutomaticOpticalInspection(AOI)總則PCB的工藝設計非常重要,它關系到所設計的PCB能否高效率、低成本地制造出來。新一代的SMT組裝工藝,由于其復雜性,要求設計者從一開始就必須考慮制造的問題。因為一旦設計完成后再進行修改勢必延長轉產時間、增加開發成本。即使修改SMT元件一個焊盤的位置也要進行重新布線、重新制作PCB加工費用和焊膏印刷鋼板,硬件成本至少要兩萬元以上。對模擬電路就更加困難,甚至要重新進行設計、調試。但是,如果不進行修改,批量生產造成的損失就會更大,所付出的代價將是前一階段修改成本的數十倍以上。因此,設計者必須從設計工作開始起就重視工藝問題,問題越早解決對公司也越有利。工藝性設計要考慮:a)自動化生產所需的工藝傳送邊、定位孔、光學定位符號;b)與生產效率有關的拼板;c)與焊接合格率有關的元件封裝選型、基板材質選擇、組裝方式、元件布局、焊盤設計、阻焊層設計;d)與檢查、維修、測試有關的元件間距、測試焊盤設計;e)與PCB制造有關的導通孔和元件孔徑設計、焊盤環寬設計、隔離環寬設計、線寬和線距設計;f)與裝配、調試、接線有關的絲印或腐蝕字符;g)與焊接、螺裝、鉚接工藝有關的孔徑、安裝空間;h)與熱設計、EMC、傳輸線阻抗匹配設計等可靠性設計有關的焊盤、導線要求。5.組裝形式PCB的設計首先應該確定SMT(貼裝)與DIP(插裝)在PCB正反兩面上的布局。不同的PCB形式對應不同的加工工藝流程,對生產線也有不同的要求。在實際的設計中為保證PCB焊接的一次直通率我們公司優選推薦的組裝形式為表1所列形式之1、2、3;公司PCB設計人員也可選用表1所列形式之4、5;如果采用表1形式以外的其他組裝方式,需要與公司內相關組裝工藝工程師商議。表SEQ表\*ARABIC1PCB優選考慮的組裝形式組裝形式示意圖PCB設計特征和加工工藝1單面裝有SMD單面全SMD,采用回流焊工藝;2雙面裝有SMD雙面全SMD,采用雙面回流工藝;3單面混裝單面既有SMD又有THC;先采用貼片機貼裝SMD,再手工插裝THC,一次回流焊工藝焊接。A面混裝B面簡單的SMD1、先B面SMT(回流焊),翻板貼裝SMD,手工插裝THD,再一次回流焊接;2、先B面過回流焊,然后翻板A面過回流焊,最后翻板B面手工焊接。5單面THD單面全THD,采用手工插裝回流焊接。注1:禁止A、B兩面均部THC器件,注2:簡單SMD是指封裝為0805或1206的R、L、C器件和封裝為SOT-23的器件;PCB般的基本參數PCB尺寸范圍PCB在設計時須按需求定尺寸,同時應考慮容易焊接與組裝的可行性。從生產角度考慮,最小的單板(拼板)尺寸應不小于“寬100mm×長100mm”,最大的單板(拼板)尺寸應不大于“寬250×長對PCB長邊尺寸小于125mm,短邊小于100mm的PCB應采用拚板,轉換為符合生產要求的理想尺寸,以便插件和焊接。注1:一般設備對PCB板寬度的要求為自動上板機90mm~265mm,印刷機50~380mm,貼片機50mm~380mm,回流爐50mm~300mm,波峰焊機50mm~350mm。PCB板材根據公司產品的特點,一般推薦采用FR-4基板。PCB疊層設計PCB疊層方式推薦為Foil疊法,即采用銅箔加芯板(core)的結構。如圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC1PCB疊層結構PCB疊層方法采用對稱設計。對稱設計指絕緣層厚度、半固化片類別、銅箔厚度、圖形分布類型(大銅箔層、線路層)盡量對于PCB的垂直中心線對稱,如圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC2對稱設計示意圖PCB銅箔厚度公司推薦選用的PCB銅箔厚度有18μm,35μm,70μm,也可用oz/Ft2表示,對應為0.5oz/Ft2,1oz/Ft2,2oz/Ft2。PCB外層一般選用0.5oz/Ft2的銅箔,電鍍后大于1oz;內層一般選用1oz/FtPCB板厚度常用的PCB的厚度有以下3種:0.8mm,1.6mm,2.0mm。我公司推薦使用1.6PCB厚度的選取應該根據板尺寸大小和所安裝元件的重量選取。7.PCB板組裝輔助設計PCB外形對回流焊和波峰焊的無工藝邊單板(不用夾具),PCB的外形必須是矩形的(四角為R=2mm圓角),如圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC3PCB外形示意對純SMT板,允許有缺口,但缺口尺寸須小于所在邊長度的1/3,應該確保PCB在鏈條上傳送平穩,如圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC4PCB外形對于需要將PCB設計成非矩形的特殊情況,必須通過拼板方式將整體外形設計成矩形,且銑槽為2mm,寬度為3mm的工藝搭子連接,如圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC5工藝拼板示意圖單板的長寬比要求X/Y≤2;如圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC6PCB外形示意圖傳送方向的選擇為減少焊接時PCB的變形,對不作拼板的PCB,一般將其長邊方向作為傳送方向;對于拼板也應將長邊方向作為傳送方向。對于短邊與長邊之比大于80%的PCB,也可以用短邊傳送。工藝邊不加工藝邊的PCB板在正反面離邊≥5mm(200mil)的范圍內不能有任何元器件或焊點,布線離板邊距離要求≥3mm對于短插波峰焊,因考慮到短插波峰爐的特點,除滿足一般傳送工藝邊寬度要求外,離板邊10mm內器件高度限制在40mm(含板的厚度)以內。圖SEQ圖\*ARABIC7傳送邊如果PCB板尺寸在傳送邊器件禁布區尺寸上不能滿足上述要求。必須在相應的板邊增加≥5mm寬的輔助邊,工藝邊倒圓角R=5mm;如圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC8PCB輔助邊設計要求一為了滿足結構設計等特殊需要,某些器件本體(非回流焊接器件)在傳送邊一側伸出PCB外時,輔助邊寬度須滿足下圖要求:圖SEQ圖\*ARABIC9PCB輔助邊設計要求二 注:該方法不適用于量產時的PCB分板,常規設計可以參考圖11。當有器件(非回流焊接器件)在傳送邊一側伸出PCB外,且器件需要沉到PCB內時,輔助邊寬度須滿足下圖要求;圖SEQ圖\*ARABIC10PCB輔助邊設計要求三當有器件(非回流焊接器件)在傳送邊一側伸出PCB外,且器件底部緊貼PCB時,PCB底部應挖空,輔助邊寬度須滿足下圖要求;圖SEQ圖\*ARABIC11PCB輔助邊設計要求四擋條邊(波峰焊工藝使用)對需要進行波峰焊的寬度超過200mm(7874mil)的PCB板,一般非傳送邊也應該留出≥3.5mm(138mil)寬度的邊;在B面(焊接面)上,距擋條邊8mm范圍內不能有元件或焊點,以便裝擋條。如果元器件較多,安裝面積不夠,可以將元器件安裝到邊,但必須另加上輔助工藝擋條邊。光學定位標志(Mark點)對采用光學定位的貼裝設備應該設計出光學定位標志。光學定位標志用于貼片機整體自動定位,要求使用統一的圓形定位標志。光學定位標志應該在貼片機的光源照射下有高的對比度。Mark點的設計光學定位標志的外形設計要求:實心圓形;焊盤內徑D為1mm,阻焊開窗環形半徑1mm。如圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC12光學定位標志基準符號設計要求Mark點的應用情況Mark點主要應用在PCB拼板、整板和局部位置三種場合,如下圖所示:圖SEQ圖\*ARABIC13Mark點的應用場合PCB整板定位。在PCB板空間允許時最好在板的四角部位選設3個整板光學定位標志,在空間不允許時在板的對角處至少選設2個整板光學定位標志。如果是雙面都有貼裝元件,則每一面都應該有光學定位標志,且可以投影重合。如下圖所示。對于拼板,要有3個拼板的全局Mark點,每塊小板對角處至少有兩個整板Mark點。特殊情況下,拼板中小板的兩個整板Mark點可以不加,但3個拼板的全局Mark點必須保留。管腳間距為0.5mm,管腳數量大于144的QFP封裝芯片需要在芯片的對角增加2個mark;如果上述幾個器件比較靠近(<100圖SEQ圖\*ARABIC14局部Mark點的應用光學定位標志中心離板邊的距離有傳送邊和非傳送邊的區別,傳送邊要求5mm以上,非傳送邊3mm(Mark點絲印距板邊)以上即可,對角線上的光學定位標志要圖SEQ圖\*ARABIC15Mark點布局要求一全直插器件的PCB板可以不需要放置光學定位標志;光學定位標志與測試點距離中心距≥5mm;同一板上的光學定位標志其內層背景要相同,即三個Mark點下有無銅箔應一致;目前公司設計的Mark點內層不允許鋪銅;禁止在Mark點絲印內布線,或存在絲印符號;Mark點必須賦予坐標值(當作元件設計),必須使用公司統一設計的Mark點符號,不允許在PCB設計完后自行繪制到PCB板上。PCB拼板設計拼板連接方式拼板的連接方式主要有雙面對刻V形槽、長槽孔加圓孔2種,視PCB的外形而定。V-CUT連接方式:當板與板之間為直線連接,板緣平整且不影響器件安裝的PCB板使用該種連接;V-CUT為直通型,不能在中間轉彎;目前SMT板應用較多,特點是分離后邊緣整齊加工成本低,建議優先選用。V-CUT線兩邊(A、B面)要求保留不小于2mm的器件禁布區,以避免在分板時損傷器件。設計要求如下圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC16V形槽的設計開V型槽后,剩余的厚度X應為(1/4~1/3)δ板厚,剩余厚度最小尺寸不能小于0.4mm。對承重較重的板子可取上限,對承重較輕的板子可取下限。長槽孔加圓孔的拼板方式:長槽孔加圓孔的拼板方式,適合于各種外形的子板(小PCB,相對于拼后大的板而言)之間的拼板。由于分離后邊緣不整齊,對采用導槽固定的PCB一般盡量不要采用。長槽孔加圓孔的長槽寬一般為2.0mm,槽長25mm~40mm;槽與槽之間的連接橋一般為4mm,并布設幾個圓孔,孔徑Ф0.5mm;孔中心距為孔徑加0.3mm~0.6mm,板厚取較小值,板薄取較大的值。分割槽長度的設計視PCB傳送方向、組裝工藝和PCB大小而定。見圖圖SEQ圖\*ARABIC17長槽孔加圓孔的設計要求拼板布局方式拼板可以提高生產效率,進而節省生產成本;拼板設計首先要考慮的就是小板如何擺放以致拼成較大的板。建議以拼板后最終尺寸接近理想的尺寸(見6.1)為拼板設計的依據。拼板方式1:PCB板長邊≥125mm,可以按下圖模式拼板。這種拼法要求保持輔助工藝邊的PCB圓形倒角R=5mm,利于焊接圖SEQ圖\*ARABIC18拼板圖1(V形槽分離方式)拼板方式2:PCB板長邊<125mm若PCB需要經過回流或波峰焊接工藝,且子板板寬尺寸〉60mm,在垂直傳送邊的方向上拼板數量不應超過2;圖SEQ圖\*ARABIC19拼板圖2(V形槽分離方式)拼板方式3:異形板的拼板,要注意子板與子板間的連接,盡量使每一步分離的連接處處在一條線上,見下圖所示。如果PCB板尺寸很小時,在垂直傳送邊的方向上拼板數量可以超過3,但垂直于PCB板傳送方向上的總寬度不能超過150mm,且需要在生產時增加輔助工裝夾具以防止PCB板單板變形。圖SEQ圖\*ARABIC20L形PCB板的拼板方式注:拼板中的小板方向應一致,在工藝允許的條件下可以考慮使用L形拼板。圖SEQ圖\*ARABIC21圓形異種PCB板拼板方式8器件布局器件布局的通用要求有極性或方向性的THD器件在布局上要求方向一致,并盡量做到排列整齊。對于SMD器件不能滿足方向一致要求時,應盡量滿足在X、Y方向上保持方向一致,如鉭電容。需安裝散熱器的SMD應注意散熱器的安裝位置,布局時要求有足夠的空間,確保不與其它器件相碰,確保最小0.5mm的距離滿足安裝空間要求,散熱器與熱敏感器件如電解電容、功放等保持3.3mm以上間距。熱敏元件(如電解電容、晶體振蕩器等)盡量遠離高熱器件;熱敏元件盡量放置在上風口,高大器件放置在低矮元件后面,并且沿風阻最小的方向排布,防止風道受阻。大質量大體積插裝期間需要平臥在板子上,布局時要求足夠的空間,確保不與其它器件相碰,確保最小0.5mm的距離滿足安裝空間要求,并增加固定裝置和措施,如線扣或者點膠等。裝配好后的板件與其它板件和結構零部件無干涉。避免貼裝器件陷于高器件的包圍之中,不便于維修。圖SEQ圖\*ARABIC22熱敏元件的放置布局時不允許器件相碰、疊放,以滿足器件安裝空間要求;圖SEQ圖\*ARABIC23不良布局實例片式R、L、C元件距離V-CUT邊距離要求如下圖所示:圖SEQ圖\*ARABIC24V-cut與chip零件距離要求示意圖貼片器件焊盤與經常插拔的接插件焊盤之間的空間距離(airgap)要求≥3mm。如下圖所示:圖SEQ圖\*ARABIC25布局要求示意圖波峰焊焊接面元件的布局適合波峰焊接的SMD器件─貼片電阻(0805、1206);─貼片電容(0805、1206);─其他片式元件(0805、1206),SOT-23;注:片式繞線式電感和鉭電容不能過波峰。SMD器件布局方向要求SOT-23封裝的器件過波峰方向按下圖所示:圖SEQ圖\*ARABIC26SOT-23器件過波峰布局要求0805、1206封裝的器件過波峰方向按下圖所示:圖SEQ圖\*ARABIC270805、1206器件過波峰布局要求SMD器件布局距離要求同類SMD器件考慮波峰焊接的陰影效應,器件本體間距和焊盤間距需滿足一定的距離。器件本體、焊盤與插件器件焊盤間距也需要滿足一定的距離。如下圖所示和表格中數據。圖SEQ圖\*ARABIC28同類器件距離要求示意圖表SEQ表\*ARABIC2相同類型器件布局要求數值表封裝尺寸焊盤間距L(mm)器件本體間距B(mm)最小間距推薦間距最小間距推薦間距08050.891.270.891.2712061.021.271.021.27SOT-231.021.271.021.27不同類器件焊盤邊緣距離≥1.27mm;貼片器件盡量布局在板子的中心位置。THD器件布局要求除結構件有特殊要求之外,THD器件都必須放置在A面。推薦波峰焊面器件的布局方向如下圖所示:圖SEQ圖\*ARABIC29波峰焊面器件的布局示意圖相鄰元件本體之間的距離,如下圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC30元件本體之間的距離示意圖滿足手工焊接、維修和檢驗的操作空間要求,如下圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC31烙鐵操作空間示意圖 插件器件焊點一側有表貼器件(封裝為0805、1206、SOT-23)一起過波峰焊的時候,需要根據過波峰焊的方向決定插件焊點與表貼器件焊點的間距(airgap);具體要求如下圖所示:圖SEQ圖\*ARABIC32過板方向與布局間距要求示意圖1圖SEQ圖\*ARABIC33過板方向與布局間距要求示意圖2偷錫焊盤設計(波峰焊接工藝使用)插件元件Pitch值≤2.0mm需要在在波峰焊的尾端需要增加一對偷錫焊盤。如下圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC34偷錫焊盤設計使用載具制程的波峰焊布局要求(波峰焊接工藝使用)當使用載具制程工藝過波峰焊時,波峰焊面的SMD器件高度(t)必須<3mm;當波峰焊面的SMD器件高度(t)≧2mm且≦3mm,DIP器件的pin腳與SMD器件pin腳邊緣距離(x)≧5mm;圖SEQ圖\*ARABIC35使用載具制程的波峰焊布局要求示意圖當波峰焊面的SMD器件高度(t)<2mm,DIP器件的pin腳與SMD器件pin腳邊緣距離(x)≧3mm;回流焊焊接面元件的布局SMD器件的通用要求細間距器件(包括BGA)推薦布置在PCB同一面;有極性的貼片盡量同方向布置,防止較高器件布置在較低器件旁時影響焊點的檢測,一般要求視角≤60o;如下圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC36焊點目視檢測要求示意圖面陣列器件BGA周圍需留出3mm禁布區,最佳為5mm禁布區;圖SEQ圖\*ARABIC37面陣列器件與其它器件的禁布區要求QFN器件周圍留出2mm禁布區;SMD器件的布局要求不推薦兩個表面貼裝的翼形引腳器件重疊,作為兼容設計。以SOP封裝器件為例,如下圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC382個SOP封裝器件兼容的示意圖在確認SMD焊盤以及其上印刷的錫膏不會對THD焊接產生影響的情況下,允許THD與SMD重疊設計。以DIP-8與SOIC-8封裝器件的兼容設計為例,如下圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC39DIP-8與SOIC-8封裝器件的兼容設計示意圖雙面貼裝回流焊接布局時,避免掉件;第一次回流焊接器件重量要求:A=器件重量/引腳與焊盤接觸面積片式器件:A≤0.075g/mm2翼形引腳器件:A≤0.300g/mm2J形引腳器件:A≤0.200g/mm2面陣列器件:A≤0.100g/mm2圖SEQ圖\*ARABIC40貼裝器件引腳與焊盤接觸面積示意圖貼片器件之間的距離要求:同種器件:≥0.5mm;異種器件:0.13*h+0.5mm(h為周圍近鄰器件最大高度差) 注1:距離值以焊盤和器件本體兩者中的較大者為測量體。注2:當較低貼片器件的焊盤與較高器件靠近布局時,該兩個器件之間的距離需要滿足焊點檢測要求,即一般要求視角≤60o;如下圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC41器件布局的距離要求示意圖細間距器件與傳送邊所在的板邊距離需要≥10mm,以免影響印錫質量。如下圖所示。其他非細間距的SMD器件與傳送邊所在的板邊距離要求≥5mm,與非傳送邊的距離要求≥3mm;如下圖所示:圖SEQ圖\*ARABIC42SMD器件與板邊的禁布區要求示意圖涂覆工藝要求目前單板涂覆過程中需要避讓的非涂覆器件主要包括接插件,短路塊(跳線),(可調)電位器,撥碼開關,帶座的DIP封裝器件;涂覆輔料存在一定的虹吸效應,有可能滲入到器件內部的金屬搭接處,造成器件接觸不良,影響長期可靠性。相鄰器件在相對側面做涂覆時,其間距要大于等于器件的高度。主要是考慮在噴涂高器件側面時可用大噴頭45度斜噴完成對側面的噴涂,目前主要應用:DC模塊,ECS700指示燈板;圖SEQ圖\*ARABIC43側面涂覆的間距要求示意圖涂覆工藝的器件布局要求為了提高涂覆效率,最好能夠將非涂覆器件集中放置于PCB的板邊;保證涂覆過程減少因為停斷、避讓而增加的額外時間。非涂覆器件與需要涂覆器件之間的本體投影面邊緣距離需要保持5mm以上,以保證在涂覆過程中涂覆輔料不會落到非涂覆器件上。線寬/線距及走線安全性要求在組裝密度許可的情況下,盡量選用較低密度布線設計,以提高無缺陷和可靠性的制造能力。 目前廠家加工能力為:最小線寬/線距為4mil)/4mil。常用布線密度設計參考如下表。表SEQ表\*ARABIC3布線密度說明功能(mil)12/1210/108/87/86/6線寬1210876線距1210886線-焊盤間距1210886焊盤間距1210886內外層線路及銅箔到板邊、非金屬化孔壁的尺寸必須符合下表要求:表SEQ表\*ARABIC4內外層線路及銅箔到板邊、非金屬化孔壁的尺寸要求板外形要素內層線路及銅箔(mil)外層線路及銅箔(mil)距邊最小尺寸一般邊2020插槽邊40導軌深+80(如下圖)拼板分離邊V槽中心4040郵票孔孔邊2020距非金屬化孔壁最小尺寸非安裝孔20(隔離圈)20(封孔圈)安裝孔見安裝孔設計圖SEQ圖\*ARABIC44插槽區域的禁布區在有金屬殼體(如散熱器、電源模塊、臥裝電壓調整器、鐵氧體電感等)直接與PCB接觸的區域不允許有走線。器件金屬外殼與PCB接觸區域向外延伸1.5mm區域為表層走線禁布區。圖SEQ圖\*ARABIC45金屬殼體器件表層走線禁布區出線方式線路與Chip元件連接時,原則上可以在任意點連接。但對采用再流焊進行焊接的Chip元器件,最好按以下原則設計: 對于兩個焊盤安裝的元件,如電阻、電容,與其焊盤連接的印制線最好從焊盤中心位置等線寬出線。對線寬≤12mil的引出線可以不考慮此條規定,線寬寬度最大不超過焊盤邊長較小值。圖SEQ圖\*ARABIC46線寬要求元器件出線必須從焊盤端面中心位置引出。圖SEQ圖\*ARABIC47焊盤中心出線當和焊盤連接的走線比焊盤寬時,走線不能覆蓋焊盤,應從焊盤末端引線;密間距的SMT焊盤引腳需要連接時,應從焊腳外部連接,不允許在焊腳中間直接連接。走線應該避免出現銳角,盡量走短線,減少繞線。圖SEQ圖\*ARABIC48焊盤出線要求一圖SEQ圖\*ARABIC49焊盤出線要求二覆銅設計要求外層如果有大面積的區域沒有走線和圖形,建議在該區域內鋪銅網格,使得整個板面的銅分布均勻。銅網格之間的空方格的大小約為25milx25mil。注:內層鋪銅不需要網格設計。圖SEQ圖\*ARABIC50大面積鋪銅網格設計示意圖大面積電源區和接地區的元件連接焊盤,應設計成下圖所示形狀,以免大面積銅箔傳熱過快,影響元件的焊接質量,或造成虛焊;圖SEQ圖\*ARABIC51花焊盤連接10孔孔的設計目前公司設計的PCB板全部采用貫通式過孔(throughhole),禁止采用盲埋孔(blind/buriedvia)。貫通孔(throughhole)設計,需要滿足孔徑與板厚比大于1/6;過孔主要用作多層板層間電路的連接,在PCB工藝可行條件下孔徑和焊盤越小布線密度越高。推薦過孔孔徑及焊盤尺寸見表5。表SEQ表\*ARABIC5推薦過孔孔徑及焊盤尺寸外徑(mil)內徑(mil)過孔12412(1)過孔24020(2)最小過孔2412注1、2:內徑為12mil、20mil的過孔可以保證綠油100%綠油塞孔。孔間距要求圖SEQ圖\*ARABIC52孔間距要求示意圖孔盤與孔盤之間的距離要求: A≥8mil;孔盤到銅箔的距離要求:B≥8mil、C≥8mil;金屬化孔(PTH)到板邊(holetooutline)最小間距保證焊盤邊緣距離板邊的距離:D≥20mil;非金屬化孔(NPTH)孔壁到板邊的最小距離推薦E≥40mil;過孔禁布設計過孔的位置主要與回流焊工藝有關,過孔不能設計在焊盤上,應該通過一小段印制線連接,孔壁離焊盤的距離≥0.2mm,否則容易產生“立碑”、“空焊”、“少錫”的缺陷,見圖54所示。圖SEQ圖\*ARABIC53過孔位置的設計器件金屬外殼與PCB接觸區域向外延伸1.5mm區域內不能有測試用的過孔或焊盤;貼片膠點或印錫區域內的PCB上不能有過孔;導通孔不能設計在焊接面上片式元件的兩焊盤之間中心位置,見圖55所示。圖SEQ圖\*ARABIC54過孔位置的不正確設計安裝定位孔孔類型選擇表SEQ表\*ARABIC6安裝定位孔優選類型工序金屬緊固件孔非金屬緊固件孔安裝金屬件鉚釘孔安裝非金屬件鉚釘孔定位孔波峰焊類型A類型C類型B類型C非波峰焊類型B圖SEQ圖\*ARABIC55孔類型禁布區設計表SEQ表\*ARABIC7禁布區要求類型螺釘孔徑φ規格表層最小禁布區直徑范圍(單位:mm)內層最小無銅區(單位:mm)鏍釘孔27.1金屬化孔壁與導線最小邊緣距離電源層、接地層銅箔與非金屬化孔孔壁最小邊緣距離2.57.60.61.038.6410.6512鉚釘孔2.572.8646定位孔≥3.2參照內層最小無銅區要求ICT測試點測試點的必要性測試分為在線測試、功能測試和整機測試。在硬件故障統計中,在線測試可以發現80%以上的問題,對保證產品性能的一致性和穩定性有很重要的作用。本節所要求的測試點是用來保證在線測試的。ICT測試點類型目前公司使用的測試點統一為表面貼焊盤形式(ICT_SMD)。設計要求如下圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC56測試點格式示意圖ICT測試點適用場合在PCB板上增加ICT測試點時需要PCB板厚度大于1.35mm,厚度少于此值之PCB容易板彎,需特殊處理。ICT測試點布局原則測試點的分配最好都在同一面(焊接面)上,以便簡化測試夾具的制作;如測試點設置在PCB板的正面,其周圍不得有金屬外殼器件。測試點應均勻的分布于PCB表面,避免局部密度過高;兩個測試點中心間距的最小值為2.54mm,見下圖。測試點中心與元器件焊盤邊緣的最小距離為2.54mm,見下圖。測試點中心與PCB板邊緣或折邊的最小距離為5mm測試點推薦需要設計相應的絲印標識,如電壓大小等。圖SEQ圖\*ARABIC57測試點和定位孔分布示意圖如果測試點周圍出現了沒有加阻焊層的過孔,則該過孔與測試點的中心間距的最小值為2.54mm。DIP封裝的IC的管腳,可以用做測試點,但是距離必須滿足要求。安排測試點時應該錯開排放。如下圖所示,兩個SMT器件相連時,測試點的排放示意。在安排測試點的時候,必須同時把測試接地釘的位置放在板上,注意其位置放置需合理(測試方便)、不能離源器件太近(≥5mm)。接地釘的元件庫必須統一使用標準庫。圖SEQ圖\*ARABIC58測試點的安排測試定位孔的設計要求PCB上應有分布在三個角上的3個測試用工藝孔,以便進行在線測試定位。定位孔應非金屬化,孔徑≥φ3.2mm,推薦優先選用φ3.2mm孔徑,公差應在+50um/-25um;以配合定位銷尺寸。如下圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC59測試用工藝孔定位孔不能為任何組件遮擋,即PCB板在所有組件(包括面板)組裝完畢后,定位孔仍可以使用。阻焊設計導線的阻焊設計走線一般要求覆蓋阻焊,有特殊要求的PCB根據需要可以使走線裸露。孔的阻焊設計過孔過孔不允許阻焊開窗。測試孔測試焊盤阻焊開窗要求如下圖:圖SEQ圖\*ARABIC60測試焊盤阻焊開窗示意圖安裝孔金屬化安裝孔正反面禁布區內應作阻焊開窗處理。圖SEQ圖\*ARABIC61金屬化安裝孔阻焊開窗示意圖有安裝銅箔的非金屬化安裝孔的阻焊開窗大小應該與鏍釘的安裝禁布區大小一致。圖SEQ圖\*ARABIC62非金屬化安裝孔阻焊設計示意圖過波峰焊類型A的安裝孔阻焊開窗推薦為:圖SEQ圖\*ARABIC63類型A焊盤阻焊開窗示意圖定位孔非金屬化定位孔正反面阻焊開窗比孔徑大10mil;圖SEQ圖\*ARABIC64非金屬化定位孔阻焊開窗示意圖焊盤的阻焊設計公司目前必須使用非阻焊定義的焊盤。(NonSolderMaskDefined)圖SEQ圖\*ARABIC65焊盤的阻焊設計由于PCB廠家有阻焊對位精度和最小阻焊橋寬度的限制。阻焊開窗應比焊盤尺寸大6mil以上(一邊大3mil),最小阻焊橋寬度為3mil;焊盤和孔、孔和相鄰的孔之前一定要有阻焊橋間隔以防止焊錫從過孔流走或短路。圖SEQ圖\*ARABIC66焊盤阻焊開窗尺寸表SEQ表\*ARABIC8阻焊設計推薦尺寸項目最小值(mil)THD焊盤阻焊開窗尺寸(A)3走線與THD之間的阻焊橋尺寸(B)2SMD焊盤阻焊開窗尺寸(C)3SMD焊盤之間的阻焊開窗尺寸(D)3SMD焊盤和THD之間的阻焊橋(E)3THD焊盤之前的阻焊橋(F)3引腳間距≤0.5mm(20mil),或者焊盤之間的邊緣間距小于10mil的SMD,需要采用整體阻焊開窗的方式,如下圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC67密間距SMD阻焊開窗示意圖PCB板上用于散熱用途的覆銅,在該覆銅側不過波峰時推薦該覆銅區域內阻焊開窗。金手指阻焊設計金手指部分的阻焊開窗應開整窗,上面和金手指的上端平齊,下端要超越金手指下面的板邊。如下圖所示。圖SEQ圖\*ARABIC68金手指阻焊開窗示意圖13表面處理熱風整平工藝要求該工藝是指在PCB最終裸露金屬表面覆蓋63/37的錫鉛和金,熱風整平錫鉛合金鍍層的厚度要求在1um至25um。適用范圍熱風整平工藝對于控制鍍層的厚度和焊盤圖形較為困難,不推薦使用于0.4mm細間距元件和1.0mm以下的BGA的PCB,原因是細間距元件對焊盤平整度要求較高;熱風整平工藝的熱沖擊可能會導致PCB翹曲。化學鎳金工藝要求化學鎳金系化鎳浸金的俗稱,PCB銅金屬采用的非電解鎳層厚度為2.5um——5.0um,浸金(99.9%的純金)層的厚度為0.08um——0.23um。適用范圍化學鎳金工藝因能提供較為平整的表面,此工藝適于細間距元件的PCB。選擇性電鍍金英文描述為SelectiveElectroplatedGold,選擇性電鍍金指PCB局部區域用電鍍金。其他區域用另外的一種表面處理方式。電鍍金是指在PCB銅表面先用涂敷鎳層,后電鍍金層。鎳層的厚度為2.5um——5.0um,金層的厚度為0.8mm——1.3um。“金手指”一般采用此表面處理方式。14絲印設計絲印的通用要求絲印放在器件焊盤和器件本體外側。絲印的線寬必須大于6mil,絲印字符高度確保裸眼可視。(推薦絲印高度大于50mil);絲印之間的距離至少為8mil;絲印不準與其它絲印、焊盤、基準點重疊,兩者之間至少許有6mil的間距;白色是默認的絲印油墨顏色;在高密度PCB設計中,可根據需要選擇絲印的內容。絲印字符串的排列應遵循正視時代號的排序從上到下、從左至右的原則,絲印方向應保持一致。需要下載程序的IC芯片的位號字母必須為IC,數字從1開始依次往上排;一個部件的IC芯片的名稱必須連續且不能重名。例如底板和背板的IC芯片位號必須全部一次從IC1依次往上排列。對撥位開關或插針等可以通過硬件設置改變使用狀態的器件,應在絲印層上表示出管腳號、使用狀態、用途等。絲印放在器件旁邊。對單排的接插件、排阻、變壓器都在本體外部標識第1腳或+腳,雙排的接插件在本體外部標識兩列的第一腳和最后一腳,電源接插件需標識+腳;若接插件的插針或插孔在側面的,還需標識其朝向;若接插件上的排線有方向的,應畫出排線方向;若器件為臥倒插裝的,絲印應為臥倒。絲印的內容印制板上絲印標記包括內容:識別信息(卡件名稱、編號、版本號、公司標志);元器件位號;元器件極性和插件方向標識;安裝孔位置標識;過板方向標識;元器件、連接器第一腳位置標識;防靜電標志;防爆標志;高壓區域和高壓警示標識;部分器件的規格型號(電池、保險絲…)等。制板識別信息板標識需放置在PCB板A面的四角明顯處,且方向朝上。***標記可以與其它標示分別放置,識別信息的示例如下圖中的右下部。板標識的格式如下表所示:表SEQ表\*ARABIC9印制板識別信息標準格式舉例PCB板名稱FCU711[x]卡件序列號S/Nyymmdd&版本號Va.b.c公司標志GLTECH注1:板名稱的通用格式為:FCU711[x]。FCU711為卡件名稱;x為板序號,例如單板為1,有底板和備板的可將底板設置成1,背板設置成2,以此類推。注2:序列號的通用格式為:S/Nyymmdd@&S/N:表示序列號標識頭yy:表示年份的末兩位(2位)mm:表示月份(2位)dd:表示日期(2位)&:表示員工工號(4位)注3:版本號的通用格式為:Va.b.c。a為輸出次數,對應主版本號。b為在該次輸出的制板次數,對應特征版本號,c為定制次數,不是定制PCB的c可省略。例如:新制卡件的版本號a為1,第一次制PCB板則b為0,版本號則為V1.0,第二次制板版本號則為V1.1。如果輸出后進行設計更改或者版本升級則a+1,例如對PCB板輸出版本號為V3.6的卡件進行升級,版本號則從V4.0開始進行編號。如果是定制的PCB板,則在輸出PCB的版本號的c的從1開始往上加;例如對PCB板輸出版本

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