PCB基础工艺设计综合规范.docx
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1、PCB工艺设计规范文件编号:版 本 号:生效日期:.05.03编制审核同意分发号: (受控印章)电子科技光电科技更 改 记 录版本号修订次数修改章节修改页码更改内容简述生效日期1.0 目标本规范用于冠今PCB排版设计时工艺性要求,使生产出PCB板能符合一定生产工艺要求,愈加好确保生产质量和生产效率。2.0 适用范围该规范关键描述在生产过程中出现PCB设计问题及对应改善方法;本规范描述规范要求和PCB设计规范并不矛盾。在PCB设计中,在遵照了设计规则情况下,遵照本规范能提升生产适应性,降低生产成本,提升生产效率,降低质量问题。3.0 职责和权限 研发部负责PCB设计工作,生产制造部负责PCB评价
2、、评审工作。研发部设计提供PCB由生产制造部组织相关专业人员进行评审并反馈研发部设计进行修改。标准上全部PCB文件在提供给厂家生产样品之前必需经过工艺人员评审。4.0 定义和缩略语无5.0 规范内容5.1 热设计1、高热器件应考虑放于出风口或利于对流位置,PCB 在布局中考虑将高热器件放于出风口或利于对流位置。2、较高组件应考虑放于出风口,且不阻挡风路。3、散热器放置应考虑利于对流。4、温度敏感器件应考虑远离热源。对于本身温升高于30热源,通常要求以下: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 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 4.0mm。注:若因为
3、空间原因不能达成要求距离,则应经过温度测试确保温度敏感器件温升在降额范围内。5、为避免焊盘拉裂等问题,组件焊盘尽可能不采取隔热带和焊盘相连方法(图1所表示)。特殊情况下需要使用“米”字或“十”字形连接时,生产中应亲密注意焊盘损坏或拉裂问题。 焊盘两端走线均匀或热容量相当 盘和铜箔间以“米”字或“十”字形连接 图 1 6、过回流焊 0805 和 0805 以下封装片式组件两端焊盘散热对称性。为了避免器件过回流焊后出现偏位、立碑现象,过回流焊 0805 和 0805 以下封装片式组件两端焊盘应确保散热对称性,焊盘和印制导线连接部宽度不应大于0.3mm(对于不对称焊盘)图 1 所表示。7、高热器件安
4、装方法是否考虑带散热器。确定高热器件安装方法易于操作和焊接,标准受骗元器件发烧密度超出 0.4W/cm时,单靠元器件引线腿及元器件本身不足充足散热,应采取散热网、汇流条等方法来提升过电流能力,汇流条支脚应采取多点连接,尽可能采取铆接后过波峰焊或直接过波峰焊接,以利于装配、焊接;对于较长汇流条使用,应考虑过波峰时受热汇流条和 PCB 热膨胀系数不匹配造成 PCB 变形。为了确保搪锡易于操作,锡道宽度应小于 2.0mm,锡道边缘间距大于 1.5mm。8、对于部分封装较小,而又必需有足够散热面积元器件,应在元器件上边缘增加绿油阻焊条,预防元器件歪斜。5.2 元器件布局设计1、均匀分布:PCB上元器件
5、分布尽可能均匀,大致积和大质量元器件在回流焊接时热容量比较大,布局上过于集中轻易造成局部温度过低而造成假焊。2、维修空间:大型元器件四面要保留一定维修空间(留出 SMD 返修设备热头能够进行操作尺寸为:3mm)。3、散热空间:(1)功率元器件应均匀放置在 PCB 边缘或通风位置上。(2)电解电容不可触及发烧组件(如:大功率电阻、热敏电阻、变压器、散热器等),布局时尽可能将电解电容远离以上器件,要求最小间隔为10mm,以免把电解电容电解液烤干,影响其使用寿命。(3)其它元器件和散热器间隔距离最小为 2.0mm。4、PCB 板设计和布局时尽可能降低印制板开槽和开孔,以免影响印制板强度。5、珍贵元器
6、件:珍贵元器件不要放置在 PCB 角、边缘、安装孔、开槽、拼板切割口和拐角处,以上这些位置是印制板高受力区,轻易造成焊点和元器件开裂或裂纹。6、较重元器件(如:变压器等)不要远离定位孔或紧固孔,以免影响印制板强度。布局时,应该选择将较重器件放置在 PCB 下方(也是最终进入波峰焊一方)。7、变压器和继电器等会辐射能量元器件要远离放大器、单片机、晶振、复位电路等轻易受干扰元器件和电路,以免影响到工作时可靠性。8、定位孔敷铜面周围 2mm 内不可有走线(除非是接地用),以免安装过程走线被螺丝或外壳摩擦损坏,组件面周围 3mm 内不能有卧式元器件,5mm 内不能有电解电容、继电器等较高器件,以预防装
7、配过程被气批(或电批)损坏。9、在排列元器件方向时应尽可能做到:(1)全部没有源元器件要相互平行。(2)全部SOIC要垂直于无源元器件较长轴。(3)无源元器件长轴要垂直于板沿着波峰焊传送带运动方向。(4)当采取波峰焊接 SOIC 等多脚元器件时,应予锡流方向最终两个(每边各1个)焊脚处设置窃锡焊盘,预防连锡。(5)立式直插元器件(如:继电器、变压器等)长轴要平行于板沿着波峰焊传送带运动方向。(6)贴装元器件方向考虑:类型相同元器件应以相同方向放置在印制线路板上,使得元器件贴装、焊接、检验更轻易。还有,相同元器件类型应该尽可能排列在一起,芯片全部放置在一个清楚界定矩阵内,全部元器件第一脚在同一个
8、方向。这是在逻辑设计上实施一个很好设计方法,在逻辑设计中有很多在每个封装上有不一样逻辑功效相同元器件类型。在另一个方面,模拟设计常常要求大量多种多样元器件类型,使得将类似元器件集中组合在一起很困难。不管是否设计逻辑、或模拟,全部推荐全部元器件方向为第一脚方向相同。图2所表示: 图 211、封装IC在排版时,角度定义需以排版方向左下角定义为0方法进行排版,具体以下图所表示: 0 90 180 27012、陶瓷电容布局时尽可能靠近传送边或受应力较小区域,其轴向尽可能和进板方向平行(图3 所表示),尽可能不使用 1825 以上尺寸陶瓷电容。(参考意见)进板方向降低应力,预防组件崩裂受应力较大,轻易使
9、组件崩裂 图 313、常常插拔元器件或板边连接器周围 3mm 范围内尽可能不部署 SMD,以预防连接器插拔时产生应力损坏器件。图4所表示:连接器周围 3mm 范围内尽可能不部署 SMD图 414、过波峰焊表面贴器件 stand off 符合规范要求。过波峰焊表面贴器件 stand off 应小于0.15mm,不然不能布在反面过波峰焊;若器件 stand off 在 0.15mm 和 0.2mm 之间,可在器件本体底下布铜箔以降低器件本体底部和 PCB 表面距离。需过波峰焊 SMT 器件要求使用表面贴波峰焊盘库。15、回流焊接时贴片组件距PCB边缘最小距离要求为4mm。16、过波峰焊插件组件焊盘
10、间距应大于 1.0mm。为确保过波峰焊时不连锡,过波峰焊插件组件焊盘边缘间距应大于 1.0mm(包含组件本身引脚焊盘边缘间距)。优选插件组件引脚间距(pitch)2.0mm。在元器件本体不相互干涉前提下,相邻器件焊盘边缘间距满足图5要求:17、插件组件每排引脚较多时,以焊盘排列方向平行于进板方向部署器件;相邻焊盘边缘间距为 0.6mm-1.0mm 时,推荐采取椭圆形焊盘或加拖锡焊盘(图5所表示)。 将线路铜箔开放为裸铜作为拖锡焊盘 图 518、贴片组件之间最小间距满足要求。机器贴片之间器件距离要求(图6所表示):同种器件:0.3mm,异种器件:0.13*h+0.3mm(h 为周围近邻组件最大高
11、度差),只能手工贴片组件之间距离要求:1.5mm。XY吸嘴hPCB 同种器件异种器件 图 619、元器件外侧距过板轨道接触两个板边 5mm。为了确保制成板过波峰焊或回流焊时传送轨道卡爪不碰到组件,元器件外侧距板边距离应5mm,若达不到要求,则 PCB 应加工艺边,元器件和 VCUT 距离1mm。图7所表示。 XX XXX 5mm元器件禁布区 图720、反面SMT组件应该尽可能集中放置,不能过于分散。在设计中应该充足考虑将必需靠近通孔元器件引脚SMT组件放置在A面,将非必需放置靠近引脚放置在B面。如:晶振、IC电源滤波电容等。21、在满足产品要求情况下,为了降低工艺边造成成本增加,尽可能将插座等
12、放置在距离印制板边缘4mm距离之外,将线路放置在距离边缘4mm之内。22、为满足2.5mm跨距机插要求,电解电容器和周围元器件距离必需符合以下要求:正负极方向6mm;非正负极方向4mm。图所表示: 图 8 23、为确保产品质量和提升产品生产效率,在设计研发和排版时尽可能考虑元器件能够实现多机插和多贴片工序步骤,可降低加工成本。5.3 对于采取通孔回流焊器件布局要求1、对于非传送边尺寸大于 300mm PCB,较重器件尽可能不要部署在 PCB 中间, 以减轻因为插装器件重量在焊接过程对 PCB 变形影响,和插装过程对板上已经贴放器件影响。2、尺寸较长器件(如内存条插座等)长度方向推荐和传送方向一
13、致,图9所表示: 图9 3、通孔回流焊元器件焊盘边缘和 pitch0.65mm QFP、SOP、连接器及全部 BGA丝印之间距离应大于10mm,和其它 SMT 元器件间距离应大于5mm。4、通孔回流焊元器件间距离应大于10mm,有夹具扶持插针焊接不做要求。5、通孔回流焊器件焊盘边缘和传送边距离应大于10mm,和非传送边距离应大于5mm。6、为避免插座过回流焊后出现焊接不良,卧式插座封装排版需根据下图(左)方法排版,确保进行通孔回流焊后插座焊接饱满,图下图(右)所表示。 7、通孔回流焊元器件禁布区要求(1)通孔回流焊器件焊盘周围要留出足够空间进行焊膏涂布,具体禁布区要求为:对于欧式连接器靠板内方
14、向 10.5mm 内不能有器件,在禁布区之内不能有器件和过孔。(2)放置在禁布区内过孔要做阻焊塞孔处理。8、元器件布局要整体考虑单板装配干涉。元器件在布局设计时,要考虑单板和单板、单板和结构件装配干涉问题,尤其是高位器件、立体装配单板等。9、元器件和外壳距离要求。元器件布局时要考虑尽可能不要太靠近外壳,以避免将 PCB 安装到机壳时损坏元器件。尤其注意安装在 PCB 边缘,在冲击和振动时会产生轻微移动或没有坚固外形器件:如立装电阻、无底座电感变压器等,若无法满足上述要求,就要采取另外固定方法来满足安规和振动要求。10、设计和布局 PCB 时,应尽可能优先考虑元器件过波峰焊接。选择元器件时尽可能
15、少选不能过波峰焊接元器件,另外放在回流焊接面元器件应尽可能少,以降低焊接难度。11、裸跳线不能贴板和跨越板上导线或铜皮,以避免和板上铜皮短路,绿油不能作为有效绝缘。12、布局时应考虑全部元器件在焊接后易于检验和维护。13、电缆焊接端应尽可能靠近 PCB 边缘部署方便插装和焊接,不然 PCB 上别器件会阻碍电缆插装焊接或被电缆碰歪。14、多个引脚在同一直线上元器件,如连接器、DIP 封装器件、T220 封装器件,布局时应使其轴线和波峰焊方向平行,图10所表示。 图10815、较轻元器件如二级管和 1/4W 电阻器等,布局时应使其轴线和波峰焊方向垂直。这么能预防过波 峰焊时因一端先焊接凝固而使器件
16、产生浮高现象,图11所表示。 图 115.4 焊盘设计 1、焊盘设计应该根据IPC-SM-782A、IPC-2221、IPC-7351和其最新版本相关焊盘设计规范要求进行设计,依据焊盘库合理选择或根据组件规格和相关要求设计焊盘。2、波峰面上SMT元器件,其较大组件焊盘(如三极管插座等)要合适加大,如SOT23 之焊盘可加长0.8-1mm,这么能够避免因组件 “阴影效应”而产生空焊;焊盘大小要依据元器件尺寸确定,焊盘宽度等于或略大于元器件引脚宽度,焊接效果最好。3、对于通孔来说,为了确保焊接效果最好,引脚和孔径缝隙应在0.15mm0.50mm之间。引脚直径较大取较大值。 4、标准上通孔组件焊盘直
17、径大于1.4mm,直径较大组件引脚,其焊盘对应合适增大。 组件焊盘直径应为组件孔直径2.03.0倍。(参考表1)表1:器件引脚直径(D)PCB 焊盘孔径/插针通孔回流焊焊盘孔径D1.0mmD+0.3mm/+0.15mm1.0mm2.0mmD+0.5mm/0.2mm5、在两个相互连接SMD组件之间,要避免采取单个大焊盘,因为大焊盘上焊锡将把两元器件拉向中间,正确做法是把两元器件焊盘分开,在两个焊盘中间用较细导线连接,假如要求导线经过较大电流可并联几根导线,导线上覆盖绿油。6、SMT组件焊盘上或焊盘边缘0.127mm内不能有通孔(散热焊盘、接地焊盘除外),不然在回流焊过程中,焊盘上焊锡熔化后会沿着
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- PCB 基础 工艺 设计 综合 规范
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