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1、QINGDAO TOPJOIN ELECTRONICS CO.,Ltd.,PCB设计方法与技巧,PCB设计规则,设计的目的及需要考虑的几项问题 PCB基板选用原则 PCB外形及加工工艺的设计要求 PCB焊盘设计工艺要求 元器件布局的要求 基准点标记（Fiducial Marks）制作的要求,刘巧花 08-07-09,QINGDAO TOPJOIN ELECTRONICS CO.,Ltd.,PCB设计方法与技巧,设计的目的,设计的目的在于制造（若有一个糟糕的设计，可能每台产品都是修理出来的）： 1、成品率高：投入产出比率99.7%。 2、工艺性好：一个不熟练的操作工也能制造出合格的产品。 3、一
2、致性好：产品性能保持稳定。,QINGDAO TOPJOIN ELECTRONICS CO.,Ltd.,PCB设计方法与技巧,一个印制板组件，从印制板的装配、检验、结构装配、调试到整机装配、调试，直到使用维修，无不与印制板的合理与否息息相关，例如板子形状选得不好加工困难，余量太小装配困难，没留测试点调试困难，没有空间维修困难等等。每一个困难都可能导致成本增加，工时延长，产品的报废。没有绝对合理的设计，只有不断合理化的过程。它需要设计者的责任心以及实践中积累经验。,设计要考虑制造的全过程,QINGDAO TOPJOIN ELECTRONICS CO.,Ltd.,PCB设计方法与技巧,设计的经济性考
3、虑,使用便宜的材料不等于产品低成本。板材选低价，板子尺寸尽量小，连接用导线点到点直接焊接，表面涂覆用最便宜的，选择价格最低的加工厂等等，印制板装配的价格就会下降。但是不要忘记，这些廉价的选择可能造成工艺性，可靠性变差，返修率增加。使制造费用、维修费用上升，总体经济性可能更差。,QINGDAO TOPJOIN ELECTRONICS CO.,Ltd.,PCB设计方法与技巧,产品设计的基本要求,1、可制造性 2、可靠性 3、可测试性 4、通用性 5、继承性 6、简约的设计,QINGDAO TOPJOIN ELECTRONICS CO.,Ltd.,PCB设计方法与技巧,PCB基板的选用原则,1. 外
4、观要求：基板外观应光滑平整，不可有翘曲或高低不平，基板表面不得出现裂纹，伤痕，锈斑等不良。 2. 热膨胀系数的关系：表面贴装元件的组装形态会由于基板受热后的胀缩应力对元件产生影响，如果热膨胀系数的不同。这个应力会很大，造成元件接合部电极的剥离，降低产品的可靠性，一般元件尺寸小于3.21.6mm时，只遭受部分应力，尺寸大于3.21.6mm时，就必须注意这个问题。 3. 导热系数的关系：贴装与基板上的集成电路等期间，工作时的热量主要通过基板给予扩散，在贴装电路密集，发热量大时，基板必须具有高的导热系数。 4. 耐热性的关系：由于表面贴装工艺要求，一块基板至组装结束，可能会经过数次焊接过程，通常耐焊
5、接热要达到260，10秒的要求。,QINGDAO TOPJOIN ELECTRONICS CO.,Ltd.,PCB设计方法与技巧,5. 铜箔的粘合强度：表面贴装元件的焊区比原来带引线元件的焊区要小，因此要求基板与铜箔具有良好的粘合强度，一般要达到1.5kg/c以上。 6. 弯曲强度：基板贴装后，由其元件的质量和外力作用，会产生扰曲，这将给元件和接合点增加应力，或者使元件产生微裂，因此要求基板的抗弯强度要达到25kg/cm2以上。 7. 电性能要求：由于电路传输速度的高速化、要求基板的介电常数，介电正切要小，同时随着布线密度的提高，基板的绝缘性能要达到规定的要求。 8. 基板对清洗剂的反应，在溶
6、液中浸渍5分钟，其表面不产生任何不良，并具有良好的冲裁性。基板的保存性与SMD的保管条件相同。,QINGDAO TOPJOIN ELECTRONICS CO.,Ltd.,PCB设计方法与技巧,PCB外形及加工工艺的设计要求,PCB工艺夹持边:在SMT生产过程中以及插件过波峰焊的过程中，PCB应留出一定的边缘便于设备夹持。这个夹持边的范围应为5mm，在此范围内不允许布放元器件和焊盘。 定位孔设计:为了保证印制板能准确、牢固地放置在表面安装设备的夹具上，需要设置一对定位孔，定位孔的大小为50.1mm。为了定位迅速，其中一个孔可以设计成椭圆形状。在定位孔周围1mm范围内不能有元件。 3. PCB厚度
7、:从0.5mm - 4mm，推荐采用1.6mm - 2mm。 4. PCB缺槽:印制板的一些边缘区域内不能有缺槽，以避免印制板定位或传感器检测时出现错误，具体位置会因设备的不同而有所变化。,QINGDAO TOPJOIN ELECTRONICS CO.,Ltd.,PCB设计方法与技巧,拼板设计要求:对PCB的拼板格式有以下几点要求：(1)拼板的尺寸不可太大，也不可太小，应以制造、装配和测试过程中便于加工，不产生较大变形为宜。(2)拼板的工艺夹持边和安装工艺孔应由印制板的制造和安装工艺来确定。(3)每块拼板上应设计有基准标志，让机器将每块拼板当作单板看待。(4)拼板可采用邮票版或双面对刻型槽的分
8、离技术。在采用邮票版时，应注意搭边应均匀分布于每块拼板的四周，以避免焊接时由于印制板受力不均导致变形。在采用双面对刻的形槽时，形槽深度应控制在板厚的1/6 - 1/8左右。(5)设计双面贴装不进行波峰焊的印制板时，可采用双数拼板正反面各半，两面图形按相同的排列方式可以提高设备利用率（在中、小批量生产条件下设备投资可减半），节约生产准备费用和时间。,QINGDAO TOPJOIN ELECTRONICS CO.,Ltd.,PCB设计方法与技巧,PCB焊盘设计工艺要求,对于同一个元件，凡是对称使用的焊盘，设计时应严格保持其全面的对称性，即焊盘图形的形状与尺寸应完全一致。以保证焊料熔融时作用于元件上
9、所有焊点的表面张力保持平衡（即其合力为零） 凡多引脚的元器件（如SOIC、QFP）引脚焊盘之间的短接处不允许直通，应由焊盘加引出互连线之后再短接，以免产生桥接。另外还应尽量避免在其焊盘之间穿越互连线，凡穿越相邻焊盘之间的互连线，必须用阻焊膜加以遮隔。,QINGDAO TOPJOIN ELECTRONICS CO.,Ltd.,PCB设计方法与技巧,焊盘设计的几种技巧,QINGDAO TOPJOIN ELECTRONICS CO.,Ltd.,PCB设计方法与技巧,QINGDAO TOPJOIN ELECTRONICS CO.,Ltd.,PCB设计方法与技巧,焊盘设计尺寸参考标准,QINGDAO T
10、OPJOIN ELECTRONICS CO.,Ltd.,PCB设计方法与技巧,元器件布局的要求,1、元件布局尽可能的均匀 2、大型器件的四周要留一定的维修空隙 3、所有有极性的元件都要以相同的方向放置 4、波峰焊接多脚元件是，应于锡流方向最后两个焊脚处设置窃锡焊盘，防止连焊,QINGDAO TOPJOIN ELECTRONICS CO.,Ltd.,PCB设计方法与技巧,波峰焊接应用中的元件方向,相似元件的排列,QINGDAO TOPJOIN ELECTRONICS CO.,Ltd.,PCB设计方法与技巧,基准点标记（Fiducial Marks）的制作要求,基准标志常用图形有：等，推荐采用的基
11、准点标记是实心圆，直径1mm。 基准点标记最小的直径为0.5mm0.020。最大直径是3mm0.120。基准点标记不应该在同一块印制板上尺寸变化超过25微米0.001。 基准点可以是裸铜、由清澈的防氧化涂层保护的裸铜、镀镍或镀锡、或焊锡涂层（热风均匀的）。电镀或焊锡涂层的首选厚度为5 - 10微米0.0002 - 0.0004。焊锡涂层不应该超过25微米0.001。,QINGDAO TOPJOIN ELECTRONICS CO.,Ltd.,PCB设计方法与技巧,基准点标记的表面平整度应该在15微米0.006之内。 在基准点标记周围，应该有一块没有其它电路特征或标记的空旷区（Clearance）。空旷区的尺寸最好等于标记的直径，如图所示。 基准点要距离印制板边缘至少5.0mm0.200(SMEMA的标准传输空隙，并满足最小的基准点空旷度要求。 当基准点标记与印制板的基质材料之间出现高对比度时可达到最佳的性能。,QINGDAO TOPJOIN ELECTRONICS CO.,Ltd.,PCB设计方法与技巧,图6 推荐的空旷区,QINGDAO TOPJOIN ELECTRONICS CO.,Ltd.,PCB设计方法与技巧,THE END THANK YOU,
