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1、印制电路板（PCB）设计规范工艺性要求编号：版本: *版拟制： 日期：审核： 日期：批准： 日期：生效日期：文件编号：级文件拟制题目：印制电路板（PCB）设计规范工艺性要求第*页共*页审核第A版第0次修改批准1、目的 本标准规定了印制电路板（简称PCB）设计应遵守的基本工艺要求。2、范围 本标准适用于公司各部门的PCB 设计。3、范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。G
2、B/T4588.3 印制电路板设计和使用 GJB 3243 电子元器件表面安装要求4、术语和定义下列术语、定义、符号和缩略语适用于本标准。4.1可制造型设计 DFMDFM主要研究产品本身的物理设计与制造系统各部分之间的相互关系，并把它用于产品设计中，以便将整个制造系统融合在一起进行总体优化。DFM可以降低产品的开发周期和成本，使之能更顺利地投入生产。4.2印制电路 Printed Circuit在绝缘基材上，按预定设计形成的印制元件或印制线路以及两者结合的导电图形。4.3印制电路板 Printed Circuit Board (缩写为：PCB) 印制电路或印制线路成品板的通称，简称印制板。它包
3、括刚性、挠性和刚-挠结合的单面、双面和多层印制板4.4 TOP层安装有数量较多或较复杂器件的封装互联结构面（Packaging and Interconnecting Structure）,在IPC标准中称为主面（Primary Side），在本文中为了方便，称为TOP层（对应EDA软件的TOP层）。4.5 BOT层与TOP层相对的互联结构面。在IPC标准中称为辅面（Secondary Side），在本文中为了方便，称为BOT层（对应EDA软件的BOTTOM层）。4.6波峰焊将熔化的软钎焊料，经过机械泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰，使预先装有电子元器件的印制板通过焊料波峰，实现元器件焊端或
4、引脚与印制板焊盘之间机械和电气连接的一种软钎焊工艺。（适合于插装元器件、片式R、L、C元件，由于波峰焊波峰温度高达250度，不允许用于不采用制具的SOT、QFP、PLCC、BGA、SOP等潮敏等级大于1级的IC芯片的焊接。）4.7回流焊通过熔化预先分配到印制板焊盘上的膏状软钎焊料，实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械和电气连接的一种软钎焊工艺。适合于所有种类表面组装元器件的焊接。文件编号：级文件拟制题目：印制电路板（PCB）设计规范工艺性要求第*页共*页审核第A版第0次修改批准4.8表面组装元器件Surface Mounted Devices （SMD）指焊接端子或引线制作在同一平
5、面内，并适合于表面组装的电子元器件。4.9表面安装技术Surface Mounted Technology（SMT）4.10表面安装无需利用印制板元器件安装孔，直接将元器件贴、焊到印制板表面规定位置上的过程。4.11引线 Lead从元器件封装体内向外引出的导线。在表面安装元器件中，指翼形引线、J形引线、I形引线等外引线的统称。4.12工艺边PCB的工艺边，是指为生产时用于在导轨上传输时导轨占用的区域和使用工装时的预留区域。4.13 V-CUT割V型槽, V割的拼板板与板相连处不留间隙。4.14通孔插装元器件Through Hole Components（THC）指适合于插装的电子元器件。4.1
6、5小外形晶体管Small Outline Transistor（SOT）指采用小外形封装结构的表面组装晶体管。4.16小外形封装Small Outline Package （SOP）指两侧具有翼形或J 形引线的一种表面组装元器件的封装形式。4.17双列直插式封装Double In-line package（DIP）4.18塑封有引线芯片载体Plastic Leaded Chip Carriers （PLCC）指四边具有J 形引线，采用塑料封装的表面组装集成电路。外形有正方形和矩形两种形式，典型引线中心距为1.27mm。4.19四边扁平封装器件Quad Flat Package（QFP）指四边具
7、有翼形短引线，采用塑料封装的薄形表面组装集成电路，引线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两种形式。4.20球栅阵列封装器件 Ball Grid Array（BGA）指在元件底部以矩阵方式布置的焊锡球为引出端的面阵式封装集成电路。目前有塑封BGA（P-BGA）和陶瓷封装BGA（C-BGA）两种。焊锡球中心距有1.5mm,1.27mm,1mm,0.8mm等。4.21片式元件 CHIP本标准特指片式电阻器、片式电容器、片式电感器等两引脚的表面组装元件。4.22细间距器件Pitch0.65mm的翼形引脚器件以及p
8、itch0.8mm的面阵列器件。4.23光学定位标志PCB上的特殊标志，贴片机用其对贴片元件进行定位，丝印机、点胶机也用其做为定位标记。4.24非金属化孔NPTH 在PCB 上钻孔，孔壁上不沉铜、不喷锡，通常一些EDA工具中用Non-Plated表示。文件编号：级文件拟制题目：印制电路板（PCB）设计规范工艺性要求第*页共*页审核第A版第0次修改批准4.25机械加工图表明印制板机械加工尺寸及要求的图，俗称外形图。4.26标记符号图表明印制板上元器件安装位置、安装方式和要求的图，俗称字符图。4.27印制板组装件具有电气机械元件或者连接有其它印制板的印制板，其印制板的所有制造工艺、焊接、涂覆都已完
9、成。4.28 Stand Off表面贴装器件的本体底部到引脚底部的垂直距离。4.29中继孔用于导线转接的一种贯穿的金属化孔，俗称转接孔或过孔。4.30连接盘导电图形的一部分。用来连接和焊接元器件。当用于焊接元器件时又称焊盘。4.31在线测试InCircuit Test（ICT）是通过对在线元器件的电性能及电气连接进行测试来检查生产制造缺陷及元器件不良的一种标准测试手段。4.32自动光学检测 Automatic Optical Inspection（AOI）5、总则PCB的工艺设计非常重要，它关系到所设计的PCB能否高效率、低成本地制造出来。新一代的SMT组装工艺，由于其复杂性，要求设计者从一开
10、始就必须考虑制造的问题。因为一旦设计完成后再进行修改势必延长转产时间、增加开发成本。即使修改SMT元件一个焊盘的位置也要进行重新布线、重新制作PCB加工菲林和焊膏印刷钢板，硬件成本至少要两万元以上。对模拟电路就更加困难，甚至要重新进行设计、调试。但是，如果不进行修改，批量生产造成的损失就会更大，所付出的代价将是前一阶段修改成本的数十倍以上。因此，设计者必须从设计工作开始起就重视工艺问题，问题越早解决对公司也越有利。工艺性设计要考虑： a）自动化生产所需的工艺传送边、定位孔、光学定位符号； b）与生产效率有关的拼板； c）与焊接合格率有关的元件封装选型、基板材质选择、组装方式、元件布局、焊盘设计
11、、阻焊层设计； d）与检查、维修、测试有关的元件间距、测试焊盘设计； e）与PCB制造有关的导通孔和元件孔径设计、焊盘环宽设计、隔离环宽设计、线宽和线距设计； f）与装配、调试、接线有关的丝印或腐蚀字符；g）与焊接、螺装、铆接工艺有关的孔径、安装空间；h) 与热设计、EMC、传输线阻抗匹配设计等可靠性设计有关的焊盘、导线要求。文件编号：级文件拟制题目：印制电路板（PCB）设计规范工艺性要求第*页共*页审核第A版第0次修改批准6、组装形式PCB 的设计首先应该确定SMT（贴装）与DIP（插装）在PCB正反两面上的布局。不同的PCB形式对应不同的加工工艺流程，对生产线也有不同的要求。在实际的设计中
12、为保证PCB焊接的一次直通率，我们公司优选推荐的组装形式为表1 所列形式之1、2、3；公司PCB设计人员也可选用表1所列形式之4、5；如果采用表1形式以外的其他组装方式，需要与公司内相关组装工艺工程师商议。表 1 PCB 优选考虑的组装形式组装形式示意图PCB设计特征和加工工艺1 单面混装单面既有SMD 又有THC（插件）；先采用回流焊工艺焊接SMD，再有手工（波峰焊工艺）焊接THC（插件）。2 TOP混装BOT仅贴SMD先贴BOT(锡膏)过回流焊，然后翻板贴TOP(锡膏)过回流焊，最后翻板BOT加载具后过波峰焊。3 单面装有THC单面全THC，采用波峰焊工艺；4 单面装有SMD单面全SMD，
13、采用回流焊工艺；5 双面装有SMD双面全SMD，采用双面回流焊工艺；注 1：在波峰焊的板B面上(2、5 组装方式)避免出现仅几个SMD 的现象，它增加了组装流程。注 2：简单SMD是指封装为0603、0805或1206的R、L、C器件和封装为SOT-23的器件；7、PCB板基本参数7.1 PCB尺寸范围 PCB在设计时须按需求定尺寸，同时应考虑容易装焊的可行性。从生产角度考虑，最小的单板尺寸应不小于“宽100mm长120mm”， 一般最理想的尺寸范围是“宽（200mm250mm）长（250mm350mm）”。 对PCB长边尺寸小于120mm，短边小于100mm的PCB应采用拚板，转换为符合生产
14、要求的理想文件编号：级文件拟制题目：印制电路板（PCB）设计规范工艺性要求第*页共*页审核第A版第0次修改批准尺寸，以便插件和焊接。注1：公司目前的贴片机、丝印机、回流焊机等设备最大可处理PCB 尺寸：350mm460mm。7.2 PCB 板材 根据公司产品的特点，一般推荐采用FR-4基板。7.3 PCB叠层设计PCB叠层方式推荐为Foil叠法，即采用铜箔加芯板（core）的结构。如图所示。 图 1 PCB叠层结构 PCB叠层方法采用对称设计。对称设计指绝缘层厚度、半固化片类别、铜箔厚度、图形分布类型（大铜箔层、线路层）尽量对于PCB的垂直中心线对称，如图所示。 图 2 对称设计示意图7.4 PCB 铜箔厚度 公司推荐选用的PCB 铜箔厚度有18m，35m，70m，也可用oz/Ft2 表示,对应为0.5 oz/Ft2，1 oz/Ft2，2 oz/Ft2。 PCB外层一般选用0.5oz/Ft2的铜箔，电镀后大于1oz；内层一般选用1 oz/Ft2的铜箔，避免在内层使用两面铜箔厚度不一致的芯板。7.5 PCB 板厚度 我们公司使用的PCB 的厚
