PCB设计工艺指南

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1、 PCB 设计工艺指南PCB 设计工艺指南 1 目的目的 规范产品的 PCB 工艺设计,规定 PCB 工艺设计的相关参数,使 PCB 的设计满足可生产性、可测试性、热设计等的技术规范要求,在产品设计过程中构建产品的工艺技术、质量、成本优势。 2 适用范围适用范围 本指南规定了 PCB 的相关工艺设计要求,是 PCB 设计人员兼顾 DFM/DFR/DFT 等工艺要求的保证,适用于 PCB 设计的各阶段。 3 术语和定义术语和定义 ? 导通孔(via):用 PCB 层间连接的非插装孔金属化孔。 ? 元件孔(Component hole):用于元件端子固定于印制板及导电图形电气联接的孔。 ? 托起高

2、度(Stand off):表面贴器件的本体底部到引脚底部的垂直距离。 ? 细间距器件:指引脚间距小于或等于 0.5mm 的翼型引脚器件,焊球间距小于或等于 0.8mm的面阵列器件。 ? PCB TOP 面:指 PCB 的主面,即 PCBA 的主要器件面,相对的一面为 PCB 的 BOTTOM 面。 4 引用标准引用标准 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本指南的条款。 鼓励根据本指南达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。 序号 编号 名称 1 IPC-2221 印制电路板通用标准 2 IPC-2222 刚性有机印制电路板部分设计标准 3 IPC-A-610C 印制板组装件验收标准

3、 4 IPC-CM-770 D 印制电路板元件安装导则 5 IPC-SM-782A 表面组装设计和焊盘图形标准 6 IPC-2226 高密度互连(HDI)印制板设计分标准 7 IPC-610F 印刷板的验收标准 5 PCB 设计的一般要求设计的一般要求 5.1 PCBA 加工工序合理优化加工工序合理优化 制成板的元件布局应保证制成板的加工工序合理, 以便于提高制成板加工效率和直通率; PCB 布局选用的加工流程应使加工效率最高;简化PCBA的组装工序,且手工操作最少化的原则;PCB设计者若不能确认,可与PCB工艺人员沟通确认。 5.2 PCB 板材要求板材要求 根据系统的设计要求,确定 PCB

4、 使用板材以及 TG 值(温度系数:指 PCB 的玻璃温度点) ;PCB 成板厚度推荐 0.82.5mm,挠性板除外。 5.3 PCB 的层间结构的层间结构 5.3.1 原则上应该采用对称结构设计。对称的含义包括:介质层厚度及种类、铜箔厚度、图形分布类型(大铜箔层、线路层)的对称。 5.3.2 考虑电压击穿问题,正常情况下推荐介质层厚度设计值为0.1mm。 5.4 铜箔厚度选择铜箔厚度选择 选择铜箔厚度时,要注意铜箔厚度与线宽/线距有关,如下图表所示: 基铜厚度(oz/Ft2) 公制(m)最小线宽 a(mil)最小线间距 b(mil) 5 175 11 15 4 140 12 12 3 105

5、 10 10 2 70 8 8 1 35 6 6 0.5 18 4 4 5.4.1 内层铜厚一般要求大于或等于 0.5oz; 5.4.2 一般成品板铜厚: 内层成品铜的厚度等于基铜的厚度;表层成品铜的厚度等于基铜的厚度加上 0.5oz。 5.5 PCB 纵横比和板厚的要求纵横比和板厚的要求 推荐的最大 PCB 纵横比为 10,如果 PCB 纵横比大于 10,需要考虑 PCB 供应商是否有生产能力及加工精度误差; 说明:PCB 纵横比(Aspect Ratio)= PCB 的厚度 / 钻孔的直径 钻孔孔径(金属化孔) = 成品孔径+0.050.1mm 钻孔孔径(非金属化孔) = 成品孔径 推荐的

6、板厚范围是 0.4mm 到 5mm(若小于 0.4mm 需要先和外协厂家沟通); 5.6 PCB 的板边禁布区和倒角要求的板边禁布区和倒角要求 5.6.1 不用拼板 PCB 的外围考虑插板、制造和周转的需要,应在传送边 5mm 范围内预留器件禁布区(拼版的 Mark 点除外),特殊密集的板卡要求在 3.5mm 以上;如下图阴影所示: 5.6.2 因尺寸小(单边尺寸小于 100mm)需要拼板的 PCB,优先考虑拼板后不加辅助边的拼板方式,如果器件密度大,不能满足 5.0mm 器件禁布区要求时,可采用增加 5.0mm 宽度的辅助边。在拼板间的 V-CUT 线两侧还需要各预留 1.0mm 的 V-C

7、UT 器件禁布区,以便分板。 5.6.3 在确定为金属滑槽的插板时,为了避免损伤走线,在 PCB 和金属滑槽的接触区域内不允许走线、放置元件或导通孔。 5.6.4 板的四周需要倒圆角(1R3.0mm)或倒斜角,以方便传送和插拔。 5.7 基准点基准点(Mark 点点) 所有带有 SMD 器件的 PCB 需要设计基准点,以便机器识别与校准定位偏差。 5.7.1 基准点分类 基准点主要分 3 类:拼板基准点、单元基准点、局部基准点,如下图所示: 5.7.2 基准点的形状、大小及基本要求 a) 拼板和单元基准点的形状和大小:直径为 40mils 的实心圆,阻焊开窗为同心圆直径80mils,外加八角铜

8、环保护。 b) 间距小于 0.4mm 的 QFP 和间距小于 0.8mm 的 BGA、CSP、FC 等器件为了保证贴片的准确性需要增加局部基准点, 大小 40mils, 阻焊开窗同普通焊盘一样处理, 但不用加铜环保护。 c) 基准点必须无阻焊膜污染,平面度在 0.015mm 以内,表面亮度均匀,相对于背景有较高光学反差; 5.7.3 基准点的数量要求 a) 局部器件的基准点:在器件的对角需要二个 b) 单元板:除器件局部基准点外,还需要有 SMD 元件的一面基准点的数量2(双面 SMD布局时,均有此要求) c) 拼板:如果拼板不加辅助边,则没有拼板基准点;如果拼板加了辅助边,则推荐除局部和单元

9、基准点外,还要在辅助边上增加拼板的基准点 3 个。 5.7.4 基准点的位置要求 a) 器件局部基准点的位置: b) 单元基准点和拼板基准点在板上呈“对角”分布,尽量远离; c) 基准点在传送边方向距离板边至少大于 5mm,以免被设备挡住; 5.8 导通孔焊盘导通孔焊盘 5.8.1 导通孔(via)焊盘尺寸 a) 外层焊盘环宽(A)要大于 5mil,内层焊盘环宽(A)要大于 8mil, 推荐导通孔孔径及焊盘尺寸如下: 最小导通焊盘直径 (mil) 导通孔孔径(mil) 外层 内层(A) 8 20 20 10 20 28 12 24 28 16 28 34 20 35 40 A A b) 推荐反

10、焊盘(电源或地平面上的隔离焊盘尺寸) ,大小尺寸导通孔焊盘10MIL。 5.8.2 走线与金属化孔间的最小间隙 推荐的走线距金属化孔最小间隙 (c) 是 8mil; 内层走线距金属化孔最小间隙极限值 (c) 为 4mil; 表层走线距金属化孔最小间隙极限值 (c) 为 5mil; 5.8.3 导通孔处理要求: 到 SMD 焊盘小于 0.5mm(20mil)的金属化导通孔要覆盖绿油;作为测试点的金属化导通孔焊盘最小要大于 40mil,同时需要阻焊开窗; 5.9 PCB 的组合连接方式的组合连接方式 5.9.1 V-CUT 常用于板与板之间的直线连接,为直通型,不能在中间停止或转弯。边缘平整且不影

11、响器件安装的 PCB 可用此种连接。 采用 V-CUT 的 PCB 板之间距离(S)应设置为 5mils。 X 应为 (1/41/3)板厚 L,但最小厚度 X 须0.4mm, 如下图所示: V-CUT线不能中间停止及转弯V-CUT线不能中间停止及转弯 5.9.2 邮票孔 邮票孔的设计参数见下图: 5.9.3 铣槽 推荐的铣槽的宽度2.0mm,铣槽常用于单元板之间需要留有一定距离的情况,一般应与V-CUT 或邮票孔配合使用。 5.10 拼板方式拼板方式 5.10.1 拼板的一般原则 a) 当 PCB 的尺寸小于 100100mm 时,推荐做拼板;拼板的辅助边也需要倒角处理。 b) 当拼板需要做

12、V-CUT 时,拼板的厚度应 0.83.0mm 之间; c) 拼板的数量不宜过多,一般在平行传送边的方向上拼板数不要超过 2(V-CUT 数量多,PCB 在回流时变形会加大) ,拼板的最大面积不超过 320240mm。 5.10.2 推荐使用的拼板方式 a) 同方向拼板 b) 中心对称拼板 c) 镜像对称拼板 5.10.3 同方向拼板 规则单元板:采用 V-CUT 拼板连接,若单元板满足板边禁布区的要求时,则允许不加辅助边,否则需要加 5.0mm 宽度的辅助边,如下图所示: 辅 助 边PCBPCBPCBV-CUT 不规则单元板:当 PCB 单元板的外形不规则或又器件超出板边时,可采用铣槽V-C

13、UT 的方式,如下图所示: 5.10.4 中心对称拼板 a) 中心对称拼板适用于二块形状不规则的 PCB,将不规则的一边相对放置在中间,使拼板后的形状为规则的。 b) 不规则的 PCB 对拼时,中间必须开铣槽才能分离二块单元板。 c) 如果考虑到拼板后会产生较大的变形时,可以在拼板间加辅助边(用邮票孔相连) 。 5.11 孔设计孔设计 5.11.1 孔类型选择 金属紧固件孔 非金属紧固件孔安装金属铆钉孔安装非金属件铆钉孔 定位孔 A B A B 5.11.2 安装孔的禁布区要求(单位:mm) 内层最小无铜区 类型 紧固件 的直径 表层最小禁布区直径范围 金属化孔孔壁与导线最小边缘距离 电源层、

14、 接地层铜箔与非金属化孔孔壁最小边缘距离2 7.1 2.5 7.6 3 8.6 4 10.6 螺钉孔 5 12 4 7.6 2.8 6 铆钉孔 2.5 6 定位孔/安装孔等 2 安装金属件最大禁布区面积A(孔与导线最小间距) 0.40mm 0.63mm 5.11.3 POWER PAD 上散热导通孔的设计要求 通常这些散热导通孔的作用是散热和接地, 为保证良好的焊接, 导通孔设计为 10mils 的 PTH孔(尽量连接多的内层地) ,导通孔数量根据面积而定,均布在焊盘上。 5.11.4 插件器件的接地孔设计要求 为保证焊接时能良好透锡, 必须控制接地大铜箔的层数,通常接地不要超过 3层,如果必

15、须连接超过 3 层地时,可以按照右图方法用 VIA 孔连接; 5.12 丝印设计丝印设计 5.12.1 丝印项目及内容包括: a) PCB 的 P/N 号和 PCB 的版本号; b) 元器件外形框(含散热器,加强条,拉手条,跳线焊盘等); c) 元器件的位号(含散热器,加强条,拉手条,跳线焊盘和固定孔等); d) 元器件的极性、方向标志或能表征方向的特征标识; e) PCB 标贴的条码框; f) PCB 使用的材料、耐火等级、生产日期、生产厂家相关认证信息等; g) 安装孔位置代号; h) 元器件第 1 脚的位置标识符; i) 过板(波峰焊接)方向; j) 防静电标志; k) 多引脚 IC 或

16、接插件的引脚编号或其它特殊要求等 5.12.2 丝印大小 为了确保所有字母、数字和符号在 PCB 上便于识别,器件的丝印的线宽必须大于 5mils,字符高度最小 40mil,宽度最小 28mil;对于 BGA 等需要标注管脚号的,管脚号的字符丝印高度最小31mil,宽度最小 23mil;PCB 的 P/N 号和 PCB 的版本号必须大于 100mils。 5.12.3 丝印之间的距离 丝印之间的距离至少为 8mils 以免互相重叠;丝印不允许与焊盘、基准点重叠,以防止丝印被削掉不能识别,二者之间至少有 8mils 的间距;所有丝印(含位置序号、方向标识、极性、第一脚标志等)不能被元器件等遮盖。

17、 5.12.4 元器件位号丝印字符串的省略 为了不引起元器件位号丝印与实物对应的歧义,对于布局特别密集板卡的元器件位号可以不作丝印,但必须提供另外一套位号丝印在元器件丝印丝印框内的 PCB 文件,用来生成插装图文件,供板卡的贴装、检验和维修等工序环节使用。 5.12.5 条码框丝印的位置 每一块 PCB 都要有条码框;条码框在 PCB 上水平或垂直放置,不推荐倾斜放置;一般按 PCBA的装配方式:机箱插板条码框放在 BOTTOM 面; 盒式产品TOP 面。如果是单面布局的PCB,虚线框可以表示放置在相反的一面。 5.12.6 其它要求 PCB 上有安装扣板和大于器件本体的散热器时,需要在 PC

18、B 上用丝印框线标识其扣板、散热器的轮廓,若丝印与器件干涉时,可以用断续的线段表示。防静电标志放置在 TOP 面。 5.13 阻焊设计要求阻焊设计要求 5.13.1 焊盘阻焊开窗 阻焊开窗应比焊盘尺寸大 6mils 以上(单边 3mils) ,见下图: 3mil3mil焊盘阻焊开窗焊盘阻焊开窗3mil3mil 5.13.2 阻焊桥 a) 相邻的 SMD 焊盘,SMD 焊盘和插件孔、SMD 焊盘和导通孔、导通孔与导通孔之间需要保留阻焊桥;最小阻焊桥宽度 2mils ,如下图所示: b) 间距小于 8mil 不能保留阻焊桥。 2mil2mil焊盘阻焊开窗焊盘阻焊开窗 5.13.3 散热用铺铜的阻焊

19、开窗 散热用的铺铜(例如电压调整器下)推荐阻焊开窗;如果铺铜要打孔接到其它层,推荐孔径为 10mil,如果大于 10mil, 要用阻焊油墨堵孔。防止锡膏漏到背面。 5.13.4 推荐使用非阻焊定义的焊盘(Non Solder Mask Defined) 。 5.13.5 走线一般需要覆盖绿油(阻焊膜) ,除非有些特殊的阻抗要求; 5.13.6 导通孔的阻焊设计 导通孔阻焊的几种方式如下: a) 覆盖(单面绿油入孔) ,如下图所示(可以根据 PCB 加工厂家的实际能力确定) b) 开小窗,如下图所示: c) 开满窗,如图所示: d) 塞孔,如图所示:塞孔最大孔径一般为 0.65mm; 推荐: 一

20、般导通孔的阻焊开窗在 TOP 面和 BOTTOM 面均为孔径5mils; 金属化孔的正反面禁布区内应作阻焊开窗;非金属化定位孔正反面阻焊开窗应比孔径大 10mils。BGA 下方的导通孔阻焊设计参见 8.5 节。 5.14 表面处理表面处理 常用的表面处理方式(处理方式需要在 PCB 文件中注明.) a) 热风整平(HASL) b) OSP c) 化学镍金(electroless Ni/Au)缩写为 ENIG d) 浸银(Immersion Silver)缩写为 IS e) 浸锡(Immersion Tin) 缩写为 IT 5.14.1 镀金按键盘的表面处理 如果按键板选用表面镀金工艺处理,要

21、求镀金厚度为 0.50.7m,纯度为 99.5%-99.7%含镍、钴的金合金。 5.14.2 其它要求 一般单板采用喷锡铅合金 HASL 工艺。如果 PCB 上有细间距器件(如 0.5mm 间距的 BGA),或板厚0.8mm,可以考虑化学镍金。板上有需要 Bonding 的元件或有按键(如手机板) ,一定要采用化学镍金。 5.14.3 各种表面处理方式的优缺点 OSP HASL 化学镍金 浸银 浸锡 可焊性 较好 好 较好 极佳 好 平整度 好 一般 好 好 好 多次焊接性能 最多 3 次 好 好 较好 好 Fine Pitch 应用 Y 受限制 Y Y Y 对阻焊要求 低 中 中 低 中 弹

22、性接触开关应用 N N Y N N 6 个月 储存周期 6 个月 12 个月 12 个月 (需无硫包装) 12 个月 环保 Y N N Y Y 成本 低 低 高 中 中 能否用于背板 N Y Y N Y 其他 只能用于焊接 环境要求高, 易与硫和氯等反应变色 铜锡之间扩散影响可焊性5.15 覆铜设计的工艺要求覆铜设计的工艺要求 l) 外层如果有大面积的区域没有走线或图形,建议在该区域内铺铜网格(如下图所示) ,使得整个板面内的铜分布均匀;铜网格的大小为 16mils X 16mils。 m) 多层板在厚度方向上各层的铜分布亦应均匀,例如 6 层板,第 1 层和第 6 层是信号层,第 6层有大面

23、积的铺铜,则第 1 层也应该铺铜;内层也是这样。 n) 相临的铺铜区域之间的最小间隔大于 0.5mm,设计输出的文件应该删除多余的碎铜,避免引起非法的电连接或安全距离。 5.16 尺寸和公差的标注尺寸和公差的标注 PCB 的尺寸、公差及其他要求均应标注在钻孔图文件(Drill Chart)中,特别时 PCB 的厚度公差超过通用要求时,应该在钻孔图中注明,需要标注的有: a) PCB 外形尺寸; b) PCB 板倒斜角或园角尺寸; c) 定位孔(螺钉安装孔、铆钉孔)的位置尺寸 d) 板厚度(包括特别公差要求的) e) 特殊孔的孔径大小、公差、特殊镀层要求 f) 有严格定位要求的连接器位置要求;

24、g) 表面处理方式 h) 层间结构 6 器件布局要求器件布局要求 6.1 通用要求通用要求 6.1.1 元器件选型与建库要求 a) 确保元器件库的封装与元器件实物外形轮廓、引脚间距、通孔直径等相符合。插装器件管脚应与通孔公差配合良好,考虑公差可适当增加,确保透锡良好。 器件引脚直径(D) PCB 焊盘孔径/插针通孔回流焊焊盘孔径 D1.0mm D+(612)mil 1.0mm2.0mm D+(816)mil 器件引脚直径与PCB 焊盘孔径的对应关系,及二次电源插针焊脚与通孔回流焊的焊盘孔径对应关系如上表(注: 建立元件封装库存应采用英制mil (BGA、CSP等除外))。 b) 新增元件在封装

25、库中无相应封装时,应根据器件的资料建立元件封装信息,并保证丝印图形与实物相符合。特别是新建立的电磁元件、自制结构件等封装库要保证与物料的信息(承认书、图纸及规格书)相符合。若新增 SMD 器件需要过波峰焊,应建立能够满足不同工艺(回流焊、波峰焊)要求的封装。 c) 需过波峰焊的 SMT 器件要求使用表面贴波峰焊封装库。 d) 轴向器件引脚间距的种类应尽量少,以减少器件的成型和插装的一致性。 e) 不同 PIN 间距的兼容器件要有单独的焊盘孔,特别是继电器的各兼容焊盘之间要连线。 f) 除非实验验证没有问题,否则不能选非表贴器件作为表贴器件使用。 6.1.2 元器件布局工艺要求 从工艺的可靠性和

26、加工成本方面考虑,元器件的布局应按下列优选方案: a) 尽可能的采用一种焊接工艺完成整板的全部元器件的焊接(有特殊要求的元器件除外) ; b) 采用双面混合布局时,每面尽可能采用一种焊接工艺完成; c) 优选的布局是:尽可能单面布置元器件,如果双面布置元器件,一面布主要元器件,另一面只能布小器件(贴片电阻、电容) ; d) 若以上布局均不能达到要求时,需要考虑尽可能减少手工贴、插装和焊接元器件的数量; 6.1.3 方向上的要求 a) 有极性(如二极管、电解电容)或有方向性(如 IC、插座等)的器件在布局上要求一致,并尽量排列整齐; b) 推荐器件的方向为 0 度或 90 度(水平或垂直放置)

27、; c) 非全端子片式器件(钽电容、二极管)过波峰时最佳方向需满足轴向与进板方向平行。 d) 贴片发光二极管要求与板卡长边方向垂直放置(针对长宽比大于 2.5 的板卡) 。 6.1.4 板边距离的要求 除了接口器件等特殊需要外, 其他器件本体都不能超出 PCB 的边缘, 满足引脚焊盘边缘 (或器件本体)与板边距离5.00mm 的要求;超出要求的需要增加辅助工艺边; 6.1.5 热的考虑 a) 需要安装散热器的器件,应注意散热器的安装位置和方向,布局时要留有足够的空间,确保不与其他器件干涉(确保最小 0.5mm 的距离满足安装空间要求)或安全距离要求; b) 热敏元件(如电解电容器、晶体振荡器等

28、)不能直接接触高热器件,在板上安装后两者间隙至少在 1mm 以上,并尽量远离。 c) 热敏元件尽量放置在上风口,高器件放置在低矮器件后面,并沿风阻最小的方向排布,防止风道受阻; 6.1.6 装配空间和距离的考虑 器件之间的距离满足操作空间的要求(例如接插件的插拔等) 。 6.1.7 电气安全距离要求 不同属性(如有电位差,不同的电源地属性等)的金属件(如散热器、屏蔽壳等)或有金属壳体的元器件不能相碰,需确保最小 1.0mm 的距离以满足安装空间要求。 6.2 SMD 元件的布局要求元件的布局要求 6.2.1 通用要求 a) 细间距器件推荐放置在 PCB 的 TOP 面(如多 I/O 引脚的 I

29、C 等) 。 b) 不允许二个 SMD 器件重叠兼容替代(如下图所示) ,因会影响锡膏印刷的效果。 c) 大于 0805 的陶瓷电容和发光二极管,布局时尽量靠近传送边或受应力较小的区域,其轴向与板传送方向平行; d) 若板卡的长宽比大于 2:1 时,为减少焊点在板卡在长边方向上的变形,导致元器件因焊点疲劳产生可靠性方面的影响,SMD 元器件的布局长轴方向应垂直于板卡的长边; e) 元器件尽可能分散布局,对于过密分布的区域需要经过实际回流焊接试验不产生冷焊为准。 f) 经常插拔器件或板边连接器周围 3mm 范围内尽量不布置 SMD,以防止连接器插拔时产生的应力损坏器件。 6.2.2 机贴要求 同

30、种器件:X40mil,Y50mil;异种器件:XY0.13*h+30mil(h 为周围近邻元件最大高度差);只能手工贴片的元件之间距离要求:间隔80mil; 6.2.3 可维修性要求 所有元件均需要考虑器件的维修距离要求,特别是需要利用特殊的维修方法(或装备)维修的器件。目前需要特别考虑的器件封装类型有:球栅阵列 BGA、无引线封装 MLF、BCC、LLP。 a) BGA 的周围禁布区 5.0mm,其他无引线封装 MLF、BCC、LLP 3.0mm。 b) 一般情况下, BGA (包括球栅阵列 BGA、 无引线封装 MLF、 BCC、 LLP) 不允许放置在 BOTTOM面,当需要放置在 BO

31、TTOM 面时,不能在正面 BGA 的 8.0mm 禁布区的投影范围内,以免维修时损坏另一面的器件。 6.2.4 BOTTOM 面 SMD 元件布局(回流焊工艺) 如果选用双面回流的工艺,要求二次回流时放置在板的背面无大体积、太重的表贴器件,防止在二次回流时掉件。可用以下公式计算: 元件的重量(克)/ 元件脚和焊盘的总接触面积 (mm2) 0.3(克/ mm2) 6.2.5 BOTTOM 面 SMD 元件布局(波峰焊工艺) a) 考虑波峰焊热冲击和 CTE 不匹配的问题会导致可靠性降低,对于大于 2125 的片式陶瓷电容封装建议不要放在波峰焊面,具体可参考器件厂家要求进行设计; b) 允许进行

32、波峰焊接的 SMD 元件有:1608(0603)封装尺寸以上贴片电阻、贴片电容(不含立式铝电解电容) 、SOT 、SOP(引线中心距1 mm(40 mil))且高度小于 6mm; ,小于 0402 的CHIP 不适合波峰焊工艺; c) 磁珠器件建议不要放在波峰焊一面,防止焊点拉尖; d) 放置方向 采用波峰焊焊接贴片元器件时,波峰焊面上相邻元件错开的或高度不一致时,常常因前面元器件挡住后面元器件而产生漏焊现象,即通常所说的阴影效应。因此,必须将元器件引线垂直于波峰焊焊接时 PCB 的传送方向,即按照下图所示的正确布局方式进行元器件布局,且每相邻两个元器件必须满足一定的间距要求(见下条) ,否则

33、将产生严重的漏焊现象。 e) 间距要求 1) 相同类型器件距离(见下图、表) 焊盘间距 L(mm/mil) 器件本体间距 B(mm/mil) 元件封装 最小间距 推荐间距 最小间距 推荐间距 0603 0.76/30 1.27/50 0.76/30 1.27/50 0805 0.89/35 1.27/50 0.89/35 1.27/50 1206 1.02/40 1.27/50 1.02/40 1.27/50 1206 1.02/40 1.27/50 1.02/40 1.27/50 SOT 封装 1.02/40 1.27/50 1.02/40 1.27/50 钽电容 3216 、3528 1.

34、02/40 1.27/50 1.02/40 1.27/50 钽电容 6032 、7343 1.27/50 1.52/60 2.03/80 2.54/100 SOP 1.27/50 1.52/60 / / 2) 不同类型器件距离(见下图、表) 封装尺寸 0603 0805 1206 1206 SOT 封装 钽电容钽电容 SOIC 0603 1.27 1.27 1.27 1.52 1.52 2.54 2.54 0805 1.27 1.27 1.27 1.52 1.52 2.54 2.54 1206 1.27 1.27 1.27 1.52 1.52 2.54 2.54 1206 1.27 1.27

35、1.27 1.52 1.52 2.54 2.54 SOT 封装 1.52 1.52 1.521.52 1.52 2.54 2.54 钽电容3216 、3528 1.52 1.52 1.521.52 1.52 2.54 2.54 钽电容6032 、7343 2.54 2.54 2.542.54 2.54 2.54 2.54 SOIC 2.54 2.54 2.542.54 2.54 2.54 2.54 通孔 1.27 1.27 1.271.27 1.27 1.27 1.27 1.27 f) 焊盘要求(可以在元件库中设置) 波峰焊时,对于 0805/0603、SOT、SOP、钽电容器,在焊盘设计上应

36、该按下图所示做一些修改,以有利于减少类似漏焊、桥连这样的一些焊接缺陷: 焊盘长度方向向外扩展 1/3;偷锡焊盘的宽度推荐为芯片引脚焊盘的 2 倍. 6.3 插件元件布局要求插件元件布局要求 a) 接插件尽可能靠近板边布局,在整机上的走线方向不应遮挡板卡上的其它元器件; b) 相邻插件元件非导电本体之间的距离大于 0.5mm(20mil) ; c) 相邻插件元件导电本体之间距离应大于 0.5mm 以上,否则需要考虑错位排列,见下图所示: 导电部位 d) 除结构上特殊要求外,插装元件应尽可能放置在正面(或同一面) ,减少手工补焊; e) BOTTOM 面插件元件焊脚周围 SMD 器件需要留有足够的

37、距离 (如下图中 A 所示) : 如果 SMD也同时过波峰焊则距离最小为 1.27mm,如果 SMD 器件不过波峰焊,则确定该距离时要考虑制作夹具时的要求(插装焊盘到 SMD 器件的距离要求大于 3.5mm,推荐大于 5mm) 。 f) 插件焊盘之间的距离保持大于 1.0mm 的距离; g) 插件元件多排引脚时,以焊盘排列方向平行于进板方向布置器件。 h) 变压器等自制器件优选防呆插装设计,引脚长度和相应的板卡相适应,要求焊接后不需要再剪脚为准; i) 散热器一般采用冲压端子直接焊接到 PCB 板上,散热器不应遮挡板卡上的元件,或影响其它元器件的正常拆装; j) PCB 板上的小插板结构,小插

38、板设计时应做成防呆插形式,以减少出错,提高生产效率; 6.4 通孔回流焊接的布局要求通孔回流焊接的布局要求 a) 通孔回流焊工艺只能在 PCB 的一面进行(通常是 SMT 加工的最后一面) 。 b) PCB 布局时,必须提前确认是哪一个器件需要做通孔回流焊接, 目前优先考虑多引脚的内存条插座/欧式连接器,其他器件如果没有提前说明,不用考虑。 c) 尺寸较长的器件(如内存条插座等)长度方向推荐与传送方向一致。 d) 通孔回流器件在布局时注意周围小的器件(尺寸和高度均相对较小)需要和该器件保持 5mm以上的距离,以免周围器件对通孔插装和钢网开口有影响。 e) 该器件周围的 SMD 尺寸较高器件(相

39、对)一般来说对通孔插装有影响,通孔插装器件尽量远离高器件(3.5mm 以上) 。 f) 二个通孔插装器件相距至少需要保持在 3.5mm 以上,以免插装时互相干涉。 g) 通孔插装器件的预计钢网开口区域不能有裸露的焊盘、测试点和导通孔(如果有导通孔,则必须覆盖阻焊膜) 。 6.5 压接器件的布局要求压接器件的布局要求 a) 压接连接器的 TOP 面 SMD 元件距离本体大于 1mm, BOTTOM 面 SMD 距离压接引脚大于 3mm。 b) 紧靠在一起的压接连接器需要确认压接本体之间没有干涉。 6.6 背板器件布局要求背板器件布局要求 a) SMD 器件单面布局,尽量集中在一个区域; b) 尽

40、量不要放置引脚间距在 1.27mm 以下的 SMD 器件; c) 有卡扣的连接器布置时应保证在将来整机装配完成后卡扣的方向朝上; d) 背板上应优选压接连接器; 7 布线设计布线设计 7.1 导线禁布区: 结构要素图中标注的布线禁布区内不允许表层有走线; 7.2 表层布线密度: 2mm 间距连接器引脚之间推荐表层走一根线,其他线尽量走内层,避免插拔损坏线路; 7.3 线距: 外层走线和焊盘之间的距离必须满足下图要求; 7.4 CHIP 元器件的对称布线: CHIP 元件走线盒焊盘的连接要避免不对称走线或焊盘直接放置在铺铜上; 7.5 焊盘出线位置要求: IC 器件等焊盘出线应从焊盘端面中心位置

41、 7.6 元器件相邻焊盘短路及出线要求: IC 类器件(间距小于 0.65mm)引脚出线按照下图示意要求布线; 7.7 布线到板边距的要求: 走线、 大铜箔、 内层铜箔、 电源/地距板边距离20mils; 需要波峰焊工艺的板卡要求 BOTTOM层走线到板边的距离大于 5mm; 7.8 布线到金属导电体距离要求: 在有金属壳体(如散热器、电源模块、金属拉手条、卧装电压调整器、晶振、铁氧体电感等)直接与 PCB 接触的区域不允许有走线。器件金属外壳与 PCB 接触区域向外延伸 1.5mm 区域为表层走线禁布区; 7.9 走线距非金属化孔的最小距离走线距非金属化孔的最小距离 孔径(mils) 走线距

42、离孔边缘的距离 安装孔 见安装孔的设计 NPTH80 非安装孔 8mils 安装孔 见安装孔的设计 80NPTH120 非安装孔 12mils 安装孔 见安装孔的设计 NPTH120 非安装孔 16mils 7.10 走线的热设计走线的热设计 一般情况下,要求 SMD 焊盘二端的热容量尽量相当,走线宽度一般不能大于焊盘的三分之一,否则,很容易在回流焊接时产生元件“立碑”现象,特别时 0603 封装以下的器件。当有焊盘需要和大面积铜箔连接时,焊盘与铜箔间应以“米”字形或“”形线连接。有大电流通过的插件焊盘,为了保证电气连接应在焊盘旁边增加金属化导通孔。 7.11 焊盘泪滴工艺设计要求焊盘泪滴工艺

43、设计要求 功率器件较大的焊盘与布线之间的连接,需要采用泪滴焊盘的方式过渡. 7.12 PCB 对外接口设计对外接口设计 PCB 对外接口电缆必须通过连接器连接,不允许将电缆直接焊接到 PCB 上。 8 BGA 设计指引设计指引 8.1 BGA 布局要求布局要求 a) BGA 的周围禁布区为 5.0mm(优选) ,至少也要保证有 3mm。 b) 一般情况下,BGA 不允许放置在 BOTTOM 面(CBGA 绝对不允许放置在 BOTTOM 面) ,当PBGA 需要放置在 BOTTOM 面时,必须满足以下重量的限制,即: ? 器件总重量/总焊球数/单个焊球的焊接截面积0.175g/mm2 ? 不能放

44、置在正面 BGA 的 8.0mm 禁布区的投影范围内,以免维修时损坏另一面的器件。 8.2 BGA 基准点要求基准点要求 间距小于 0.8mm 的 BGA 需要在器件的对角位置增加局部基准点,以便对其精确定位,局部基准点大小、形状及阻焊开窗等与本规范前面章节对局部基准点的要求相同。 8.3 BGA 焊盘设计焊盘设计 a) 焊盘与球形阵栅一一对应; b) 焊盘形状为圆形,建议的焊盘尺寸请参照供应商推荐的方式; c) 推荐使用非阻焊定义的焊盘(Non Solder Mask Defined) 。 8.4 BGA 布线设计布线设计 a) BGA 焊球间距0.8mm 情况下,PCB 仍采用传统的工艺进

45、行制造,BGA 中心部位引出端子(焊球)信号的引出通常通过焊盘旁的导通孔引到其它电路层后再引出。 b) 当 BGA 焊球间距0.8mm 情况时,再从焊盘旁引出就非常困难了,必须采用 BUM 工艺制造PCB。它可以将导通孔做到 0.1mm 以下,也可以直接用微盲孔做焊盘(在目前公司产品上不推荐使用) ,下表中 PBGA 焊盘/走线设计参数供参考: BGA 焊盘及信号线引出方式 表: PBGA 焊盘/走线设计参数(仅供参考) 单位:mm(mil) 焊球中心距 P 1.27mm 1.0mm 0.8mm 0.75mm 0.5mm PCB 制造方法 层压工艺 层压工艺/ Build-upBuild-up

46、 焊盘直径 0.61(24) 0.50(20) 0.4/(16) 0.375(15) 0.25(10) 导通孔孔径 0.25(10) 0.25(10) 0.25(10) 导通孔连接盘环宽 0.13(5) 0.13(5) 0.13(5) 盲孔孔径 0.10(4) 0.10(4) 0.10(4) 盲孔连接盘/焊盘 0.33(13) 0.33(13) 0.33(13) 盲孔孔底连接盘 0.33(13) 0.33(13) 0.33(13) 信号线宽度 0.13(5) 0.13(5) 0.1(4) 0.1(4)外层0.75(3)内层 0.1(4)外层0.75(3)内层 信号线间距 0.13(5) 0.1

47、8(7) 0.1(4) 0.1(4) 0.1(4) 焊盘间可布线数 2 1 1 1 1 8.5 BGA 区域导通孔的阻焊设计区域导通孔的阻焊设计 a) 一般情况下,BGA 区域的导通孔不开阻焊窗(正反面) ,并进行塞孔处理; b) 如果生产时不需要经过波峰焊工序,且 BGA 的 PITCH 大于 1.0mm 时,BGA 下方(BOTTOM面)的导通孔也可以作为测试点使用,此时不用塞孔,但 TOP 面相应导通孔位置需加上比孔径单边大 5mils 的阻焊开窗,非测试点仍需要塞孔处理; 9 可测试性要求可测试性要求 9.1 测试点的设置要求测试点的设置要求 a) 原则上,一个节点网络中至少对应有一个

48、 ICT 测试点; b) 对于 PCB 上器件的未用引脚(unused pins) ,建议有不同的名称,并且要加测试点,防止未用引脚在制造过程中发生短路,而影响单板的性能; c) 测试点尽量设置在焊接面(非元件面) ,特别是单面 SMT 和插件混装工艺的 PCB,尽量将在线测试点设计在 bottom 面,以简化在线测试夹具结构,节约制作成本并提高夹具的质量; d) 测试点要求尽量均匀分布在PCB上, 密度推荐不超过 30 个/inch2。 如果探针集中在某一区域时,较高的压力会使待测板或针床变形,造成部分探针与测试点接触不良; e) 常用的测试点的形状可以是圆形、方形,推荐使用圆形测试点; f

49、) 所有测试点要求选用质地较软、易贯穿、不易氧化的金属传导物,如镀锡、金等,以保证可靠接触,延长探针的使用寿命; g) 测试点不可被阻焊剂或文字油墨覆盖,否则将会缩小测试点的接触面积,降低测试的可靠性。 9.2 电源和地测试点要求电源和地测试点要求 电源和地节点测试点的数量取决于被测板上的电流。测试的可靠性要求在 PCB 的电源和地走线上,每个测试点的负载电流不超过 0.5A,因此每 0.5A 电流至少有 1 个测试点。如果被测板的电流小于 1A,电源节点测试点的最少是 2 个,地节点测试点最少是 4 个。地节点通常作为电源的回路,同时地节点也作为所有信号引脚的回路;具体要求: a) 每驱动

50、0.5A 电流需要 1 个测试点。1 种电源对应 1 个电源测试点,2 种电源,则各需要 1 个电源测试点。 b) 则某电源测试点数2某电源电流强度1,最少 2 个测试点。 c) 地测试点数总的电源测试点数电路网络数/32,最少 4 个测试点。 例如,某电路板有 1203 个电路网络,两种电源,其中5V 驱动 2.2A,12V 驱动 0.8A,则需要5V 电源测试点数:516,12V 电源测试点数:213,对应的地测试点数 631203/3247。 而且,为了减少压降和干扰,建议每个 IC 的电源和地在接近此 IC 端设置一个测试点,最好在距离 IC 2.54mm 范围内。另外,所有的电源和地

51、测试点尽量分散于 PCB 底面,不要过于集中。 9.3 测试点的尺寸要求测试点的尺寸要求 9.3.1 测试点的尺寸要求 a) 采用单面测试焊盘和过锡的导通孔, 焊盘大小0.8 mm (32 mil) , 推荐0.9 mm (36 mil) ; b) 采用通孔插装器件的焊点,正常焊点的尺寸都满足测试点的要求,不再特别要求; c) 采用金属化通孔, 通孔大小为外(焊盘直径)0.8 mm (32 mil) , 推荐外0.9 mm (36 mil) ,内(通孔直径)0.5 mm(20 mil) ; d) 满足上述要求的金属化导通孔可以作为测试点,但注意一定要进行阻焊开窗。 e) 相邻测试点的中心间距,

52、优先选用 d1.8 mm(70 mil) ,可以选用 d1.25 mm(50 mil) 。 9.3.2 测试点与导通孔间距 测试点与涂有绿油的导通孔间距如图: a) 推荐 0.3 mm(12 mil) b) 最小 0.2 mm(8 mil) 9.3.3 测试点与器件焊盘间距 避免探针接触器件焊盘,造成误测如图 a) 推荐 0.5 mm(20 mil) b) 最小 0.38 mm(15 mil) 9.3.4 测试点与器件体间距(避免探针撞击损伤元器件) a) 推荐 1.27mm(50 mil) b) 最小 0.76mm(30 mil) 注: 如果器件高度较高, 则测试点到器件体间距要适当增加,

53、如器件高度超过 5.0mm (200mil) ,则测试点到器件体间距尽量不小于 5.0 mm(200mil) 。 9.3.5 测试点与铜箔走线间距 避免探针撞击损伤铜箔走线,测试点与涂有绿油的铜箔走线间距。 a) 推荐 0.3 mm(12 mil) b) 最小 0.2 mm(8 mil) 9.3.6 测试点与定位孔间距(最小 4.5 mm(177 mil) 9.4 定位孔要求定位孔要求 9.4.1 必须在 PCB 对角线处至少设置二个定位孔; 9.4.2 对于多面板,如拼板,如果是整片制造分开测试,则各子板上必须在 PCB 对角线处至少设置二个定位孔; 9.4.3 定位孔标准孔径 3.200.08mm,针对公司不同产品的 PCB 也可采用以下优选孔径:2.800.08mm,3.000.08mm,3.500.08mm 和 4.500.08mm。对于同一产品的不同 PCB,若 PCB 外形尺寸相同,则定位孔的位置也必须统一; 9.4.4 定位孔为光孔,即非金属化的通孔(射频板除外) ,采用非金属化的定位孔,以减少焊锡镀层的增厚而不能达到公差要求; 9.4.5 如果已有安装孔(扣手安装孔除外)满足上述要求,不必另设定位孔。

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