PCB 工艺设计规范.doc

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1、PCB 工艺设计规范.txt大悲无泪，大悟无言，大笑无声。我们手里的金钱是保持自由的一种工具。女人在约会前，一定先去美容院；男人约会前，一定先去银行。- Page 1- Powermyworkroom PCB 工艺设计规范 1. 目的 规范产品的PCB 工艺设计，规定PCB 工艺设计的相关参数，使得PCB 的设计满足可生产 性、可测试性、安规、EMC、EMI 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 本规范适用于所有电了产品的PCB 工艺设计，运用于但不限于PCB 的设计、PCB 投板工 艺审查、单板工艺审查等活动。 本规范之前的相关标准、规范

2、的内容如与本规范的规定相抵触的，以本规范为准。 3. 定义 导通孔（via ）：一种用于内层连接的金属化孔，但其中并不用于插入元件引线或其它增强 材料。 盲孔（Blind via ）：从印制板内仅延展到一个表层的导通孔。 埋孔（Buried via ）：未延伸到印制板表面的一种导通孔。 过孔（Through via）：从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔。 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。 Stand off：表面贴器件的本体底部到引脚底部的垂直距离。 4. 引用/参考标准或资料 TSS TSSOE TSSOE IEC60194 （

3、Printed Circuit Board design manufacture and assembly-terms and definitions ） IPCA600F （Acceptably of printed board ） IEC60950 5. 规范内容 5.1 PCB 板材要求 5.1.1 确定PCB 使用板材以及TG 值 确定PCB 所选用的板材，例如FR4、铝基板、陶瓷基板、纸芯板等，若选用高TG 值的 板材，应在文件中注明厚度公差。 5.1.2 确定PCB 的表面处理镀层 确定PCB 铜箔的表面处理镀层，例如镀锡、镀镍金或OSP 等，并在文件中注明。 机密 第 1 页 2

4、004-7-9 - Page 2- Powermyworkroom 5.2 热设计要求 5.2.1 高热器件应考虑放于出风口或利于对流的位置 PCB 在布局中考虑将高热器件放于出风口或利于对流的位置。 5.2.2 较高的元件应考虑放于出风口，且不阻挡风路 5.2.3 散热器的放置应考虑利于对流 5.2.4 温度敏感器械件应考虑远离热源 对于自身温升高于30的热源，一般要求： 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大于或等于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大于或等于4.0mm。 若因为空间的原因不能达到要求距离，则应通过温度测试保证温度敏感器件的

5、温升在降额 范围内。 5.2.5 大面积铜箔要求用隔热带与焊盘相连 为了保证透锡良好，在大面积铜箔上的元件的焊盘要求用隔热带与焊盘相连，对于需过5A 以上大电流的焊盘不能采用隔热焊盘，如图所示： 焊盘两端走线均匀 焊盘与铜箔间以”米”字或”十”字形连接 或热容量相当 图1 5.2.6 过回流焊的0805 以及0805 以下片式元件两端焊盘的散热对称性 为了避免器件过回流焊后出现偏位、立碑现象，地回流焊的0805 以及0805 以下片式元件 两端焊盘应保证散热对称性，焊盘与印制导线的连接部宽度不应大于0.3mm （对于不对称焊盘）， 如图1 所示。 5.2.7 高热器件的安装方式及是否考虑带散热

6、器 确定高热器件的安装方式易于操作和焊接，原则上当元器件的发热密度超过0.4W/cm3 ，单 靠元器件的引线腿及元器件本身不足充分散热，应采用散热网、汇流条等措施来提高过电流能 力，汇流条的支脚应采用多点连接，尽可能采用铆接后过波峰焊或直接过波峰焊接，以利于装 配、焊接；对于较长的汇流条的使用，应考虑过波峰时受热汇流条与PCB 热膨胀系数不匹配造 成的PCB 变形。 为了保证搪锡易于操作，锡道宽度应不大于等于2.0mm，锡道边缘间距大于1.5mm。 5.3 器件库选型要求 5.3.1 已有PCB 元件封装库的选用应确认无误 PCB 上已有元件库器件的选用应保证封装与元器件实物外形轮廓、引脚间距

7、、通孔直径等 相符合。 机密 第 2 页 2004-7-9 - Page 3- Powermyworkroom 插装器件管脚应与通孔公差配合良好（通孔直径大于管脚直径820mil），考虑公差可适 当增加，确保透锡良好。 元件的孔径形成序列化，40mil 以上按5 mil 递加，即40 mil、45 mil、50 mil、55 mil； 40 mil 以下按4 mil 递减，即36 mil、32 mil、28 mil、24 mil、20 mil、16 mil、12 mil、8 mil. 器件引脚直径与PCB 焊盘孔径的对应关系，以及二次电源插针焊脚与通孔回流焊的焊盘 孔径对应关系如表1： 器件引

8、脚直径（D ） PCB 焊盘孔径/插针通孔回流焊焊盘孔径 D 1.0mm D+0.3mm/+0.15mm 1.0mm2.0mm D+0.5mm/0.2mm 表1 建立元件封装库存时应将孔径的单位换算为英制（mil ），并使孔径满足序列化要求。 5.3.2 新器件的PCB 元件封装库存应确定无误 PCB 上尚无件封装库的器件，应根据器件资料建立打捞的元件封装库，并保证丝印库存 与实物相符合，特别是新建立的电磁元件、自制结构件等的元件库存是否与元件的资料（承认 书、图纸）相符合。新器件应建立能够满足不同工艺（回流焊、波峰焊、通孔回流焊）要求的 元件库。 5.3.3 需过波峰焊的SMT 器件要求使用

9、表面贴波峰焊盘库 5.3.4 轴向器件和跳线的引脚间距的种类应尽量少，以减少器件的成型和安装工具。 5.3.5 不同PIN 间距的兼容器件要有单独的焊盘孔，特别是封装兼容的继电器的各兼容焊盘之 间要连线。 5.3.6 锰铜丝等作为测量用的跳线的焊盘要做成非金属化，若是金属化焊盘，那么焊接后，焊 盘内的那段电阻将被短路，电阻的有效长度将变小而且不一致，从而导致测试结果不准确。 5.3.7 不能用表贴器件作为手工焊的调测器件，表贴器件在手工焊接时容易受热冲击损坏。 5.3.8 除非实验验证没有问题，否则不能选用和PCB 热膨胀系数差别太大的无引脚表贴器件， 这容易引起焊盘拉脱现象。 5.3.9 除

10、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。因为这样可能需要 手焊接，效率和可靠性都会很低。 5.3.10 多层PCB 侧面局部镀铜作为用于焊接的引脚时，必须保证每层均有铜箔相连，以增加镀 铜的附着强度，同时要有实验验证没有问题，否则双面板不能采用侧面镀铜作为焊接引脚。 5.4 基本布局要求 5.4.1 PCBA 加工工序合理 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。 常用PCBA 的6 种主流加工流程如表2： 5.4.2 波峰焊加工的制成板进板方向要求有丝印标明 机密 第 3 页 2004-7-

11、9 - Page 4- Powermyworkroom 波峰焊加工的制成板进板方向应在PCB 上标明，并使进板方向合理，若PCB 可以从两个 方向进板，应采用双箭头的进板标识。（对于回流焊，可考虑采用工装夹具来确定其过回流焊的 方向）。 序 名称 工艺流程 特点 适用范围 号 1 单面插装 成型插件波峰焊接 效率高，PCB 组装加热次数为一 器件为THD 次 2 单面贴装 焊膏印刷贴片回流焊接 效率高，PCB 组装加热次数为一 器件为SMD 次 3 单面混装 焊膏印刷贴片 回流焊接THD 效率较高，PCB 组装加热次数为 器 件 为 波峰焊接 二次 SMD、THD 4 双面混装 贴片胶印刷 贴

12、片 固化 翻板 效率高，PCB 组装加热次数为二 器 件 为 THD波峰焊接翻板手工焊 次 SMD、THD 5 双面贴装、 焊膏印刷贴片 回流焊接翻板 效率高，PCB 组装加热次数为二 器 件 为 插装 焊膏印刷贴片回流焊接手工焊 次 SMD、THD 6 常规波峰焊 焊膏印刷贴片 回流焊接翻板 效率较低，PCB 组装加热次数为 器 件 为 双面混装 贴片胶印刷 贴片 固化 翻板 三次 SMD、THD THD波峰焊接翻板手工焊 表2 5.4.3 两面过回流焊的PCB 的BOTTOM 面要求无大体积、太重的表贴器件需两面都过回流焊 的PCB，第一次回流焊接器件重量限制如下： A=器件重量/引脚与焊

13、盘接触面积 片式器件：A 0.075g/mm2 翼形引脚器件：A 0.300g/mm2 J 形引脚器件：A 0.200g/mm2 面阵列器件：A 0.100g/mm2 若有超重的器件必须布在BOTTOM 面，则应通过试验验证可行性。 5.4.4 需波峰焊加工的单板背面器件不形成阴影效应的安全距离已考虑波峰焊工艺的SMT 器 件距离要求如下： 1) 相同类型器件距离（见图2 ） B B B L L L 机密 第 4 页 2004-7-9 - Page 5- Powermyworkroom 过波峰方向 图2 相同类型器件的封装尺寸与距离关系（表3）： 焊盘间距L （mm/mil ） 器件本体间距B

14、 （mm/mil ） 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 1.02/40 1.27/50 1.02/40 1.27/50 钽电容6032、7343 1.27/50 1.52/60 2.03/80

15、2.54/100 SOP 1.27/50 1.52/60 - - 表3 2) 不同类型器件距离（见图3） B B B 过波峰方向 B B 图3 不同类型器件的封装尺寸与距离关系表（表4 ）： 封装尺寸 0603 0805 1206 1206 SOT 封装 钽电容 钽电容 SOIC 通孔 06.3 1.27 1.27 1.27 1.52 1.52 2.54 2.54 1.27 0805 1.27 1.27 1.27 1.52 1.52 2.54 2.54 1.27 1206 1.27 1.27 1.27 1.52 1.52 2.54 2.54 1.27 1206 1.27 1.27 1.27 1

16、.52 1.52 2.54 2.54 1.27 SOT 封装 1.52 1.52 1.52 1.52 1.52 2.54 2.54 1.27 钽电容3216、3528 1.52 1.52 1.52 1.52 1.52 2.54 2.54 1.27 机密 第 5 页 2004-7-9 - Page 6- Powermyworkroom 钽电容6032、7343 2.54 2.54 2.54 2.54 2.54 2.54 2.54 1.27 SOIC 2.54 2.54 2.54 2.54 2.54 2.54 2.54 1.27 通孔 1.27 1.27 1.27 1.27 1.27 1.27 1

17、.27 1.27 表4 5.4.5 大于0805 封装的陶瓷电容，布局时尽量靠近传送边或受应力较小区域，其轴向尽量与 进板方向平行（图4 ），尽量不使用1825 以上尺寸的陶瓷电容。（保留意见） 进板方向 减少应力，防止元件崩裂 受应力较大，容易使元件崩裂 图4 5.4.6 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。如图5： 连接器周围3mm 范围内尽量不布置SMD 图5 5.4.7 过波峰焊的表面贴器件的stand off 符合规范要求 过波峰焊的表面贴器件的stand off 应小于0.15mm，否则不能布在B 面过波峰焊，若器 件

18、的stand off 在0.15mm 与0.2mm 之间，可在器件本体底下布铜箔以减少器件本体底部与PCB 表面的距离。 5.4.8 波峰焊时背面测试点不连锡的最小安全距离已确定 为保证过波峰焊时不连锡，背面测试点边缘之间距离应大于1.0mm。 5.4.9 过波峰焊的插件元件焊盘间距大于1.0mm 为保证过波峰焊时不连锡，过波峰焊的插件元件焊盘边缘间距应大于1.0mm （包括元件 本身引脚的焊盘边缘间距）。 优选插件元件引脚间距（pitch ）2.0mm，焊盘边缘间距1.0mm。 在器件本体不相互干涉的前提下，相邻器件焊盘边缘间距满足图6 要求： 机密 第 6 页 2004-7-9 - Pag

19、e 7- Powermyworkroom Min 1.0mm 图6 插件元件每排引脚为较多，以焊盘排列方向平行于进板方向布置器件时，当相邻焊盘边 缘间距为0.6mm-1.0mm 时，推荐采用椭圆形焊盘或加偷锡焊盘（图7）。 偷锡焊盘 过板方向 椭圆焊盘 d1 X d2 D1 D2 pitch X=0.6*pitch Y=孔径+1620mil D1=D2 当XY，选用椭圆焊盘 Y 图7 5.4.10 BGA 周围3mm 内无器件 为了保证可维修性，BGA 器件周围需留有3mm 禁布区，最佳为5mm 禁布区。一般情 况下BGA 不允许放置背面（两次过回流焊的单板地第一次过过回流焊面）；当背面有 B

20、GA 器件时，不能在正面BGA5mm 禁布区的投影范围内布器件。 5.4.11 贴片元件之间的最小间距满足要求 机器贴片之间器件距离要求（图8）： 同种器件：0.3mm 异种器件：0.13*h+0.3mm （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：1.5mm。 X 吸嘴 h 器件 Y PCB X 或Y 同种器件 异种器件 图8 5.4.12 元器件的外侧距过板轨道接触的两个板边大于、等于5mm （图9） X 机密 第 7 页 2004-7-9 - Page 8- Powermyworkroom X X X X 5mm 器件禁布区 图9 为了保证制成板过波峰焊或回流焊时，

21、传送轨道的卡抓不碰到元件，元器件的外侧距板 边距离应大于或等于5mm，若达不到要求，则PCB 应加工艺边，器件与VCUT 的距离1mm。 5.4.13 可调器件、可插拔器件周围留有足够的空间供调试和维修 应根据系统或模块的PCBA 安装布局以及可调器件的调测方式来综合考虑可调器件的排 布方向、调测空间；可插拔器件周围空间预留应根据邻近器件的高度决定。 5.4.14 所有的插装磁性元件一定要有坚固的底座，禁止使用无底座插装电感 5.4.15 有极性的变压器的引脚尽量不要设计成对称形式 5.4.16 安装孔的禁布区内无元器件和走线（不包括安装孔自身的走线和铜箔） 5.4.17 金属壳体器件和金属件

22、与其它器件的距离满足安规要求 金属壳体器件和金属件的排布应在空间上保证与其它器件的距离满足安规要求。 5.4.18 对于采用通孔回流焊器件布局的要求 a. 对于非传送边尺寸大于300mm 的PCB，较重的器件尽量不要布置在PCB 的中间， 以减轻由于插装器件的重量在焊接过程对PCB 变形的影响，以及插装过程对板上已 经贴放的器件的影响。 b. 为方便插装，器件推荐布置在靠近插装操作侧的位置。 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。 PCB 过板方向 例：使用通孔回流焊的插针 m m 5 10mm 图10 d. 通孔回流焊器件焊盘边缘与pitch 0.65mm 的QF

23、P、SOP、连接器及所有的BGA 的 丝印之间的距离大于10mm。与其它SMT 器件间距离2mm。 e. 通孔回流焊器件本体间距离10mm。有夹具扶持的插针焊接不做要求。 机密 第 8 页 2004-7-9 - Page 9- Powermyworkroom f. 通孔回流焊器件焊盘边缘与传送边的距离10mm；与非传送边距离5mm。 5.4.19 通孔回流焊器件禁布区要求 a. 通孔回流焊器件焊盘周围要留出足够的空间进行焊膏涂布，具体禁布区要求为：对 于欧式连接器靠板内的方向10.5mm 不能有器件，在禁布区之内不能有器件和过孔。 b. 须放置在禁布区内的过孔要做阻焊塞孔处理。 5.4.20

24、器件布局要整体考虑单板装配干涉 器件在布局设计时，要考虑单板与单板、单板与结构件的装配干涉问题，尤其是高器件 、 立体装配的单板等。 5.4.21 器件和机箱的距离要求 器件布局时要考虑尽量不要太靠近机箱壁，以避免将PCB 安装到机箱时损坏器件。特别 注意安装在PCB 边缘的，在冲击和振动时会产生轻微移动或没有坚固的外形的器件：如 立装电阻、无底座电感变压器等，若无法满足上述要求，就要采取另外的固定措施来满 足安规和振动要求。 5.4.22 有过波峰焊接的器件尽量布置在PCB 边缘以方便堵孔，若器件布置在PCB 边缘，并且 式装夹具做的好，在过波峰焊接时甚至不需要堵孔。 5.4.23 设计和布

25、局PCB 时，应尽量允许器件过波峰焊接。选择器件时尽量少选不能过波峰焊接 的器件，另外放在焊接面的器件应尽量少，以减少手工焊接。 5.4.24 裸跳线不能贴板跨越板上的导线或铜皮，以避免和板上的铜皮短路，绿油不能作为有效 的绝缘。 5.4.25 布局时应考虑所有器件在焊接后易于检查和维护。 5.4.26 电缆的焊接端尽量靠近PCB 的边缘布置以便插装和焊接，否则PCB 上别的器件会阻碍 电缆的插装焊接或被电缆碰歪。 5.4.27 多个引脚在同一直线上的器件，象连接器、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11） 图11 5.4.28 较轻的器件如二级管和1/4W 电阻等，布局时应使其轴线和波峰