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PCB工艺设计规范分解

PCB工艺设计规范分解
PCB工艺设计规范分解

PCB板设计规范

文件编号:QI-22-2006A

版本号:A/0

编写部门:工程部

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目录

一、PCB版本号升级准则 (1)

二、PCB板材要求 (2)

三、PCB安规文字标注要求 (3)

四、PCB零件脚距、孔径及焊盘设计要求 (15)

五、热设计要求 (16)

六、PCB基本布局要求 (18)

七、拼板规则 (19)

八、测试点要求 (20)

九、安规设计规范 (22)

十、A/I工艺要求 (24)

一、PCB版本号升级准则:

1.PCB板设计需要有产品名称,版本号,设计日期及商标。

2.产品名称,需要通过标准化室拟定,如果是工厂的品牌,那么可以采用红光厂注册商标( )商标需要统一字符大小,或者同比例缩放字符。不能标注商标的,则可以简单字符冠名,即用红光汉语拼音几个首字母,例如,HG 或HGP冠于产品名称前。

3.版本的序列号,可以用以下标识REV0,0~9, 以及0.0,1.0,等,微小改动用.A、.B、.C等区分。具体要求如下:

①如果PCB板中线条、元件器结构进行更换,一定要变更主序号,即从

1.0 向

2.0等跃迁。

②如果仅仅极小改动,例如,部分焊盘大小;线条粗细、走向移动;插件孔

径,插件位置不变则主级次数可以不改,升级版只需在后一位数加上A、

B、C和D,五次以上改动,直接升级进主位。

③考虑国人的需要,常规用法,不使用4.0序号。

④如果改变控制IC,原来的IC引脚不通用,请改变型号或名称。

⑤PCB版本定型,技术确认BOM单下发之后,工艺再改文件,请在原技术

责任工程师确认的版本号后加入字符(-G)。工艺部门多次改动也可参照技术部门数字序号命名,例如,G1,G2向上升级…等。

4.PCB板日期,可以用以下方案标明。XX-YY-ZZ,或者,XX/YY/ZZ。

XX表示年,YY表示月,ZZ表示日。例如:11-08-08,也可以11-8-8,或者,11/8/8。PCB板设计一定要放日期标记。

二、PCB 板材要求

确定PCB 所选用的板材,板材类型见表1,若选用高TG 值的板材,应在文件中注明厚度公差。

注1:1、CEM-1: 纸芯环氧玻璃布复合覆铜箔板,保持了优异的介电性能、机械性能、和耐热性;且允许冲孔加工,其冲孔特性较玻璃环氧基材FR-4更优越,模具寿命更长;高温时翘曲变形很小。

2、FR-4:基板是铜箔基板中最高等级,用环氧树脂、八层玻璃纤维布和电渡铜箔含浸、压覆而成。有优秀的介电性能、机械强度;耐热性好、吸湿小。

3、FR-1:纸基材酚醛树脂基板,弯曲度、扭曲度好,耐热、耐湿差。注2:由于无铅焊料的熔点比传统的Sn-Pb高30℃-40℃,因此无铅化的实施对PCB材质、电子元器件的耐温性、助焊剂的性能、无铅焊料的性能、无铅组装设备的性能提出了更高的要求。对于PCB材质,需要采用热膨胀系数比较小而且玻璃化转变温度Tg值比较大的材料,才能够满足无铅焊接工艺的要求。

三、PCB安规文字标注要求:

1.PCB文字标注要求:字高1.2mm,字宽0.2mm(根据PCB板面大小,可适当

缩放)

2.铜箔面极性零件二极管需用“*”标注极性,字高1.0mm,字宽0.254mm,以

利于电源车间IPQC核实二极管贴装极性正确与否

3.保险管的安规标识齐全

保险丝附近是否有完整的标识,包括熔断特性、防爆特性、额定电流值、额定电压值、英文警告标识。如 F3.15AL ,250Vac, “CAUTION :For Continued Protection Against Risk of Fire ,Replace Only With Same Type and Rating of Fuse” 。若PCB 上没有空间排布英文警告标识,可略去

上述定义,如果因PCB 板面空间受限而无法达到,可根据实际情况缩小字高

四、PCB 零件脚距、孔径及焊盘设计要求:

1.零件引脚直径与PCB 孔径对应关系如下:

2.ADAPTER PCB SMD 零件脚距及焊盘要求:

3.DESKTOP PCB SMD脚间距及焊盘要求:

4.SMD transistor PAD脚间距及焊盘要求:

5.SOP系列SMD IC引脚之间应加防焊漆,防止焊盘连锡

6.为防止直插元件连锡,焊盘与焊盘之间最小保持0.5mm距离

7.为防止SMD元件连锡,焊盘与焊盘之间最小保持0.5mm距离

8.为防止SMD元件与SMD IC元件连锡,SMD焊盘与SMD IC盗锡焊盘之间的距离MIN:0.75-1.0mm,安全间距定义如下:

9.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SMD元件距离要求如下:

1) 相同类型器件距离

2) 不同类型器件距离

10.DIP IC脚距2.54mm,孔径0.8mm,焊盘1.8mm,焊盘与焊盘之间保持0.75mm间距,并加0.5mm防焊漆隔离,防止焊盘连锡。防焊漆与焊盘之间保持0.125mm间距,以利印刷。DIP IC焊盘用绿漆覆盖,绿漆只能覆盖在焊盘边缘,绿漆边缘距离绿漆边缘保持0.75mm距离。

11.SMD元件距离板边MIN:1.0mm

12.铜箔距离板边MIN:0.5mm,以免在制板时,V-CUT过程中,铜箔被划伤,进而导致过波峰焊时,铜箔划伤处上锡

13.开槽处距离元件焊盘边缘MIN:0.5mm,以防破孔

14.卧式大电解(引脚扁平式)、散热器引脚、TO-220封装、TO-3P封装、桥式整流器等元件孔应开成条型孔,增强焊锡强度,以免元件受外力时,造成焊盘脱焊,条形孔孔径及焊盘尺寸设定如下:

15.圆孔孔径及焊盘尺寸设定如下:

16. 要增加孤立焊盘和走线连接部分的宽度,特别是对于单面板的焊盘,以避免过波峰焊接时将焊盘拉脱。

17.盗锡焊盘的应用:

SMD元件需过波波峰时,应确定贴装阻容件与SOP 的布局方向正确,SOP 元件轴向需与波峰方向一致。

a. SOP 元件在过波峰尾端需接增加一对偷锡盘(优选最外面四只脚都加上盗锡焊盘),尺寸满足如下要求:

b. SOT元件过波峰尽量满足最佳方向

c.若SOT元件与波峰焊方向成垂直,则其三只脚须开气孔,孔径MIN:0.8mm

18.大颗二极管(如SB360)孔径为1.5mm ,焊盘尺寸3.5mm

19.TO-220晶体一般的孔径为0.8*1.0mm,焊盘尺寸1.9*2.5mm

20.ADAPTER晶体管孔径规范:

1)依各厂商晶体管规格最大值开孔

2)一次侧晶体需保持1.0mm间距

3)插细线(小)脚一次侧孔径长度超过1.0mm以上会破孔

4)插细线(小)脚二次侧无高压间距,长度超过1.2mm以上会破孔

5)因高度问题必须插粗线(大)脚会有破孔问题

21.TO-3P一般的孔为0.8*1.5mm,焊盘尺寸3.0mm

22.MOS管脚位设计,可遵循以下两种方法:

1)晶体管设计成品字结构,中间一只脚距离另外两只引脚中心距3mm,焊盘边缘之间距离MIN:1.5mm(优先推荐此种设计方法)

2)或将三只引脚设计在一条直线上,孔径满足1.0mm,中间一只引脚焊盘尺寸为1.8*2.5mm,孔间距2.7mm,焊盘边缘之间距离保证1.1mm,外面两只引脚孔距离焊盘内侧边缘MIN:0.2mm,以防破孔(此种设计方法主要针对产品功率密度大,MOS管中间一只引脚不便于跨出,或是散热器上锁附有两颗及以上MOS管,如设计成品字结构,不利于插装作业)

23.A/I元件弯脚范围内不可有裸铜,其孔中心距离裸铜处MIN:2.0mm,以防短路

24.变压器初、次级引脚应设计成非对称式的,以防插错件

25.针对晶体管粗线脚插入PCB后,其引脚间焊盘距离偏近,过波峰焊时,存在短路隐患,可在元件过波峰焊尾端增加盗锡焊盘

波峰焊方向

26. 元件后焊孔(如AC线、DC线、散热器及其组合件孔)最好在PCB流向垂直方向开引锡槽,不至于使孔出现堵塞现象。

1)在M2(Mechanical 2)层对对象孔进行开槽处理,宽度0.4mm

PCB方向

2)当“C”型槽开口处与相临焊盘连同时,可违反规范转方向并与过锡炉方向平行

3)“C”型槽开口处尽可能不要有焊盘,否则须保持2.0mm以上距离,如无法避免,“C”型槽须转45度

27.单面板螺丝孔焊盘设计:

1)在M2(Mechanical 2)层沿孔边缘绘一个圆,宽度0.4mm 2)孔周围0.4mm 铜箔取消,以防堵孔

28.双面板螺丝孔焊盘设计:

1)底层孔周围0.4mm 铜箔取消,以防堵孔(注意孔内不要做吹锡处理) 2)在孔周围设计8个孔径0.5mm ,焊盘1mm 贯穿孔 3)过孔焊盘内圈边沿距离螺丝孔内圈边沿≥0.5mm

注:此种设计同样适用于双面板后焊元件孔(如线材、散热器及其组合件、插针

孔周围0.4mm 范围内无铜箔

孔周围0.4mm 无铜箔

1mm 过孔

孔等),贯穿孔孔径及焊盘尺寸依据元件焊盘尺寸适当缩放

29.泪滴焊盘应用:

1)变压器、散热器及其组合件、主电解、端子之零件脚焊盘应考虑设计成泪滴焊状,以增强焊盘机械强度

2)2.0mm、2.54mm间距排座及接地片之引脚焊盘可考虑设计成泪滴状,以增强焊盘机械强度,避免焊点搭锡

30.铆钉孔焊盘设计:

铆钉孔周围4.8mm区域无裸铜,以防铆钉翻边后碰到裸铜处,导致过锡后,铆钉孔内堵锡

31.散热孔不得有贯穿孔,避免吃锡塞孔或安全距离不足

32.贯穿孔不焊盘不可与零件脚焊盘相连,应保持MIN:0.25mm间距,以免过锡炉后,贯穿孔内吃锡,造成零件脚焊盘上锡不足

33.文字漆不可覆于裸铜及零件脚焊盘上,以免影响上锡

34.变压器飞线孔孔径不可大于飞线直径,以免飞线穿过PCB孔,造成焊锡不良

35.零件脚与裸铜之间需保持MIN:0.5mm间距,不可直接相连,以免影响上锡

36.电解电容下放不可放置贯穿孔,以免贯穿孔内吃锡后,烫破电解电容表皮

五、热设计要求

1.高热器件件应考虑放于出风口,且不阻挡风路

2 .高热器件热器的放置应考虑利于对流

3 .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2.5 mm;

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温升在降额范围内。

4.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:

5.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,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:

1)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)

2)SMD焊盘不可与裸铜相连,以免过锡炉时,裸铜端焊锡张力较另一端大,进而导致SMD另一端本体竖起,形成立碑现象

6.高热器件的安装方式及是否考虑带散热器

1)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。

2)散热网设计要求:

a.网格尺寸:

Grid size:2.5mm Track width:1mm

b.零件脚焊盘与网格之间须用绿油隔开,以免过锡炉后焊点连锡,导致上锡不足(M3层沿焊盘中心绘一个圆,宽度0.5mm)

六、PCB基本布局要求:

1. 波峰焊加工的制成板进板方向要求有丝印标明

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)。

2. 大于0805 封装的陶瓷电容,布局时尽量靠近受应力较小区域,其轴向尽量与PCB受力方向垂直,尽量不使用1825 以上尺寸的陶瓷电容。(保留意见)

3. 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

4. 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. 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焊方向垂直。这样能防止过波峰焊时因一端先焊接凝固而使器件产生浮高现象

6. 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

7. ADAPTER输入、输出线与周围元件之间要留有足够的空间,否则超声波过程

中线材折弯部分会压迫并损坏周围元件及其焊点

七、拼板规则:

1.当PCB上最外面零件焊盘距离板边不足5mm时,为保证PCB在流水线传

输带及波峰焊链爪上顺利传输,应考虑增加工艺边,具体如下图所示:

MARK点

距≥2mm

1)两端工艺边,一边5mm ,一边7mm(注意定位孔中心距离工艺边的两个板边距离为5mm

2)工艺边上MARK 点直径为1.5mm,其中心距离板边5mm 3)在7mm 工艺边上加上流向标识符 4)不规则PCB 板拼板后,空缺部分必须补全,以防波峰焊过程中造成溢锡及PCB 变形

5)不规则拼板需要采用铣槽加V-cut 方式时,铣槽间距应大于2mm

2. 尺寸小于50mm X 50mm 的PCB 应进行拼板(铝基板和陶瓷基板除外)

一般原则:当PCB 单元板的尺寸<50mm x 50mm 时,必须做拼板; 当拼板需要做V-CUT 时,拼板的PCB 板厚应小于3.5mm

最佳:平行传送边方向的V-CUT 线数量≤3(对于细长的单板可以例外)

3.拼板时,应考虑尽可能让SMD IC 方向迎和波峰焊流向,从而确保焊接品质

八、测试点要求

1.所有目标测试点都应均匀分布在焊接面上,避免局部探针密度过高

2.各测试点中心点间距最好在2.54mm 以上,最小不得小于1.3mm,以免高频使用时造成干扰

3.测试点直径需大于0.9mm(优选2mm)

4. 测试点尽量选用传统零件之管脚

5. 测试点距离PCB边缘应大于3mm

6. 测试点上最好不可有油污、杂质、防焊漆及文字

九、安规设计规范

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