02 金百泽关于PCB可制造性设计探讨

PCB 的可制造性设计探究发布时间：2022-09-01T03:19:16.947Z 来源：《科技新时代》2022年3期作者：杨燕[导读] 目的通过对PCB的可制造性设计探究杨燕四川长虹电器股份有限公司多媒体平板显示技术研究所四川绵阳 621000摘要：目的通过对PCB的可制造性设计探究，特别是对其相关的PCB板设计尺寸、PCB器件的布局、PCB器件的选用及设计这三个方面进行了分析探究，得出一系列的实践规范结果，在以后实际设计生产运用中，遵从这一结果，将有助于提高企业产品设计的专业品质，提升生产制造的效率，节省产品的开发成本，让公司受益不断成长，在现代企业的竞争中成功胜出。

关键词：规范；效率；成本；品质背景当今世界科技高速发展，各种通信和电子类产品日新月异，市场竞争不断加剧，产品的设计周期不断缩短，产品pcb板的品质，不仅仅是电气性能优良，可制造性是其中一个关键环节，如何实现PCB的可制造性，最大程度的提高生产效率，易组装易测试，高品质低成本将是企业考虑的最终目标，所以可制造性设计在现代的 PCB设计中已经越来越重要。

DFM 即为【design-for- manufacturable」】，那么怎样在设计 PCB的过程中达到PCB的可制造性,下面文章将从三个方面来进行阐述探究。

1.PCB 外形尺寸设计1.1 PCB外形尺寸标准印制板原材为1000mm×1000mm，因此设计印制板的最佳尺寸的整数倍应接近此数，此时边角废料最少，材料利用率最高，有利于降低成本。

为达到板材最佳利用和满足制程设备加工要求，原则上PCB外形尺寸（含拼版及工艺边）不超过330×195（mm）。

具体拼版尺寸根据所拼单板尺寸和拼版方式确定最终外形尺寸需满足SMT过板宽度不能超过250mm（含工艺边）。

1.2 生产制造过程中设备限制PCB外形尺寸设计需要综合考虑制造过程中设备规格限制包括：插件机、贴片机、波峰焊设备、印制板模具、工装夹具、周转箱等设备的不同，对印制板的尺寸都有不同的要求，因此特殊尺寸的印制板应同工艺一起分析，决定PCB的外形经济尺寸，达到最大限度提高PCB原材料利用率。

PCB可制造性设计工艺规范PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）是电子产品中非常常见的一部分。

它是由一种基层材料（通常是玻璃纤维增强复合材料）和通过印刷或压合技术固定在基层上的导电层构成的。

PCB可制造性设计工艺规范是一系列准则和要求，用于确保PCB的设计在生产制造过程中能够达到高质量和可重复性。

首先，对于PCB可制造性设计工艺规范来说，一个重要的方面是布局和布线。

布局指的是元件在PCB上的位置和排列方式，而布线则是指通过导线将元件连接在一起。

在布局方面，应该根据电路的需求和元件的特性进行合理的布局，避免不必要的干扰和噪音。

在布线方面，应该注意导线的长度、走线的宽度和间距，以及阻抗匹配和传输速率等因素。

其次，PCB可制造性设计工艺规范还包括了对于孔的规定。

在PCB制造过程中，通常需要在板上打孔以安装元件。

对于孔的规定，包括孔的类型（如贴片孔、通孔等）、孔的直径和位置等。

这些规定需要考虑到元件的尺寸和安装的要求，以及后续的焊接和连接等操作。

此外，在PCB可制造性设计工艺规范中还包括了对于焊盘和焊接的要求。

焊盘是指用于连接元件和导线的金属圆盘。

对于焊盘的规定，包括焊盘的形状、尺寸和间距等。

而对于焊接的要求，包括焊接的方法、焊点的形状和强度等。

这些规定需要考虑到焊接工艺的可行性和可靠性，以及后续的维修和升级等操作。

最后，PCB可制造性设计工艺规范还应该包括对于阻焊和丝印的要求。

阻焊是一种覆盖在PCB表面的绝缘材料，用于保护导线和焊盘不受外界环境的影响。

对于阻焊的规定，包括阻焊的类型、颜色和厚度等。

丝印则是一种印刷在PCB表面的文字和标记，用于标识元件和线路的位置和功能。

对于丝印的规定，包括丝印的颜色、位置和字体等。

总的来说，PCB可制造性设计工艺规范是为了确保PCB在生产制造过程中能够达到高质量和可重复性而制定的一系列准则和要求。

这些准则和要求涵盖了PCB布局和布线、孔的规定、焊盘和焊接的要求，以及阻焊和丝印等方面。

自动化组装的PCB可制造性设计分析摘要：随着社会技术的发展，电子产品向着体积变小、功能变强的趋势发展，而且伴随着这一过程PCB设计的难度也越来越大。

但是在产品生产过程中通过制造性设计印制的电路板可以解决在电路板设计和制造间的工艺接口问题，而且由于可制造性设计的开发周期短，不仅在设计生产过程中提高了产品的质量同时还降低了企业的生产成本，一举两得，是一种非常有效的设计生产方式。

本文对于生产过程中PCB的设计加工以及相关生产材料、比如电子元件的选用方面做了具体的介绍，并将制造性技术分析融合到了PCB的设计中，在PCB的设计过程中应该注意的一些问题做了分析，有助于提高设计质量。

关键词：机械自动化；可制造性技术；PCB设计在目前的电子产品设计过程中，为了满足电子产品高速发展的需求，在对电子产品进行PCB设计技术中已经采用大量的BGA、PGA和CSP等高度的产品集成器装置，这也让PCB的设计过程变得更加复杂，进而时产品的生产工艺也变得复杂起来。

而对于产品的电子设计，尤其是对于电路板的设计，在进行PCB设计过程中需要特别的进行注意，这一因素也是在产品的DFM（产品的可制造性设计）过程中必须要加以考虑的一个因素。

这对于提高产品的可靠性有着非常重要的影响。

但是现在由于在产品的PCB设计阶段存在一些缺陷，比如没有考虑到实际生产过程中的生产要求，这就会造成在产品的生产制造过程中产品装配、调试等各个阶段都会出现困难，最终影响产品的生产质量。

而这又会导致企业对产品进行多次返工，造成产品生产周期被拖长，企业成本提高，为企业带来巨大压力。

这一方面是由于在产品的设计过程中设计人员没有对产品的可制造性进行充分的分析，另一方面，也是因为对于PCB设计的不熟悉造成的。

尤其是在随着产品的发展在PCB设计过程中引入了制造性技术分析以后。

一、可制造性技术分析理论可制造性分析技术又称为DMF技术，这一技术在生产过程中主要是对产品自身的外观的物理性和内在系统的各部分之间的关系进行设计与分析，并且在这一过程中对整个系统的产品设计进行融合与优化。

PCB设计与可制造性之间的关系摘要：进入到全新的发展时期，相关企业在对电子产品设计环节进行把握的过程中，积极对贴片元器件等进行广泛的使用，注重PCB设计合理性的把握，不仅可以有效的提升产品制造的水平，也可以在很大程度上拓展整体的生产规模。

所以，基于这一发展特点，本文主要结合相关的理论知识，对PCB设计以及和制造性之间的关系进行有效的衡量，以此更加有效的通过理论知识内容的进一步深化，提升企业的生产质量和生产效率。

关键词：PCB设计；可制造性；关系分析引言：从专业角度来分析，PCB主要指的是电路板的印制，通过电路元器件的生产，对电器互联工具进行有效的把握。

结合电路原理图对电路设计的相关功能进行凸显，可以在很大程度上对制造系统各个部分之间的相互关系进行衡量。

所以，从这一层面来分析也可以看到，如果整体的PCB设计不能有效的对可制造性的要求进行满足，不仅会对PCB的生产质量造成一定的冲击，也会使得整体设计的电路板无法按时按量的进行生产和制造。

所以，加强PCB质量的有效改善，并把握PCB设计与可制造性之间的关系是尤为重要的。

一、从外形尺寸分析PCB设计与可制造性的关系从外形尺寸设计的角度出发，在对PCB设计以及可制造性之间的关系进行探讨的过程中，一般要注重以下内容：首先，要结合外形设计的原则，对各部分的设计内容进行全面的深化。

在对PCB的外形进行设计的过程中，一般要对长宽的比例进行衡量。

类似长方形，要充分把握长宽比例，防止翘曲变形等问题的出现。

产品设计完毕之后，也要注重生产运输事项的严格把握，一般要利用特殊的家具对其进行固定，原则上要对甲板的尺寸进行控制，一般要控制在23厘米×30厘米左右。

而在对贴片原件的印制板SMB进行设置的过程中，也要注重尺寸厚度、四周倒角等相关元素的严格把握。

根据不同规格和不同型号贴片机的需求，对SMB的尺寸进行严格的把控，以更好的避免由于尺寸设置不合理而出现生产制造不合格的问题。

PCB可制造性设计规范PCB (Printed Circuit Board)的制造性设计规范是指在设计和布局PCB电路板时所需考虑的一系列规范和标准，以确保电路板的制造过程顺利进行并获得可靠性和性能。

一、尺寸规范1.PCB电路板的尺寸要符合制造商的要求，包括最小尺寸、最大尺寸和板上零部件之间的间距。

2.确保电路板的边缘清晰、平整，并防止零部件或钳具与电路板边缘重叠。

二、层规范1.根据设计要求确定所需的层次和层的数量，确保原理图和布局文件的一致性。

2.定义PCB的地平面层、电源层、信号层和垫层、焊盘层等的位置和规格。

三、元件布局规范1. 合理布局元件，以最小化路径长度和EMI (Electromagnetic Interference)，提高电路的可靠性和性能。

2.避免元件之间的相互干扰和干涉，确保元件之间有足够的间距，以便于焊接工序和维修。

四、接线规范1.线路走向应简洁、直接，避免交叉和环形走线。

2.确保信号和电源线路之间的隔离，并使用正确的引脚布局和接线技术。

五、电路可靠性规范1.选择适当的层次和厚度，以确保足够强度和刚度。

2.确保电路板表面和感应部件光滑，以防止划伤和损坏。

六、焊接规范1.在设计中使用标准的焊盘尺寸和间距，以方便后续的手工或自动焊接。

2.制定适当的焊盘和焊缺陷防范措施，以最小化焊接问题的发生。

七、标准规范1. 遵循IPC (Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits)标准，以确保PCB的制造符合国际标准。

2.正确标注和命名电路板上的元件和信号，以方便生产和测试。

八、生产文件和图纸规范1.提供准确和详细的生产文件和图纸，包括层叠图、金属化孔、引线表和拼图图等。

2.确保文件和图纸的易读性和可修改性。

九、封装规范1.选择适当的封装类型和尺寸，以满足电路板的要求。

2.避免使用不常见或过于复杂的封装，以确保可靠的元件焊接和连接。

PCB可制造性一、PCB可制造性概念1、PCB可制造性设计：从广义上讲，包括了产品的制造、测试、返工、维修等产品形成全过程的可行性；狭义上讲是指产品制造的可行性。

2、针对PCB可制造性设计包括两方面：（1）PCB的可制造性 ( DFM：Design for Manufacture )；（2）PCB贴装、组装的可制造性( DFA：Design for Assembly ) ；在设计时需要考虑周全，比如:BGA周围3MM内不要放置元器件，其目的就是为了利于返修BGA。

3、可制造性设计的目的：可制造性设计DFM（Design For Manufacture）就是从产品开发设计时起，就考虑到可制造性和可测试性，使设计和制造之间紧密联系，实现从设计到制造一次成功的目的。

DFM是保证PCB设计质量的最有效的方法。

DFM具有缩短开发周期、降低成本、提高产品质量等优点，是企业产品取得成功的途径。

4、PCB可制造性设计包括以下几个方面:（1）板材的选择；（2）多层板的叠层结构设计；（3）电路图形设计：孔和焊盘的设计要求、线路设计、阻焊设计、字符设计；（4）表面处理工艺的选择。

下面将对PCB可制造性设计的以上四个方面逐一讲解：5、板材的种类：（a）覆铜箔基板（Copper-clad Laminate）简称CCL，由铜箔（皮）、树脂（肉）、增强材料（骨)、功能性添加物（组织）组成，是PCB加工的主要基础物料。

上图所示即经常讲到的芯板，也就是Core。

其上下是有铜箔，中间层是介质材料。

生益FR-4,其中间层是介质材料也是PP片。

（b）树脂类板材：环氧树脂（ epoxy ）、聚亚酰胺树脂（ Polyimide ）、聚四氟乙烯（Polytetrafluorethylene，简称PTFE 或TEFLON）、B一三氮树脂（Bismaleimide Triazine 简称BT、二亚苯基醚树脂(PPO)等6、板材的主要性能指标：（i）Er --- 介电常数：介电常数会随温度变化，在0-70度的温度范围内，其最大变化范围可以达到20%。

可制造性的PCB设计规范作者：韩志刚来源：《电子技术与软件工程》2017年第09期摘要PCB设计是指电路版图的设计，通常是借助EDA软件来完成，是电子产品开发流程中非常重要的一个环节。

目前，消费类电子产品的PCB元件组装绝大部分是由大型自动化设备完成，如何在高效生产中实现PCB元件装配的高品质易操作控制，每一位PCB设计工程师都应该在设计中考虑PCB的可制造性。

【关键词】PCB设计可制造性目的DFM具有缩短开发周期、降低成本、提高产品质量等优点，是企业产品取得成功的途径。

PCB（Printed Circuit Board，印刷线路板）是电子产品中重要的电子部件，是电子元器件实现电气连接的载体，而PCBA（Printed Circuit Board Assembly，PCB组件，即把电子元器件装配到PCB板上形成的半成品）是实现电子产品电路系统功能的硬件主体。

本文针对电子产品中的PCB组件制造，从多个方面浅谈PCB设计的一些规范，达到实现PCB组件的可制造性的目的。

1 PCB DFM设计基本原则（1）减少PCB组装的制程工序及成本，尽量使零件置于PCB的主焊接面。

（2）相同或相似的元件应置于同一列或一排并且极性应指向同一方向。

（3）在PCB上按尺寸及数量均匀的分配元件以避免PCBA在回流过程及波峰焊接过程中变形。

（4）连接器和插座应置于PCBA的主要焊接面。

（5）不要在PCB的两面都设计通孔设备。

（6）设计中应尽量考虑自动装配，尽量减少人工操作。

（7）避免使用跳线及任何额外的人工操作。

（8）设计中考虑设备调试的要求。

（9）设计中考虑各种变量的误差。

2 PCBA主流工艺方式介绍PCBA两面为顶面和底面，简单的PCBA只有顶面有元件（贴装或者插装），复杂的PCBA双面均有混装元件。

图1简单介绍了几种PCBA主流工艺方式。

图2为PCBA SMT生产设备（用于贴装SMD贴片元器件的设备）图例。

3 PCB外形及尺寸设计PCB外形和尺寸是由贴装机的PCB传输方式、贴装范围决定的。

金百泽唐宏华：业精于勤精益求精
佚名
【期刊名称】《印制电路资讯》
【年(卷),期】2022()3
【摘要】与PCB结缘二十二载,从简单的单、双面板工艺,到如今的特种工艺、高层次设计,在开阔视野的同时他也发现了PCB制造的美妙之处。

他将PCB制造视为终身事业,他说:“PCB是所有电子器件承载的基础,在电子信息产业链中起着承上启下的关键作用,其技术日新月异,具有无限的发展潜力,是可以作为终身职业来规划的。

”他叫唐宏华,是深圳市金百泽电子科技股份有限公司研发部高级工程师。

【总页数】3页(P37-39)
【正文语种】中文
【中图分类】K82
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基于自动化组装的PCB可制造性设计分析PCB可制造性设计是指在PCB（Printed Circuit Board，印制板）的设计过程中，考虑到制造技术要求和工艺能力，以确保PCB在制造过程中的可行性和高质量。

而基于自动化组装的PCB可制造性设计分析则是在这个基础上，结合自动化组装技术，对PCB的可制造性进行更深入的分析和设计。

首先，基于自动化组装的PCB可制造性设计分析需要考虑到自动化组装技术的相关要求和特点。

自动化组装是利用机械装配设备和技术，将器件自动精确地安装在PCB上，提高生产效率和质量稳定性。

因此，在PCB设计阶段就要考虑到自动化组装的要求，包括器件间距、引脚位置、定位标记等等，以确保自动化组装的可行性和效果。

其次，基于自动化组装的PCB可制造性设计分析需要结合制造工艺和工艺能力。

制造工艺是指将PCB图纸转化为实际产品的工程过程，包括光绘、蚀刻、电镀、打孔、组装等等。

而工艺能力则是指制造商的设备和技术水平，对各种工艺的实施能力。

在PCB设计过程中，要考虑到制造工艺和工艺能力的限制，避免出现无法实施或成本太高的设计要求。

此外，基于自动化组装的PCB可制造性设计分析还需要考虑到PCB的材料选择和结构设计。

材料选择对PCB的性能和可制造性有很大影响，因此需要选择合适的材料，包括基材、电镀材料、焊接材料等。

结构设计也要考虑到自动化组装的要求，包括器件的布局、焊盘的设计等。

在这个过程中，需要充分考虑到自动化组装的工艺特点，提高组装的效率和质量。

最后，基于自动化组装的PCB可制造性设计分析需要通过模拟和实验来验证设计的可行性和效果。

通过模拟软件可以进行PCB组装过程的仿真，找出可能存在的问题和改进方案。

通过实验可以验证设计的可实施性和可靠性，优化设计方案。

综上所述，基于自动化组装的PCB可制造性设计分析需要综合考虑自动化组装技术的特点、制造工艺和工艺能力、材料选择和结构设计等因素。

通过合理的分析和设计，可以提高PCB的可制造性，实现高质量的自动化组装。

PCB可生产性设计规范PCB可生产性设计规范1 目的为规范PCB的设计工艺，保证PCB的设计质量和提高设计效率，提高PCB设计的可生产性、可测试性、可维护性。

本规范适用于公司设计的所有印制板(简称PCB)2 名词定义Pcb layout：pcb布局Solder mask：防焊膜面、防焊漆、防焊绿漆Fiducial Mark：光学定位点或基准点Via hole：导通孔SMD：表面贴装器件THC/THD：通孔插装器件Mil：长度单位，1mil=0.0254mm3 PCB总体设计要求3.1 PCB外形PCB外形(含工艺边)为矩形，单板或拼板的工艺边的四角须按半径R=2mm圆形倒角。

应尽可能使板形长与宽之比为3:2或4:3，以便夹具夹持印制板。

PCB传送方向3.2 印制板的可加工尺寸范围适用于全自动生产线的PCB尺寸为最小长×宽:50mm×50mm、最大长×宽:320mm×250mm，设计单板或拼板时，SMT阶段允许使用最大拼板尺寸为320mm×250mm，SMT完成后，可拆成不大于220mm×220mm的单板或拼板。

（PCB单板尺寸较小时，建议拼板尺寸不大于210mm×210mm）3.3 传送方向的选择：为减少焊接时PCB的变形，对不作拼板的PCB，一般将其长边方向作为传送方向；对于拼板也应将拼板的长边方向作为传送方向。

但是对于短边与长边之比大于50～80%的PCB，可以用短边传送。

3.4 传送边单面贴片PCB的传送边的两边应分别留出≥5mm(200m il)的宽度，传送边正反两面在离板边5mm的范围内不能有任何元器件或焊点。

双面贴片PCB，第一面的传送边的两边分别留出≥5mm的宽度，传送边在5mm内的范围内不能有任何元器件或焊点，第二面的传送边要求同第一面贴片PCB。

PCB外形示意图表1 SMT贴片PCB尺寸要求●单面贴装单面贴装示意图●单面混装单面混装示意图●双面贴装双面贴装示意图●双面混装常规波峰焊双面混装示意图3.4.1 如果PCB单元板尺寸在传送边器件禁布区尺寸上不能满足上述5mm宽度要求时，必须在相应的板边增加≥5mm宽的工艺边。