pcb之设计规范DFM要求.docx
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pcb之设计规范DFM要求.docx
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pcb之设计规范DFM要求
DFX讲义
DFX是并行工程关键技术的重要组成部分,其思想已贯穿企业开发过程的始终。
它涵盖的内容很多,涉及产品开发的各个阶段,如DFA(DesignforAssembly,面向装配的设计)、DFM(DesignforManufacture,面向制造的设计)、DFT(DesignforTest,面向测试的设计)、DFE(DesignforElectro-MagneticInterference,面向EMI的设计)、DFC(DesignforCost,面向成本的设计)、DFc(DesignforComponent,面向零件的设计)等。
目前应用较多的是机械领域的DFA和DFM,使机械产品在设计的早期阶段就解决了可装配性和可制造性问题,为企业带来了显著效益。
DFA指在产品设计早期阶段考虑并解决装配过程中可能存在的问题,以确保零件快速、高效、低成本地进行装配。
DFA是一种针对装配环节的统筹兼顾的设计思想和方法,就是在产品设计过程中利用各种技术手段如分析、评价、规划、仿真等充分考虑产品的装配环节以及与其相关的各种因素的影响,在满足产品性能与功能的条件下改进产品的装配结构,使设计出的产品是可以装配的,并尽可能降低装配成本和产品总成本。
DFT是指在产品开发的早期阶段考虑测试的有关需求,在Layout设计时就根据规则做好测试方案,以保证测试的顺利进行,从而减少改版次数,减少设计成本。
DFM则指在产品设计的早期阶段考虑所有与制造有关的约束,指导设计师进行同一零件的不同材料和工艺的选择,对不同制造方案进行制造时间和成本的快速定量估计,全面比较与评价各种设计与工艺方案,设计小组根据这些定量的反馈信息,在早期设计阶段就能够及时改进设计,确定一种最满意的设计和工艺方案。
从以上的定义可以知道DFM涵盖DFA和DFT的内容,以下是DFMrule,其中包含DFA,DFT规则。
1.0FIDUCIALMARK(基准点或称光学定位点)
为了SMT机器自动放置零件之基准设定,因此必须在板子四周加上FIDUCIALMARK
1.1FIDUCIALMARK之形状,尺寸及SOLDERMASK大小
1.1.1FIDUCIALMARK放在对角边
φ1mm为喷锡面
φ3mm为NOMASK
φ3mm之内不得有线路及文字
3.1.2φ1mm的喷锡面需注意平整度
1.2FIDUCIALMARK之位置,必须与SMT零件同一平面(ComponentSide),如为双面板,则双面亦需作FIDUCIALMARK
1.3FIDUCIAL放在PCB四角落,边缘距板边至少5mm
1.4板边的FIDUCIALMARK需有3个以上,若无法做三个FIDUCIALMARK时,则最少需做两个对角的FIDUCIALMARK
1.5所有的SMT零件必须尽可能的包含在板边FIDUCIALMARK所形成的范围内
1.6PITCH20mil(含)以下之零件(QFP)及BGA对角处需加FIDUCIALMARK,25mil之QFP不强制加FIDUCIALMARK.但若最接近PCB四对角处之QFPPITCH为25mil(非20mil以下)该零件亦需加FIDUCIALMARK.
2.0SOLDERMASK(防焊漆)
2.1任何SMDPAD之SolderMask,由pad外缘算起3mil+-1mil作SOLDERMASK.
2.2除了PAD与TRACE之相接触任何地方之SolderMask不得使TRACE露出
2.3SMDPAD与PAD间作MASK之问题:
因考虑SMDPAD与PAD间的密度问题,除SMD(QFPFinepitch)196PIN&208PIN不强制要求作MASK,其余均要求作MASK
2.4SMDQFP,PLCC或PGA等四边皆有PAD(四边有PIN)之方形零件底下所有VIAHOLE均必须作SOLDERMASK,及该零件底下之VIAHOLE均盖上防焊漆
2.5测试点之防焊
2.5.1仍以ComponentSide测试点全部防焊但不盖满,且SolderSide不被
SolderMask盖到,为最佳状况
2.5.2为防止ComponentSide被盖满,或SolderSide被SolderMask盖到,故以
DIAVIAPLATED外加2mil露锡为可接受范围(如下图)
2.6其它非测试点之VIAHole,ComponentSide仍以不露锡为可接受范围
2.7VIAHOLE与SMDPAD相邻时,必须100%Tenting防焊漆
3.0SILKSCREEN(文字面)
3.1文字面与VIAHOLE不可重叠避免文字残缺
3.2文字面的标示每个Component必须标示清楚以目视可见清晰为主
3.2.1每种字皆得完整
3.2.2通电极性与其它记号都清楚呈现
3.2.3字码中空区不可被沾涂(如:
0,6,8,9,A,B,D,O,P,Q,R等)若已被沾涂,以尚可辨认而不致与其它字码混淆者
3.3各零件之图形应尽量符合该零件的外形
无脚零件(R,C,CB,L)于PAD间之文字面须加上油墨划,视需求自行决定图形
3.4有方向性之零件应清楚标示脚号或极性
3.4.1IC四脚位必须标示各脚位,及第1PIN方向性
3.4.2CONNECTOR应标示四周前后之脚号
3.4.3Jumper应标示第1PIN及方向性
3.4.4BGA应标示第1PIN及各角之数组脚号
3.5文字距板边最小10mil
3.6人工贴图时,文字,符号,图形不可碰到PAD(包括VIAHOLEPAD非不得已,以尚可辨认而不致与其它字码混淆者)
3.7CAD作业时,文字,符号,图形不可碰到PAD,FIDUCIALMARK,而VIAHOLEPAD则尽量不去碰到
3.8由上而下,由左而右顺序,编列各零件号码
4.0TOOLINGHOLE(定位孔)
4.1为配合自动插件设备,板子必须作TOOLINGHOLE(φ4mm+-)TOOLINGHOLE中心距板边为5mm(NON-PTH孔),须平行对称,至少两个孔,如遇板边(V-CUT)须有第三孔,且两孔间间距误差于+-20mil(0.5mm)以内
4.2如板子上零件太多,无法做三个TOOLINGHOLE时,则于最长边作两个TOOLINGHOLE或可作于V-CUT上
5.0PLACEMENTNOTES(零件布置)
5.1DIP所有零件方向(极性)应朝两方向,而相同包装类形之零件方向请保持一致
5.2DIP零件周围LAYOUTSMD零件时应预留>1mm的空间,以不致妨碍人工插拔动作
5.3SMD零件距板边至少5mm,若不足时须增加V-CUT至5mm;M/IDIP零件由实体零件外缘算起各板边至少留3mm
5.4DIP零件之限制:
5.4.1排阻尽可能不要LAYOUT于排针之间
5.4.2MINI-Jumper的数量尽量减少;且MINI-Jumper与Slot,Heat-Sink至少两公分
5.4.3尽量勿于BIOSSOCKET底下LAYOUT其它零件
5.4.4M/IDIP零件周围LAYOUTSMD零件时,应预留1mm空间,以防有卡位情形
5.4.5M/IDIP零件之方向极性须为同方向,最多两种方向
5.4.6M/IDIP零件PIN必须超出PCB面1.2~1.6mm
5.5VIAHOLE不可LAYOUT于SMDPAD上,须距PAD≧10mil以免造成露锡
5.6SMD零件分布
Fine-pitch208pinQFP或较大之QFP,PLCC,SMDSOCKET等零件,在LAYOUT时应尽量避免皆集中于某个区域,必须分散平均布置;尤以在2颗Fine-pitch208pinQFP之间放置较小之CHIPS(R,C,L……),应尽量避免过于集中
5.7双面板布置限制
SMD形式之CONNECTOR应尽量与Fine-pitch,QFP,PLCC零件同一面
5.8请预留BARCODE位置于PCB之正面
5.9零件放在两个连接器之间,零件长边要和连接器长边平行排放,零件和连接器的间距至少要有零件高度的一倍
5.10SMD零件须与mountinghole中心距离500mil.
5.11周为DIP零件的地方背面不能放SMD零件。
5.12要预防卡件:
5.12.1PCI,AGP,ISA两端不能摆放高零件。
5.12.2DIMM的耳朵,HEATSINK周围应避免摆放高零件。
5.12.3I/O下方距板边,不能放高零件。
6.0PLACEMENTNOTESFORBGA(BGA布置注意事项)
6.1BGAPADS及SolderMask尺寸大小
BGAPAD(Diapad)为直径φ20mil,外围SolderMask(DiaSolderMask)φ24mil,两者从DiaPad外缘至DiaSolderMask内缘相差2mil;如遇到Trace则以不露出Trace为主
6.2BGA底部之DIAVIAHOLE≦16mil,DIAPAD≦28mil且BGA底部及旁边10mm内之VIAHOLE双面均须塞孔
6.2.1BGA文字面周围10mm范围内区域之VIAHOLE均须作零件面(COMPONENTSIDE)及焊锡面(SOLDERSIDE)100%Tenting(测试孔除外),且第一次塞孔方向必须从零件面塞孔
6.2.2VIAHOLE以不穿透及零件面;VIAHOLE及TRACE表面量测不导电为原则
6.2.3PAD间之VIAHOLE请往内部或外部空旷处移
6.3BGA零件须拉测试点,以利维修人员DEBUG及辨识是否为BGA之问题
6.4BGA预留空间LAYOUT
8.4.2BGASIZE27X27mm周围10mm范围区域内不可有DIP零件,BGASIZE大于27X27mm以上者,原则以80X80mm范围区域内不可有DIP零件.
6.5BGAPAD中间共同接地(GND)部分,以”#”字形或网状的Layout,非不得已不可Layout成一铜面,再用以Mask方式
6.6若FIDUCIALMARK无法于BGA文字面两侧对角线处,可将FIDUCIALMARK移出,但必须对角及等距的移出
6.7BGApad到测试点Trace长至少50mils.
7.0TESTPOINT(测试点)
7.1测试点外缘与DIP孔之间距至少大于0.6mm。
7.2.定位孔(TOOLINGHOLE)至测试点之误差±2mil(0.05mm)以内﹐而测试点钻孔误差+3mil,-0.00mil(+0.08mm,-0.00mm)之间。
7.3.测试点一般为圆形或方形,可分为零件面测点和非零件面测点。
7.3.1非零件面测点,直径为25MILS。
7.3.2零件面测点,直径为35~40MILS。
7.4.定位孔环状外围及板边3.2mm范围内不可有测试点。
7.5于测试点环状外围18mil(0.46mm)不可有零件或其它障碍物。
7.6两测试点间距由中心算起至少在100mil(2.54mm)以上不可小于等于75mil(1.9mm),若不能LAYOUT时﹐改用SMDPAD方式﹐加上测试点。
≥
7.7布置注意事项
7.7.1.每一个节点(Node)均需有一测试点,节点应包括NCPIN,且每一电源测试点应在3点以上。
7.7.2金手指的PAD不可用来当成测试点。
7.7.3DIP之组件接脚可当为测试点使用。
7.7.4将测试点平均分布于PCB上。
8.0ROUTINGNOTES(布线注意事项)
8.1SMD相邻的PIN若有联机关系,则须将线拉出联机,不可互接在PIN内侧连接,以免在生产时SHORT或LESSSOLDER.
8.2SMDPAD与贯穿孔至少间隔10mil(由贯穿孔中心算起),测试点离SMDPAD由外边算起至少须达30mil之安全距离
8.3GND大铜面LAYOUT之限制:
8.3.1不可将SMDPAD直接LAYOUT于大铜面上,非不得已,必须将PAD分开或为网状
8.3.2排阻之PAD同15.3.1说明,但必须将PAD用SOLDERMASK分开
8.4TRACEtoCONTACT
STPOOR
8.5晶振下面不可有trace.
8.6PCB板边25mil内部可走线。
8.7NPTH孔的RouteKeepOut为drillsize加大15~20mils.
8.8走线不可出现锐角。
9.0零件SPACING(间距)
定义:
小SMT零件:
0402,0603,0805,1206
大SMT零件:
Dpack,SOIC,SOP,SSOP,SOT23
Space
SMD小
SMD大
DIP
BGA
SMD小
20mil
25mil
20mil
40mil
SMD大
25mil
30mil
30mil
100mil
DIP
20mil
30mil
0mil
150mil
9.1小SMT零件与小SMT零件body到body间距至少20mils.
9.2小SMT零件与小SMT零件pad到pad间距至少20mils.(如附圖)
9.3小SMT零件与小SMT零件pad到body间距至少20mils.(如附圖)
9.4小SMT零件pad到THM零件body间距至少20mils.(如附圖)
9.5大SMT零件与大SMT零件body/pad到body/pad间距至少40mils.(如附圖).
9.6大SMT零件body/pad到THM零件body间距至少40mils。
(如附圖)
9.7大SMT零件body/pad到小SMT零件body/pad间距至少25mils.(如附圖)
9.8ForFinePitchcomponents,spacingrulesdictatearound0.050”dependingonwhichcomponentsandwhichorientation(itcanrangefrom0.040”forpassivesto0.060”forPLCCs).
9.9dip零件body到dip零件body间距至少20mils.(如附圖)
9.10小SMT零间距离BGA零件40MILS
大SMT零件距离BGA零件100MILS
DIP零件距离BGA零件150MILS.
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