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标题研发工艺设计规范编号
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001制定日期2010-10-07
研发工艺设计规范
制定:
审查:
同意:
文件修订记录
文件名称研发工艺设计规范编号
版次订正内容改正页次订正日期订正者备注
A00新版本刊行
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1.范围和简介
范围
本规范规定了研发设计中的有关工艺参数。
本规范合用于研发工艺设计
简介
本规范从PCB外形,资料叠层,基准点,器件布局,走线,孔,阻焊,表面办理方式,丝印设计等多方
面,从DFM角度定义了PCB的有关工艺设计参数。
2.引用规范性文件
下边是引用到的公司标准,以行业公布的最新标准为有效版本。
序号
编号
名称
1
IPC-A-610D
电子产品组装工艺标准
2
IPC-A-600G
印制板的查收据件
3
IEC60194
印刷板设计,制造与组装术语与定义
4
IPC-SM-782
SurfaceMountDesignandLandPatternStandard
5
IPC-7095A
DesignandAssemblyProcessImplementationfor
BGAs
6
FiducialDesignStandard
3.术语和定义
细间距器件:
pitch≤0.65mm异型引脚器件以及pitch≤0.8mm的面阵列器件。
Standoff:
器件安装在PCB板上后,本体底部与PCB表面的距离。
PCB表面办理方式缩写:
热风整平(HASL喷锡板):
HotAirSolderLeveling
化学镍金(ENIG):
ElectrolessNickelandImmersionGold
有机可焊性保护涂层(OSP):
OrganicSolderabilityPreservatives
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说明:
本规范没有定义的术语和定义请参照《印刷板设计,制造与组装术语与定义》(IEC60194)
4.拼板和协助边连结设计
4.1V-CUT连结
[1]
当板与板之间为直线连结,边沿平坦且不影响器件安装的
PCB可用此种连结。
V-CUT为直通型,不
能在中间转弯。
[2]
V-CUT设计要求的PCB介绍的板厚≤。
[3]
关于需要机器自动分板的
PCB,V-CUT线两面(TOP和BOTTOM面)要求各保存不小于
1mm的器件禁
布区,以防止在自动分板时破坏器件。
器件
≥1mm
≥1mm
器件
V-CUT
图1:
V-CUT自动分板PCB禁布要求
同时还需要考虑自动分板机刀片的构造,如图2所示。
在离板边禁布区5mm的范围内,不一样意布局器
件高度高于25mm的器件。
自动分板机刀片
25mm
带有V-CUTPCB5cm
图2:
自动分板机刀片对PCB板边器件禁布要求
采纳V-CUT设计时以上两条需要综合考虑,以条件苛刻者为准。
保证在V-CUT的过程中不会损害到元
器件,且分板自如。
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30~45O±5O
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板厚H≤时,T=0.35±
板厚时,T=0.4±
T
H
板厚H≥时,T=0.5±
图3:
V-CUT板厚设计要求
此时需考虑到V-CUT的边沿到线路(或PAD)边沿的安全距离“S”,以防备线路损害或露铜,一般要求S≥。
如图4所示。
S
TH
图4:
V-CUT与PCB边沿线路/pad设计要求
4.2邮票孔连结
[4]介绍铣槽的宽度为2mm。
铣槽常用于单元板之间需留有必定距离的状况,一般与V-CUT和邮票孔配
合使用。
[5]邮票孔的设计:
孔间距为,两组邮票孔之间介绍距离为50mm。
见图5
PCB
非金属化孔
PCB
非金属化孔
1.5mm直径
直径
0.4mm
协助边
PCB
图5:
邮票孔设计参数
4.3拼版方式
介绍使用的拼版方式有三种:
同方向拼版,中心对称拼版,镜像对称拼版。
[6]当PCB的单元板尺寸<80mm*80mm时,介绍做拼版;
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[7]设计者在设计PCB板材时需要考虑到板材的利用率,这是影响
PCB成本的重要要素之一。
说明:
关于一些不规则的
PCB(如L型PCB),采纳适合的拼版方式可提升板材利用率,降低成本。
图
6
铣槽
均为同一面
协助边
图6:
L型PCB精选拼版方式
[8]若PCB要经过回流焊和波峰焊工艺,且单元板板宽尺寸,在垂直传递边的方向上拼版数目
不该超出2。
数目不超出2
图7:
拼版数目表示图
[9]假如单元板尺寸很小时,在垂直传递边的方向拼版数目能够超出3,但垂直于单板传递方向的总宽
度不可以超出,且需要在生产时增添协助工装夹具以防备单板变形。
[10]同方向拼版
规则单元板
采纳V-CUT拼版,如知足4.1的禁布要求,则同意拼版不加协助边
V-CUT
AAA协助边
V-CUT
图7:
规则单板拼版表示图
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不规则单元板
当PCB单元板的外形不规则或有器件超出板边时,可采纳铣槽加V-CUT的方式。
高出板
铣槽
边器件
铣槽宽度
≥2mm
V-CUT
图8:
不规则单元板拼版表示图
[10]中心对称拼版
中心对称拼版合用于两块形状较不规则的PCB,将不规则形状的一边相对搁置中间,使拼版后形状变成规则。
不规则形状的PCB对称,中间一定开铣槽才能分别两个单元板
假如拼版产生较大的变形时,能够考虑在拼版间加协助块(用邮票孔连结)
铣槽
均为同一面
协助边
图9:
拼版紧固协助设计
有金手指的插卡板,需将其对拼,将其金手指朝外,以方便镀金。
假如板边是直
边可作V-CUT
图10:
金手指拼版介绍方式
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[12]镜像对称拼版
使用条件:
单元板正反面
SMD都知足反面过回流焊焊接要求时,可采纳镜像对称拼版。
操作注意事项:
镜像对称拼版需知足
PCB光绘的正负片对称散布。
以
4层板为例:
若此中第
2层
为电源/地的负片,则与其对称的第
3层也一定为负片,不然不可以采纳镜像对称拼版。
TOP面
镜像拼板后正
面器件
镜像拼板后
反面器件
Bottom面
图11:
镜像对称拼版表示图
采纳镜像对称拼版后,协助边的Fiducialmark一定知足翻转后重合的要求。
详细的地点要求请参
见下边的拼版的基准点设计。
4.4协助边与PCB的连结方法
[13]一般原则
器件布局不可以知足传递边宽度要求(板边5mm禁布区)时,应采纳加协助边的方法。
PCB板边出缺角或不规则的形状时,且不可以知足PCB外形要求时,应加协助块补齐,期间规则,
方便组装。
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协助边
铣槽
邮票孔假如单板板边切合禁布区要求,则
能够按下边的方式增添协助边,辅
助边与PCB用邮票孔连结
板边出缺角时应加协助块补
齐,协助块与PCB的连结可采
用铣槽加邮票孔的方式。
图12:
补规则外形PCB补齐表示图
[13]板边和板内空缺办理
当板边出缺口,或板内有大于35mm*35mm的空缺时,建议在缺口增添协助块,以便SMT和波峰焊设
备加工。
协助块与PCB的连结一般采纳铣槽+邮票孔的方式。
1/3a1/3aa
a
当协助块的长度a≥50mm时,协助块与PCB的连策应有两组
邮票孔,当a<50mm时,能够用一组邮票孔连结
传递方向
图13:
PCB外形空缺办理表示图
4.器件布局要求
器件布局通用要求
[15]有极性或方向的THD器件在布局上要求方向一致,并尽量做到摆列齐整。
对SMD器件,不可以知足方
向一致时,应尽量知足在X、Y方向上保持一致,如钽电容。
[16]
[17]
器件假如需重点胶,需要在点胶处留出起码3mm的空间。
需安装散热器的SMD应注意散热器的安装地点,布局时要求有足够大的空间,保证不与其他器件相
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碰。
保证最小的距离知足安装空间要求。
说明:
1、热敏器件(如电阻电容器、晶振等)应尽量远离高热器件。
2、热敏器件应尽量搁置在上风口,高器件搁置在低矮元件后边,而且沿风阻最小的方向排布搁置风道受阻。
高大元件
风向
热敏器件
图14:
热敏器件的搁置
[17]器件之间的距离知足操作空间的要求(如:
插拔卡)。
没法正常插拔
插座
PCB
图15:
插拔器件需要考虑操作空间
[18]不一样属性的金属件或金属壳体的器件不可以相碰。
保证最小的距离知足安装要求。
回流焊
5.2.1SMD器件的通用要求
[20]细间距器件介绍部署在PCB同一面,而且将较重的器件(如电感,等)器件布局在Top面。
防备掉
件。
[21]有极性的贴片尽量同方向部署,防备较高器件部署在较低器件旁时影响焊点的检测,一般要求视角
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<45度。
以下图
α
要求45o
图16:
焊点目视检查表示图
[21]CSP、BGA等面阵列器件四周需留有2mm禁布区,最正确为5mm禁布区。
[23]一般状况面阵列器件布允许放在反面;当反面有阵列器件时,不可以在正面面阵列器件8mm禁布区的
投影范围内。
以下图;
BGA
PCB
此地区不可以布放BGA等面阵列器件
图17:
面阵列器件的禁布要求
5.2.1SMD器件布局要求
[24]
[25]
全部SMD的单边尺寸小于50mm,如高出此范围,应加以确认。
不介绍两个表面贴装的异型引脚器件重叠,作为兼容设计。
以SOP封装器件为例,以下图。
不介绍的兼容设计
图18:
两个SOP封装器件兼容的表示图
[25]关于两个片式元件的兼容代替。
要求两个器件封装一致。
如图:
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A共用焊盘
AB
B
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片式器件同意重叠
图19:
片式器件兼容表示图
[27]在确认SMD焊盘以及其上印刷的锡膏不会对THD焊接产生影响的状况下,同意THD与SMD重叠设
计。
如图。
贴片和插件同意重叠
图20:
贴片与插件器件兼容设计表示图
[27]贴片器件之间的距离要求
同种器件:
≥
异种器件:
≥0.13×(h为四周近邻元件最大高度差)
X
吸
Y
嘴h
器件
PCB
器件
PCB
X或Y
图21:
器件布局的距离要求表示图
[28]回流工艺的SMT器件距离列表:
说明:
距离值以焊盘和器件体二者中的较大者为丈量体。
表中括号内的数据为考虑可维修性的设计下限。
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表1
器件布局要求数据表
单位mm
0402~0805
1206~
STC3528~
SOT、SOP
SOJ、
QFP
BGA
1810
7343
PLCC
0402~0805
5.00(3.00)
1206~1810
5.00(3.00)
STC3528~7343
5.00(3.00)
SOT、SOP
SOJ、PLCC
QFP
BGA
[30]细间距器件与传递边所在的板边距离要求大于
10mm,免得影响印刷质量。
建议:
建议条码框与表面贴装器件的距离需要知足以下需求。
免得影响印锡质量。
见表2
表2条码与各封装种类器件距离要求表
Pitch小于翼形引脚器件(如SOP、QFP等)、面阵列器
0603以上Chip元件及其他
元件种类
封装元件
件
条码距器件最
5mm
10mm
小距离D
DD
BARCODE
DD
图22:
BARCODE与各种器件的布局要求
通孔回流焊器件布局要求
[31]关于非传输边大于300mm的PCB,较重的器件尽量不要布局要在PCB的中间。
以减少由插装器件的
重量在焊接过程中对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。
[32]为方便插装。
器件介绍部署在凑近插装操作侧的地点。
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[33]通孔回流焊器件本体间距离>10mm。
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[34]通孔回流焊器件焊盘边沿与传递边的距离≥10mm,与非传递边距离≥5mm。
波峰焊
波峰焊SMD器件布局要求
[35]适合波峰焊接的SMD
大于等于0603封装,且Standoff值小于的片式阻容器件和片式非露线圈片式电感。
PITCH≥1.27mm,且Standoff值小于0.15mm的SOP器件。
PITCH≥1.27mm,引脚焊盘为外露可见的SOT器件。
注:
全部过波峰焊的全端子引脚SMD高度要求≤;其他SMD器件高度要求≤4.0mm。
[36]SOP器件轴向需与过波峰方向一致。
SOP器件在过波峰焊尾端需增添一对偷锡焊盘。
如图23所示
过波峰方向过波峰方向
偷锡焊盘SolderThiefPad
图23:
偷锡焊盘地点要求
[36]SOT-23封装的器件过波峰焊方向按下列图因此定义。
传递方向
图24:
SOT器件波峰焊布局要求
[37]器件间距一般原则:
考虑波峰焊接的暗影效应,器件本体间距和焊盘间距需保持必定的距离。
同样种类器件距离。
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BL
L
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B
B
L
图25:
同样种类器件布局图
表3:
同样种类器件布局要求数值表
封装尺寸
焊盘间距L(mm/mil)
器件本体间距
B(mm/mil)
最小间距
介绍间距
最小间距
介绍间距
0603
0805
≥1206
SOT
钽电容3216、3528
钽电容6032、7343
SOP
---
---
不一样种类器件距离:
焊盘边沿距离≥。
器件本体距离拜见图26、表4的要求。
B
B
B
图26:
不一样种类器件布局图
表4:
不一样种类器件布局要求数值表
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封装尺寸
0603~
SOT
SOP
插件通孔
通孔(过
测试点
偷锡焊盘
(mm/mil)
1810
孔)
边沿
0603~
1810
SOT
SOP
插件通孔
通孔(过
孔)
测试点
偷锡焊盘
边沿
5.3.2THD器件通用布局要求
[39]
[40]
除构造有特别要求以外,THD器件都一定搁置在正面。
相邻元件本体之间的距离,见图27。
图27:
元件本体之间的距离
[40]知足手工焊接和维修的操作空间要求,见图28
α≤45OX≥1mm
插件焊盘补焊插件
PCB
αα
X
图28:
烙铁操作空间
5.3.3THD器件波峰焊通用要求
[42]精选pitch≥,焊盘边沿间距≥1.0mm的器件。
在器件本体不互相干预的前提下,相邻器件
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焊盘边沿间距知足图29要求:
Min
图29:
最小焊盘边沿距离
[43]THD每排引脚数许多时,以焊盘摆列方向平行于进板方向部署器件。
当布局上有特别要求,焊盘排
列方向与进板方向垂直时,应在焊盘设计上采纳适合举措扩大工艺窗口,如椭圆焊盘的应用。
THD当
相邻焊盘边沿间距为时,介绍采纳椭圆形焊盘或加偷锡焊盘。
椭圆焊盘
偷锡焊盘
过板方向
图30:
焊盘摆列方向(有关于进板方向)
6.孔设计
过孔
孔间距
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B
B1
B2
外层铜箔
内层铜箔
a)孔到孔之间的距离要求b)孔到铜箔之间的距离要求
板边板边
B3D
c)PTH到板边的距离要求d)NPTH到板边的距离要求
[44]
[45]
图31:
孔距离要求
孔与孔盘之间的间距要求:
B≥5mil;
孔盘到铜箔的最小距离要求:
B1&B2≥5mil;
[46]
金属化孔(PTH)到板边(Holetooutline
)最小间距保证焊占据离板边的距离:
B3≥20mil。
[47]
非金属化孔(NPTH)孔壁到板边的最小距离介绍D≥40mil。
过孔禁布区
[48]
[49]
过孔不可以位于焊盘上。
器件金属外壳与PCB接触地区向外延长地区内不可以有过孔。
安装定位孔
孔种类选择
表5安装定位孔精选种类
非金属紧固件安装金属件铆安装非金属件
工序金属紧固件孔定位孔
孔钉孔铆钉孔
波峰焊种类A
种类C种类B种类C
非波峰焊种类B
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非金属化孔金属化孔
大焊盘
大焊盘
非金属化孔无焊盘
金属化小孔
种类A种类B种类C
图32:
孔种类
禁布区要求
表6
禁布区要求
紧固件的直
表层最小禁布区直
内层最小无铜区(单位:
mm)
种类
径规格(单
金属化孔孔壁与导线最小边
电源层、接地层铜箔与非金属化
径范围(单位:
mm)
位:
mm)
缘距离
孔孔壁最小边沿距离
2
螺钉孔
3
4
5
12
4
铆钉孔
6
6
间距
空距
定位孔、安
≥2
安装金属件最大禁
装孔等
布区面积+A(注)
说明:
A为孔与导线最小间距,参照内层无最小铜区
7阻焊设计
导线的阻焊设计
[50]走线一般要求覆盖阻焊。
有特别要求的PCB能够依据需要使走线裸铜。
孔的阻焊设计
过孔
[51]过孔的阻焊开窗设置正反面均为孔径+5mil。
如图33所示
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D+5mil阻焊
D
孔安装
[52]金属化安装孔正反面禁布区内应作阻焊开窗。
D+6mil阻焊
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