SMT工艺设计规范

1、枯藤老树昏鸦,小桥流水人家,古道西风瘦马.夕阳西下,断肠人在天涯SMT工艺设计标准目录前言 .31 范围 .42 定义.-43 贴片机参数Z4 PC股计.54.1 PCBR 寸设计.54.2 PC航件布局54.3 PC的板设计.64.4 PC位孔设计.74.5 PC琳盘设计.74.6 PC建印设计 .94.7 PCB的 MARK：设计 T04.8 双面PCB勺设计.104.9 PC辿标电子档输出要求 115 钢网设计 .125.1 钢网外框尺寸.-125.2 钢网的厚度设计125.3 烧结模块的钢网布局135.4 钢网的网孔形状., ,136 元器件明细表输出要求137 元器件封装标注148

2、元器件包装选择. .159 元器件的耐温性及引脚镀层 .15本标准是根据公司SM住产线现有生产条件(工装、设备)而编制的,编写本标准的 目的是使设计人员在进行PC暇计时,充分考虑到产品的生产条件,使设计出来的产品满 足可生产性要求,从而快速投放市场,满足市场及客户的需要.本标准(Q/JX A07-006)是04ME-03-3007?SMTT艺设计标准?的修订版.本标准(Q/JX A07-006)代替 04ME-03-3007?SMH艺设计标准?.Q/JX A07-006 与 04ME-03-3007?SMT 工艺设计标准?比拟,主要修订内容如下：a) 本标准的文件编号由“ 04ME-03-30

3、07'改为" Q/JX A07-006.b) 增加了无铅焊接内容.c) 增加第三种钢网标准.d) 增加了正规的元器件明细表样板.e) 修改了 MARK：的设计要求,增加了钢网的 MARK：设计要求.本标准中提到的MARK(设计,拼板设计,定位孔设计,丝印设计以及元器件的封装 标注,包装形式等,在业界还有通用标准,设计人员应遵照执行.然而,社会在开展,公司在开展,SMTT艺水平也会随之而更新和改善,适当时候本 标准也会相应更新,我们不应放过任何一个改善和提升的时机.本标准中出现的疏漏和不 足,请大家提出珍贵意见.本标准由制造中央生技部提出并归口.本标准主要起草人：陈亚平.本标准

4、首次发布时间：2004年11月.本标准首次修订时间：2007年5月.SMT工艺设计标准1范围为了满足SMT工艺要求,本标准对PCB设计、钢网设计、元器件明细表、设计输 出、元器件的封装及包装选择等进行了标准.本标准适用于SMT加工工艺的PCB设计,钢网设计、元器件明细表的编制,采购 部门对元器件包装的选择.2定义SMT： Surface Mount Technology的缩写,通常解释为外表贴装技术,是当今流行的电 子组装技术,主要包括：外表贴装元件、外表贴装设备和外表贴装工艺.MARK:是一组用于PCB贴片定位的独立标准焊盘,因其制作时与元件焊盘一起制作, 可保持与元件焊盘的位移一致性,印锡

5、膏、机器贴片和自动元件检查时可通过识别该记号 而修正元件的坐标位置,从而减少粗略的PCB机械定位带来的位置偏差.QFP: Quad Flat Package的缩写,指两边或四边引月却向外伸展的精密间距IC.贴片时需为该器件设计专用的元件 MARK点.BGA: Ball Grid Array的缩写,指底部带有球形引脚阵列的精密间距IC ,公司已经引进专门处理该类器件的返修设备,但尚缺乏内部焊点的检查设备.贴片时需为该器件设计 专用的元件 MARK点.PLCC: Plastic Leaded Chip Carrier的缩写,指两边或四边引脚内嵌的精密间距IC.贴片时需为该器件设计专门的元件 MAR

6、K点.3贴片机参数本公司目前SMH产线的贴片机参数如下：可处理的 PCB®: L460XW400 -L50XW30mm可处理元件大小：1005 英制 0402 32X32 mm包括 SOP, SOJ, PLCC, QFP最小脚距0.3mm可处理元件高度：最大6.5mm可放置供料器数量Tape:机器最多摆放100种8mm®带包装的最小尺寸物料,大尺 寸物料参加后,综合起来一般只能放75种物料,研发人员尽量限制单板的贴片元器件 种类,超过75种的时候应考虑和并相似种类元件或分成两块 PCB放.PCB0定方式：边定位注意：超出以上尺寸的元器件都是不能进行机器贴片的,包括耐温不能满

7、足230c的元器件,设计人员应预先知会SMT工艺人员,以便提前准备.4 PCB设计4.1 PCB尺寸设计由于机器的限制,PCB的长宽尺寸目前必须在L460X W400 - L50XW30mm之间, 否那么将无法生产,厚度必在0.5-4mm之间.如果能将PC盼成一个一个系列,一个系列一 个固定的尺寸,这样将提升生产线上测试和装配夹具的通用性,带来方便.4.2 PCB元件布局4.2.1 从装配角度来看,元件通常按四个角度的方式摆放,即：00、900、1800、2700,如图1所示,不提倡450角度等非垂直角度摆放.LJuu00900180°2700元件的4种常规摆放方向图2为各种元件的0

8、0时的摆放情形,其他角度可依此类推,以便输出标准统一的元件角度坐标.ZI锂电容00小型晶体管,大型放大管00电位器00IC 0.MELF 二极管00电阻、电容、电感00D铝电解电容00图2各种元件的00摆放图4.2.2 QFP、PLCC、BGA等精密脚距及功分器等大尺寸,的中间位置,而且周围需要留有 5mm以上的维修的空间,文字方向其他元件00吸热量大的元件一般排放在 PCB布有 BGA芯片的PCB要求翘曲度0.5%.4.2.3 PCB四周距板边5mm的范围内不能布放元件及元件焊盘、金属屏蔽框和MARK点, 由于贴片机是边定位,板边必须留有余地以便机器定位.如果电气和结构上强烈需要元件靠边布放

9、,那么需在PCB的长边设计可别离的5mm宽的工艺边见图3,工艺边与PCB 之间采用1/3的V-CUT连接,待贴片完成后别离掉参考后续的“ 4.3 PCB拼板设计.图3 3mm宽的工艺边设计图4元件体比焊盘大时,预留的装配空间不够4.2.4 元件布放必须充分考虑元件体的尺寸,在很多情况下元件体比焊盘要大,如果不考 虑到元件体的实际大小,会出现元件装配时挤在一起的情况,如图4所示.4.2.5 需侧面包边屏蔽的多层高频 PCB板,必须设计额外的5mm工艺边,此时一般采用 邮票孔来连接PCB与工艺边,每个连接处间隔不能大于 8mm,以便提供足够的连接强度. 由于独立的包边层容易脱落,应考虑尽量将包边与

10、PCB正反两面的接地层联在一起,增强 附着强度.如图5所示.5e工艺边邮票孔侧面屏蔽包边顶层及底层的接地块图5侧面屏蔽包边时的工艺边设计4.3 PCB拼板设计对于尺寸小于50X 50mm的PCB,可以设计成拼板,对于整机中成偶数量使用的 PCB, 那么必须按整机用量的偶数倍设计拼接,如图6所示.但拼板后的总尺寸又不能超出 L460X W400m的范围包括附加的工艺边,各小拼板的方向尽量保持一致,并维持长边在PCB勺 流向方向,丝印文字正对人眼.各拼板之间采用 V-CUT半切口连接,如图7所示.即两面各切入1/3的深度,中间保存1/3的板厚,可用手工很方便的别离. 在电路设计中可直接将PCB实体

11、拷贝拼接在一起,板间留0.3mm的余量用于切口,但注意应将完全靠边的铜箔线路从板边往内收缩至少0.75mm,预防PCB切口加工时刀具伤及铜箔线路.采用V-CUT拼板的PCB5度一般不超过3.5mm图8 PCB四角的标准定位孔图7 V-CUT的半切口连接图4.4 PCB定位孔设计对于边定位的贴片机,定位孔已经不再使用,但丝印锡膏还需使用至少4个定位孔来将 PCB固定,定位孔的尺寸选用标准的 2.5、3、04、05四个系列,优先位置是设计在离 板边各5mm的四个角的位置上,当因电路布局而影响定位孔的布置时,可适当沿PCB长边方向平行移动定位孔的位置,但原那么是 4个孔之间尽量拉开,以便更好的固定

12、PCB,如图8 所示.如果板内已经没有空位设计定位孔,那么需设计 5mm宽的工艺边来安放定位孔.4.5 PCB焊盘设计焊盘设计总的规那么是元件的焊盘投影必须落在PCB焊盘之内,且周围留有一定的剩余面积以利形成带弧度的焊接外表,焊盘设计应对称,双端元件两个焊盘尺寸一致.优先选 用圆形和椭圆形的焊盘,有助于焊锡的固化结晶.各类型元件的焊盘具体尺寸见图 9、表1及图10、图11、图12.1)焊盘长度L=元件焊盘长度十元件焊盘高度+0.25 (mm)2)焊盘宽度W=元件宽度+0.25 (mm)3)焊盘间距口=元件焊盘间距一0.25 (mm)4)具体尺寸见表1图9矩形、圆柱形片状元件的焊盘设计表1普通片

13、状元件的焊盘设计尺寸备查表元件种类英制标称公制标称实例焊盘设计(单位 mm)备注LWD电阻040210050.50.60.5厚度0.5060316081.01.00.7080520211.31.50.8120632161.51.81.8121032251.52.72.0181245321.83.32.4181546382.04.02.4电容实心电感040210050.50.60.5厚度0.5060316081.01.00.7080520211.31.50.8120632161.61.81.6磁珠L4.6*W1.53A / 6A2.21.63.2厚度1.5空心电感贴片绕线电感0603L1.7*W

14、1.00.61.00.9焊盘朝下0805L2.3*W1.622NH1.01.50.91210(1206)L3.4*W2.868NH1.02.71.8锂电容AL3.2*W1.61.31.51.2BL3.5*W2.82.2uF/35V2.01.81.3CL6.0*W3.210 uF/25V2.32.33.1DL7.2*W4.210 uF/50 V3.33.34.1二极管MELFL3.4*D1.4RLZTE-115.1B1.81.52.6焊盘从引脚弯折处开始,到元件脚边缘结束,四周再向外延伸0.3mm图10晶体管焊盘设计1焊盘从元件脚弯折处开始,到元件脚边沿结束,四周再向外延伸0.3mm2采用椭圆形

15、焊盘有助于形成光滑的焊接外表.图11普通集成电路芯片焊盘设计1- 2mm由于芯片引脚的间距很小,小于0.5mm ,因此焊盘一般设计成与芯片引脚同宽,不再向两侧扩展,此时应将焊盘径向向外延伸1-2mm ,倒装的 PLCC及SOJ芯片都应考虑延长焊盘技术标准图12精密间距芯片的焊盘设计大面积接地块上设计焊盘时,一般采用细的十字形导线将焊盘引出, 减少焊接时的温 度损耗,连接导线长度大于0.5mm,宽度小于0.4mm.个别元件金属外壳需大面积直接接 地时,一般将整个焊盘分割成格状,焊盘最大 5 x 5mm,通孔分布在网格上,这样既保证 接地可靠,又预防了焊盘过孔漏锡如 AG603等放大管、3DB电桥

16、等.L0a图13接地焊盘的十字形连接图14外壳接地的网状焊盘及通孔位置4.6 PCB丝印设计丝印文字的方向尽量一致,空间不够时可用连线引出再标注丝印文字.二极管、锂电容等有极性的元件和集成电路等外观对称型元件要标明装配方向.见图15-图19.图15二极管用横杠标出负极图16锂电容用十号标出正极图19 QFP/PLCC 元件用缺口或色点标明方向图17放大管用色点标明方向图18集成电路用色点或缺口标明方向考前须知:焊盘上不能设计丝印图框,不能设计过孔,以免引起虚焊;2)当需要在大面积裸露的铜箔上设计小面积焊盘时,焊盘四周要加丝印框;3)相邻而又短联的两焊盘之间要用阻焊层或丝印框隔开,以阻挡焊锡任意

17、流动.4)元器件流水号应按元件在 PCB上的实际位置的顺序依次编号,以方便查找.5)丝印文字应放置在元件安装位置的旁边,预防装配后丝印被元件挡住.6)BGA丝印框应尽量与元件外尺寸同宽.4.7 PCB的MARK点设计所有PCB都必须设计MARK点.贴片机能识别圆形、十字形、方形等裸铜、镀铅锡、镀金的 MARK点,一般使用直 径为0.5-3mm的圆形独立焊盘作为 MARK点,MARK点外围必须是一个没有涂敷金属的 环形区域,圆环区域还需覆盖绿油阻焊层,每板设计2个,成对角分布,但要预防中央对图20 PCB板的MARK点设计称,间隔尽量拉大,离四周板边距离不小于 5mm,拼板时除每大板要设计2个M

18、ARK点 外,每小板还要设计2个,如图20所示.对月却距小于0.5mm的精细间距IC还要设计独立 的元件MARK点,以便实现精确贴片,如图21所示.图21精细间距元件的 MARK点设计4.8 双面PCB的设计双面板的处理是先贴装和焊接其中的一面,再返回来贴装和焊接另一面,为方便第2面的处理,应注意的是：1尽量将重量大,体积大的一些元件集中布放到第二面第2次焊接.2重量轻,体积小的元件集中布放到第一面第 1次焊接,并在板四周至少留5mm 的空余,中间留有至少4个直径05的空余地,留作顶针的位置.第一面所有小尺寸元件重量A =元件重量/引脚与焊盘接触面积要求如下：片式元件：A< 0.075g

19、/mm2翼形元件：A<0.3g/mm2J 形元件：A < 0.200g/mm2面阵列元件：A<0.300g/mm24.9 PCB坐标电子档输出的要求4.9.1 贴片机编程已经可以直接利用 CAD的坐标数据,不需再次手工输入,但坐标文件 必须是文本文件格式,栏数据之间以空格分隔,包含丝印号Designator, X Mid X, YMid Y,R Rotation坐标,以及元件名称Comment这5个栏目,XY的单位为“mm, 小数点后保存两位有效数即可,R的单位为“度.设计输出时需同时输出PCB的坐标文件电子档给相关编程部门,表2是PROTEL直接导出的坐标文件格式,即可作为

20、贴片机编 程坐标数据.表2 PROTLE导出的坐标文件格式文本文件Designator FootprintMid XMid YRef XRef YPad XPad YTBRotationCommentL220805103.13mm-35.83mm103.13mm-35.83mm103.13mm-34.69mmT27022nHUI48132-123.58mm-45.15mm-123.58mm-45.15mm-121.68mm-42.35mmT1808132UI38132-123.36mm-26.06mm-123.36mm-26.06mm-121.46mm-23.26mmT18074HC04UI2

21、8132-122.29mm12.35mm-122.29mm12.35mm-124.20mm9.55mmT0LM2584.9.2 贴片机的坐标系如图22所示,为简便统一,应将所有PCB的坐标原点定在PCB的 左下角尖端位置,如图23所示图22贴片机的坐标系Pcb 板号：00-RSXX* XO图23以PCB的左下角为原点4.9.3 需要烧结到一块铜板上的两块或多块PCB在输出坐标文件时要放置在一个文件,输出一份坐标文件,板与板之间统一间隔 6mm的距离,在X方向平行放置,由此要求这几块PCB板的丝印号不能重复,简单的做法是第 2块板从100开始编号,第3块板从300 开始.PCB群组的原点统一定在

22、第1块板的左下角,共用1个原点.而各个PCB的名称 及其他标志仍然使用各自的原来结果,设计及生产发料方面仍当做独立的不同的 PCB对待不需要改动.如图24所示PCB1I C10000-5113B-5002PC00-5113B-5003PC6mmC1图24烧结类模块的坐标输出要求4.9.4 顶层及底层都装配元件的双面板要求元件号不能重复,顶层及底层元件统一编号5 钢网设计5.9 钢网外框尺寸由于锡膏印刷机的双斜刀结构,钢网框四周要留有一定的下刀余量,如图 25所示. 目前公司已经有420 X 520 (mm)、420X665 (mm)、735 X 735mm三种固定的网框尺寸, 因此设计钢网时应

23、注意尺寸的选择.一般小PCB选用420X520 (mm)的外框尺寸,这也是公司钢网的默认尺寸,输出时不需标明尺寸,当焊盘的覆盖长度超过260 (mm)时,就应选用420X665 (mm)的外框尺寸,在钢网图中必须明确标示.带有脚距小于0.5mm精密芯片或BGA的PCB板的钢网应设计成735X 735mm的大尺寸,边框厚度40X40mm, 钢网厚度0.12mm,采用激光刻孔,设计输出时在钢网图注明.图25钢网的有效网孔范围5.10 钢网的厚度设计现钢网厚度为0.15mm,为公司所使用的钢网的默认厚度,印刷后的锡膏层厚度为：6 8mil,如要求更厚的锡膏层,应选用更厚的钢网,高密度PCB的钢网厚度

24、为0.12mm.7 .3烧结模块的钢网布局为实现印刷锡膏夹具的通用性,钢网必须按一定的标准进行设计：两块PCB间固定距离6mm, PCB与铜板边缘间隔120mm,铜板下边缘与功放管下边沿间隔120mm,铜板、功放管底座、功放管引脚及大面积的接地焊盘的钢网孔应分成小格状,网状钢栅格条宽1mm,网孔边长5mm,螺丝孔要被钢片遮住,功放管的引脚的 钢网孔与PCB其他元件钢网孔在一张钢网上, 详细要求参考研发部输出的 ?烧结PCB板 设计标准?8 .4钢网的网孔形状钢网的网孔应优先选用圆形和椭圆形网孔,有铅焊接时0603、0805、1206、1810电阻、电容、电感的网孔面积缩小为焊盘面积的0.8倍,

25、如图27所示.无铅焊接时采用网图27大于180度的网孔分隔孔与焊盘1:1的比例.图26网孔缩小为焊盘面积的0.8内陷的多边形网孔应重新分割,预防出现内角大于 180度的尖状突起,预防刷锡膏 时刮刀将钢网掀起,如图28所示.元件MARK点的焊盘、PCB定位孔、PCB螺丝孔、通孔直插元件、测试点的孔位焊 盘在钢网图中应删除,不留网孔,只保存贴片元件焊盘的网孔,所有PCB的整板的2个MARK点也必须保存在钢网图上.6元器件明细表输出要求SMT工艺对元器件明细表的要求如下,样本见表 3:1元件器明细表必须标明元件的封装形式；2通孔直插元件与SMT贴片元件应有区分；3双面板处于顶面、底面的元件应有区分标

26、示；4要求特定供给商的元件应在备注栏注明；5调试元件或预留元件应元件描述栏用“ *号标明或在备注栏作标示；6明细表要有有效的版本号,钢网、 PCB要有版本号.表3元件明细表样板序号ERP编斛物料描述(代号/型号/规格参数名称)数量工程代号备注贴片件【第一面】1贴片电阻2RL R22贴片电容2CL C23贴片电感2Llf C24贴片电子器件5印制板1版本6诵1版本7S贴片件【笫一面：1贴片电阻1R32贴片电容1C33贴片电感1L34贴片电子器件5播焊件1帼件也于需件JEJ2插座接插件2X1T X23电缆接头2K3, X447元器件封装标注7.1 片状电阻、电容、电感没有突出的引脚,元件体两端就是

27、元件焊盘,元件近似长方体,元件的标称封装直接引用元件的长宽数据.英制的 0201、0402、0603、0805、1206 片状元件,相当于公制的 0603、1005、1608、2021、3216 (mm)元件,通常使用的都 是英制标注.考前须知：目前使用空心绕线电感并不是标准的0603、0805或1206尺寸,而实际是0704、0906和1310的尺寸,在焊盘设计和封装标注时不能使用如标准电阻电容的焊 盘,而应另行设计,请参看本标准的表 1.7.2 钥电容分A、B、C、D、E五种封装,业内有标准的尺寸,供给商也会按标准标注.7.3 二极管目前有三种封装：MELF、引脚突出的长方体、无引脚的长方体.也需标注 元件的尺寸.7.4 三极管已经有标准的系列封装,常见的用SOT23、SOT89、SOT143等表示元件的封装.7.5 IC的种类繁多,分SOP、SOJ、PLCC、QFP、BGA等,标准的封装标注应包括元 件脚总数,元件长、宽、厚,脚距,如 SOP40-2813P127T195表示40