研发PCB工艺设计规范

文件修订记录文件名称次A00新版本发行研发工艺设计规范修订内容修改页次修订日期修订者备注本规范规定了研发设计中的相关工艺参数。本规范适用于研发工艺设计1.2简介本规范从PCB外形，材料叠层，基准点，器件布局，走线，孔，阻焊，表面处理方式，丝印设计等多方用规范性文件下面是引用到的企业标准，以行业发布的最新标准为有效版本。序号编号名称D2IPC-A-600G印制板的验收条件3IEC60194印刷板设计，制造与组装术语与定义untDesignandLandPatternStandardImplementationfor6SMEMA3.1FiducialDesignStandard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说明：本规范没有定义的术语和定义请参考《印刷板设计，制造与组装术语与定义》(IEC60194)4.拼板和辅助边连接设计VCUTVCUTPCB的板厚≤3.0mm。[3]对于需要机器自动分板的PCB，V-CUT线两面(TOP和BOTTOM面)要求各保留不小于1mm的器件禁布区，以避免在自动分板时损坏器件。器件≥1mm器件V-CUT同时还需要考虑自动分板机刀片的结构，如图2所示。在离板边禁布区5mm的范围内，不允许布局器采用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的过程中不会损伤到元30~45O±5OTTH此时需考虑到V-CUT的边缘到线路(或PAD)边缘的安全距离“S”，以防止线路损伤或露铜，一般要求STHT[4]推荐铣槽的宽度为2mm。铣槽常用于单元板之间需留有一定距离的情况，一般与V-CUT和邮票孔配孔的设计：孔间距为1.5mm，两组邮票孔之间推荐距离为50mm。见图5PCB.0mm.4mmmm直径1.0mm8mmPCBPCB2.0mmmm0.4mm辅助边推荐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。[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成本的重要因素之一。铣槽均为同一面辅助边[8]若PCB要经过回流焊和波峰焊工艺，且单元板板宽尺寸>60.0mm，在垂直传送边的方向上拼版数量数量不超过2[9]如果单元板尺寸很小时，在垂直传送边的方向拼版数量可以超过3，但垂直于单板传送方向的总宽度不能超过150.0mm，且需要在生产时增加辅助工装夹具以防止单板变形。规则单元板V－CUTAAA辅助边V－CUT不规则单元板CUT铣槽边器件UT中心对称拼版适用于两块形状较不规则的PCB，将不规则形状的一边相对放置中间，使拼版后不规则形状的PCB对称，中间必须开铣槽才能分离两个单元板如果拼版产生较大的变形时，可以考虑在拼版间加辅助块(用邮票孔连接)铣槽均为同一面辅助边有金手指的插卡板，需将其对拼，将其金手指朝外，以方便镀金。SMD焊焊接要求时，可采用镜像对称拼版。负片，否则不能采用镜像对称拼版。OPBottom采用镜像对称拼版后，辅助边的Fiducialmark必须满足翻转后重合的要求。具体的位置要求请参见下面的拼版的基准点设计。器件布局不能满足传送边宽度要求(板边5mm禁布区)时，应采用加辅助边的方法。如果单板板边符合禁布区要求，则可以按下面的方式增加辅助边，辅助边与PCB用邮票孔连接aa传送方向器件布局通用要求说明：1、热敏器件(如电阻电容器、晶振等)应尽量远离高热器件。面，并且沿风阻最小的方向排布放高大元件向热敏器件图14：热敏器件的放置[18]器件之间的距离满足操作空间的要求(如：插拔卡)。无法正常插拔插座mm5.2回流焊D[20]细间距器件推荐布置在PCB同一面，并且将较重的器件(如电感，等)器件布局在Top面。防止掉[21]有极性的贴片尽量同方向布置，防止较高器件布置在较低器件旁时影响焊点的检测，一般要求视角α6：焊点目视检查示意图8.0mmBGA8.0此区域不能布放BGA等面阵列器件图17：面阵列器件的禁布要求：A共用焊盘ABB片式器件允许重叠9：片式器件兼容示意图同种器件：≥0.3mm吸吸嘴异种器件：≥0.13×h+0.3mm(h为周围近邻元件最大高度差)YXhX或Y图21：器件布局的距离要求示意图说明：距离值以焊盘和器件体两者中的较大者为测量体。表中括号内的数据为考虑可维修性的设计下单位mm0402~08051206~STC3528~SOT、SOPSOJ、QFPBGA18107343PLCC0402~08050.400.550.700.650.700.455.00(3.00)1206~18100.450.650.500.600.455.00(3.00)STC3528~73430.500.550.600.455.00(3.00)SOT、SOP0.450.500.455.00SOJ、PLCC0.300.455.00QFP0.305.00BGA8.00建议：建议条码框与表面贴装器件的距离需要满足如下需求。以免影响印锡质量。见表2表2条码与各封装类型器件距离要求表Pitch小于1.27mm翼形引脚器件(如SOP、QFP等)、面阵列器件hipDDDD5.2.2通孔回流焊器件布局要求PCB过程对板上已经贴放的器件的影响。。过波峰方向过波峰方向图23：偷锡焊盘位置要求传送方向[38]器件间距一般原则：考虑波峰焊接的阴影效应，器件本体间距和焊盘间距需保持一定的距离。相同类型器件距离。BLBLBL图25：相同类型器件布局图表3:相同类型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)最小间距推荐间距最小间距推荐间距0.76/300.76/300.89/350.89/353216、35286032、73432.03/802.54/100------mm件本体距离参见图26、表4的要求。BBB0603~通孔(过0603~通孔(过THD通用布局要求图27：元件本体之间的距离αX≥1mm补焊插件PCBαX3.3THD器件波峰焊通用要求的器件。在器件本体不相互干涉的前提下，相邻器件Min图29：最小焊盘边缘距离列方向与进板方向垂直时，应在焊盘设计上采取适当措施扩大工艺窗口，如椭圆焊盘的应用。THD当过板方向：焊盘排列方向(相对于进板方向).1过孔6.1.1孔间距BB1外层铜箔B2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B3Dc)PTH到板边的距离要求d)NPTH到板边的距离要求[46]金属化孔(PTH)到板边(Holetooutline)最小间距保证焊盘距离板边的距离：B3≥20mil。[47]非金属化孔(NPTH)孔壁到板边的最小距离推荐D≥40mil。6.1.2过孔禁布区安装定位孔6.2.1孔类型选择非金属紧固件安装金属件铆安装非金属件工序孔钉孔铆钉孔波峰焊类型A类型C类型B类型C非波峰焊类型B非金属化孔金属化孔大焊盘大焊盘非金属化孔无焊盘类型A类型B类型C6.2.2禁布区要求径规格(单23454表层最小禁布区直60.4非金属化0.632.56安装金属件最大禁布区面积+A(注)7阻焊设计空距的阻焊设计焊设计7.2.1过孔D+5milD7.2.2孔安装D+6milD图34：金属化安装孔的阻焊开窗示意图[53]有安装铜箔的非金属化安装孔的阻焊开窗大小应该与螺钉的安装禁布区大小一致。DD≥螺钉的安装禁布区图35：非金属化安装孔阻焊设计[54]过波峰焊类型的安装孔(微带焊盘孔)阻焊开窗推荐为：dDd5mil(D≥螺钉的安装禁布区)图36：微带焊盘孔的阻焊开窗7.2.3定位孔D图37：非金属化定位孔阻焊开窗示意图7.2.4过孔塞孔设计焊设计edNonSolderMaskDefinedSolderMaskDefined图39：焊盘的阻焊设计[61]由于PCB厂家有阻焊对位精度和最小阻焊宽度的限制，阻焊开窗应比焊盘尺寸大6mil以上(一边大3mil)，最小阻焊桥宽度3mil。焊盘和孔、孔和相邻的孔之间一定要有阻焊桥间隔以防止焊锡从过盘CD阻焊开窗G孔H焊盘走线EABF项目最小值(mil)插件焊盘阻焊开窗尺寸(A)3走线与插件之间的阻焊桥尺寸(B)2SMD焊盘阻焊开窗尺寸(C)3SMD焊盘之间的阻焊桥尺寸(D)3SMD焊盘和插件之间的阻焊桥(E)3插件焊盘之间的阻焊桥(F)3插件焊盘和过孔之间的阻焊桥(G)3过孔和过孔之间的阻焊桥大小(H)3milSMD整体阻焊开窗BA手指的阻焊设计[64]金手指的部分的阻焊开窗应开整窗，上面和金手指的上端平齐，下端要超出金手指下面的板边。见走线阻焊开窗上面和金手指上端平起阻焊开窗阻焊开窗下面超越板边图42：金手指阻焊开窗示意图8.1线宽/线距及走线安全性要求[65]线宽/线距设计与铜厚有关系，铜厚越大，则需要的线宽/线距就越大。外层/内层对应推荐的线宽/铜厚外层线宽/线距(mil)内层线宽/线距(mil)HOZ，1OZ4/54/42OZ6/66/63OZ8/88/8≥2millTracetopadspace图43：走线到焊盘的距离[67]走线距板边距离＞20mil，内层电源/地距板边距离＞20mil，接地汇流线及接地铜箔距离板边也应大[68]在有金属壳体(如，散热片)直接与PCB接触的区域不可以有走线。器件金属外壳与PCB接触区域图44：金属壳体器件表层走线过孔禁布区表9走线到金属化孔之间的距离NPTH>120mil8.2出线方式对称走线不对称走线：避免不对称走线盘走线突出焊盘走线偏移焊盘盘心出线需要连接时，应从焊盘外部连接，不容许在焊脚中间直接连接。走线从焊盘末端引出避免走线从焊盘中部引出图48：焊盘出线要求(一)走线从焊盘末端引出避免走线从焊盘中部引出图49：焊盘出线要求(二)FilletingCornerEntryKeyHoling图50：走线与过孔的连接方式8.3覆铜设计工艺要求同一层的线路或铜分布不平衡或者不同层的铜分布不对称时，推荐覆铜设计。il9丝印设计9.1丝印设计通用要求丝印的线宽应大于5mil，丝印字符高度确保裸眼可见(推荐大于50mil)。丝印间的距离建议最小为8mil。丝印不允许与焊盘、基准点重叠，两者之间应保持6mil的间距。PCB在高密度的PCB设计中，可根据需要选择丝印的内容。丝印字符串的排列应遵循正视时代号的排序从左至右、从下往上的原则。2丝印的内容[80]条形码(可选项)：方向：条形码在PCB上水平/垂直放置，不推荐使用倾斜角度；位置：标准板的条形码的位置参见下图；非标准板框的条形码位置，参考标准板条形码的位置。图52：条形码位置的要求元器件、安装孔、定位孔以及定位识别点都对应的丝印标号，且位置清楚、明确。丝印字符、极性与方向的丝印标志不能被元器件覆盖。卧装器件在其相应位置要有丝印外形(如卧装电解电容)。滴焊盘、或器件波峰焊接方向有特定要求等。需要安装散热器的功率芯片。若散热器投影比器件大，则需要用丝印画出散热片的真实尺寸大小。说明：PCB叠法一般有两种设计：一种是铜箔加芯板(Core)的结构，简称为Foil叠法；另一种是芯板(Core)叠加的方法，简称Core叠法。特殊材料多层板以及板材混压时可采用Core叠法。Foil叠法铜箔半固化片半固化片铜箔半固化片Core叠法铜层对称介质对称对称轴线铜层对称介质对称对称轴线对称设计指绝缘层厚度、半固化片类别、铜箔厚度、图形分布类型(大铜箔层、线路层)尽量相对称设计示意图表10：缺省的层厚要求层间介质厚度(mm)类型mm板2.0mm四层板2.5mm四层板3.0mm四层板66002-3110-13-44-55-66-77-88-99-101660011-12XDYZR传送方向尺寸(mm)长(X)宽(Y)双面混装51.0~51.0~51.0~51.0~490.051.0~457.051.0~51.0~457.051.0~457.0厚(Z)1.0~4.51.0~4.51.0~4.51.0~4.5CBA (回流焊接)倒角(R)宽度(D)[94]如果单元板尺寸在传送边器件禁布区尺寸上不能满足上述要求时建议在相应的板边增加≥5mm宽器件辅助边PCB传送方向引脚焊盘边缘(或器件本体)距离传送边≥5mm的要求。当有器件(非回流焊接器件)在传送边一侧伸出PCB外时，辅助边的宽度要求：器件PCB传送方向当有器件(非回流焊接器件)在传送边一侧伸出PCB外，且器件需要沉到PCB内时，辅助器件PCB传送方向开口要比器件沉入PCB传送方向尺寸大0.5mm拼板基准点局部基准点单元