电路板(PCB)设计与可制造性(DFM)

电路板(PCB)设计与可制造性(DFM)目录1.概述2.设计与制造常见矛盾3.PCB设计的一般要求4.参考资料1.1电路板(PCB)的定义

PCB是英文(PrintedCircuieBoard)印制线路板的简称。通常把在绝缘材上，按预定设计，制成印制线路、印制元件或两者组合而成的导电图形称为印制电路。而在绝缘基材上提供元器件之间电气连接的导电图形，称为印制线路。这样就把印制电路或印制线路的成品板称为印制线路板，亦称为印制板或印制电路板。

1.2.概述

印制电路板的设计与其他产品设计一样,同样存在设计与可制造性之间的差异.印制电路板制造能力受以下条件的限制:1)过程设计的水平

2)设备本身的制造能力

3)过程控制能力

4)人员素质即作业员的熟练程度等等然而,电路图形的设计能力远超过制造能力2.设计与制造常见矛盾事例1设计要求:铜厚2OZ,最小线宽0.1mm因铜厚要求,在电路图形电镀时,面铜镀铜时间长,产生电镀突沿和压膜现象,电路图形腐蚀时,形成难消除的水池效应,产生严重侧腐蚀腐蚀形成的结果,线幼的失效风险很高,造成大量不良和报废抗腐蚀镀层或涂层2.设计与制造常见矛盾事例2设计要求:

网格大小0.05×0.05mm在图形转移时,经曝光后,显影过程中因显影液冲击和侧显影,和曝光过程中光线的散射,使网格形成失效风险很高显影后的结果,图形转移时,网格未形成3.PCB设计的一般要求3.1导体外观3.2金手指外观3.3板边缘设计要求3.4板面线路布局隐忧3.5V槽板外形尺寸结构3.6冲切板外形尺寸结构3.7板厚标准3.8整板厚度结构3.9孔到板边的距离3.10孔尺寸结构3.11图形尺寸3.12-15导体断面积,铜厚,电压与电流等之间关系3.1导体外观外观痕迹来源

1)表面处理磨板时的工艺磨纹

2)操作过程的擦花痕迹可接受的状态导电电路电路针孔,划痕,边缘粗糙,划伤等缺点不能使原导体的宽度减小20%

同时,上述缺点的组合不能超过导体长度的10%或13mm3.2.金手指外观金手指功能区域金手指非功能区域功能区:

表面的凹痕/锯齿不能超过0.15mm.

缺点数量小于3点不超过金手指数量的30%理想状态功能无缺点,达设计要求3..3板边缘设计要求图形到板边缘的距离最小0.4.冲切加工的板最好与板厚尺寸一样3.4板面线路布局隐忧两面的线路尽量不要平行,否则,图形腐蚀后,因两面铜箔应力释放,易产生板翘走线时,不要形成直角,铜箔腐蚀时,易形成应力集中,导致断线孔或孔环不要太靠近板边,冲切成型时,易损伤或受大力冲击产生隐患铜箔上开有焊环的孔,焊环与铜箔的间距不能太小,否则易出现短路或防焊漆上焊环PCB3.5V槽板外形尺寸结构符号说明设计公差AV槽后未切割厚度,即V±0.08槽深度偏差

B板厚度方向中心到板面±0.08

的距离

C上下V槽刀的偏移距离±0.08DV槽线的宽度偏差±0.08EV槽刀角度偏差±2°FV槽位置偏差D/2+累积G板厚

H连片V槽线中心距±0.08加

累积偏差

按上表和图说明 测量: V槽板的测量以V槽线中心为基准建议:外形公差±0.25mm

3.6冲切板外形尺寸结构说明:1.“A”为模芯与模体之间间隙0.05mm电路板(PCB)属非金属材料.硬度小.与金属相比物质结构比较疏松,从比重小这一点可体现,冲切时会产生较大毛刺3.毛刺的大小将随板厚的增加而变大A公顶导柱模芯上模下模冲板外形尺寸公差板厚公差≤0.8mm±0.1>1.0mm±0.153.7板厚相关标准

IPC4101覆铜板绝缘基材厚度标准厚度范围A级B级C级0.786～1.039mm±0.165±0.10±0.0751.040～1.674mm±0.190±0.13±0.075说明:基材覆铜板的公差标准指不含铜板厚标称尺寸公差.

建议在板厚设计中考虑以上因素3.8整板厚度结构流程沉电铜电路电镀防焊制作文字合计板料最大上偏差总厚度加成0.0050.050.020.030.1050.13

0.235成品厚度:板厚T+加成总厚度结论:成品板厚易超规格3.9孔到板边的距离如上图所示:

电镀前元件孔和导通孔(包括金属化槽孔)的孔壁离板边的距离g应不小于1.5mm,同时应不小于板厚t可靠性疑问:1)板边的机械强度降低

2)孔环一旦受到损伤,锡垫不完整

3)断面金属层即使不裸露,冲切加工时,孔壁镀层将受到更大力冲击.

等等加工困难:

在PCB制造过程为尽量避免对孔的作用,不得不调整工艺,本可以冲切即可完成,但需先铣后冲.无端增加成本和加工周期3.10孔尺寸结构说明:1.尺寸a:成品孔径

2.尺寸b:一次镀铜后的孔径

3.尺寸c:钻孔后的孔径.此孔径尺寸=设计值+工艺损耗值abc基材铜箔一次铜二次铜

类型铜厚工艺放大值金板镀锡板≤1OZ0.10.15≤2OZ0.150.2上图显示在PCB制造过程中,孔经在不断变小孔径规格A级B级C级0<Ф≤0.8mm±0.10±0.08±0.050.81≤Ф≤1.6mm±0.15±0.10±0.051.61≤Ф≤5.0mm±0.20±0.15±0.10IPC-D-300G金属化孔成品公差标准3.11图形尺寸印制插头接触片的中心距(m,mn).公差±0.1mm当印制插头接触片的中心距大于100mm时,每增加20mm,增加公差0.01mm3.11导体图形尺寸电路板导体图形在制造过程中,电路图形腐蚀时,因侧腐蚀导体尺寸将变小,底铜越厚,变小趋势越大,应有允许偏差10%3.11两面图形位置尺寸印制插头正反面接触片错位公差m:±0.1mm电路板制造过程中:

钻孔孔位置/电路图形转移时图形位置/阻焊图形转移时图形位置之间有相对位置移动,它们之间应有一个容差3.12耐压安距要求若两