PCB设计规范培训讲义培训教材电子互联

PCB设计规范培训北研设计开发部印制电路板定义什么是印制电路？在绝缘基材上，按预定设计形成的印制元件或印制线路以及两者结合的导电图形。印制电路或印制线路成品板的通称，简称印制板。印制电路板的分类按导电图形的层数

单面板、双面板、多层板按印制板的物理机械特性及表面状态 刚性、挠性、刚挠、齐平印制板； 高分子材料、金属基、金属芯型、陶瓷基基板按生产工艺 减成法、加成法

印制板常用板材类型代码采用的是美国NEMA标准的代号。（1）类型：G-10最高连续温度：130℃

说明：环氧玻璃纤维层板，不含阻焊剂，可以钻孔但不允许用冲床冲孔。性能与FR-4层板相似，适用于多层板，在美国得到广泛应用。（2）类型：G-11最高连续温度：170℃

说明：同G-10，但可耐更高的工作温度。印制板常用板材（3）类型：FR-4最高连续温度：130℃

说明：环氧玻璃纤维层板，含阻焊剂，具有良好的电性能和加工性能，适用于多层板，广泛应用于电子工业，具有可取的性能价格比。公司推荐使用的牌号。（4）类型：FR-5最高连续温度：170℃

说明：同FR-4，但可在更高的温度下保持良好强度和电性能。温度高于170℃后，电性能下降。对双面再流焊的板可以考虑选用。（5）类型：GPY最高连续温度：260℃

说明：聚酰亚胺玻璃纤维层板，在高温下它的强度和稳定性都优于FR-4层板，用于高可靠性的军品。印制板常用板材（6）类型：GT最高连续温度：220℃

说明：聚四氟乙烯玻璃纤维层板，介电性能可控，用于高频电路。（7）类型：GX最高连续温度：220℃

说明：同GT，但介电性能更好。（8）类型：Al2O3

说明：材料为96%高纯Al2O3，具有良好的电绝缘性能和优异的导热性，可用于高功率密度电路的基板。主要用于厚、薄膜混合集成电路。印制电路板的装联构件面A面 布设总图上规定的装联构件面，通常是最复杂或装元件最多的一面。也称主元件面，在公司定义为A面。对混装板，是指插元件的面；对SMT板，指IC较多或元件较多的面；对后背板是指插入单板的那面。B面 与A面相对的装联构件面，又称为辅面，公司定义为B面。印制电路板的焊接波峰焊将熔化的软钎焊料，经过机械泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰，使预先装有电子元器件的PCB通过焊料波峰，实现元器件焊端或引脚与PCB焊盘之间机械和电气连接的一种软钎焊工艺。印制电路板的焊接再流焊通过熔化预先分配到PCB焊盘上的膏状焊料，实现表面组装元器件焊端或引脚与PCB焊盘之间机械和电气连接的一种软钎焊工艺。印制电路板的生产过程单板的装联

单板的装联是由康讯公司完成的。所谓装联是将元器件装焊在印制板上的过程。生产过程简单介绍，以双面混装板为例：A面印刷焊膏→贴片→再流焊→B面点胶→贴片→热固化→A面插件→过波峰焊（B面）→检焊印制电路板的设计规范印制电路板设计规范—工艺性要求印制电路板设计规范—生产可测性要求印制电路板设计规范—文档要求工艺性要求可制造性-----在实现电气要求的前提下，尽量采用成熟技术与工艺；实现无缺陷制造-----设计要考虑单板的可靠性，选择成熟的装焊工艺、尽量少的层数、可靠的连接方式等，减少制造不良、降低返修率。经济性-----要考虑生产效率、成本的问题标准化的设计-----组装形式、灯位、散热器安装方式、字符等，便于实现自动化生产。PCB设计中的工艺问题与自动化生产有关的传送边、定位孔、光学定位符号、拼板与焊接、检修有关的元件封装形式、组装形式、元器件布局、元器件间距位向、焊盘设计、阻焊层设计与PCB制造有关的最小孔径、焊盘环宽、线宽/线距与装配有关的丝印字符、螺装压接空间印制电路板制造技术要求技术要求标在钻孔图上。主要项目有：基板材料、厚度及公差铜箔厚度焊盘表面处理热风整平（HASL）工艺OSP工艺（暂不宜选用）化学镀镍金工艺整板镀金工艺镀硬金（金手指）印制电路板制造技术要求阻焊剂按公司协议执行（网上）。丝印字符涂敷绿色阻焊剂的板白色记久性油墨全喷锡板黄色永久性油墨成品板翘曲度见公司的另一项标准

《电制电路板检验规范—刚性印制电路板》成品板厚度公差板厚＜0.8mm±0.08mm

板厚≥0.8mm±10%成品板离子污染度≤1.56μg/cm2的NaCL含量印制电路板制造工艺要求印制电路板基本制造工艺及目前制造水平

（1）层压多层板公司主要供应商的生产能力，也是国内印制板业的制造水平。其中主要指标：

a.最大层数24（40层）

b.最大尺寸500mm(20″)×860mm’(34″)印制电路板制造工艺要求c.最小线宽/线距外层：0.127mm(5mil)/0.127mm(5mil)

内层：0.127mm(5mil)/0.127mm(5mil)d.最小钻孔孔径0.35mm(14mil)e.最小金属化孔成品孔径0.25mm(10mil)f.最小焊盘环宽导通孔0.127mm(5mil)

元件孔0.2mm(8mil)g.阻焊桥最小宽度0.075mm(3mil)印制电路板制造工艺要求h.孔位对孔位精度（可理解为孔基准孔）

±0.127mm(5mil)I.孔位对板边精度±0.254mm(10mil)j.铣外形公差±0.1mm(4mil)k.翘曲度双面板<1.0%

多层板<0.5%l.成品板厚度公差板厚＞0.8mm±10%

板厚≤0.8mm±0.08mm(3mil)传统多层板工艺BUM工艺印制电路板尺寸范围最小的单板尺寸应该不小于“宽200mm×长250mm”，一般理想的尺寸范围是“宽（200mm～250mm）×长（250mm～350mm）”。小于最小尺寸范围的板要进行拼版，以便于使用自动化生产设备。PCB外形对波峰焊，PCB的外形必须是矩形的（四角为R=1mm～2mm圆角更好，但不做严格要求）。偏离这种形状会引起PCB传送不稳、插件时翻板和波峰焊时熔融焊料汲起等问题。因此，设计时应考虑采用工艺拼板的方式将不规则形状的PCB转换为矩形形状或可接受的形状，特别是角部缺口一定要补齐，如后图所示，否则要专门为此设计工装。PCB外形-拼板PCB外形对纯SMT板，允许有缺口，但缺口尺寸须小于所在边长度的1/3，应该确保PCB在链条上传送平稳。对于金手指的设计要求，除了插入边按要求设计倒角外，插板两侧边也应该设计（1～1.5）×45o的倒角或R1～R1.5的圆角，以利于插入。传送方向的选择从减少焊接时PCB变形方面考虑，对不作拼板的PCB，一般将其长边方向作为传送方向；对要作拼板的小板，将拼板的长边方向作为传送方向传送边不作拼板的PCB应该留出两条≥3.5mm（138mil）宽度的传送边。通常将PCB或拼板后的拼板的两条长边作为其传送边，以便在流水线上传送。作为传送边，其正反面在离边3.5mm（138mil）的范围内不能有任何元器件或引脚；能否布线视PCB的安装方式而定，导槽安装的PCB一般经常插拔不要布线，其他方式安装的PCB可以布线。光学定位基准符在有贴片元器件的PCB面上，必须设计有3个光学定位基准符号，以对PCB整板定位。如果PCB上装有引线中心距≤0.5mm（20mil）的QFP以及中心距≤0.8mm（32mil）BGA等器件，应在该元件对角位置设置光学定位基准符号，以便对其精确定位。如果几个器件比较靠近(<100mm），可以把它们看作一个整体，在其对角位置只要设计两个光学定位基准符号就可以了。如果是双面都有贴装元器件，则每一面都应该有光学定位基准符号。光学定位基准符光学定位基准符号设计成Ф1mm（40mil）的圆形图形，一般为PCB上覆铜箔腐蚀图形。考虑到材料颜色与环境的反差，留出比光学定位基准符号大1mm（40mil）的无阻焊区，也不允许有任何字符。同一板上的光学定位基准符号其内层背景要相同，即三个基准符号下有无铜箔应一致。周围无布线的孤立光学定位符号应设计一个内径为3mm环宽1mm的保护圈。特别注意，光学定位基准符号必须赋予坐标值（当作元件设计），不允许在PCB设计完后以一个符号的形式加上去。光学定位基准符IC基准点光学定位基准符号Ф3拼板设计连接方式：V槽、长槽孔、邮票孔两个问题：布局（如何摆放）、连接方式拼板布局要考虑工艺、是否有圆角元器件的选用为提高单板的档次、可靠性，优化生产工艺流程、尽量使用表面贴装元器件。选用SMT封装接插件时，请尽量选用引脚外伸的，最好带有定位销，以克服焊接时造成的位置偏移。连接器的选择，尽量选用焊接固定方式，可装联过程中一次完成，其次是铆接型的，尽量不要选用螺装的。组装方式单面全SMD

仅一面装有SMD，元器件品种单一。双面全SMDA、B两面都装有SMD。单面元件混装仅A面装有元件，既有SMD，又有THCA面元件混装、B面仅贴简单SMDA面混装，B面仅装简单SMD。A面插件、B面仅贴简单SMDA面装THC，B面仅装简单SMD。注：简单SMD——指CHIP、SOT及引线中心距大于1mm的SOP。组装方式说明推荐方式：1）双面全SMT组装方式说明两面全SMD板（Ⅱ

）这类板采用两次再流焊工艺，在焊接第二面时，已焊好的第一面上的元件焊点同时再次熔化，仅靠焊料的表面张力附在PCB下面，较大较重的元件容易掉落。因此，元件布局时尽量将较重的元件集中布放在A面，较轻的布放在B面，特别是BGA器件一定要集中放在A面。关于混装板（Ⅳ）混装板B面（即焊接面）采用波峰焊进行焊接，在此面所布元件种类、位向、间距一定要符合10.3条的规定。元器件的摆放要求有规则地布局、均匀地分布排列。

A面上有极性元器件的正极、集成电路的缺口统一朝上、朝左放置目的方便检查、利于提高效率，有助于散热和焊接工艺的优化。元器件的摆放元器件的摆放原则按传送方向：小元件应排在大元件前面；SOP的中轴线应与传送方向平行；CHIP、SOT的摆放方向要保证元件的两极同时接触波峰。元器件的摆放原则间距要求

波峰焊时，两个大小不同的元器件或错开排列的元器件，它们之间的间距必须≥2.5mm（100mil）或小元件与大元件相对位置一致。否则，前面的元器件可能挡住后面的元器件，造成漏焊。元器件的摆放原则间距和相对位置要求≥2.5≥2.5传送方向2.5mm焊盘要求焊盘要求 波峰焊工艺对焊盘有一些特殊要求，设计时要进行一引些特殊处理。 对SOT、钽电容器，焊盘应比正常设计的焊盘向外扩展0.3mm（12mil）,以免产生漏焊缺陷；对于SOP，如果方便的话，应该在每个元器件一排引线的前后置设计一个工艺焊盘，其尺寸一般比焊盘稍宽一些。其它要求由于目前插装元件封装尺寸不是很标准，各元件厂家产品差别很大，设计时一定要留有足够的空间位置，以适应多家供货的情况。。对于高度差较大的插件元件，应考虑卧式安装。元件的金属壳体不能与其它元件及导体相碰，需留有足够的空间。重量较重的元件应放在靠近PCB支撑点或边的地方，特别是当板上有BGA器件时。其它要求焊接面上所布高度超过6mm的元件（波峰焊后补焊的插装元件）尽量集中布置，以减少测试针床制造的复杂性。大功率的元器件周围、散热器周围，不应该布放热敏元件，要留有足够的距离。拼板连接处，最好不要布放元件，以免分板时损伤元件。对需要用胶加固的元件，如较大的电容器、较重的瓷环等，要留有注胶地方。其它要求对有结构尺寸要求的单板，如插箱安装的单板，其元件的高度应该保证距相临板6mm以上空间。布线要求布线范围见标准中的表7。线路距板边的要求；线路距非金属化孔的要求。布线的线宽/线距参见标准中表8。最小线宽0.127mm(5mil)

最小线距0.127mm(5mil)布线要求对再流焊工艺的要求双焊盘元件，从焊盘中心位置对称引出导线，印制线必须具有一样宽度，对线宽小于0.3mm（12mil）的引出线可以不考虑此条规定。焊盘与较大面积铜箔相连时应设置隔热路径。线路与SOIC、QFP、PLCC的焊盘相连时，要从焊盘的两端引出。布线要求只与再流焊工艺有关布线要求为避免在焊接时因热膨涨，产生铜箔剥离，面积超过φ25mm（1000mil）的大面积铜箔区应该开设网格或窗口。导通孔的设计位置不能直接设计在焊盘上，必须通过一小段带明阻焊的印制导线与焊盘相连。>0.5mm导通孔的设计

导通孔不能设计在焊接面上片式元件的焊盘中心位置。导通孔的设计排成一列的无阻焊导通孔焊盘，焊盘的间隔须大于0.2mm（8mil）。≥0.2mm阻焊层的设计阻焊层主要目的是防止波峰焊焊接时桥连现象的产生。阻焊膜的设计主要是确定开窗方式和焊盘余隙。阻焊层的设计开窗方式当表面组装焊盘间隙≥0.20mm(8mil)时，采用单焊盘式窗口设计；当相邻焊盘间距<0.20mm（8mil）时，采用群焊盘式窗口设计。对金手指，应该开大窗口（类似群焊盘式），且金手指顶部与附近焊盘间距离须≥0.5mm(20mil)。

除用于测试的导通孔外，其余导通孔全部进