PCB板设计工艺标准

文件编号：TB-QD-MD-3171A共13页第1页1.目的针对PCB板的设计，为了能够规范化和标准化，以满足生产工艺的要求，特制订本标准。2.适用范围本标准适用于公司所有PCB板的设计。3.符合生产设备的工艺设计3.1PCB工艺边：在SMT、PANASERT-JV生产过程中以及在插件过波峰焊的过程中，PCB应留出一定的边缘便于设备夹持。这个夹持的范围应≥5mm，在此范围内不允许放置元器件和设置焊盘。3.2PANASERT-JV、AJ、RH插件机定位孔设计要求：为了能够保证PCB板准确地、牢固的放置在自动插件设备上面，需要设置一对定位孔，定位孔的大小为4±0.1mm。为了定位迅速，前一个定位孔的形状为圆形,后一个定位孔的形状为椭圆形，在定位孔周围2.5mm的范围内不允许有任何元器件。(如图所示)3.3PANASERT-JV对跳线位置的设计要求:（1）跳线位置与固定边的距离不得小于5MM；与定位边距离不得小于8MM；与定位孔孔心距不得小于10MM；（2）跳线跨距为AI标准：2.5mm整数倍：5mm、7.5mm、10mm、12.5mm、15mm、——30mm。（3）跳线插装角度只能为0°-90°。（4）跳线与跳线之间距离不得小于2.5mm。（5）跳线与贴片元件之间距离不得小于2.5mm。。（6）跳线插孔孔径为直径1.0MM，且呈喇叭状。（如图所示）定位孔定位边定位孔基板流向方向PDF文件使用pdfFactory试用版本创建www.fineprint.com.cn文件编号：TB-QD-MD-3171A共13页第2页定位孔定位边定位孔插件孔且做成喇叭孔。3.4PCB板缺槽：PCB板的一些边缘区域内不能有缺槽，以避免印制板定位或传感器检测时出现错觉误，具体位置因为不同设备而变化。3.5拼板设计要求：SMT中，大多数的表面贴装PCB板的面积比较小，为了充分的利用板材、高效率的制造生产、测试、组装、往往将一种产品的几种或数种拼在一起，对PCB的拼板有以下几点要求：(1)拼板的尺寸不可以太大，也不可以太小，以生产、测试、装配工程中便于生产设备的加工和不产生较大的变形为宜。现在生产使用的PCB大部分都使用纸质和复合环氧树脂基板在拼板过大的情况下很容易产生变形，所以要充份考虑拼板的大小问题。(2)基板过大，或拼板过大要充分考虑板材的选用,防止在回流焊和波峰焊时变形超过标准要求。(3)拼板的大小应充分考虑到生产设备的局限性,目前的生产设备能适用的最大尺寸为240mm*300mm。(4)每块板上应设计有基准标记，让机器将每块拼板当作单板看待，提高贴片和自动插件精度。(5)拼板可采用邮票孔技术或双面对刻V形槽的分割持术，在采用邮票孔时，应注意搭边应均匀分布在每块拼板的四周，以避免焊接时由于PCB板受力不均匀而导致变形。邮票孔的位置应靠近PCB板内侧,防止拼板分离后邮票孔处残留的毛刺影响客户的整机装配。采用双面V形槽时，V形槽的深度应控制在1/3左右（两边槽之和），要求刻槽尺寸精确，深度均匀。(6)设计双面贴装元器件不进行波峰焊接的PCB板时，可采用双数拼板正反面各半，两面图形按相同的排列方式可提高设备的利用率（在中、小批量生产条件下设备投资可以减半），节约生产设备费用和时间。3.6SMT元件的间距。(如图所示)PDF文件使用pdfFactory试用版本创建www.fineprint.com.cn文件编号：TB-QD-MD-3171A共13页第3页3.7元器件耐温：元器件应能承受10个回流焊周期,每个周期是215℃(无铅工艺为235℃)、60S,并能承受在260℃(无铅工艺为280℃)的熔融焊锡中浸没10S。3.8采用表面安装元件的印制板允许的最大弓曲和扭曲为0.75%,其他印制板为1%,含有多块印制板的拼板以拼板形式组装然后分开,这样印制板应以拼板的弓曲和扭曲为准。3.9MELF玻璃封装的器件(如玻璃封装的IN4148)尽量不要选用(单面板禁用)。4.焊盘、走线与通孔设计4.1焊盘设计时考虑的因素：(1)印制线路板上相应于各种焊盘的阻焊膜的开口尺寸，其宽度和长度分别应比焊盘尺寸大0.05-0.25mm，其具体情况视焊盘间距离而定，目的是既要防止助焊剂污染焊盘，又要避免焊接时的连锡。(2)阻焊膜的厚度不能大于焊盘的厚度。4.2焊盘与印制导线：(1)减小印制线路板连通焊盘处的宽度，除非受电荷容量、印制板加工极限等因素的限制，最大宽度为0.4mm，或焊盘宽度的一半（以较小的焊盘为准）。(2)铜箔的最小线宽:单面板0.5mm,双面板0.3mm,边缘铜箔最小为1.0mm;铜箔与铜箔的最小间隙:单面板0.75mm,双面板0.4mm;铜箔与板边最小距离为0.5mm。PIN脚间距应尽量≧2.54mm。(3)焊盘与较大面积的导电区如地、电源等平面相连时，应通过一长度较细的导线进行热隔离。(如图所示)PDF文件使用pdfFactory试用版本创建www.fineprint.com.cn文件编号：TB-QD-MD-3171A共13页第4页(4)印制导线应避免呈一定的角度与焊盘相连，只要可能印制线路导线应从焊盘的长边的中心处与之相连。(5)印制板上若有大面积的铜箔走线,应将铜箔走线设计成斜方格形,以降低PCB在过回流焊和波峰焊时遇到高温后的变形度。(如图所示)4.3导通孔布局：(1)避免在表面安装焊盘以内，或在距表面安装焊盘0.635mm以内设置导通孔。如无法避免，须用阻焊油将焊料流失通道阻断。(2)作为测试支掌导通孔，在设计布局时，需充分考虑不同直径的控针，进行ICT测试时的最小间距。(3)在SMD/SMC下部尽量不设置导通孔，一可以防止焊料流失，二可以防止导通孔被助焊剂及污物污染而无法清洁干净。若不可避免这种情况，则应将孔堵死填平。(4)导通孔与焊盘、印制导线及电源线相连时，应用宽度为0.25mm的细颈线隔开，细颈线最小长度为0.5mm。4.4对称性：对于同一个元器件，凡是对称使用的焊盘（如片状电阻、电容、SOIC、QFP等），设计时应严格保持其全面的对称性，即焊盘图形的形状与尺寸应完全一致。以保证焊料焊接时，作用于元器件上所有焊点的表面张力能保持平衡（即其合力为零），以便利于形成理想的焊点。4.5多引脚元器件：凡多引脚的元器件（如SOIC、QFP等），引脚焊盘之间的短接处不允许直通，应由焊盘加引出互连线之后再短接，以避免产生桥接。别外还应尽量避免在其焊盘之间穿互连线（待别是细间距的引脚元器件），凡穿越相邻焊盘之间的互连线，必须用阻焊膜对其加以避隔。PDF文件使用pdfFactory试用版本创建www.fineprint.com.cn文件编号：TB-QD-MD-3171A共13页第5页4.6印字和标记：焊盘内不允许印有字符和图形标记，标志符号离焊盘边缘应大于0.5mm。凡无外引脚元器件的焊盘，其焊盘之间不允许有通孔，以保证清洗质量。4.7元器件引脚通孔与焊盘：(1)当采用波峰焊接工艺时，插引脚的通孔，一般比其他引脚线径大0.05-0.35mm为宜，其焊盘的直径应大于孔径的2~3倍。(2)通孔形状的选择以元器件引脚外形为准,如:187#插片和接线柱引脚为方形,通孔也要求设计为方形孔,电阻引脚为圆形,通孔也要求设计为圆形孔。(3)重量较大的元器件(如变压器、继电器等)焊盘要增加一些突出部分,以增大焊盘的附着力。（如图所示）4.8透气通孔:对于QFP封装的IC,在其底部的PCB板上增加一个直径为2~3mm的圆形透气孔可以避免SMT贴片过程的偏位。4.9焊盘图形的设计：(1)片状元器件焊盘图形设计：典型的片状元器件焊盘设计尺寸如表所示。可在各焊盘外设计相应的阻焊膜。阻焊膜的作用是防止焊接时连锡。元件尺寸焊区尺寸焊区示意图名称长L宽W厚TABC片式电阻1.01.62.03.20.50.81.251.60.350.450.60.60.5~0.60.7~1.11.0~1.42.0~2.41.5~1.72.4~3.03.2~3.84.4~5.00.5~0.60.6~1.00.9~1.41.2~1.8片式电容1.01.62.03.20.50.81.251.60.50.81.251.250.50.8~1.00.8~1.21.8~2.41.52.0~2.62.4~3.23.8~4.80.60.8~1.01.0~1.21.2~1.6MELF1.6φ1.0φ1.25φ1.35------1.01.22.32.6~3.63.0.~4.04.0~5.50.7~1.00.9~1.21.0~1.4(2)SOP，QFP焊盘图形设计：SOP、QFP焊盘尺寸可参考IPC-SM-782进行设计。对于SOP、QFP焊盘的设计标准。（如图表所示）PDF文件使用pdfFactory试用版本创建www.fineprint.com.cn文件编号：TB-QD-MD-3171A共13页第6页焊区尺寸阻焊图尺寸分类引脚数a（间距）b(宽)c(间隙)d(宽)e(间隙)焊区示意图0.5~0.60.77~0.670.37~0.570.1~0.15SOP（PLCC）8-281.270.6~0.70.67~0.570.27~0.470.1~0.15QFP6480100482241.00.80.650.50.40.60.50.350.30.220.40.30.30.20.180.20.130.130.100.080.1350.0850.0850.050.05(3)直插元件应避免使用方形焊盘(方形焊盘容易导致上锡不良和连焊)。4.10后焊元器件(包括数码管、液晶、按键、编码开关、线材等)焊盘要加阻焊区和走锡槽,方向与过波峰焊方向相反,宽度视孔的大小为0.5~1mm以免过波峰焊时堵塞通孔,影响生产效率。（如图所示）阻焊区1mm阻焊区3.11多脚的直插元件(如排线、排插、薄膜插座、LCD、LED、VFD等)焊盘之间的间距≤2.54mm时,在最后进入波峰焊机的一端增加走锡焊盘,以避免过波峰焊时连锡。(如图所示)PDF文件使用pdfFactory试用版本创建www.fineprint.com.cn文件编号：TB-QD-MD-3171A共13页第7页5.元器件布局元器件布局:应满足SMT和波峰焊接生产工艺的要求。根据不同的工艺要求进行元器件布局设计，正确的设计可以将焊接缺陷降低。在进行元器件布局时要考虑以下几点：5.1均匀分布：PCB上元器件分布尽可能的均匀，大体积和大质量的元器件在回流焊接时的热容量比较大，布局上过于集中容易造成局部温度过低而导致假焊。5.2维修空间：大型元器件的四周要留一定的维修空间，（留出SMD返修设备加热头能够进行操作的尺寸）。5.3散热空间：(1)功率器件应均匀的放置在PCB的边缘或整机的通风位置上。(2)电解电容不可触及发热元件,如大功率电阻、热敏电阻、变压器、散热器等,布局时尽量将电解电容远离以上器件,要求最小间隔为10mm,以免把电解液烤干,影响使用寿命。(3)其他元件与散热器的间隔距离最小为2.0mm。5.4单双面板注意事项：单面混装时，应把贴装和插件元器件布放在A面；采用双面混装焊接时，应把大的贴装和插件元器件布放在A面，PCBA、B两面的元器件要尽量错开放置；采用A面回流焊，B面波峰焊接混装时，应把大的贴装元器件放在A面（回流焊），适合于波峰焊的矩形、圆柱形、片状元器件、SOT和较小的SOP放置在B面（波峰焊接面）。波峰焊接面上不应安放四边有引脚的器件,如QFP、PLCC等封装器件。5.5PCB板设计和布局时尽量减少印制板的开槽和开孔,以免影响印制板的强度。5.6贵重元器件：贵重的元器件不要放置在PCB的角、边缘、安装孔、开槽、拼板的切割口和拐角处，以上这些位置是印制板的高受力区，容易造成焊点和元器件的开裂和裂纹。5.7较重的器件(如变压器)不要远离定位孔,以免影响印制板的强度和变形度。布局时,应该选择将较重的器件放置在PCB的下方(也是最后进入波峰焊的一方)。5.8变压器和继电器等会辐射能量的器件要远离放大器、单片机、晶振、复位电路等容易受干扰的器件和电路,以免影响到工作时的可靠性。5.9定位孔