PCBA-工艺设计规范

PCB工艺设计规范 1.目的本规范归定了我司PCB设计的流程和设计原则，主要目的是为PCB设计者提供必须遵循的规则和约定。提高PCB设计质量和设计效率。提高PCB的可生产性、可测试、可维护性。 2.适用范围本规范适用于所有电了产品的PCB工艺设计，运用于但不限于PCB的设计、PCB投板工艺审查、单板工艺审查等活动。3.规范内容3.1PCBA加工工序合理制成板的元件布局应保证制成板的加工工序合理，以便于提高制成板加工效率和直通率。PCB布局选用的加工流程应使加工效率最高。常用PCBA的7种主流加工流程 序号 名称 工艺流程特点适用范围1单面插装 成型—插件—波峰焊接效率高，PCB组装加热次数为一次 器件为THD 2 单面贴装 焊膏印刷—贴片—回流焊接效率高，PCB组装加热次数为一次 器件为SMD 3 单面混装 焊膏印刷—贴片—回流焊接—THD—波峰焊接 焊膏印刷—贴片—回流焊接—THD—波峰焊接 器件为SMD、THD PCB工艺设计规范 4 双面混装 双面混装贴片胶印刷—贴片—固化—翻板—THD—波峰焊接—翻板—手工焊 效率高，PCB组装加热次数为二次 器件为SMD、THD 5 双面贴装、插装 焊膏印刷—贴片—回流焊接—翻板—焊膏印刷—贴片—回流焊接—手工焊 效率高，PCB组装加热次数为二次 器件为SMD、THD 6 常规波峰焊双面混装 焊膏印刷—贴片—回流焊接—翻板—贴片胶印刷—贴片—固化—翻板—THD—波峰焊接—翻板—手工焊 效率较低，PCB组装加热次数为三次 器件为SMD、THD 7 常规波峰焊双面混装 焊膏印刷—贴片—回流焊接—翻板—焊膏印刷—贴片—回流焊接—翻板—THD—波峰焊接—翻板—手工焊 效率较低，PCB组装加热次数为三次 器件为SMD、THD PCB工艺设计规范  PCB工艺设计规范 3.2.  PCB 外形尺寸   这个设计规范为加工制造（单面或双面板PCB）定义了其的外形尺寸要求：  3.2.1    外形尺寸        a、所有的PCB的外形轮廓必须是直的，这样可以减少PCB在加工过程中上板、出板及中途传输过程中的出错率，从而缩短PCB的传输时间、增强PCB的固定及提高SMT加工品质。  不能接受 通过在空余的地方增加如下图所示的Dummy PCB以增强PCB的固定及提高加工品质。 PCB工艺设计规范  能接受的 3.2.2 PCB最大的外形尺寸 设备(SMT)的最大允许外形尺寸： 50mm X 50mm ~ 330mm X 250mm  厚度 0.8mm ~ 3mm 50mm X 50mm ~ 457mm X 407mm厚度 0.8mm ~ 3mm 考虑到生产的通用性，建议Layout PCB板时长*宽不大于330mm*250mm，最小尺寸不小于50mm*50mm ;在波烽焊接加工过程中，那么PCB的厚度标准要求为：1.6mm，最薄不能低于1.0mm，不然PCB在过波峰焊接时易弯曲变形而导致PCB上的元器件损坏及焊接点破裂，影响产品的可靠性.        在回流焊接加工过程中，薄的PCB可以被使用倘若在PCB两边增加均衡性铜箔及通过拼板适当的设计而减少PCB的弯曲可能性。 3.2.3  PCB定位孔及受限区域   PCB板上的机械定位孔的定位： 机械定位孔的定位是PCB上的两个定位孔，用于贴片机较好的固定PCB以方便机器精确的贴片。    PCB工艺设计规范 A.单面PCB的Tooling holes基本规范：  1)定位孔应位于PCB最长的一边以减少角度差； 2)定位孔圆孔的直径应为：4mm+0.1/‐0.； 3)定位孔拉长孔的尺寸为：宽为4mm+0.1/‐0,长为5mm； 4)对于拼板的PCB，每块小板的数据必须统一以位于左下角的Tooling holes圆孔为基准； 5)两个定位孔在PCB上之间的距离应PCB长度的允许下最大分离； B.   双面PCB的Tooling holes基本规范：         1)定位孔应位于PCB最长的一边以减少角度差； 2)定位孔圆孔的直径应为：4mm+0.1/‐0.； PCB工艺设计规范 3)对于拼板的PCB，每块小板的数据必须统一以位于左下角的定位孔圆孔为基准，并两面对称； 4)两个定位孔在PCB上之间的距离应PCB长度的允许下最大分离； C.  PCB板上元件贴片的受限区域(单面PCB )：  D.  PCB板上元件贴片的受限区域(双面PCB )：  3. 2.4  元器件、焊盘、线路在Layout时所考虑的受限区域定义 所有的元器件、焊盘及线路在Layout PCB时与PCB的边缘都有一个最小的间隔，为了避免在分板及搬运过程中损坏。  A、 焊盘及线路与边的最小间隔： 1.与V‐CUT之间的最小间隔：0.5mm 2.与冲孔之间的最小间隔：0.3mm     3.与内部线路之间的间隔：0.25mm    4.与邮票孔边之间的最小间隔：1.27mm       PCB工艺设计规范     B、元器件与边的最小间隔： 1.与V‐CUT之间的最小间隔：1.27mm  如果是通孔元器件则是： 2.0mm 2.与冲孔之间的最小间隔：0.3mm     3.与内部线路之间的间隔：0.5mm    4.尺寸为1820的元器件及更大的元器件与PCB边缘之间的最小间隔应为：１０mm       3.2.5   拼板及分板 总的来说有三种拼板方式，即单面拼板、家族式拼板（family panel ) 、双面拼板（阴阳拼板）。  3.2.5.1单面拼板总的要求：                   A. 单面拼板应按同一方向排列，这样有利于减少ＳＭＴ做程式的步骤及便用机器固定，     B. 如果小板中有超出小板边缘的元器件，那么与之相邻的小板必须要考虑避位，如下图：  如果小板没有办法避位，也可以通过在小板之间增加一个dummy条的方式来避位，见如下图：   PCB工艺设计规范 Ｃ. 使用额外的Dummy条去加固拼板的两个长边，以方便ＰＣＢ在贴片过程中的传输及分板的方便性。  3.2.5.2   家族式拼板（family panel ) ： 家族式拼板：也就是将一个产品的所有板都排在一板ＰＣＢ板上，如图。                       阴阳板的优势 家族式拼板的劣势 减少了板的数量，有利于采购 相对于标准拼板，家族式拼板在ＰＣＢ原材料的充分利用方面较差，产生了较多的Ｄummy board 减了ＷＩＰ存货 家族式拼板仅限于有相同的材料及制造过程的板 减少了Ｔooling成本为ＰＣＢ制造及ＳＭＴ装配 增加了加工工艺及测试工艺难度 制造周期缩短，也缩短的品质反馈周期 元器件种类的增多而导致ＳＭＴ机器送料站位的不够 3.2.5.3 双面拼板 （阴阳板）： 阴阳板：将ＡＢ面的元器件分布在同一面板上。                  家族式拼板的优势 阴阳板的劣势 减少了板的数量，有利于采购 增加了回流焊接难度 减了ＷＩＰ存货 元器件种类的增多而导致ＳＭＴ机器送料站位的不够 ） 减少了Ｔooling成本为ＰＣＢ制造及ＳＭＴ装配 增加了加工工艺(波峰时) 难度 制造周期缩短，也缩短的品质反馈周期  与家族式拼板不同，它不会产生了多余的Ｄummy board  PCB工艺设计规范  3.2.6  V‐CUT+SLOT 及 Biscuits 设计 3.2.6.1   Ｂiscuits 在ＦＲ－４ＰＣＢ材料上的设计:  Ｂiscuits设计在分板时需注意的地方：   PCB工艺设计规范    3.2.6.2   Ｖ‐CUT+SLOT 设计： 印制板距板边距离：V-CUT边大于0.75mm，铣槽边大于0.3mm。为了保证PCB加工时不出现露铜的缺陷，要求所有的走线及铜箔距离板边：V—CUT边大于0.75mm，铣槽边大于0.3mm（铜箔离板边的距离还应满足安装要求）。    PCB工艺设计规范 3.2.6.3若PCB上有大面积开孔4mm的地方，在设计时要先将孔补全，以避免波峰焊接时造成漫锡和板变形，补全部分和原有的PCB部分要以单边几点连接，在波峰焊后将之去掉（图18）項次 項目 備註 1 一般PCB過板方向定義： 9PCB在SMT生產方向為短邊過迴焊爐(Reflow), PCB長邊為SMT輸送帶夾持邊. 9PCB在DIP生產方向為I/O Port朝前過波焊爐(Wave Solder), PCB與I/O垂直的兩邊為DIP輸送帶夾持邊.   1.1 金手指過板方向定義： 9SMT: 金手指邊與SMT輸送帶夾持邊垂直. 9DIP: 金手指邊與DIP輸送帶夾持邊一致. PCB工艺设计规范 2 9SMD零件文字框外緣距SMT輸送帶夾持邊L1需≧5mm. 9SMD及DIP零件文字框外緣距板邊L2需≧5mm.    3.3  基准校正点(Fiducial marks)  3.3.1   基准校正点的应用 3.3.1.1  总体考虑 a.基准点是位于PCB板上的类似于焊盘的小薄片,通常基准点的制作与SMT元器件的焊盘制作在同一时间进行蚀   刻处理; b.由于基准点与SMT元器件焊盘在同一加工过程中进行,因此其相对位置比定位孔与焊盘的相对位置更稳定准确; c.在SMT加工过程中, 通过SMT贴片机的照相系统对PCB基准点坐标的读取,以及通过计算机系统对坐标偏差的计算准确定位PCB的位置,因此,元件贴片精度得到很大的提高. 3.3.1.2 基准点的类型 这里有两种类型,一种是“PCB基准点”,另外一种根椐不同元器件的需要而设的“元件基准点”            1)PCB基准点       A.对于单板的Layout,建议使用三个基准点来作为角度、线性及非线性失真的补偿，如果PCB板的元件间距或脚间距有小于50mil pitch的就必须要使用三个基准点； B.三个基准点位于PCB板上的三个角落位置; C.在PCB长度及对角线的范围之内，三个基准点的距离应尽量最大.  D.基准点一定不要放置在如上图所示的受限制的区域，必须放置在距离PCB边缘的5mm以上的位置； E.如上图如示，每块板的两个基准点是进行角度及线性补偿的最低要求； F.两个基准点应确立在PCB对角线两个不对称基准点的位置上，在生产过程中基准点通常作为参考点来检测板的存在及校正板与板之间的细微的偏差; PCB工艺设计规范 silkscreenwetfilm1.01ozand2ozcopper3.03.02.03ozorabovecopper4.03.0Min.solderresistopeningdia.(B)Fiducildia.（A）forPCBG.SMT元件应尽量放置在基准点的范围内. H.对于PCB拼板的Layout，最好用三个（如果元件Pitch小于50mil必须采用三个）或两个基准点以补偿PCB拼板的偏差； I.在回流焊接加工过程中，PCB基准点必须包涵到PCB拼板的Gerber file中； J.对于一些高密度分布的PCB板中如果没有多余的空间放置基准点，可以考虑将基准点放置在拼板之间的连接材料上，但为了考虑基准点与PCB元件分布的精度，必须将基准点与PCB元件分布一起设计在Gerber file中；  2)     个别元件的基准点 对于那些元件脚Pitch比较纤细（小于25mil），如QFP、BGA元器件，建议使用两个元件基准点分别放置在元件的对角线的两个位置，以此作为此类元件的参考点并为元件在SMT加工过程中修正其偏差。 3.3.2  基准校正点的结构 A.根据不同的铜垫厚度而选用不同的基准点的尺寸（A）以及基准点与绝缘材料之间的相距尺寸（B）也将选用不同的尺寸，如下图：    B.不应选择绝缘材料、孔作为基准点，或在基准点周围设置一个与基准点尺寸相近的图案，此图案还包括多层板中的里层图案。               PCB工艺设计规范  对于多层板建议基准点内层铺铜以增加识别对比度。铝基板、厚铜箔（铜箔厚度≧30Z）基准点有所不同，基准点的设置为：直径为2mm的铜箔上，开直径为1mm的阻焊