军品PCB工艺规范

军品PCB工艺设计规范1.目的规范军品的PCB工艺设计，规定PCB工艺设计的相关参数，使得PCB的设计满足可生产性、可测试性、安规、EMC、EMI等的技术规范要求，在产品设计过程中构建产品的工艺、技术、质量、成本优势。2.适用范围本规范适用于所有军品的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。本规范之前的相关标准、规范的内容如与本规范的规定相抵触的，以本规范为准。3.定义导通孔（via）：一种用于内层连接的金属化孔，但其中并不用于插入元件引线或其它增强材料。盲孔（Blindvia）：从印制板内仅延展到一个表层的导通孔。埋孔（Buriedvia）：未延伸到印制板表面的一种导通孔。过孔（Throughvia）：从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔。元件孔（Componenthole）：用于元件端子固定于印制板及导电图形电气联接的孔。孔化孔（PlatedthroughHole）：经过金属化处理的孔，能导电。非孔化孔（Nu-PlatedthroughHole）：没有金属化理，不能导电,通常为装配孔。装配孔：用于装配器件，或固定印制板的孔。定位孔：指放置在板边缘上的用于电路板生产的非孔化孔。光学定位点：为了满足电路板自动化生产需要，而在板上放置的用于元件贴装和板测试定位的特殊焊盘。Standoff：表面贴器件的本体底部到引脚底部的垂直距离。回流焊(ReflowSoldering)：一种焊接工艺，既熔化已放在焊点上的焊料，形成焊点。主要用于表面贴装元件的焊接。波峰焊(WaveSolder)：一种能焊接大量焊点的工艺，即在熔化焊料形成的波峰上，通过印制板，形成焊点。主要用于插脚元件的焊接。PBA（PrintedBoardAssembly）：指装配元器件后的电路板。4.引用/参考标准或资料5.规范内容5.1PCB板材要求5.1.1确定PCB使用板材以及TG值确定PCB所选用的板材，例如FR—4、铝基板、陶瓷基板、纸芯板等，若选用高TG值的板材，应在文件中注明厚度公差。5.1.2确定PCB的表面处理镀层确定PCB铜箔的表面处理镀层，例如镀锡、镀镍金或OSP等，并在文件中注明。5.2热设计要求5.2.1高热器件应考虑放于出风口或利于对流的位置PCB在布局中考虑将高热器件放于出风口或利于对流的位置。5.2.2较高的元件应考虑放于出风口，且不阻挡风路5.2.3散热器的放置应考虑利于对流5.2.4温度敏感器械件应考虑远离热源对于自身温升高于30℃的热源，一般要求：a．在风冷条件下，电解电容等温度敏感器件离热源距离要求大于或等于2.5mm；b．自然冷条件下，电解电容等温度敏感器件离热源距离要求大于或等于4.0mm。若因为空间的原因不能达到要求距离，则应通过温度测试保证温度敏感器件的温升在降额范围内。5.2.5大面积铜箔要求用隔热带与焊盘相连为了保证透锡良好，在大面积铜箔上的元件的焊盘要求用隔热带与焊盘相连，对于需过5A以上大电流的焊盘不能采用隔热焊盘，如图所示：焊盘两端走线均匀或热容量相当焊盘与铜箔间以”米”字或”十”字形连接图15.2.6过回流焊的0805以及0805以下片式元件两端焊盘的散热对称性为了避免器件过回流焊后出现偏位、立碑现象，地回流焊的0805以及0805以下片式元件两端焊盘应保证散热对称性，焊盘与印制导线的连接部宽度不应大于0.3mm（对于不对称焊盘），如图1所示。5.2.7高热器件的安装方式及是否考虑带散热器确定高热器件的安装方式易于操作和焊接，原则上当元器件的发热密度超过0.4W/cm3，单靠元器件的引线腿及元器件本身不足充分散热，应采用散热网、汇流条等措施来提高过电流能力，汇流条的支脚应采用多点连接，尽可能采用铆接后过波峰焊或直接过波峰焊接，以利于装配、焊接；对于较长的汇流条的使用，应考虑过波峰时受热汇流条与PCB热膨胀系数不匹配造成的PCB变形。为了保证搪锡易于操作，锡道宽度应不大于等于2.0mm，锡道边缘间距大于1.5mm。5.3器件库选型要求5.3.1已有PCB元件封装库的选用应确认无误PCB上已有元件库器件的选用应保证封装与元器件实物外形轮廓、引脚间距、通孔直径等相符合。插装器件管脚应与通孔公差配合良好（通孔直径大于管脚直径8—20mil），考虑公差可适当增加，确保透锡良好。元件的孔径形成序列化，40mil以上按5mil递加，即40mil、45mil、50mil、55mil……；40mil以下按4mil递减，即36mil、32mil、28mil、24mil、20mil、16mil、12mil、8mil.器件引脚直径与PCB焊盘孔径的对应关系，以及二次电源插针焊脚与通孔回流焊的焊盘孔径对应关系如表1：表1器件引脚直径（D）PCB焊盘孔径/插针通孔回流焊焊盘孔径D≦1.0mmD+0.3mm/+0.15mm1.0mmD≦2.0mmD+0.4mm/0.2mmD2.0mmD+0.5mm/0.2mm建立元件封装库存时应将孔径的单位换算为英制（mil），并使孔径满足序列化要求。5.3.2新器件的PCB元件封装库存应确定无误PCB上尚无件封装库的器件，应根据器件资料建立打捞的元件封装库，并保证丝印库存与实物相符合，特别是新建立的电磁元件、自制结构件等的元件库存是否与元件的资料（承认书、图纸）相符合。新器件应建立能够满足不同工艺（回流焊、波峰焊、通孔回流焊）要求的元件库。5.3.3需过波峰焊的SMT器件要求使用表面贴波峰焊盘库5.3.4轴向器件和跳线的引脚间距的种类应尽量少，以减少器件的成型和安装工具。5.3.5不同PIN间距的兼容器件要有单独的焊盘孔，特别是封装兼容的继电器的各兼容焊盘之间要连线。5.3.6锰铜丝等作为测量用的跳线的焊盘要做成非金属化，若是金属化焊盘，那么焊接后，焊盘内的那段电阻将被短路，电阻的有效长度将变小而且不一致，从而导致测试结果不准确。5.3.7不能用表贴器件作为手工焊的调测器件，表贴器件在手工焊接时容易受热冲击损坏。5.3.8除非实验验证没有问题，否则不能选用和PCB热膨胀系数差别太大的无引脚表贴器件，这容易引起焊盘拉脱现象。5.3.9除非实验验证没有问题，否则不能选非表贴器件作为表贴器件使用。因为这样可能需要手焊接，效率和可靠性都会很低。5.3.10多层PCB侧面局部镀铜作为用于焊接的引脚时，必须保证每层均有铜箔相连，以增加镀铜的附着强度，同时要有实验验证没有问题，否则双面板不能采用侧面镀铜作为焊接引脚。5.4基本布局要求5.4.1PCBA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6种主流加工流程如表2：表2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THD2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SMD3单面混装焊膏印刷—贴片—回流焊接效率较高，PCB组装加热器件为SMD、—THD—波峰焊接次数为二次THD4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、THD5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、THD6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、THD5.4.2波峰焊加工的制成板进板方向要求有丝印标明波峰焊加工的制成板进板方向应在PCB上标明，并使进板方向合理，若PCB可以从两个方向进板，应采用双箭头的进板标识。（对于回流焊，可考虑采用工装夹具来确定其过回流焊的方向）。5.4.3两面过回流焊的PCB的BOTTOM面要求无大体积、太重的表贴器件需两面都过回流焊的PCB，第一次回流焊接器件重量限制如下：A=器件重量/引脚与焊盘接触面积片式器件：A≦0.075g/mm2翼形引脚器件：A≦0.300g/mm2J形引脚器件：A≦0.200g/mm2面阵列器件：A≦0.100g/mm25.4.4需波峰焊加工的单板背面器件不形成阴影效应的安全距离已考虑波峰焊工艺的SMT器件距离要求如下：1)相同类型器件距离（见图2）图2相同类型器件的封装尺寸与距离关系（表3）表3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06030.76/301.27/500.76/301.27/5008050.89/351.27/500.89/351.27/5012061.02/401.27/501.02/401.27/50≧12061.02/401.27/501.02/401.27/50SOT封装1.02/401.27/501.02/401.27/50钽电容3216、35281.02/401.27/501.02/401.27/50钽电容6032、73431.27/501.52/602.03/802.54/100SOP1.27/501.52/60------2)不同类型器件距离（见图3）图3不同类型器件的封装尺寸与距离关系表（表4）：表4封装尺寸060308051206≧1206SOT封装钽电容钽电容SOIC通孔06.31.271.271.271.521.522.542.541.2708051.271.271.271.521.522.542.541.2712061.271.271.271.521.522.542.541.27≧12061.271.271.271.521.522.542.541.27SOT封装1.521.521.521.521.522.542.541.27钽电容3216、35281.521.521.521.521.522.542.541.27钽电容6032、73432.542.542.542.542.542.542.541.27SOIC2.542.542.542.542.542.542.54SOIC通孔1.271.271.271.271.271.271.271.275.4.5大于0805封装的陶瓷电容，布局时尽量靠近传送边或受应力较小区域，其轴向尽量与进板方向平行（图4），尽量不使用1825以上尺寸的陶瓷电容。减少应力，防止元件崩裂受应力较大，容易使元件崩裂图45.4.6经常插拔器件或板边连接器周围3mm范围内尽量不布置SMD，以防止连接器插拔时产生的应力损坏器件。如图5：连接器周围3mm范围内尽量不布置SMD图55.4.7过波峰焊的表面贴器件的standoff符合规范要求过波峰焊的表面贴器件的standoff应小于0.15mm，否则不能布在B面过波峰焊，若器件的standoff在0.15mm与0.2mm之间，可在器件本体底下布铜箔以减少器件本体底部与PCB表面的距离。5.4.8波峰焊时背面测试点不连锡的最小安全距离已确定为保证过波峰焊时不连锡，背面测试点边缘之间距离应大于1.0mm。5.4.9过波峰焊的插件元件焊盘间距大于1.0mm为保证过波峰焊时不连锡，过波峰焊的插件元件焊盘边缘间距应大于1.0mm（包括元件本身引脚的焊盘边缘间距）。优选插件元件引脚间距（pitch）≧2.0mm，焊盘边缘间距≧1.0mm。在器件本体不相互干涉的前提下，相邻器件焊盘边缘间距满足图6要求：Min1.0mm图6插件元件每排引脚为较多，以焊盘排列方向平行于进板方向布置器件时，当相邻焊盘边缘间距为0.6mm--1.0mm时，推荐采用椭圆形焊盘或加偷锡焊盘（图7）。图75.4.10BGA周围3mm内无器件为了保证可维修性，BGA器件周围需留有3mm禁布区，最佳为5mm禁布区。一般情况下BGA不允许放置背面（两次过回流焊的单板地第一次过过回流焊面）；当背面有BGA器件时，不能在正面BGA5mm禁布区的投影范围内布器件。5.4.11贴片元件之间的最小间距满足要求机器贴片之间器件距离要求（图8）：同种器件：