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PCB工艺设计标准

为使公司产品设计符合我司现有的生产设备要求,增强产品的可制造性,节约生产成本,提高产品质量及生产效率,特制定此PCB工艺设计标准。

一、PCB板边与MARK点的设计

1、为了提高装配零件及贴片生产准确性和机器识别精度,PCB板必须放置便于机械定位的工艺孔和便于光标定位的MARK点;

a.工艺孔定位孔采用非金属性的定位孔,不得有沉铜;

b.MARK点必须放在PCB板长边的对角上,一般在离PCB板的长边缘两端10mm位置各做1个直径为1mm的实心圆铜箔的Mark点。对于双面板,则两面都要放置Mark点。如果是拼板,必须是在每一块拼板上都设置MARKS。每块PCB板至少要有两个MARKS(在生产设备夹边缘4.0mm范围内无效)。

C.最常用的标记为圆形和正方形,圆形标记中心3mm范围内应无铜箔、阻焊层和图案,方形标记中心4mm范围内应无铜箔或图案,如下图(A=1.0mm±10%):

d、板边需要放置插座、连结器的地方,必须考虑插座、连结器本身的尺寸,在设置板边时,应当

留有一定的空间,元件本体至工艺边边缘距离至少要有4.5mm以上。

2、PCB板在生产设备导轨的夹持边边缘4.5mm范围内不可以放置任何元件,在离V割线1mm范围不可以放置任何线路,1.5MM范围不可以放置任何元件。当元件本体至工艺边边缘距离不足4.5mm时,可在PCB板边缘加3mm工艺边,辅边开V-CUT槽,在生产时掰断即可,防止由于外形加工引起边缘部分的缺损(主要是供生产设备和生产线导轨使用)。

3、为了便于提高生产设备利用率和PCB供应厂商的制造,所有同一类型的PCB板的工艺边和拼板尽量采用同一方式放置(即同规格制造),特殊要求的板卡除外。

4、对于对称拼接的PCB板,两条工艺边的工艺孔和Mark点必须对称的对角相应放置。

二、拼板的设计

1、在设计PCB时,尽可能不要设计成异形,确实因为产品结构需要的,应该在无效的空位上保留碎板成为规则的矩形或正方形,保留的碎板与拼板间以邮票孔的形式连结,但连结的位置每边最多不可以超过3处(邮票孔直径1mm,间距1mm,不可以有沉铜)。

2、原则上多拼板中的单元板间不允许有太大的空间,一般地为了增加机械强度,A、原则上单元板间优先以工艺槽(V-CUT)形式连结,这样适于分板,也可以避免在过波峰焊时助焊剂喷洒在PCB的顶层上损坏元件;B、异形单元板必须填补成规则的矩形,碎板必须保留,碎板与单无板间以邮票孔的形式连结。同样的每块碎板的连结位置每边最多不得超过3处(邮票孔直径1mm,间距1mm,不可以有沉铜)。

3、拼板尺寸:有铅板卡宽度30~300MM;无铅板卡宽度50~280MM。

三、孔径的设计

1、插件元件的焊盘孔径比元件实物引脚大0.2~0.3mm,AI的大0.4mm,而且插件孔径优先采用0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm等。(焊盘内孔一般不小于0.6mm,焊盘内孔边缘到印制板边距离要大于1mm,这样可以避免加工时导致焊盘缺损)

2、有定位脚的元件的孔径,在设计时,尽可能保证设计孔径形状与元件实物定位脚(包括元件脚)形状相对应(圆体形/正方体形定位脚焊盘设计成圆形,长方体形/片状定位脚焊盘设计成椭圆形),如音量电位器、高频头等。

3、禁止导气孔、过孔开在焊盘上和焊盘角上或焊盘的延长部分(避免造成假焊和漏锡)。金属化的过孔、导气孔位置必须覆盖白油或绿油,不可以开白油窗或绿油窗,导气孔/过孔、测试孔跟元件焊盘至少要有0.5mm以上的距离,保证焊盘留有开钢网的空间。

4、螺丝孔、定位孔半径5mm范围,不能有元件和铜箔(要求接地除外)。

5、螺丝孔、定位孔、定位糟、导通孔等在设计时,原则上,在无任何电气意义的情况下,必须取消沉铜。(如与塑胶面壳组合的KB板,螺丝孔及其定位柱必须取消沉铜)。

6、除SO IC 、QFP IC 、PLC IC封装IC以外,杜绝在元件的下面打导通孔。

7.一般不可以在相邻连接的焊盘中间放置过孔,如因空间限制需要的,必须用阻焊剂填充过孔,如下图:

四、焊盘的设计

1、一般地,元件焊盘的外径比实际的孔径大2~3倍,单面板最小为2.0mm(建议2.5mm);双面板最小为 1.5mm,焊盘一般采用圆形焊盘,这样可以保证焊接质量。若由于间距太小,无法采用圆形焊盘的,优先采用椭圆形焊盘/长圆形焊盘,增加焊盘的抗剥离强度。

2、在单面板上,焊盘的外径一般应当比引线孔径的直径大1.3mm以上。

3、对于插座元件的第一脚,DIP IC的第一脚的焊盘,为便于区分引脚,这些位置的焊盘做成方形,这对于导入无铅工艺优为重要。

4、对SO IC,要求元件本体方向与过炉方向一致,并在过炉方向末端加收锡焊盘,IC焊盘应露出IC脚至少1.0mm以上,而且IC脚应比实际焊盘的宽度略小0.125mm。(间距小于0.8mm的,可设成等宽度)

5、对于多脚元件(三个脚以上,含三个脚)焊盘中心间距在2.54mm(含2.54mm)以下时,要求将焊盘设置成椭圆形,如下图:

6、带有金属外壳的元件,外壳必须设置接地焊盘,焊盘向元件本体位置推进1.5-2.0mm(便于良好固定和接地)。如图:

7、需要过波峰焊的PCB锡点面,尽可能地不要放置QFP、PLC IC,确有需要的必须考虑过炉的工艺性和可制造性,一般要求QFP芯片倒45度处理,并在IC的每个角加收锡焊盘;PLC IC矩形的长边以过炉方向成30度角,并在过炉方向末端每个IC角加收锡焊盘。如下图:

8、电解电容、热敏元件的引脚不可以设置在带有散热片的焊盘上,以免在元件发热时影响元件的性能/寿命。

9、对于KB板,需要装配插件LCD的,LCD顶层做成小圆形焊盘,底层做成椭圆形焊盘,而且在LCD焊盘向板里面(过炉方向末端)要适当拉长(前后端比例为2/3mm),以产生收锡效果,并在焊盘间加白油隔离/包裹,如下图:

10、对于需要上锡的有定位脚的元件(如电位器,高频头)定位脚的焊盘中间不能开口或留有空位,

开口或留有空位会导致焊盘不能上锡。对于定位脚需要向中间弯脚的元件(如电位器),建议在弯脚范围1mm范围内追加焊盘,便于加锡固定,而且两定位脚间尽量不要走线(或尽量中间走线),以保证生产工艺标准化。

11、对于在波峰炉后补焊的元件,不需要过波峰焊上锡的焊盘需要开口,在过炉方向前端开0.5-1.0mm 流锡糟。螺丝孔、定位孔可以采用同心圆形式,圆中心也可以挖去0.5mm的铜箔,同样可以起到不封孔

的效果。如下图:

12、在设计时,如有可能做成排成列的焊盘时,一般要求优先采用椭圆形焊盘:

A、与过炉方向平行的,在最后两个脚加收锡焊盘(如DIP IC)。

B、与过炉方向垂直的,焊盘间加白油隔离(间距在0.6mm以下),而且每个焊盘的过炉方向前

后端比例为2/3(如DIP IC,双列插脚的功放IC),用于取得较好的收锡和隔离效果,如下图:

13.两个互相连接的元器件之间,要避免采用单个大焊盘,因为大焊盘上的焊锡会将元器件拉向中间,正确的做法是把两个焊盘分开,中间用绿油隔离,如下图:

14、测试点最小间距应大于2.5MM以上。测试点直径不能小于1.2MM。

15、PCB锡点面有贴片元件的,普通贴片元件(如电容,电阻等)四周3mm以内不可有任何插件元件焊盘。

16、PCB焊盘超过3mm的(包括3mm)需增加拖锡点,以增加焊接强度。

五、元件的摆放设计

1、按可制造性的设计要求,对于双面都有SMT元件,且底层需要过波峰焊的产品。在空间允许的情况下,尽可能地将底层的SMT元件往顶层调;而且,要求:对于像电阻、电容、电感、二极管等两端元件,要求本体长轴方向尽量与工艺边的方向尽量垂直,以防止过迥流焊时出现立碑现象和便于过波峰炉焊接。对于插座排插类、排阻类、DIP IC、SO IC等长方体元件,要求长轴方向尽量与过波峰炉方向平行,为了杜绝末端IC脚连焊,在过炉方向末端需加收锡焊盘。如下图:

2、KB板单面板PCB设计,如IC(驱动IC 1664)需后焊作业,IC脚焊盘与其它元件焊盘的距离大于2MM。(若距离过近,烙铁难拖锡,作业困难)。

3、对于同一直线上互相连接排列和并列排列的SMT元件,间距必须保持在1.2mm以上。

4、对于数字芯片,特别是QFP、PLC芯片,一般要求,在芯片周围必须留有维修工具活动的空间,一般元件至IC焊盘的距离至少2.0mm以上,在此范围内,禁止放置任何元件,特殊要求的,比如时针电路、滤波元件,也应当留有至少1.2mm以上的空间。

六、丝印的放置

1、所有的PCB板必须明确标识:元件位号、产品型号、PCB编号、版本号、制作或者修改日期,以及过锡炉的方向(用实心箭头标出),有极性的元件必须标明极性,IC必需标识1脚标记。特殊规格还要求明确标识物料的型号或者是物料编号,所有的丝印文字只允许水平或垂直两种方向放置。物料编号和设计版本必须要丝印在板的空位上。

2、由于元件封装的因素,所有的插件三极管都要标识元件脚的极性(一般至少标C E极),所有需要上锡位置的裸铜和焊盘不可以有丝印油。

3、带金属外壳的元件,在设计时,必须用丝印油(白油)覆盖元件本体大0.5mm以上的位置,而且不可以开任何白油窗和绿油窗,接地焊盘必须向白油位置推进2mm,以便于加锡接地,如下图

4、过孔不可以开在金属外壳位置和焊盘位置,确有必须的,一定要用绿油和白油覆盖。

5、对于多脚元件(三个脚以上,含三个脚)焊盘中心间距在2.54mm(含2.54mm)以下时,或焊盘间距小于0.6mm以下时,焊盘间必须增加白油隔离(建议尽量采用白油包裹元件焊盘)。如下图:

7、其他要求

1.单面板孔洞离板边外沿距离最小为1.25mm ,双面板孔洞板边外沿距离最小为1.0mm 。

2. 电路板面尺寸大于200x150mm 时.应考虑电路板所受的机械强度。在大面积PCB 设计中(大约超过500平方厘米以上),为防止过锡炉时PCB 板弯曲,应在PCB 板中间留一条5-10mm 宽的空隙不放零件(但可走线),用来在过锡炉时加上防止PCB 板弯曲的压条,

3. PCB 上如有大面积敷铜(面积超过500平方毫米),应局部开窗口。如下图:

4. 保险管、保险电阻、交流220V

的滤波电容、变压器等零件位置附近丝印上应有

符号及该零件的标称值。

5. 交流220V 电源部分的火线与中线铜箔安全距离不小于3.0MM ,交流220V 线中任一走线或可触及点距离低压零件及壳体之间距应大于6mm ,并且要加上 符号,符号下方应有“HIGH VOLTAGE DANGER”字符,强电与弱电间应用粗的丝印线分开,以警告维修人员该处为高压部分,要小心操作。

6.必须用大面积铜箔时,最好用栅格状.这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体(注意元件焊位置要做成整块,不能用栅格状)。

7、插件过炉线材,剥线芯后需镀锡,裸露镀锡线芯长度:4MM+0.5。

8、单面板跳线长度最小3.5mm.(我司设备加工跳线长度,最短能达到3.5mm),并以2mm 的递增增加,如5.5mm,7.5mm,….以便减少跳线规格。

9、目前SMT 贴片最高炉温设置:锡膏:有铅205~235度;无铅235~260度。

红胶:无铅150~180。

10、 KB 板走线缺口宽度尺寸要大于排线宽度2倍以上,以防止排线卡死、卡断。

KB 板走线缺口深度尺寸要大于2.5mm 以上,以防止排线卡死、卡断。 KB 板排线孔与走线缺口要呈平行状态,防止排线的线芯相互短路。

KB 板排线孔与走线缺口不要分开太远,以免走线作业不方便。

11、建议制定适合我司使用的标准封装库,以便元件与PCB板符合标准设计。

12、设计产品时需考虑AI件的设计。

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