PCB工艺设计规范毕业论文

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 1 页企 业 标 准 文 件编号: PCB 设计工艺规范V1.0编制： 日期: 审核： 日期: 会签： 日期: 批准： 日期: 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 2 页文件履历页制修订责任部门 工艺技术室 生效日期 下发之日起相关部门 开发技术室制修订流程 工艺模块修订技术模块会签总工审批下发文件目录1.目的32.适用范围33.基本原则34.定义35.规范内容46 附件14制/修订时间 制/修订原因 主要修订章节、内容2014-02-10 1、 新制下发 详见正文西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 3 页PCB 设计工艺规范编号： 1. 目的规范产品的 PCB 工艺设计，规定 PCB 工艺设计的相关要求，使得 PCB 的设计满足可生产性、可测试性、等技术规范要求，在产品设计过程中构建产品的工艺、质量、成本优势。2. 适用范围本规范适用于所有产品的 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. 基本原则在进行印制板设计时，应考虑以下四个基本原则。3.1 电气连接的准确性3.1.印制板设计时，应使用电原理图所规定的元元件，印制导线的连接关系应与电原理图导线连接关系相一致，印制板和电路原理图上元件序号应一一对应，非功能跳线（仅用于布线过程中的电气连接）除外。注：如因结构、电气性能或其它物理性能要求不宜在印制板上布设的导线，应在相应文件（如电原理图上）上做相应修改。3.2 可靠性和安全性印制板电路设计应符合相应电磁兼容和电器安规标准的要求。3.3 工艺性印制板电路设计时，应考虑印制板制造工艺和电控装配工艺的要求，尽可能有利于制造、装配和维修，降低焊接不良率。 3.4 经济性印制板电路设计在满足使用性能、安全性和可靠性要求的前提下，应充分考虑其设计方法、选择的基材、制造工艺等，力求经济实用，成本最低。4. 定义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，文中尺寸未注单位默认为mm。THD：直立分离式元件，此文代表插装在电路板板面的所有元件；SMT：表面贴装技术。SMD: 表面贴装元件。 元件孔：用于元件端子固定于印制板及导电图形电气联接的孔。 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 4 页5. 规范内容 5.1 PCB 的材料、尺寸、轮廓工艺要求：5.1.1 PCB 材质推荐使用 FR-1,CEM-1 和 FR-4 三种，FR-1、CEM-1 铜箔厚度为 1 盎司，FR-4 为 0.5 盎司。5.1.2 PCB 板厚度优先选择为 1.6mm。5.1.3 PCB 尺寸要求：原则上 PCB 的整体尺寸（拼板后）需满足 SMT、AI、波峰焊等机器对尺寸的限制，PCB 的整体形状为长方形或正方形，窄边 W 在 100-200mm，长边 L 在 150-350mm 之间；如图 5.1.3。 图5.1.3WL465.1.4 工艺边要求： 为保证生产设备的正常运行，要求 PCB 距长边边沿 5mm 内无元件，否则需要添加工艺边，统一按照上工艺边 4mm，下工艺边 6mm 进行添加，如图 5.1.4。 5.1.5 定位孔的要求：为满足 AI 要求，在 PCB 长边的底部需设置如图 5.1.4.1 两定位孔。同时为了便于ICT 及 FCT 测试， PCB 最好有三个成锐角三角形排列的定位孔。定位孔的孔径 D=4.00.1mm，定位孔、安装孔周围 2mm 范围内不能有铜箔；放置时应尽量拉开距离，且距离板边缘至少 2mm 以上，保证生产时针床，测试工装等测试方便。图5.1.5L=4 4*6L =15mm*X（8X22）105.1.6 拼板方式：设计者在设计 PCB 板材时需要考虑到板材的利用率，这是影响 PCB 成本的重要因素之一。当 PCB 的单板长或宽小于 80mm 时，推荐做拼版，推荐使用的拼版方式有两种种：同方向拼版，中心对称拼版。1、对于规则的 PCB，推荐使用同方向拼板，如图 5.1.6.1 2、对于一些不规则的 PCB（如 L 型 PCB） ，推荐使用中心对称拼板，如下图 5.1.6.2： 图5.1.43-18西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 5 页图 5.1.4.1 图 5.1.4.25.1.7 若 PCB 要经过回流焊和波峰焊工艺，在垂直传送边的方向上拼版数量不应超过 2 个，如图 5.1.7.1; 平行传送边方向的 V-CUT 线数量2（不含工艺边 V-CUT） ；对于细长（长度不超过 200mm）的单板建议按照下图 5.1.7.2 所示拼板。 5.2 PCBA 工艺路线设计5.2.1 PCB 设计应充分考虑公司现状，保证加工工序合理，使加工效率最高，设备工夹具等投资最小，便于提高制成板加工效率和直通率。5.2.2 PCB 设计时需考虑生产工艺，生产工艺路线选择以生产工序简单，生产成本低为原则，优先推荐图5.2.2.1 所示工艺路线：正面插装，底面红胶贴装波峰焊接路线：图 5.2.2.1其次选择：正面锡膏贴装加插装，底面红胶贴装波峰焊接路线：图 5.2.2.25.2.3 常用工艺路线示例及其优缺点：序号 名称 工艺流程 特点1 单面插装 成型插件波峰焊接 PCB 组装加热次数为一次 ，元件为 THD2 单面贴装 焊膏印刷贴片回流焊接 PCB 组装加热次数为一次 ，元件为 SMD3 单面混装 焊膏印刷贴片回流焊接THD波峰焊接PCB 组装加热次数为二次 ，元件为SMD、THD4 双面混装 红胶印刷贴片固化翻板THD波峰 PCB 组装加热次数为二次 ，元件为图5.1.6.1 图5.1.6.2图5.1.7.1错误 图5.1.7.2正确西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 6 页焊接翻板手工焊 SMD、THD5 双面贴装、单面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PCB 组装加热次数为二次 ，元件为SMD、THD6 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PCB 组装加热次数为三次 ，元件为SMD、THD5.3 元件选型及设计要求5.3.1 元件的选择应考虑生产工艺限制，避免给生产工艺带来困难，造成制造成本升高，主要如下：1、贴片 IC 的引脚间距不小于 0.8mm；小于 0.8mm 引脚间距的贴片 IC 连焊严重；2、红胶工艺的贴片件高度不超过 4mm；3、片式贴片元件封装应优先在 1206、0805 和 0603 之间选择；4、插座尽量选用 PIN 针间距2.54mm 的元件，个别客户指定插座可按照客户要求；5、元件选择需考虑引脚间距，需保证可设计上锡宽度0.4mm 的焊盘；8.3.2 专用元件的设计应考虑到降低成型难度，如：数码屏、液晶屏的 PIN 针长度应选用不需进行剪脚成型而可直接插装使用，以降低我司劳动成本。5.3.3 有方向性的非标元件（如变压器，数码管） ，设计时不应设计成对称性，以利于防呆。5.4 插装元件的通孔设计PCB 板插装元件管脚应与通孔公差配合良好，通孔直径（方形引脚以对角线为准）最小不小于0.75mm；通常大于管脚直径 0.30.6mm，特别元件根据实际情况设置通孔直径。非 AI 件建议按照下表设置合适孔径（单位：mm）：序号 元件引脚 D 标准元件通孔直径 特殊产品（变压器、插针式工字电感类、压敏电阻）1 D0.8mm D+0.3 D+0.42 0.8mm1.5mm D+0.5 D+0.55AI 件元件插孔设计标准：按元件引线直径 D+0.5mm 来计算；如： 卧插件：=1.30.1mm（塑封整流二极管等 0.8mm 引线的元件）=1.20.1mm（0.7mm 引线的元件）=1.10.1mm（1/2W、1/4W 电阻、电感、跳线等 0.6mm 引线的元件）=1.00.1mm（1/6W、1/8W 电阻、玻璃二极管等 0.5mm 及以下引线的元件） 立插件：1.10.1mm ；西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 7 页5.5 插件元件的安装方式设计5.5.1 跳线引脚间距的种类在 7.5mm、10mm、12.5mm、15mm 之间进行选择，原则上种类应尽量少。5.5.2 轴型元件的引脚孔距根据元件本体尺寸设定合适间距，间距设计应能保证折弯点与本体点之间有足够的距离，以避免折弯时损伤元件，如图 5.5.2 所示当 d0.8mm 时：D2mm; 当 d0.8mm 时 D 在 2mm 基础上相应增加;同时考虑标准化，相同或近似的元件，脚距设置相同。图 5.3.2如： 1/8W 电阻及体积类似元件：间距设计为 7.5mm； 1/4W 电阻，IN4007、IN4148 等类似元件，间距设计为 10mm； 5.5.3 相同元件的安装形状应设计为相同的标准方式，相同元件多种安装方式会增加编码数量、成型设备的投入，造成生产成本的增加，常用器件建议的安装方式如下： TO-220 系列的元件可设计为三种： TO-92 系列的元件可设计为如下两种： 轴型立式件：西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 8 页5.5.4 立式件的引脚孔距设计原则上应和元件实际脚距相同。对如图 5.5.4.1 所示元件及外形类似元件，并外形尺寸可满足图 5.5.4.2 所要求，可进行 AI 自动化作业，在元元件引脚间距选型和引脚孔距的 PCB 设计上，都应优先选择 5mm（TO-92 封装以整体跨距计算） ，以提高生产效率。 图 5.5.4.1图 5.5.4.25.6 焊盘及封装设计西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 9 页5.6.1 应建立适合本司的标准封装库，封装库文件应根据不同的生产工艺设立不同的库文件，特别是 SMD 元件由表面贴装波峰焊库和表面贴装回流焊库进行区分；5.6.2 元件的焊盘设计首先应能保证焊点形状规则，保证焊接强度 ；其次应根据不同的生产工艺选择对应的焊盘设计，可有效避免生产过程中的不良产生，消除潜在隐患，保证焊接质量。5.6.3 贴片元件的焊盘及封装设计： 我司产品大部分采用的红胶工艺，故本文以红胶工艺进行说明。为了减小阴影效应和气泡遮蔽效应，提高焊接质量，波峰焊的焊盘图形设计时要对矩形元器件、SOT、SOP 元器件的焊盘长度作如下处理：1、延伸元件体外的焊盘长度，作延长处理；2、对 SOP 最外侧的两对焊盘加宽或使用偷锡焊盘，以吸附多余的焊锡由于封装型式不尽相同，不同厂家的会有所差异，以我司常用的贴片元件焊盘为例，建议如下：1、1206、0805、0603 贴片电阻和贴片电容等矩形封装的焊盘设计建议：如图 5.6.3.1 WL图5.6.3.1L/2 L/4+W1.2*WLDL/2 L/4+0.75*D1.2*W图5.6.3.22、1406、2308、DO-213A 等圆柱形类封装的焊盘设计建议：如图 5.6.3.2；3、DO-214 类封装的整流二极管焊盘设计建议：如图 5.6.3.3； 图5.6.3.3L1L2+1.52*WL1-0.6L2W4、DO-215、SOD-323类封装的焊盘设计建议：如图5.6.3.4； 图5.6.3.4L1L1 L2+1.5W1.5*WL2西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 10 页5、SOD-215、SOD-123F类封装的焊盘设计建议：如图5.6.3.5； 图5.6.3.5L1L1-1 L2+1.5W1.5*WL26、SOT-346、SOT343 类封装的焊盘设计建议：最外侧的两对焊盘加宽,如图 5.6.3.6；图5.6.3.6e e-0.4L d+0.8dWD+0.6L+1.57、SOP、QFP 类封装的焊盘间距应尽量宽，并加长，设计建议：如图 5.6.3.8； d dd+1.5WL L+1.5图5.6.3.8 偷锡焊盘过波峰方向增加 0.8mm 导气孔图5.6.3.88、为提高焊盘的上锡效果，通常会