PCB工艺设计规范V1

PCBPCB工艺设计规范工艺设计规范 _ 修订信息表修订信息表 版本修订人修订时间修订内容 目目 录录 前前 言言. 5 1 目目 的的 . 6 2 适用范围适用范围 . 6 3 引用引用/参考标准或资料参考标准或资料 .6 4 名词解释名词解释 . 6 5 规范简介规范简介 . 7 6 规范内容规范内容 . 7 6.1 基板规格 .7 6.2 层间结构设计 .7 6.2.1 层间结构 .7 6.2.2 半固化片规格 .8 6.2.3 板厚 .8 6.2.4 板厚公差 .8 6.3 外形设计 .8 6.3.1 一般规则 .8 6.3.2 外形尺寸 .9 6.3.3 外形加工 .9 6.3.4 翘曲度 .11 6.4 孔和焊盘设计 .11 6.4.1 基本要求 .11 6.4.1.1 孔壁铜厚 .11 6.4.1.2 非金属化孔 .11 6.4.1.3 金属化孔 .11 6.4.2 元件孔和元件焊盘.12 6.4.3 导通孔 .12 6.4.4 金属化边 .12 6.4.5 槽的设计 .12 6.4.6 标准安装孔 .13 6.4.7 腰形长孔 .13 6.5 器件工艺 .13 6.6 布局设计 .14 6.6.1 原点、板框及禁布区设置.14 6.6.2 布局基本原则 .14 6.6.3 装联工艺选择 .14 6.6.4 热设计要求 .15 6.6.5 器件布局要求 .15 6.6.6 自动插件 .16 6.6.7 波峰焊工艺 .16 6.6.8 回流焊工艺 .19 6.6.8.1 基准点 .19 6.6.8.2 回流焊器件布局.20 6.6.8.3 通孔回流焊 .21 6.7 布线设计 .21 6.7.1 布线基本原则 .21 6.7.2 电流密度设定 .22 6.7.2.1 铜箔电流密度设定指导.22 6.7.2.2 过孔电流密度设定指导.22 6.7.3 线宽间距 .22 6.7.4 热焊盘设计 .24 6.7.4.1 插件热焊盘 .24 6.7.4.2 贴片热焊盘 .25 6.7.5 布线 .25 6.7.6 汇流条安装 .25 6.7.7 锡道设计 .25 6.8 阻焊设计 .25 6.9 丝印 . 26 6.10 蓝胶工艺 .26 6.11 表面处理设计 .26 6.12 安规. 27 6.12.1 保险管的安规标识.27 6.12.2 高压警示符 .27 6.12.3 PCB板安规标识.27 6.12.4 加强绝缘隔离带电气间隙和爬电距离要求.27 6.12.5 基本绝缘隔离带电气间隙和爬电距离要求.27 6.12.6 布局布线安规规则.28 6.13 可测试性设计 .28 6.13.1 ICT测试.28 6.13.2 功能测试 .28 6.14 可观赏性设计 .28 6.15 环保设计 .28 7 RoHS 设计规范设计规范.28 7.1 工艺规范 .28 7.1.1 偷锡焊盘设计 .28 7.1.2 波峰焊时孔径与插针直径的配合.29 7.1.3 热焊盘设计 .29 7.1.4 BGA.29 7.1.5 TOP面焊盘绿油开窗.29 7.1.6 铜薄均匀性 .29 7.1.7 湿度等级 .29 7.1.8 泪滴焊盘 .29 7.1.9 含Bi镀层.29 7.2 无铅焊接辅料 .29 7.2.1 辅料类型 .29 7.3 印刷电路板 .29 7.4 无铅工艺对PCBA物料的要求.30 7.4.1 耐温要求 .30 7.4.2 湿度等级要求 .30 7.4.3 耐溶剂性要求 .30 7.5 焊接参数推荐 .30 7.5.1 回流焊工艺参数.30 7.5.2 波峰焊工艺参数.31 7.5.3 手工焊接工艺参数.31 8 附录附录 . 31 8.1 各工序对PCB外形最大尺寸的限制.31 8.2 FR-4型覆铜板基本性能指标 .31 8.3 铝基板常用板材规格 .32 前前 言言 本规范由公司研发部发布实施，适用于ENPC的PCB工艺的设计以及指导工艺评审等活动。 本规范由 各产品开发部、电子工艺部 等部门参照执行。 1 目 的 规范产品的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、可观赏性等的技术规范要求，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 本规范适用于公司所有产品的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。 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。 本规范由公司研发部电子工艺部主管或其授权人员，负责解释、维护、发布，研发部QA负责 监督执行。 3 引用/参考标准或资料 IEC 60194 印制板设计、制造与组装术语与定义（Printed Circuit Board design manufacture and assemblyTerms and definitions ） 4 名词解释 元件面元件面(Component Side/Top Side):过波峰焊的制成板，其不过波峰焊的那一面；或者两次过 回流焊的单板，其第二次过回流焊的那一面。 焊接面焊接面(Solder Side/Bottom Side):过波峰焊的那一面；或者两次过回流焊的单板，其第一次过 回流焊的那一面。 导通孔导通孔(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。 盲孔盲孔(Blind via)：从印制板内仅延展到一个表层的导通孔。 埋孔埋孔(Buried via)：未延伸到印制板表面的一种导通孔。 过孔过孔(Through via)：从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔。 元件孔元件孔(Component hole)：用于元件端子固定于印制板及导电图形电气联接的孔。 Stand off：表面贴器件的本体底部到引脚底部的垂直距离。 板厚板厚（Production board thickness或 Thickness of finished board）：最终成品板的厚度，包括阻 焊厚度，不包括蓝胶或其他暂时性的包装物、保护性粘接纸等。 铜厚铜厚（Copper thickness）：PCB制作要求中所标注的铜厚度为最终铜厚，即：铜箔厚度+镀层 铜厚。在PCB设计加工中，常用盎司(oz)作为铜箔厚度的单位，1oz铜厚的定义为1 平方英尺面积内 铜箔的重量为1盎司，对应的物理厚度为35um；2oz铜厚为70um，以此类推。 设计等级定义设计等级定义： 设计等级供应商制程能力IPC标准应用规定 Class A相当于制程能力Class 1等效于标准的一般要求推荐应用 Class B相当于制程能力Class 2等效于标准的特殊要求限制应用 无特殊工艺要求过孔无特殊工艺要求过孔：绿油覆盖过孔的焊盘，但是有一个比成品孔直径大5mil的无绿油覆盖区 域。绿油不允许进入过孔，过孔的孔壁无裸铜。“绿油”是阻焊的通俗称谓。 绿油塞过孔绿油塞过孔：绿油完全覆盖过孔焊盘，且孔内需要从单面填充绿油，孔的一端要塞严实，不 能有缝隙，过孔的孔壁无裸铜。如果全部塞满绿油，必须从工艺上保证，孔的中间没有空洞，以 防止焊接时，空洞中的空气受热发生爆孔现象。该种工艺过孔一般用于防止漏锡或透锡。 金属化边：金属化边：采用金属化工艺，在PCB边缘的垂直侧面上沉积并电镀金属，使得各需要互联的 内、外层铜箔电气上相互导通。 5 规范简介 本规范主要阐述了，在PCB设计过程中，与PCB制造、制成板的装联紧密相关的工艺方面的规 则、规定，基本依据PCB制程能力技术规范和PCBA制程能力技术规范进行编制，同时也 吸收了安规、可测试性方面的内容。关于PCB设计过程中有关电气性能方面的内容（电流密度的设 定除外），不在本规范论述的范围内，需要按照其他相关规范执行，如：TS-M1102002-电力电 子产品 PCB EMC设计值导书。 本规范按照PCB设计时的基本顺序，分别从基板材料、层间结构、外形、器件工艺、布局、热 设计、装联工艺、布线、安规、可测试性以及可观赏性等方面进行描述、规范。规则的设置、级 别的区分主要基于成本、质量、效率的考虑，牵引PCB的设计向低成本、高质量方面努力，因而， 某些制程能力为Class 1的情况，也被设定为设计等级Class B。 为了不断检验和发展本规范，在实际设计过程中，允许出现超出本规范要求的设计，但应该 不超出所引用的相关的PCB、PCBA制程能力技术规范、规则以及供应商的实际情况等的约束。而 且必须按照相关流程文件的要求，经过技术论证，并出具相关报告。 文中没有等级规定的参数、描述性要求，默认属于CLASS A或推荐应用要求。有“应、应 该、必须、不能、禁止”词语的规定为强制要求，其他为推荐应用要求。 6 规范内容 6.1 基板规格 基板材料的选择必须考虑板材的类型、Tg值、阻燃等级以及铜厚的标称值，板厚规格采用序 列值。 注：板厚规格、铜厚规格、层数只要有一项落在CLASS B的，就被认为是按照CLASS B来设 计。 级别板材类型Tg/阻燃等级板厚规格/mm铜厚规格/oz层数 FR-4130/17094-V01.0/1.2/1.6/2.0/2.2/ 2.5/2.8/3.0/3.2/3.5 0.5/1/2/31/2/4/6/8 Class A 铝基板12094-V01.0/1.64单面单层 Class BFR-4130/17094-V00.84/5/610/12 6.2 层间结构设计 6.2.1 层间结构 由于内层、外层铜箔处理工艺的差异很大，因此芯板、绝缘层、埋孔、盲孔不能任意设置。 一般情况下，层数越少，结构越简单，成本越低。 当每层铜厚不均匀时，尽量做到以中间层为中心，上下层铜厚对称，以减小板子的翘曲度。 Class AClass B 层数 芯板分布铜箔分布 埋孔/盲 孔设置 芯板分布铜箔分布 埋孔/盲孔 设置 42-3 62-3/4-5 82-3/4-5/6-7 102-3/4-5/6-7/8-9 12 绝缘层符合设 计要求，芯板 分布不作规定。 每层铜箔 均匀分布， 且每层铜 厚3oz 无 2-3/4-5/6-7/8- 9/10-11 外层铜厚 3oz，且 有内层铜 厚3oz。 分布在各孤 立的内层芯 板上，且内 层芯板间没 有设置埋孔、 盲孔。 6.2.2 半固化片规格 半固化片用于层间绝缘，通过放置不同厚度、张数的半固化片来调整板厚、层间厚度。常用 的半固化片规格如下表： 型号树脂含量标称厚度排胶量(%) 7628 433%0.1850.02mm 205 2116 523%0.1150.015mm 255 1080 643%0.0750.01mm 355 106 703%0.0450.01mm 405 注：半固化片的标称厚度指在没有铜损情况下，将半固化片热压固化后的厚度。 6.2.3 板厚 层间介质的厚度设计必须考虑安规的要求（见安规部分），同时也要考虑厂家实现能力。 在每层铜厚要求都相同的情况下，板厚的设计值必须满足下表的要求。如果各层铜厚有差 异，则可根据下表进行推算，或咨询供应商，以取得共识。 成品板厚的标称值要符合6.1规定的板厚规格序列值，不允许任意设计。 标称铜厚 层数 1oz/35um2oz/70um3oz/105um4oz/140um5oz/175um6oz/210um 2 0.5mm0.5mm0.5mm0.55mm 4 0.6mm0.7mm0.9mm1.1mm 6 1.0mm1.1mm1.4mm1.7mm 8 1.2mm1.5mm1.9mm2.2mm 10 1.6mm1.9mm2.3mm2.8mm Class A 12 1.9mm2.3mm2.8mm3.4mm 2 0.4mm0.4mm0.5mm0.55mm0.62mm0.83mm 4 0.6mm0.7mm0.64mm0.78mm1.2mm1.3mm 6 1.0mm1.1mm1.11mm1.32mm1.9mm2.0mm 8 1.2mm1.5mm1.58mm1.86mm2.5mm2.7mm 10 1.6mm1.9mm2.05mm2.50mm3.2mm3.4mm Class B 12 1.9mm2.3mm2.62mm3.04mm3.8mm4.1mm 6.2.4 板厚公差 成品板的厚度公差不能任意设置，必须符合下表要求： 板厚0.41.0mm1.011.6mm1.612.0mm 2.012.5mm2.513.5mm3.513.8mm Class A 0.1mm0.15mm0.18mm0.20mm0.25mm0.30mm Class B 0.10mm0.13mm0.20mm 6.3 外形设计 6.3.1 一般规则 6.3.1.1 当PCB单元板单边尺寸50mm50mm时，必须做拼板。（铝基板和陶瓷基板除外。） 6.3.1.2 外形不规则而使制成板加工有难度的PCB，应在过板方向两侧将板边补成规则形状。 6.3.1.3 不规则拼板需采用铣槽加V-cut方式时，铣槽间距应80mil。 6.3.1.4 如果PCB加工艺边，工艺边的最小宽度3.5mm。 6.3.1.5 为方便单板加工，不拼板的单板板角应为R型倒角；对于有工艺边和拼板的单板，工艺边 板角应为R型倒角。一般采用R5圆角，小板可适当调整。有特殊要求的，按结构图表示方 法，明确标出R大小，以便厂家加工。 6.3.1.6 为了便于分板可增加定位孔。 6.3.1.7 平行传送边方向的V-CUT线数量3（对于细长的单板可以例外），见下图： 6.3.2 外形尺寸 外形尺寸的大小不仅应该满足PCB制造过程中各工序的能力，也应该满足制成板加工过程中各 工序能力。 级别类别板厚0.41.0mm1.12.0mm2.13.8mm 最大拼板尺寸mmxmm210 x330250 x330250 x330 SMT 最小拼板尺寸mmxmm50 x5050 x5050 x50 最大拼板尺寸mmxmm300 x400 300 x400 300 x400 Class A THT 最小拼板尺寸mmxmm50 x5050 x5050 x50 最大拼板尺寸mmxmm350 x500400 x500400 x500 SMT 最小拼板尺寸mmxmm 最大拼板尺寸mmxmm350 x500400 x500400 x500 Class B THT 最小拼板尺寸mmxmm 注：最大拼板尺寸也是单个印制板的最大尺寸；最小拼板尺寸也是单个印制板的最小尺寸； 超出以上规格的，必须慎重考虑PCB和PCBA的制程能力限制，比如烘板、印刷、焊接等工序。请 参考本规范的附录附录部分。 6.3.3 外形加工 工艺类型内容Class AClass B FR-4 300300 最大冲板尺寸 mmXmm 铝基板150 x150 FR-4 1.0最小孔径mm 铝基板2.0 孔径公差mm 0.10.05 孔边到板边最小距离 2倍板厚1/3板厚 板内角曲率半径mm 0.5 外形公差mm 0.150.10 板厚限制mm 1.6 冲外形 层数限制 4 形状限制孔长2倍孔宽 +0.1mm 长条孔成品宽度mm 0.600.40 长条PTH孔径公差mm 0.10.08 长条NPTH孔径公差mm 0.10.05 长条NPTH孔长度公差mm 0.25 钻长条孔 长条孔中心位置偏差mm 0.15 槽宽mm 1.00 槽宽公差mm 0.13 铣槽 槽长公差mm 0.20 槽中心位置偏差mm 0.10 层数6层或铜厚3oz 0.30/120.25/10 线边到铣边 距离mm/mil 层数6层或铜厚3oz 0.40/160.30/12 孔边到板边距离mm 0.30 板内角曲率半径mm 0.5 基准孔（非金属化）到各铣边公差mm 0.15 铣边 板外框公差mm 0.20 角度()60 角度公差() 5 斜边深度mm 0.61.2 深度公差mm 0.15 水平线上斜边处与不斜边处的间距mm 5.03.0 斜边 图6.3.3.1 凹槽处斜边与不斜边处的间距mm 8.0 角度()45 板厚范围mm0.83.20.44.0 尺寸范围mm80380 水平位移公差mm 0.15 V-CUT外形公差mm 0.3 垂直方向的片容3mm2mm 平行方向的片容2mm1.27mm 器件焊盘边至 V-CUT中心线 距离mm 其余器件1.27mm1.27mm 板厚1.60mm 0.9 板厚=2.00mm 1.0 板厚=2.50mm 1.1 V-CUT中心线 到导线边缘距 离mm(45) 板厚=3.00mm 1.2 中间剩余厚度公差mm 0.150.10 切线深度0.35mmx2板厚 1.0mm 中间剩余厚度mm0.3 切线深度0.4mmx2板厚 1.2 mm 中间剩余厚度mm0.4 切线深度0.55mmx2板厚 1.6 mm 中间剩余厚度mm0.5 切线深度0.75mmx2板厚 2.0 mm 中间剩余厚度mm0.5 切线深度0.9mmx2板厚 2.5 mm 中间剩余厚度mm0.6 切线深度1.1mmx2板厚 3.0 mm 中间剩余厚度mm0.70 V-CUT 图6.3.3.2 注：工艺边旁的V-CUT线不能与锣槽边线重合，若重合V-CUT后易产生毛刺。 设计时应将靠近工艺边处的锣槽宽度适当加大，以错开V-CUT线0.2-0