印制电路板设计规范—工艺性要求.doc

XX科技有限公司文件标题PCB板设计规范工艺性要求文件编号版本页码受控状态受控制订部门技术部JS/GC-BP-01A01/16 PCB板设计规范工艺性要求制 定 人： 日期： 审 核 人： 日期： 批 准 人： 日期： 会签单位：部门名称签 名部门名称签 名 生产 总务 工程 技术 品质 销售 采购 总办文件修订记录版本修订条款/内容制作/修订人页次制作/修订日期*在文件修改后,文件修订记录应及时记载！1、目的 为了规范印制电路板设计的工艺性要求，提高印制电路板的设计质量，特编制本标准。2、范围本规范适用于XX科技有限公司所有产品对应之PCB。3、定义3.1 印制电路板 Printed Circuit Board (缩写为：PCB)3.2 PCB上用于定位的图形识别符号。丝印机、贴片机要靠它进行定位，没有它，无法进行生产，又称MARK 点。 4、内容 4.1 MARK点设计规范； 4.2 尺寸范围及外形； 4.3 拼板设计规范； 4.4 钢网设计规范； 4.5 丝印字符绘制要求； 4.6 导通孔的设计要求； 4.7 PCB制造技术要求； 4.8 PCB工艺设计要考虑的基本要求； 4.1.1MARK点作用及类别： 4.1.2 Mark点设计规范: 所有SMT来板必须有Mark点，且Mark点的相关规则如下：（参照：IPC-SMT-782 关于Mark点设计的相关SPEC）。4.1.3 MARK点设计不良实例为了使相关部门能更好地理解上述MARK点设计的相关规范,现列举若干个MARK点设计不良实例并附录不良图片及参照标准。 4.2 尺寸范围及外形： 4.2.1 尺寸范围外形尺寸不能太大，也不能太小。外形尺寸太大、太小，都会超过设备加工能力。从生产角度考虑，理想的尺寸范围是“宽（200 mm250 mm）长（250 mm350 mm）”。对PCB 长边尺寸小于125mm、或短边小于100mm 的PCB，采用拼板的方式，使之转换为符合生产要求的理想尺寸，以便插件和焊接。 4.2.2 外形l 板子的外形为矩形，如果板子不需要拼板，要求板子4个脚圆角。如果板子需要拼板，要求拼板后的板子4个角为圆角,圆角的最小尺寸半径为r=1mm。l 为保证传送过程中的稳定性，设计时应考虑采用工艺拼板的方式将不规则形状的PCB 转换为矩形形状，特别是角部缺口最好要补齐，如图（a）所示，否则要专门为此设计工装。l 对纯SMT 板，允许有缺口，但缺口尺寸须小于所在边长度的1/3，应该确保PCB 在链条上传送平稳，如图（b）所示。l 对于金手指的设计要求见下图所示，除了插入边按要求设计倒角外，插板两侧边也应该设计（11.5）45o 的倒角或R1R1.5 的圆角，以利于插入。 4.2.3 传送方向的选： 从减少焊接时PCB 的变形，对不作拼版的PCB，一般将其长边方向作为传送方向；对于拼版也应将长边方向作为传送方向。对于短边与长边之比大于80的PCB，可以用短边传送。 4.2.4 传送边尺寸要求 作为PCB 的传送边的两边应分别留出3.5mm（138mil）的宽度，传送边正反面在离边3.5 mm（138 mil）的范围内不能有任何元器件或焊点；能否布线视PCB 的安装方式而定，导槽安装的PCB 一般经常插拔不要布线，其他方式安装的PCB 可以布线。对双面回流，B 面传送边的两边应留出不少于5mm 宽的传送边。 对于短插波峰焊，因考虑到短插波峰炉的特点，除满足一般传送工艺边宽度要求外，离板边10mm 内器件高度限制在40mm（含板的厚度）以内。 4.3 拼板的布局及规范 拼板设计首先考虑是小板如何摆放，拼成较大的板，考虑如何拼最省材料、最有利于提高拼板后的PCB 刚度以及更有利于生产分板。关于拼板尺寸，建议以拼板后最终尺寸接近理想的尺寸（4.2.1）为拼板设计的依据，过大，焊接时容易变形。以下几例仅供参考。 例1：PCB 板长边125mm,可以按图7 模式拼板。拼板块数以拼板后尺寸符合6.2 规定为宜。这种拼法刚度较好，利于波峰焊。图(a)为典型的拼板，图(b)适合于子板分离后要求圆角的情况。例2：PCB 板长边125 mm,可以按下图模式拼板。拼板块数以拼板后拼板长边尺寸符合6.2 规定为宜。采用这种拼法时要注意拼板的刚度，图（a）为典型的V 形槽分离方式拼板，设计有三条与PCB 传送方向垂直的工艺边并双面留有敷铜箔，目的是加强刚度。图(b)适合于子板分离后要求圆角的情况，设计时要考虑与PCB 传送方向平行的分离边的连接刚度。 例3：异形板的拼板，要注意子板与子板间的连接,尽量使每一步分离的连接处处在一条线上。如下图所示：4.4 钢网设计规范： 4.4.1 钢网尺寸规范：网框大小736736mm； 600550mm；钢片厚度：为保证足够的锡浆/胶水量及焊接质量，常用推荐钢片厚度为：印胶网为0.2mm, 印锡网为0.12mm、0.13mm、0.15mm; 如有重要器件（如QFP 、CSP、0402、0201、COB等元件），为保证印锡量和焊接质量，印锡网钢片厚度的选择较重要。 4.4.2 钢片尺寸：为保证钢网有足够的张力和良好的平整度，通常建议钢片距网框内侧保留有2030mm.如下图乳白色部分。 4.4.3 MARK点刻法：有印刷面半刻，非印刷面半刻，两面半刻，通常采用印刷面半刻。 4.4.4 字符处理： 为能方便区分钢网适合生产的机型、使用状况以及与客户之间的沟通，通常建议在钢网上刻以下字符：本厂编号（P/C）、客户型号（MODEL）、钢片厚度（T）、生产日期（DATE）。 4.4.5 开口通用规则：. 测试点,单独焊盘,客户无特殊说明则不开口。 . 中文字客户无特殊要求不刻。 4.4.6 开口方式：开口方式视元件引脚和焊盘（PAD）不同而有所不同， (一) 印刷锡浆网Chip料元件的开口设计 （1）封装为0402的焊盘开口1:1; （2） 封装为0603及0603以上的CHIP元件。 （3）其它锡浆网开口设计见下表： （4）其它要求：如一个焊盘过大（通常一边大于4mm,且另一边也不小于2.5MM时,为防止锡珠产生,钢网开口通常建议采用网格线分割的方式,网格线宽度为0.4mm,网格大小为3mm左右,可按焊盘大小而均分。 4.4.7 钢网工艺选择：对于SMT密度大、元件封装小，且有引脚间距0.5mm的IC，建议采用激光刻钢网，以便更好的保障SMD品质。 4.5 丝印字符绘制要求： 4.5.1 字符图，包括元器件的图形符号、位号、产品型号、PCB 编码、安全标识等其它符号。字符图不仅作为PCB 上丝印字符的模板，也是PCB 装配图的一部分，必须仔细绘制，以便正确指导PCB 的装配、接线和调试。绘制时须注意下列几点： a) 一般在每个元器件上必须标出位号（代号）。对于高密度SMT 板，如果空间不够，可以采用引出的标注方法或标号标注的方法，将位号标在PCB 其他有空间的地方，见下图所示；如果实在无空间标注位号，在得到PCB 工艺评审人员许可后可以不标，但必须出字符图，以便指导安装和检查。b) 字符图中丝印线、图形符号、文字符号不得压住焊盘，以免焊接不良。4.5.2 元器件的表示方法： a) 元器件一般用图形符号或简化外形表示，图形符号多用于插装元件的表示，简化外形多用于表面贴片元器件、连接器以及其它自制件的表示。b) IC 器件、极性元件、连接器等元件要表示出安装方向，一般用缺口、倒脚边或用与元件外形对应的丝印标识来表示。对立式安装的元件，为了方便装配，建议将元件侧的孔用实芯圈标出，若有极性还要在引线侧标注极性，c) IC 器件一般要表示出1 号脚位置，用小圆圈表示。对BGA 器件用英语字母和阿拉伯数字构成的矩阵方式表示；极性元件要表示出正极，用“+”表示；二极管采用元件的图形符号表示，并表示出“+”极；转接插座有时为了调试和连接方便，也需要标出针脚号。d) 考虑公司产品规范化要求，如需要进行CE 认证，在PCB 必要处还必须增加安全丝印标识。如：在保险丝或座附近，建议标注保险丝的额定电流或额定电压参数或类型；接保护地的处，最好有明显的、规范的接保护地的标识。 丝印符号的标注示例 安装方向的表示 极性和引脚号的表示4.5.3 字符大小、位置和方： 字符大小、位置和方向的规定见表1。表1规定的字符大小为原则性规定，设计时应以成品板的实际效果为准。当单板面积很小时，PCB型号、编码可相应缩小并灵活安排在板上的位置。有些产品的后背板的背面因为已经被外壳、元件等封住，不可能从背面看见，这种情况下PCB丝印符号的标注示例编码可以放在前面适当的位置。 表1 字符尺寸 位置要求 单位 mil 4.5.4 条码位置： 条码位置应尽量靠近PCB 板型号、版本号、编号等一起，一般在元件面左上角），且长边必需与传送方向平行。区域内尽量不能有焊盘直径大于0.5mm 的导通孔，如有导通孔则必须用绿油覆盖。 4.5.5 条码位置必须符合下述的要求，否则无法喷码或贴标签。 a） 预留区域为涂满白油的丝印区； b） 尺寸为 20mm X 5mm；见图1. c） 白色丝印区外 10mm 范围内尽量不能有高度超过25mm 的元器件； d） 对于尺寸较小单板，无法留出条码空间的，可考虑不留空间，但要给出在某一、两个器件上贴放条码位置。 5mm20mm 图1 4.6 导通孔的设计要求： 4.6.1 导通孔位置与设计要求：a)导通孔的位置主要与再流焊工艺有关，导通孔不能设计在焊盘上，应该通过一小段印制线连接，否则容易产生“立片”、“焊料不足”缺陷，如图2所示。如果导通孔焊盘涂敷有阻焊剂，距离可以小至0.1 mm（4 mil）。而对波峰焊一般希望导通孔与焊盘靠得近些，以利于排气，甚至在极端情况下可以设计在焊盘上，只要不被元件压住。 图2 无阻焊导通孔位置 b) 导通孔不能设计在焊接面上片式元件的两焊盘之间中心位置。见图3. 图3 c) 排成一列的无阻焊导通孔焊盘，波峰焊盘的间隔大于0.5 mm（20 mil）,见图4.排成一列的无阻焊导通孔焊盘，再流面焊盘的间隔不小于0.2 mm（8mil）, 图4 导通孔焊盘间隔要求 4.6.2 导通孔孔径和焊盘： 导通孔主要用作多层板层间电路的连接，在PCB 工艺可行条件下孔径和焊盘越小布线密度越高。对导通孔来讲，一般外层焊盘最小环宽不应小于0.127mm(5mil)，一般内层焊盘最小环宽不应小于0.2mm(8mil)。推荐导通孔孔径及焊盘尺寸见表2。如果用做测试，要求焊盘外径0.9mm。目前厂家的最小CNC 钻孔成品尺寸为0.2mm。 表2 导通孔焊盘的设计 单位mm(mil) 4.7 PCB 制造技术要求： PCB 制造技术要求一般要写入PCB加工要求里，主要有以下项目（根据需要取舍）： 4.7.1：板材、成品板厚度及铜箔厚度： a）基板材质、厚度及公差：根据公司产品的特点，一般推荐采用FR-4 基板。b）铜箔厚度：根据公司产品的特点，一般推荐采用1(oz/Ft2)即35um;注：铜箔厚度的选择主要取决于导体的载流量和允许的工作温度。 c）焊盘表面处理： 4.7.2：焊盘表面处理： 1）一般采用喷锡铅合金HASL 工艺，锡层表面应该平整无露铜。只要确保6 个月内可焊性良好就可以。 2）如果PCB 上有细间距器件（如0.5mm 间距的BGA）,或板厚0.8mm，可以考虑化学（无电）镍金（Ep.Ni2.Au0.05）。 3）对板上有裸芯片（需要热压焊或超声焊，俗称Bonding）或有按键（如手机板）的板，就一定要采用化学镀镍/金工艺（Et.Ni5.Au0.1）。有的厂家也采用整板镀金工艺（Ep.Ni5.Au0.05）处理。前者表面更平整，镀层厚度更均匀、更耐焊，而后者便宜、亮度好。 从成本上讲，化学镀镍/金工艺（Et.Ni5.Au0.1）比喷锡贵，而整板镀金工艺则比喷锡便宜。 4）对印制插头，一般镀硬金，即纯度为99.5%-99.7%含镍、钴的金合金。一般厚度为0.50.7m,标注为：Ep.Ni5.Au0.5。镀层厚度根据插拔次数确定，一般 0.5m 厚度可经受500 次插拔，1m 厚度可经受1000 次插拔。 4.7.3 阻焊剂： 按公司协议执行，常规为浅绿色，其它根据客户需求或设计要求。 4.7.4 丝印字符： 要求对一般涂敷绿色阻焊剂的板，采用白色永久性绝缘油墨；对全板喷锡板，建议采用黄色永久性绝缘油墨，以便看清字符；对于RO4350 板材，无阻焊情况下，字符建议采用绿色或红色永久性绝缘油墨。 4.7.5 成品板厚度公差： 板厚0.8mm，0.08mm；板厚0.8mm，10%。 4.8 PCB工艺设计要考虑的基本要求： PCB 的工艺设计非常重要，它关系到所设计的PCB 能否高效率、低成本地制造出来。新一代的SMT 装联工艺，由于其复杂性，要求设计者从一开始就必须考虑制造的问题。因为一旦设计完成后再进行修改势必延长转产时间、增加开发成本。即使改SMT 元件一个焊盘的位置也要进行重新布线、重新制作PCB 加工菲林和焊膏印刷钢板，硬成本至少要两千元以上。对模拟电路就更加困难，甚至要重新进行设计、调试。但是，如果不进行修改，批量生产造成的损失就会更大，所付出的代价将是前一阶段修改成本的数几倍以上。因此，设