研发pcb工艺设计规范

研发PCB工艺设计规范制订审核批准文件修订记录文件名称研发工艺设计规范编号版次修订内容修改页次修订日期修订者备注A00新版本发行1范围和简介11范围本规范规定了研发设计中的相关工艺参数。本规范适用于研发工艺设计12简介本规范从PCB外形，材料叠层，基准点，器件布局，走线，孔，阻焊，表面处理方式，丝印设计等多方面，从DFM角度定义了PCB的相关工艺设计参数。2引用规范性文件下面是引用到的企业标准，以行业发布的最新标准为有效版本。序号编号名称1IPCA610D电子产品组装工艺标准2IPCA600G印制板的验收条件3IEC60194印刷板设计，制造与组装术语与定义4IPCSM782SURFACEMOUNTDESIGNANDLANDPATTERNSTANDARD5IPC7095ADESIGNANDASSEMBLYPROCESSIMPLEMENTATIONFORBGAS6SMEMA31FIDUCIALDESIGNSTANDARD3术语和定义细间距器件PITCH065MM异型引脚器件以及PITCH08MM的面阵列器件。STANDOFF器件安装在PCB板上后，本体底部与PCB表面的距离。PCB表面处理方式缩写热风整平（HASL喷锡板）HOTAIRSOLDERLEVELING化学镍金（ENIG）ELECTROLESSNICKELANDIMMERSIONGOLD有机可焊性保护涂层（OSP）ORGANICSOLDERABILITYPRESERVATIVES说明本规范没有定义的术语和定义请参考印刷板设计，制造与组装术语与定义（IEC60194）4拼板和辅助边连接设计41VCUT连接1当板与板之间为直线连接，边缘平整且不影响器件安装的PCB可用此种连接。VCUT为直通型，不能在中间转弯。2VCUT设计要求的PCB推荐的板厚30MM。3对于需要机器自动分板的PCB，VCUT线两面（TOP和BOTTOM面）要求各保留不小于1MM的器件禁布区，以避免在自动分板时损坏器件。图1VCUT自动分板PCB禁布要求同时还需要考虑自动分板机刀片的结构，如图2所示。在离板边禁布区5MM的范围内，不允许布局器件高度高于25MM的器件。25MM5CMM自动分板机刀片M带有VCUTPCB图2自动分板机刀片对PCB板边器件禁布要求采用VCUT设计时以上两条需要综合考虑，以条件苛刻者为准。保证在VCUT的过程中不会损伤到元器件，且分板自如。HT3045O5O板厚H08MM时，T03501MM板厚08600MM，在垂直传送边的方向上拼版数量不应超过2。数量不超过2图7拼版数量示意图9如果单元板尺寸很小时，在垂直传送边的方向拼版数量可以超过3，但垂直于单板传送方向的总宽度不能超过1500MM，且需要在生产时增加辅助工装夹具以防止单板变形。10同方向拼版规则单元板采用VCUT拼版，如满足41的禁布要求，则允许拼版不加辅助边辅助边AAAVCUTVCUT图7规则单板拼版示意图不规则单元板当PCB单元板的外形不规则或有器件超过板边时，可采用铣槽加VCUT的方式。铣槽超出板边器件VCUT铣槽宽度2MM图8不规则单元板拼版示意图11中心对称拼版中心对称拼版适用于两块形状较不规则的PCB，将不规则形状的一边相对放置中间，使拼版后形状变为规则。不规则形状的PCB对称，中间必须开铣槽才能分离两个单元板如果拼版产生较大的变形时，可以考虑在拼版间加辅助块（用邮票孔连接）辅助边均为同一面铣槽图9拼版紧固辅助设计有金手指的插卡板，需将其对拼，将其金手指朝外，以方便镀金。如果板边是直边可作VCUT图10金手指拼版推荐方式12镜像对称拼版使用条件单元板正反面SMD都满足背面过回流焊焊接要求时，可采用镜像对称拼版。操作注意事项镜像对称拼版需满足PCB光绘的正负片对称分布。以4层板为例若其中第2层为电源/地的负片，则与其对称的第3层也必须为负片，否则不能采用镜像对称拼版。TOP面BOTTOM面镜像拼板后正面器件镜像拼板后反面器件图11镜像对称拼版示意图采用镜像对称拼版后，辅助边的FIDUCIALMARK必须满足翻转后重合的要求。具体的位置要求请参见下面的拼版的基准点设计。44辅助边与PCB的连接方法13一般原则器件布局不能满足传送边宽度要求（板边5MM禁布区）时，应采用加辅助边的方法。PCB板边有缺角或不规则的形状时，且不能满足PCB外形要求时，应加辅助块补齐，时期规则，方便组装。铣槽邮票孔板边有缺角时应加辅助块补齐，辅助块与PCB的连接可采用铣槽加邮票孔的方式。如果单板板边符合禁布区要求，则可以按下面的方式增加辅助边，辅助边与PCB用邮票孔连接辅助边图12补规则外形PCB补齐示意图14板边和板内空缺处理当板边有缺口，或板内有大于35MM35MM的空缺时，建议在缺口增加辅助块，以便SMT和波峰焊设备加工。辅助块与PCB的连接一般采用铣槽邮票孔的方式。A1/3A1/3AA传送方向当辅助块的长度A50MM时，辅助块与PCB的连接应有两组邮票孔，当A50MM时，可以用一组邮票孔连接图13PCB外形空缺处理示意图5器件布局要求51器件布局通用要求15有极性或方向的THD器件在布局上要求方向一致，并尽量做到排列整齐。对SMD器件，不能满足方向一致时，应尽量满足在X、Y方向上保持一致，如钽电容。16器件如果需要点胶，需要在点胶处留出至少3MM的空间。17需安装散热器的SMD应注意散热器的安装位置，布局时要求有足够大的空间，确保不与其它器件相碰。确保最小05MM的距离满足安装空间要求。说明1、热敏器件（如电阻电容器、晶振等）应尽量远离高热器件。2、热敏器件应尽量放置在上风口，高器件放置在低矮元件后面，并且沿风阻最小的方向排布放置风道受阻。风向热敏器件高大元件图14热敏器件的放置18器件之间的距离满足操作空间的要求（如插拔卡）。PCB无法正常插拔插座图15插拔器件需要考虑操作空间19不同属性的金属件或金属壳体的器件不能相碰。确保最小10MM的距离满足安装要求。52回流焊521SMD器件的通用要求20细间距器件推荐布置在PCB同一面，并且将较重的器件（如电感，等）器件布局在TOP面。防止掉件。21有极性的贴片尽量同方向布置，防止较高器件布置在较低器件旁时影响焊点的检测，一般要求视角10MM。34通孔回流焊器件焊盘边缘与传送边的距离10MM，与非传送边距离5MM。53波峰焊531波峰焊SMD器件布局要求35适合波峰焊接的SMD大于等于0603封装，且STANDOFF值小于015的片式阻容器件和片式非露线圈片式电感。PITCH127MM，且STANDOFF值小于015MM的SOP器件。PITCH127MM，引脚焊盘为外露可见的SOT器件。注所有过波峰焊的全端子引脚SMD高度要求20MM；其余SMD器件高度要求40MM。36SOP器件轴向需与过波峰方向一致。SOP器件在过波峰焊尾端需增加一对偷锡焊盘。如图23所示过波峰方向过波峰方向偷锡焊盘SOLDERTHIEFPAD图23偷锡焊盘位置要求37SOT23封装的器件过波峰焊方向按下图所以定义。传送方向图24SOT器件波峰焊布局要求38器件间距一般原则考虑波峰焊接的阴影效应，器件本体间距和焊盘间距需保持一定的距离。相同类型器件距离。BLLBLB图25相同类型器件布局图表3相同类型器件布局要求数值表封装尺寸焊盘间距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0603076/30127/50076/30127/500805089/35127/50089/35127/501206102/40127/50102/40127/50SOT102/40127/50102/40127/50钽电容3216、3528102/40127/50102/40127/50钽电容6032、7343127/50152/60203/80254/100SOP127/50152/60不同类型器件距离焊盘边缘距离10MM。器件本体距离参见图26、表4的要求。BBB图26不同类型器件布局图表4不同类型器件布局要求数值表封装尺寸MM/MIL06031810SOTSOP插件通孔通孔（过孔）测试点偷锡焊盘边缘06031810127/50152/60254/100127/5006/2406/24254/100SOT127/50254/100127/5006/2406/24254/100SOP254/100254/100127/5006/2406/24254/100插件通孔127/50127/50127/5006/2406/24254/100通孔（过孔）06/2406/2406/2406/2403/1203/1206/24测试点06/2406/2406/2406/2403/1206/2406/24偷锡焊盘边缘254/100254/100254/100254/10006/2406/2406/24532THD器件通用布局要求39除结构有特殊要求之外，THD器件都必须放置在正面。40相邻元件本体之间的距离，见图27。MIN05MM图27元件本体之间的距离41满足手工焊接和维修的操作空间要求，见图28图28烙铁操作空间XPCB补焊插件插件焊盘45OX1MM533THD器件波峰焊通用要求42优选PITCH20MM，焊盘边缘间距10MM的器件。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29要求MIN10MM图29最小焊盘边缘距离43THD每排引脚数较多时，以焊盘排列方向平行于进板方向布置器件。当布局上有特殊要求，焊盘排列方向与进板方向垂直时，应在焊盘设计上采取适当措施扩大工艺窗口，如椭圆焊盘的应用。THD当相邻焊盘边缘间距为06MM10MM时，推荐采用椭圆形焊盘或加偷锡焊盘。过板方向椭圆焊盘偷锡焊盘图30焊盘排列方向相对于进板方向6孔设计61过孔611孔间距CPTH到板边的距离要求B3A孔到孔之间的距离要求板边B孔到铜箔之间的距离要求B2内层铜箔B1外层铜箔板边DNPTH到板边的距离要求D图31孔距离要求44孔与孔盘之间的间距要求B5MIL；45孔盘到铜箔的最小距离要求B1B25MIL；46金属化孔（PTH）到板边（HOLETOOUTLINE）最小间距保证焊盘距离板边的距离B320MIL。47非金属化孔（NPTH）孔壁到板边的最小距离推荐D40MIL。612过孔禁布区48过孔不能位于焊盘上。49器件金属外壳与PCB接触区域向外延伸15MM区域内不能有过孔。62安装定位孔621孔类型选择表5安装定位孔优选类型工序金属紧固件孔非金属紧固件孔安装金属件铆钉孔安装非金属件铆钉孔定位孔波峰焊类型A非波峰焊类型B类型C类型B类型C非金属化孔金属化孔大焊盘大焊盘金属化小孔非金属化孔无焊盘类型A类型B类型C图32孔类型622禁布区要求表6禁布区要求内层最小无铜区单位MM类型紧固件的直径规格（单位MM）表层最小禁布区直径范围（单位MM）金属化孔孔壁与导线最小边缘距离电源层、接地层铜箔与非金属化孔孔壁最小边缘距离27125763864106螺钉孔512476286铆钉孔256定位孔、安装孔等2安装金属件最大禁布区面积A注04间距063空距说明A为孔与导线最小间距，参照内层无最小铜区7阻焊设计71导线的阻焊设计50走线一般要求覆盖阻焊。有特殊要求的PCB可以根据需要使走线裸铜。72孔的阻焊设计721过孔51过孔的阻焊开窗设置正反面均为孔径5MIL。如图33所示DD5MIL阻焊722孔安装52金属化安装孔正反面禁布区内应作阻焊开窗。DD6MIL阻焊图34金属化安装孔的阻焊开窗示意图53有安装铜箔的非金属化安装孔的阻焊开窗大小应该与螺钉的安装禁布区大小一致。DD螺钉的安装禁布区图35非金属化安装孔阻焊设计54过波峰焊类型的安装孔（微带焊盘孔）阻焊开窗推荐为D类型A安装孔非焊接面的阻焊开窗示意图（D螺钉的安装禁布区）类型A安装孔焊接面的阻焊开窗示意图DD5MIL图36微带焊盘孔的阻焊开窗723定位孔55非金属化定位孔正反面阻焊开窗比直径大10MIL。DD10MIL阻焊图37非金属化定位孔阻焊开窗示意图724过孔塞孔设计56需要塞孔的孔在正反面阻焊都不开窗。57需要过波峰焊的PCB，或者PITCH10MM的BGA/CSP，其BGA过孔都采用阻焊塞孔的方法。58如果要在BGA下加ICT测试点，推荐用狗骨头形状从过孔引出测试焊盘。测试焊盘直径32MIL，阻焊开窗40MIL。图38BGA测试焊盘示意图59如果PCB没有波峰焊工序，且BGA的PITCH10MM，不进行塞孔。BGA下的测试点，也可以采用一下方法直接BGA过孔做测试孔，不塞孔，T面按比孔径大5MIL阻焊开窗，B面测试孔焊盘为32MIL，阻焊开窗40MIL。73焊盘的阻焊设计60推荐使用非阻焊定义的焊盘（NONSOLDERMASKDEFINED）。阻焊非阻焊定义的焊盘NONSOLDERMASKDEFINED阻焊定义的焊盘SOLDERMASKDEFINED图39焊盘的阻焊设计61由于PCB厂家有阻焊对位精度和最小阻焊宽度的限制，阻焊开窗应比焊盘尺寸大6MIL以上（一边大3MIL），最小阻焊桥宽度3MIL。焊盘和孔、孔和相邻的孔之间一定要有阻焊桥间隔以防止焊锡从过孔流出或短路。DCBFE走线焊盘阻焊开窗阻焊开窗焊盘阻焊开窗过孔HGA图40焊盘阻焊开窗尺寸表7阻焊设计推荐尺寸项目最小值MIL插件焊盘阻焊开窗尺寸（A）3走线与插件之间的阻焊桥尺寸（B）2SMD焊盘阻焊开窗尺寸（C）3SMD焊盘之间的阻焊桥尺寸（D）3SMD焊盘和插件之间的阻焊桥（E）3插件焊盘之间的阻焊桥（F）3插件焊盘和过孔之间的阻焊桥（G）3过孔和过孔之间的阻焊桥大小（H）362引脚间距05MM（20MIL），或者焊盘之间的边缘间距10MIL的SMD，可采用整体阻焊开窗的方式，如图41所示。A05MM或者B10MILBA整体阻焊开窗图41密间距的SMD阻焊开窗处理示意图63散热用途的铺铜推荐阻焊开窗。74金手指的阻焊设计64金手指的部分的阻焊开窗应开整窗，上面和金手指的上端平齐，下端要超出金手指下面的板边。见图42所示。阻焊开窗阻焊开窗上面和金手指上端平起板边阻焊开窗下面超越板边走线图42金手指阻焊开窗示意图7走线设计81线宽/线距及走线安全性要求65线宽/线距设计与铜厚有关系，铜厚越大，则需要的线宽/线距就越大。外层/内层对应推荐的线宽/线距如表8表8推荐的线宽/线距铜厚外层线宽/线距（MIL）内层线宽/线距（MIL）HOZ，1OZ4/54/42OZ6/66/63OZ8/88/866外层走线和焊盘的距离建议满足图43的要求2MILLTRACETOPADSPACE阻焊开窗阻焊开窗2MIL图43走线到焊盘的距离67走线距板边距离20MIL，内层电源/地距板边距离20MIL，接地汇流线及接地铜箔距离板边也应大于20MIL。68在有金属壳体（如，散热片）直接与PCB接触的区域不可以有走线。器件金属外壳与PCB接触区域向外延伸15MM区域为表层走线禁布区。15MM15MM图44金属壳体器件表层走线过孔禁布区69走线到非金属化孔之间的距离表9走线到金属化孔之间的距离孔径走线距离孔边缘的距离安装孔见安装孔设计NPTH120MIL非安装孔16MIL82出线方式70元件走线和焊盘连接要避免不对称走线。对称走线不对称走线图45避免不对称走线71元器件出现应从焊盘端面中心位置引出。走线焊盘走线突出焊盘图46焊盘中心引出走线焊盘走线偏移焊盘图47焊盘中心出线72当和焊盘连接的走线比焊盘宽时，走线不能覆盖焊盘，应从焊盘末端引线；密间距的SMT焊盘引脚需要连接时，应从焊盘外部连接，不容许在焊脚中间直接连接。走线从焊盘末端引出避免走线从焊盘中部引出图48焊盘出线要求（一）走线从焊盘末端引出避免走线从焊盘中部引出图49焊盘出线要求（二）73走线与孔的连接，推荐按以下方式进行。FILLETINGCORNERENTRYKEYHOLING图50走线与过孔的连接方式83覆铜设计工艺要求74同一层的线路或铜分布不平衡或者不同层的铜分布不对称时，推荐覆铜设计。75外层如果有大面积的区域没有走线和图形，建议在该区域内铺铜网格，使得整个板面的铜分布均匀。76推荐铺铜网格间的空方格的大小约为25MIL25MIL。铺铜区域25MILX25MIL图51网格的设计9丝印设计91丝印设计通用要求77通用要求丝印的线宽应大于5MIL，丝印字符高度确保裸眼可见（推荐大于50MIL）。丝印间的距离建议最小为8MIL。丝印不允许与焊盘、基准点重叠，两者之间应保持6MIL的间距。白色是默认的丝印油墨颜色，如有特殊需求，需要在PCB钻孔图文中说明。在高密度的PCB设计中，可根据需要选择丝印的内容。丝印字符串的排列应遵循正视时代号的排序从左至右、从下往上的原则。92丝印的内容78丝印的内容包括“PCB名称”、“PCB版本”、元器件序号”、“元器件极性和方向标志”、“条形码框”、“安装孔位置代号”、“元器件、连接器第一脚位置代号”、“过板方向标志”、“防静电标志”、“散热器丝印”、等。79PCB板名、版本号板名、版本应放置在PCB的TOP面上，板名、版本丝印在PCB上优先水平放置。板名丝印的字体大小以方便读取为原则。要求TOP面和BOTTOM还分别标注“T”和“B”丝印。80条形码（可选项）方向条形码在PCB上水平/垂直放置，不推荐使用倾斜角度；位置标准板的条形码的位置参见下图；非标准板框的条形码位置，参考标准板条形码的位置。图52条形码位置的要求81元器件丝印元器件、安装孔、定位孔以及定位识别点都对应的丝印标号，且位置清楚、明确。丝印字符、极性与方向的丝印标志不能被元器件覆盖。卧装器件在其相应位置要有丝印外形（如卧装电解电容）。82安装孔、定位孔安装孔在PCB上的位置代号建议为“M”，定位空在PCB上的位置代号建议为“P”。83过板方向对波峰焊接过板方向有明确要求的PCB需要标识出过板方向。适用情况PCB设计了偷锡焊盘、泪滴焊盘、或器件波峰焊接方向有特定要求等。84散热器需要安装散热器的功率芯片。若散热器投影比器件大，则需要用丝印画出散热片的真实尺寸大小。85防静电标识防静电标识丝印优先放置在PCB的TOP面上。12PCB叠层设计101叠层方式86PCB叠层方式推荐为FOIL叠法。说明PCB叠法一般有两种设计一种是铜箔加芯板（CORE）的结构，简称为FOIL叠法；另一种是芯板（CORE）叠加的方法，简称CORE叠法。特殊材料多层板以及板材混压时可采用CORE叠法。铜箔半固化片芯板半固化片铜箔芯板半固化片芯板FOIL叠法CORE叠法图53PCB制作叠法示意图87PCB外层一般选用05OZ的铜箔，内层一般选用1OZ的铜箔；尽量避免在内层使用两面铜箔厚度不一致的芯板。88PCB叠法采用对称设计。对称设计指绝缘层厚度、半固化片类别、铜箔厚度、图形分布类型（大铜箔层、线路层）尽量相对于PCB的垂直中心线对称。1OZ1OZHOZ10MIL12MILHOZ10MIL1OZ1OZ12MIL铜层对称介质对称对称轴线图54对称设计示意图102PCB设计介质厚度要求89PCB缺省层间介质厚度设计参考表10表10缺省的层厚要求层间介质厚度（MM）类型12233445566778899101011111216MM四层板03607103620MM四层板03611303625MM四层板04015304030MM四层板04019304011PCB尺寸设计总则111可加工的PCB尺寸范围90尺寸范围如表11所示RXYDZ传送方向图55PCB外形示意图表11PCB尺寸要求尺寸（MM）长（X）宽（Y厚（ZPCBA重量（回流焊接）倒角（R）PCBA重量（波峰焊接）传送边器件、焊点禁布区宽度D单面贴装510508051045701045272KG3（120MIL50单面混装510490051045701045272KG3（120MIL50KG50双面贴装510508051045701045272KG3（120MIL50常规波峰焊双面混装510490051045701045272KG3（120MIL50KG5091PCB宽厚比要求Y/Z150。92单板长宽比要求X/Y293板厚08MM以下,GERBER各层的铜箔分布均匀，以防止板弯。小板拼版数量较多建议SMT使用治具。94如果单元板尺寸在传送边器件禁布区尺寸上不能满足上述要求时建议在相应的板边增加5MM宽的辅助边。5MM器件辅助边PCB传送方向图56PCB辅助边设计要求一95除了结构件等特殊需要外，其器件本体不能超过PCB边缘，且须满足引脚焊盘边缘（或器件本体）距离传送边5MM的要求。当有器件（非回流焊接器件）在传送边一侧伸出PCB外时，辅助边的宽度要求3MM器件辅助边PCB传送方向图57PCB辅助边设计要求二当有器件（非回流焊接器件）在传送边一侧伸出PCB外，且器件需要沉到PCB内时，辅助边的宽度要求如下3MM器件辅助边PCB传送方向开口要比器件沉入PCB的尺寸大05MM图58PCB辅助边设计要求三12基准点设计121分类96根据基准点在PCB上的位置和作用分为拼版基准点，单元基准点，局部基准点。拼板基准点单元基准点局部基准点图59基准点分类122基准点结构1221拼版基准点和单元基准点97外形/大小直径为10MM实心圆。阻焊开窗圆心为基准点圆心，直径为20MM圆形区域。保护铜环中心为基准点圆心，对边距离为30MM的八边形铜环。DLD10MMD20MML30MMD图60单元MARK点结构1222局部基准点98大小/形状直径为10MM的实心圆。阻焊开窗圆心为基准点圆心，直径为20MM的圆形区域。保护铜环不需要。DD10MMD20MMD图61局部MARK结构123基准点位置99一般原则经过SMT设备加工的单板必须放置基准点；不经过SMT设备加工的PCB无需基准点。单面基准点数量3。SMD单面布局时，只需SMD元件面放置基准点。SMD双面布局时，基准点需双面放置；双面放置的基准点，出镜像拼版外，正反两面的基准点位置要求基本一致。PCBB面基准点T面基准点图62正反面基准点位置基本一致1231拼版的基准点100拼版需要放置拼版基准点，单元