THT设计工艺规范

1、作业标准-通孔插装THT设计工艺标准通孔插装THT设计工艺标准1范围32、引用标准33、定义34、THT印制板的设计要求 44、元器件的要求166、工艺材料167、生产工序171范围本标准规定了通孔插装对电子元器件、印制板设计、工艺材料和 组装工艺的工艺要求。本标准适用于电子产品印制电路板的 THT设计。2、引用标准GB3131-88锡铅焊料GB4677.10-84印制板可焊性测试方法GB4677.22-88印制板外表离子污染测试方法GB4588.1-84无金属化孔的单、双面印制板技术条件GB4588.2-84有金属化孔的单、双面印制板技术条件HB6207-89航空用印制线路设计IPC-A-6

2、10B电子装连的可接受条件SJ 2925-88电视接收机用元器件的引线及导线成形要求QJ/Z 76-88印制电路板设计标准3、定义3.1 通孔插装技术THT： through hole technology通过对印制板上钻插装孔，将元器件插入印制板外表规定的插装 孔位并焊接牢固的装联技术。3.2 组装件 assembly一些元器件或一些分别组装的元器件连接在一起，形成组装件。3.3 印制板组装件 prin ted board assembly完成了元器件电子装联的印制板称为印制板组装件。3.4 元件孑 L comp onent hole将元件接线端包括元件引线和引脚固定于印制板并实现电气 连接

3、的孔。3.5 跨接线 jumper wiri ng印制板上的导电图形制成后，按原设计要求，在板上某两点之间 另外增加的一种电气连接线。3.6 连接盘焊盘la nd用于电气连接、元件固定或两者兼备的那局部导电图形。3.7 元件面 comp onent side布设总图上规定的装连构件面，通常指印制板上比拟复杂和组装 件比拟多的一面。3.8 焊接面 solder side与元件面相对的装连构件面。3.9 成形 formi ng施加一外力，改变元器件引线及导线的走向或直径，使之形成所 要求的几何形状。3.10 间距 space成形后元器件及导线的引线间剪切端面的中心之间的距离。4、THT印制板的设计

4、要求4.1. 一般要求4.1.1 印制板的各项性能应满足 GB4588.1、GB4588.2的要求,同时还应满足：印制板的弓曲和扭曲应不大于1.0%;阻焊膜的厚度应不大于焊盘的厚度；通孔插装焊盘的可焊性按 GB 4677.10-84方法测试。4.1.2 印制板生产完毕后72小时内应进行真空包装。4.1.3 印制板的焊盘上应无字符、阻焊膜和其它污物沾污。4.1.4 印制板应能进行再流焊和波峰焊。4.2布局设计规那么4.2.1 一般布局设计规那么加大元器件布设密度加大元器件布设密度，以利于缩短导线长度、控制串扰、减少 板面尺寸。在满足使用的前提下，力求减少层数。分区布设器件排布分区布设，按照高频信

5、号、电源模块、数字信号、模 拟信号区域进行分区排布。数字、模拟元器件及其相应布线应尽量远离，并限定在各自的 布线区域内。b数字元器件应集中放置，以减少布线长度。c数字信号线和模拟信号线应尽量垂直，以减少交叉耦合。高频信号走线应减少使用 90 °角弯转，应使用平滑圆弧或 45 角。高频信号走线应减少使用过孔连接。e晶振电路应尽量靠近其驱动器件。f所有信号线要远离晶振电路。均匀布设布线密度要均匀，整个板面元器件排列应整齐有序，尽可能有规那么地分布排列，以得到均匀的组装密度。力求层内布线均匀，各层布 线密度相近。多层板内层有大面积的导电区，尽可能将其设置在板的 中心附近。满足散热要求发热元

6、器件分布要均匀，热容量大的器件周围走线应增加间隙，并尽量均匀分布在PCB边缘局部或分布在机箱内较通风的位置。大功率元 器件周围不应布设热敏元件，与其它元件要有足够的距离。当印制板功耗密度超过0.155W/cm2同时元器件功耗超过1.0W时, 除自然冷却外，一般还考虑采用强迫冷却的方法。对需要风冷、加散热片或散热的位置，应留出足够的风道或散热空间；对液冷方式， 应满足相应要求。减少变形需要安装较重元器件时，应尽量安排在靠近印制板支撑点位置，以减少印制板的变形。其它应满足元器件安装、维修和测试要求。4.2.2 典型插装器件排布规那么4.2.2.1 电源模块电源模块属于电源区域，应靠近插座一侧，减少

7、电源线对系统的 干扰。电源局部的器件排布按供电顺序排布。422.2 插针插针一般有两种作用，一为编程头，在不冲突的情况下其排布应 尽量靠近需编程的芯片；二为供调试用，在减少对布线绕线的前提下， 其排布应尽量靠近需测试的器件。4.2.2.3 晶振、晶体多个晶振、晶体不能集中排布，容易引起干扰，应尽量靠近其驱 动器件并分散排布，同时注意器件外壳不能相碰，否那么易造成短路。422.4 变压器、继电器变压器、继电器是模拟信号器件，应与其他器件分开，独立集中 排布。4.3 印制板设计工艺夹持边4.3.1.1 印制板应设计有工艺夹持边，其宽度不小于3.8 mm离印制板边3 mm图1工艺夹持边4.3.1.2

8、 安装元件边缘与外形尺寸边缘的距离在5 mm以上4.3.2 定位孔对定位孔的要求如下：在印制板的四个角上，应至少有三个角各设置一个定位孔，推荐 四个角各设置一个，典型的定位孔位置见图2所示。定位孔的孔径公差应保持在- 0.08 mm之内。孑就枫圭找求螢atNingbo Polytechnic图2定位孔布置PCB导电图形的设计PCB布线的取向设计时，应使焊接面所有相互靠近的线系尽可能取与焊接方向平 行或成一个小的夹角，切忌与焊接方向垂直。PCB导线要求线性要求：相邻两层导线应布成相互垂直、斜交或弯曲走线，避 免相互平行，以减少寄生电容。信号走线尽量粗细一致，利于阻抗匹 配。导线的线形要求平滑均匀

9、渐变过渡，切忌成尖角。印制导线拐弯 夹角小于90。时，导线的拐弯外缘应作成圆弧形，防止尖角。如图3 所示。采用；不采用IIr r lIII图3长度要求：导线布线应尽可能短，特别是高频信号线、高敏感信 号线更应布短线。宽度要求：最小导线宽度应不小于 0.127 mm。间距要求：布线间距应考虑电气平安要求，为便于加工和保证可 靠性，最小间距应不小于0.127 mm，有条件的情况下应尽量加宽,a孑试辭圭裁*燈淀“电子产品分析与制作课程资源库其中电源线48V的走线与周围其它走线应保持一定距离，间隙应大于 2mm在有导轨、导槽情况下，且导轨槽用于接地或供电时，导线边 缘与导轨槽间距必须大于2.5 mm。

10、电源线层和接地线层双面板上的公共电源线和接地线应尽量布设在印制板的边缘部分，分别在相对的两个面上。其图形配置要使电源和地线之间呈低的 波阻抗。多层板中可设置电源层和地线层， 也可以设置电源和地线共用层。 电源层和地线层应设计成网状。见图 4所示。在高速电路或高频电路中，一般设置地线层和电源层，采用网状 结构。同一层的地网和电源网分隔间距应大于 2 mm图4导线和连接盘焊盘的连接要求印制导线与焊盘连接时，应从焊盘中间引出，盘线应清楚。焊盘与较大面积导电区相连接时，应采用长度不小于0.635 mm的细导线进行热隔离，如图5所示。fl 专OC考虑焊接效果，应正确选择导电图形和设计连接盘焊盘见表1。d

11、焊盘与相邻导线的间距应不小于 0.127 mm。433.5 焊盘形状：焊盘取圆形。焊盘形状与孔的形状应相适应。环宽：对于金属化孔，最小环宽为 0.15 mm对于非金属化孔，最 小环宽为0.3 mm。详见4.3.3.6 条。间距：焊盘边缘之间的间距不小于 0.127mm按印制板行进方向， 两焊盘之间的最小距离为0.6 mm。4.3.3.6 孔a数量：应该为插装元器件的每一根引线或端子提供一个单独的 元器件引线孔。b形状:元件孔原那么上采用圆形孔，与焊盘应是同心圆。防止使 用异形孔。空心铆钉孔直径：当使用空心铆钉时，孔的最大直径应比空心铆 钉圆柱体的外径增大0.25 mm。非金属化孔的间隙：在保证

12、元件容易插装的前提下，为了获得可靠 的焊接点，非金属化孔的间隙应尽量小些。相邻机械安装孔边缘间距应不小于 PCE厚度。4.3.3.7 插装元器件引线直径、孔径、焊盘的尺寸a元器件引线直径与孔径的尺寸配合见表 2所示。焊盘与孔径的配合见表3所示。孑政枫圭該求燈atNingbo Polytechnic表1 导电图形序号用 采 不1免角 避锐2一丿入 J AO,曰取 线时隔 导过间孑试輕圭找求燈at' Ningbo Polytechnic表2元器件引线直径与孔径的尺寸配合单位：mm元器件引线直 径D<0.50.5 < D< 0.8D>0.8孔径D+0.150.2D+0

13、.20.3D+0.4表3焊盘与孔径的尺寸配合单位：mr引线孔直径0.60.91.01.21.62.0焊盘直径1.21.51.62.02.53.0元器件布放要求标识印制板上的元件标识符应易于看到，有极性元器件极性和IC第一 脚位置应标出，且标识符清晰易见。有极性元器件的正极引线的焊盘以方形焊盘标识，IC第一脚的焊 盘也以方形焊盘标识，见图6所示。假设需要强调，那么有极性元器件可 在正极方形焊盘旁增加符号“ +，IC可在第一脚方形焊盘旁增加符 号 “1。Ningbo PolytechnicU1oo OO o OOQQ V2元器件方向元器件排列应整齐有序。有极性的插装元器件一般按统一的极性取向安放，

14、元器件缺口标 志的方向应保持一致。相似的元器件排列时一般应取向一致。采用波峰焊时，双列直插式集成电路及小型开关的焊盘的排列走 向与焊接方向应符合图7的要求。© 1OOOOOOOOO12_5 1图74.343 元器件安装孔距元器件跨距设计安装孔距时，应考虑便于安装元器件和提供元器件引线成形 时的应力消除弯头的位置对于轴向引线元器件卧式安装，其安装孔距要求应同时满足以下 公式：S> L+2I 和 S=n x 2.5mm式中：S 安装孔距，mmL元器件件体长度，mmI 引线打弯处与引线封口或焊接头的直线段距离，此距离 至少应等于引线的直径或厚度，同时应离开引线封口或焊接头0.8 mm

15、 以上。见图8所示。nn为正整数。S推荐使用12.5 mm系列。引线整形的内曲率半径的要求见图 9和表4所示。c对于轴向引线元器件立式安装，其安装孔距要求使用以下公式：S=2R式中：R引线打弯曲率半径，mm见表4要求。 立式安装要注意高度限制问题。对于径向引线元器件的安装，其安装孔距一般与其引线间距相等。 同一尺寸的元器件，安装孔距应统一。图8表4引线打弯曲率半径要求引线直径D 或厚度T打弯曲率半径要求< 0.8mm引线不扭、不裂1D 仃引线不扭、不裂1.5D (1.5T)> 1.2mm引线不扭、不裂2D (2T)4.344 元器件间距要求插装元器件之间的间距应同时利于手工插装和机

16、器插装，相邻元 器件边缘间距应不小于2mm确定连接盘或接线端子位置时应留有空隙，使元器件之间互不遮 蔽。每个元器件在撤除时不必移动其它元器件。装在印制板组件上的 元器件不允许重叠，图10所示情况属不合格设计。图10安装空间不够的情况4.3.5 阻焊膜图形4.3.5.1 阻焊盘应与焊盘的位置对应一致。4.3.5.2 一般阻焊盘的尺寸应和焊盘的尺寸相对应一致。在印制板尺寸较大、布线密度不高或焊盘与相邻的导线间距足够 的情况下，阻焊盘的尺寸可设计得稍大一些，一般阻焊盘直径比焊盘直径大，但最大不得包容焊盘临近的印制导线。当元件孔为1.6 mn以上，且连接盘直径大于 4 mnfl寸，阻 焊盘应按图11的

17、形状进行设计。图11435.5 防止使用过小的阻焊图形，以防阻焊涂覆层涂到连接盘 焊盘上影响焊接。4、元器件的要求根据设计和工艺要求，选择元器件种类、尺寸。元器件的引线应涂覆厚度不大于 7.5卩m的锡铅合金，锡的含量应 为 58%- 68%元器件件体要求能耐受12个波峰焊预热周期，每个周期是120C, 60s。6、工艺材料6.1 焊料焊料应符合GB3131中的有关规定。清洗剂清洗剂应满足如下要求：与待清洗的元器件、印制板材料及清洗设备相容性好，对待清洗 的元器件、印制板材料不应产生直接的或潜在的损伤。与所使用的焊剂相容性好，有较强的清洗能力，能在一定的清洗 温度及时间内到达预期的清洗效果，清洗

18、容量大。清洗溶剂的化学性能和热稳定性良好，在贮存和使用期间不发生 分解。清洗溶剂应具有平安、无毒或低毒等特性，可操作性能良好。7、生产工序元器件引线成形7.1.1 元器件引线成形，能使元器件在经受组装件的相关标准规 定的温度、振动和冲击时，在元器件引线界面处不会受到过应力。7.1.2 引线正常打弯成形是引线直接打弯 90 °。引线直线段长度及弯头半径应符合图12要求。根据设计要求，如 果引线的弯折不能符合图8的要求，应在装配图中说明。弓I线成形后引线不能有损伤，在外观、电性能、可焊性和机械强 度等方面仍应满足原技术要求。图12引线成形时，应使元器件上字符端子外露，字符外露范围见图12

19、所示。元器件插装7.2.1 元器件插装采用直插。722 方向卧式安装元器件放置在它们焊盘间的中心位置，元器件的标记清晰可见；对于无极性元件，要求元件标记的排向一致自左至右或从上到下。见图13所示。722.2 立式安装非极性元器件标记读法为自上到下，有极性标记的放在上面。见图13图147.2.3 安装卧式-轴向引线对于重量小于28克，功率小于1瓦的元器件，元器件整体平行地 安放在板面上。见图15-A所示。对于功率等于或大于 1瓦的元器件，元器件离板面的距离至少为 1.5mm元器件整体应与PCB平面平行。见图15-B所示。图15卧式-径向引线元件体平置在板面上，见图16所示图16立式-轴向引线元件

20、体和PCB板面垂直；元器件离焊盘的高度“ H'在0.4 mm至1.5 mm之间；安装后的总高度不超过规定的高度。见图17所示。图17立式-径向引线器件直立，底面和基板平行；器件底面和板面的间距在0.25 mm和2.0 mm之间。见图18所示。对于器件包封涂料在引线处是弯月形封口的，安装时在封口和焊 盘之间要留出适当的高度。见图19所示。图18图19双列直插封装对于双列直插封装DIP器件、双列直插引线座等，要求所有引脚的架空台肩都靠在焊盘上，引脚伸长符合要求。见图20所示。图20723.6导线/引线 连接端子一接线柱一引线接头附近的导线应呈环形或弧形，要足以能够消除振动和热的应力 见图2

21、1所示。图21723.7 与导线交叉的引线与导线交叉的引线，应加绝缘套管；套管长度适当，没有碰到焊 点，套管的位置能够起到绝缘保护的作用。见图22所示。从元件体伸出的引线应该大致和元件体的主轴并行，引线进入插 孔处应该大致和基板外表垂直。图227.3 元器件焊接波峰焊731.1 建议采用带射流波或带紊流波与不对称层流波的双波 峰焊接设备。预热温度曲线应根据焊剂的类型、元器件的种类及安装密度、印 制板的厚度等确定。在进行波峰焊的过程中，必须严格控制焊剂的密度、活性及焊剂 的涂布参数。推荐使用如下焊接参数：预热区温升速率：23 C/s ;预热区印制板外表温度：90110 C;预热区元器件外表的最高

22、温度：汨20 C;焊料槽设定温度：240260 C;焊接时间：36s;倾斜角：37。7.3.2 手工焊选用防静电恒温电烙铁。烙铁温度实际温度应在 230± 20C范围之间。烙铁同时接触焊盘和器件引线，不得来回摩擦。点焊的每次焊接时间不超过2±0.5s。Ningbo Polytechnic电子产品分析与制作课程资源库7.4引线修剪引线或导线伸出焊盘面的垂直高度为“L，通常L=1.01.5mm,见图23。图23742在厚度大于2.3 mm并且孔金属化的印制板上插装引线长度固定的器件时例如DIP插座，允许看不到引线伸出。弓I线修剪时防止物理冲击，不破坏元件和焊点。经过修剪 的引线应进行再次焊接或者用10倍放大镜进行自检，确保原来的焊 点完好无损，即不产生裂缝。清洗清洗工艺及设备的选用应取决于所采用的焊剂类型及焊接工艺。 中选用免清洗焊剂时，焊后是否清洗按合同规定。清洗方法一般有喷淋、浸没、手工清洗等。清洗后的组装板在