PCB结构工艺设计规范.ppt

PCB结构工艺设计规范 1 定义 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 Blindvia 从印制板内仅延展到一个表层的导通孔 埋孔 Buriedvia 未延伸到印制板表面的一种导通孔 过孔 Throughvia 从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔 元件孔 Componenthole 用于元件端子固定于印制板及导电图形电气联接的孔 Standoff 表面贴器件的本体底部到引脚底部的垂直距离 2热设计要求 2 1高热器件应考虑放于出风口或利于对流的位置PCB在布局中考虑将高热器件放于出风口或利于对流的位置 2 2较高的元件应考虑放于出风口 且不阻挡风路2 3散热器的放置应考虑利于对流2 4温度敏感器械件应考虑远离热源对于自身温升高于30 的热源 一般要求 a 在风冷条件下 电解电容等温度敏感器件离热源距离要求大于或等于2 5mm b 自然冷条件下 电解电容等温度敏感器件离热源距离要求大于或等于4 0mm 若因为空间的原因不能达到要求距离 则应通过温度测试保证温度敏感器件的温升在降额范围内 2 5大面积铜箔要求用隔热带与焊盘相连为了保证透锡良好 在大面积铜箔上的元件的焊盘要求用隔热带与焊盘相连 对于需过5A以上大电流的焊盘不能采用隔热焊盘 如图所示 2热设计要求 2 6过回流焊的0805以及0805以下片式元件两端焊盘的散热对称性为了避免器件过回流焊后出现偏位 立碑现象 地回流焊的0805以及0805以下片式元件两端焊盘应保证散热对称性 焊盘与印制导线的连接部宽度不应大于0 3mm 对于不对称焊盘 如图1所示 2 7高热器件的安装方式及是否考虑带散热器确定高热器件的安装方式易于操作和焊接 原则上当元器件的发热密度超过0 4W cm3 单靠元器件的引线腿及元器件本身不足充分散热 应采用散热网 汇流条等措施来提高过电流能力 汇流条的支脚应采用多点连接 尽可能采用铆接后过波峰焊或直接过波峰焊接 以利于装配 焊接 对于较长的汇流条的使用 应考虑过波峰时受热汇流条与PCB热膨胀系数不匹配造成的PCB变形 为了保证搪锡易于操作 锡道宽度应不大于等于2 0mm 锡道边缘间距大于1 5mm 3基本布局要求 3 1PCBA加工工序合理制成板的元件布局应保证制成板的加工工序合理 以便于提高制成板加工效率和直通率 PCB布局选用的加工流程应使加工效率最高 常用PCBA的6种主流加工流程如表2 3 2波峰焊加工的制成板进板方向要求有丝印标明波峰焊加工的制成板进板方向应在PCB上标明 并使进板方向合理 若PCB可以从两个方向进板 应采用双箭头的进板标识 对于回流焊 可考虑采用工装夹具来确定其过回流焊的方向 3 3两面过回流焊的PCB的BOTTOM面要求无大体积 太重的表贴器件需两面都过回流焊的PCB 第一次回流焊接器件重量限制如下 A 器件重量 引脚与焊盘接触面积片式器件 A 0 075g mm2翼形引脚器件 A 0 300g mm2J形引脚器件 A 0 200g mm2面阵列器件 A 0 100g mm2若有超重的器件必须布在BOTTOM面 则应通过试验验证可行性 3基本布局要求 3基本布局要求 3 4需波峰焊加工的单板背面器件不形成阴影效应的安全距离已考虑波峰焊工艺的SMT器件距离要求如下 1 相同类型器件距离 见图2 3基本布局要求 相同类型器件的封装尺寸与距离关系 表3 3基本布局要求 2 不同类型器件距离 见图3 3基本布局要求 不同类型器件的封装尺寸与距离关系表 表4 3基本布局要求 3 5大于0805封装的陶瓷电容 布局时尽量靠近传送边或受应力较小区域 其轴向尽量与进板方向平行 图4 尽量不使用1825以上尺寸的陶瓷电容 3 6经常插拔器件或板边连接器周围3mm范围内尽量不布置SMD 以防止连接器插拔时产生的应力损坏器件 如图5 3基本布局要求 3 7过波峰焊的表面贴器件的standoff符合规范要求过波峰焊的表面贴器件的standoff应小于0 15mm 否则不能布在B面过波峰焊 若器件的standoff在0 15mm与0 2mm之间 可在器件本体底下布铜箔以减少器件本体底部与PCB表面的距离 3 8波峰焊时背面测试点不连锡的最小安全距离已确定为保证过波峰焊时不连锡 背面测试点边缘之间距离应大于1 0mm 3 9过波峰焊的插件元件焊盘间距大于1 0mm为保证过波峰焊时不连锡 过波峰焊的插件元件焊盘边缘间距应大于1 0mm 包括元件本身引脚的焊盘边缘间距 优选插件元件引脚间距 pitch 2 0mm 焊盘边缘间距 1 0mm 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6要求 3基本布局要求 插件元件每排引脚为较多 以焊盘排列方向平行于进板方向布置器件时 当相邻焊盘边缘间距为0 6mm 1 0mm时 推荐采用椭圆形焊盘或加偷锡焊盘 图7 3基本布局要求 3 10BGA周围3mm内无器件为了保证可维修性 BGA器件周围需留有3mm禁布区 最佳为5mm禁布区 一般情况下BGA不允许放置背面 两次过回流焊的单板地第一次过过回流焊面 当背面有BGA器件时 不能在正面BGA5mm禁布区的投影范围内布器件 3 11贴片元件之间的最小间距满足要求机器贴片之间器件距离要求 图8 同种器件 0 3mm异种器件 0 13 h 0 3mm h为周围近邻元件最大高度差 只能手工贴片的元件之间距离要求 1 5mm 3基本布局要求 3 12元器件的外侧距过板轨道接触的两个板边大于 等于5mm 图9 3基本布局要求 为了保证制成板过波峰焊或回流焊时 传送轨道的卡抓不碰到元件 元器件的外侧距板边距离应大于或等于5mm 若达不到要求 则PCB应加工艺边 器件与V CUT的距离 1mm 3 13可调器件 可插拔器件周围留有足够的空间供调试和维修应根据系统或模块的PCBA安装布局以及可调器件的调测方式来综合考虑可调器件的排布方向 调测空间 可插拔器件周围空间预留应根据邻近器件的高度决定 3 14所有的插装磁性元件一定要有坚固的底座 禁止使用无底座插装电感3 15有极性的变压器的引脚尽量不要设计成对称形式3 16安装孔的禁布区内无元器件和走线 不包括安装孔自身的走线和铜箔 3 17金属壳体器件和金属件与其它器件的距离满足安规要求金属壳体器件和金属件的排布应在空间上保证与其它器件的距离满足安规要求 3 18对于采用通孔回流焊器件布局的要求a 对于非传送边尺寸大于300mm的PCB 较重的器件尽量不要布置在PCB的中间 以减轻由于插装器件的重量在焊接过程对PCB变形的影响 以及插装过程对板上已经贴放的器件的影响 b 为方便插装 器件推荐布置在靠近插装操作侧的位置 c 尺寸较长的器件 如内存条插座等 长度方向推荐与传送方向一致 3基本布局要求 d 通孔回流焊器件焊盘边缘与pitch 0 65mm的QFP SOP 连接器及所有的BGA的丝印之间的距离大于10mm 与其它SMT器件间距离 2mm e 通孔回流焊器件本体间距离 10mm 有夹具扶持的插针焊接不做要求 f 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 3基本布局要求 3 19通孔回流焊器件禁布区要求a 通孔回流焊器件焊盘周围要留出足够的空间进行焊膏涂布 具体禁布区要求为 对于欧式连接器靠板内的方向10 5mm不能有器件 在禁布区之内不能有器件和过孔 b 须放置在禁布区内的过孔要做阻焊塞孔处理 3 20器件布局要整体考虑单板装配干涉器件在布局设计时 要考虑单板与单板 单板与结构件的装配干涉问题 尤其是高器件 立体装配的单板等 3 21器件和机箱的距离要求器件布局时要考虑尽量不要太靠近机箱壁 以避免将PCB安装到机箱时损坏器件 特别注意安装在PCB边缘的 在冲击和振动时会产生轻微移动或没有坚固的外形的器件 如立装电阻 无底座电感变压器等 若无法满足上述要求 就要采取另外的固定措施来满足安规和振动要求 3 22有过波峰焊接的器件尽量布置在PCB边缘以方便堵孔 若器件布置在PCB边缘 并且式装夹具做的好 在过波峰焊接时甚至不需要堵孔 3 23设计和布局PCB时 应尽量允许器件过波峰焊接 选择器件时尽量少选不能过波峰焊接的器件 另外放在焊接面的器件应尽量少 以减少手工焊接 3 24裸跳线不能贴板跨越板上的导线或铜皮 以避免和板上的铜皮短路 绿油不能作为有效的绝缘 3基本布局要求 3 25布局时应考虑所有器件在焊接后易于检查和维护 3 26电缆的焊接端尽量靠近PCB的边缘布置以便插装和焊接 否则PCB上别的器件会阻碍电缆的插装焊接或被电缆碰歪 3 27多个引脚在同一直线上的器件 象连接器 DIP封装器件 T220封装器件 布局时应使其轴线和波峰焊方向平行 图11 4 布局操作的基本原则 A 遵照 先大后小 先难后易 的布置原则 即重要的单元电路 核心元器件应当优先布局 B 布局中应参考原理框图 根据单板的主信号流向规律安排主要元器件 C 布局应尽量满足以下要求 总的连线尽可能短 关键信号线最短 高电压 大电流信号与小电流 低电压的弱信号完全分开 模拟信号与数字信号分开 高频信号与低频信号分开 高频元器件的间隔要充分 D 相同结构电路部分 尽可能采用 对称式 标准布局 E 按照均匀分布 重心平衡 版面美观的标准优化布局 F 器件布局栅格的设置 一般IC器件布局时 栅格应为50 100mil 小型表面安装器件 如表面贴装元件布局时 栅格设置应不少于25mil G 如有特殊布局要求 应双方沟通后确定 5 PCB尺寸 外形要求 4 1PCB尺寸 板厚已在PCB文件中标明 确定 尺寸标注应考虑厂家的加工公差 板厚 10 公差 规格 0 8mm 1 0mm 1 2mm 1 6mm 2 0mm 2 5mm 3 0mm 3 5mm4 2PCB的板角应为R型倒角为方便单板加工 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 工艺边应为R型倒角 一般圆角直径为 5 小板可适当调整 有特殊要求按结构图表示方法明确标出R大小 以便厂家加工 4 3尺寸小于50mmX50mm的PCB应进行拼板 铝基板和陶瓷基板除外 一般原则 当PCB单元板的尺寸 50mmx50mm时 必须做拼板 当拼板需要做V CUT时 拼板的PCB板厚应小于3 5mm 最佳 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 如图17 5 PCB尺寸 外形要求 为了便于分板须增加定位孔 4 4不规则的拼板铣槽间距大于80mil 不规则拼板需要采用铣槽加V cut方式时 铣槽间距应大于80mil 4 5不规则形状的PCB而没拼板的PCB应加工艺边不规则形状的PCB而使制成板加工有难度的PCB 应在过板方向两侧加工艺边 4 6PCB的孔径的公差该为 0 1mm 4 7若PCB上有大面积开孔的地方 在设计时要先将孔补全 以避免焊接时造成漫锡和板变形 补全部分和原有的PCB部分要以单边几点连接 在波峰焊后将之去掉 图18 5 PCB尺寸 外形要求 对于金手指的设计要求见图所示 除了插入边按要求设计倒角外 插板两侧边也应该设计 1 1 5 45o的倒角或R1 R1 5的圆角 以利于插入 传送边作为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 5mm 138mil 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