研發(fā)工藝設計規(guī)范

1、研發(fā)工藝設計規(guī)范1.范圍和簡介1.1 范圍本規(guī)范規(guī)定了研發(fā)設計中的相關工藝參數(shù)。本規(guī)范適用于研發(fā)工藝設計1.2簡介本規(guī)范從PCB外形，材料疊層，基準點，器件布局，走線，孔，阻焊，表面處理方式，絲印設計等多方面，從DFM角度定義了PCB的相關工藝設計參數(shù)。2.引用規(guī)范性文件下面是引用到的企業(yè)標準，以行業(yè)發(fā)布的最新標準為有效版本。序號編號名稱1IPC-A-610D電子產品組裝工藝標準2IPC-A-600G印制板的驗收條件3IEC60194印刷板設計，制造與組裝術語與定義4IPC-SM-782 Surface Mount Design and Land Pattern Standard 5IPC-7

2、095ADesign and Assembly Process Implementation for BGAs6SMEMA3.1Fiducial Design Standard3 術語和定義 細間距器件：pitch0.65mm異型引腳器件以及pitch0.8mm的面陣列器件。Stand off：器件安裝在PCB板上后，本體底部與PCB表面的距離。PCB表面處理方式縮寫：熱風整平（HASL噴錫板）：Hot Air Solder Leveling 化學鎳金（ENIG）：Electroless Nickel and Immersion Gold 有機可焊性保護涂層（OSP）：Organic Sold

3、erability Preservatives 說明：本規(guī)范沒有定義的術語和定義請參考印刷板設計，制造與組裝術語與定義（IEC60194）4. 拼板和輔助邊連接設計4.1 V-CUT連接1當板與板之間為直線連接，邊緣平整且不影響器件安裝的PCB可用此種連接。V-CUT為直通型，不能在中間轉彎。2V-CUT設計要求的PCB推薦的板厚3.0mm。3對于需要機器自動分板的PCB，V-CUT線兩面（TOP和BOTTOM面）要求各保留不小于1mm的器件禁布區(qū)，以避免在自動分板時損壞器件。圖1 ：V-CUT自動分板PCB禁布要求同時還需要考慮自動分板機刀片的結構，如圖2所示。在離板邊禁布區(qū)5mm的范圍內，

4、不允許布局器件高度高于25mm的器件。采用V-CUT設計時以上兩條需要綜合考慮，以條件苛刻者為準。保證在V-CUT的過程中不會損傷到元器件，且分板自如。此時需考慮到V-CUT的邊緣到線路（或PAD）邊緣的安全距離“S”，以防止線路損傷或銅，一般要求S0.3mm。如圖4所示。4.2郵票孔連接4推薦銑槽的寬度為2mm。銑槽常用于單元板之間需留有一定距離的情況，一般與V-CUT和郵票孔配合使用。5郵票孔的設計：孔間距為1.5mm，兩組郵票孔之間推薦距離為50mm。見圖5 4.3拼版方式推薦使用的拼版方式有三種：同方向拼版，中心對稱拼版，鏡像對稱拼版。6當PCB的單元板尺寸<80mm*80mm時

5、，推薦做拼版；7設計者在設計PCB板材時需要考慮到板材的利用率，這是影響PCB成本的重要因素之一。說明：對于一些不規(guī)則的PCB（如L型PCB），采用合適的拼版方式可提高板材利用率，降低成本。圖6 8若PCB要經過回流焊和波峰焊工藝，且單元板板寬尺寸>60.0mm，在垂直傳送邊的方向上拼版數(shù)量不應超過2。 9如果單元板尺寸很小時，在垂直傳送邊的方向拼版數(shù)量可以超過3，但垂直于單板傳送方向的總寬度不能超過150.0mm，且需要在生產時增加輔助工裝夾具以防止單板變形。10同方向拼版l 規(guī)則單元板采用V-CUT拼版，如滿足4.1的禁布要求，則允許拼版不加輔助邊 l 不規(guī)則單元板當PCB單元板的外

6、形不規(guī)則或有器件超過板邊時，可采用銑槽加V-CUT的方式。11 中心對稱拼版 l l 中心對稱拼版適用于兩塊形狀較不規(guī)則的PCB，將不規(guī)則形狀的一邊相對放置中間，使拼版后形狀變?yōu)橐?guī)則。l 不規(guī)則形狀的PCB對稱，中間必須開銑槽才能分離兩個單元板l 如果拼版產生較大的變形時，可以考慮在拼版間加輔助塊（用郵票孔連接）l l 有金手指的插卡板，需將其對拼，將其金手指朝外，以方便鍍金。12 鏡像對稱拼版 使用條件：單元板正反面SMD都滿足背面過回流焊焊接要求時，可采用鏡像對稱拼版。 操作注意事項：鏡像對稱拼版需滿足PCB光繪的正負片對稱分布。以4層板為例：若其 中第2層為電源/地的負片，則與其對稱的第

7、3層也必須為負片，否則不能采用鏡像對稱拼版。 圖11 ：鏡像對稱拼版示意圖 采用鏡像對稱拼版后，輔助邊的Fiducial mark 必須滿足翻轉后重合的要求。具體的位置要求請參見下面的拼版的基準點設計。4.4輔助邊與PCB的連接方法 13 一般原則 l l 器件布局不能滿足傳送邊寬度要求（板邊5mm禁布區(qū)）時，應采用加輔助邊的方法。 l l PCB板邊有缺角或不規(guī)則的形狀時，且不能滿足PCB外形要求時，應加輔助塊補齊，時期規(guī)則，方便組裝。圖12 ：補規(guī)則外形PCB補齊示意圖 14 板邊和板內空缺處理 當板邊有缺口，或板內有大于35mm*35mm的空缺時，建議在缺口增加輔助塊，以便SMT和波峰焊

8、設備加工。輔助塊與PCB的連接一般采用銑槽郵票孔的方式。 圖13 ：PCB外形空缺處理示意圖 5. 器件布局要求 5.1 器件布局通用要求 15 有極性或方向的THD器件在布局上要求方向一致，并盡量做到排列整齊。對SMD器件，不能滿足方向一致時，應盡量滿足在X、Y方向上保持一致，如鉭電容。 16 器件如果需要點膠，需要在點膠處留出至少3mm的空間。 17 需安裝散熱器的SMD應注意散熱器的安裝位置，布局時要求有足夠大的空間，確保不與其它器件相碰。確保最小0.5mm的距離滿足安裝空間要求。 說明：1、熱敏器件（如電阻電容器、晶振等）應盡量遠離高熱器件。 2、熱敏器件應盡量放置在上風口，高器件放置

9、在低矮元件后面，并且沿風阻最小的方向排布放置風道受阻。 圖 14 ：熱敏器件的放置 18 器件之間的距離滿足操作空間的要求（如：插拔卡）。 圖15 ：插拔器件需要考慮操作空間 19 不同屬性的金屬件或金屬殼體的器件不能相碰。確保最小1.0mm的距離滿足安裝要求。 5.2 回流焊 5.2.1 SMD器件的通用要求 20 細間距器件推薦布置在PCB同一面，并且將較重的器件（如電感，等）器件布局在Top面。防止掉件。 21 有極性的貼片盡量同方向布置，防止較高器件布置在較低器件旁時影響焊點的檢測，一般要求視角<45度。如圖所示 圖 16 ：焊點目視檢查示意圖 22 CSP、BGA等面陣列器件周

10、圍需留有2mm禁布區(qū)，最佳為5mm禁布區(qū)。 23 一般情況面陣列器件布容許放在背面；當背面有陣列器件時，不能在正面面陣列器件8mm禁布區(qū)的投影范圍內。如圖所示； 圖 17 ：面陣列器件的禁布要求 5.2.1 SMD器件布局要求 24 所有SMD的單邊尺寸小于50mm，如超出此范圍，應加以確認。 25 不推薦兩個表面貼裝的異型引腳器件重疊，作為兼容設計。以SOP封裝器件為例，如圖所示。 圖 18 ：兩個SOP封裝器件兼容的示意圖 26 對于兩個片式元件的兼容替代。要求兩個器件封裝一致。如圖：圖 19 ：片式器件兼容示意圖 27 在確認SMD焊盤以及其上印刷的錫膏不會對THD焊接產生影響的情況下

11、，允許THD與SMD重疊設計。如圖。 圖 20 ： 貼片與插件器件兼容設計示意圖 28 貼片器件之間的距離要求 同種器件：0.3mm 異種器件：0.13×h+0.3mm（h為周圍近鄰元件最大高度差） 圖 21 ：器件布局的距離要求示意圖 29 回流工藝的SMT器件距離列表： 說明：距離值以焊盤和器件體兩者中的較大者為測量體。表中括號內的數(shù)據為考慮可維修性的設計下限。30 細間距器件與傳送邊所在的板邊距離要求大于10mm，以免影響印刷質量。 建議：建議條碼框與表面貼裝器件的距離需要滿足如下需求。以免影響印錫質量。見表2 表2 條碼與各封裝類型器件距離要求表元件種類Pitch小于1.27

12、mm翼形引腳器件（如SOP、QFP等）、面陣列器件0603以上Chip元件及其它封裝元件條碼距器件最小距離10mm5mm圖22 ：BARCODE與各類器件的布局要求5.2.2 通孔回流焊器件布局要求 31 對于非傳輸邊大于300mm的PCB，較重的器件盡量不要布局要在PCB的中間。以減輕由插裝器件的重量在焊接過程中對PCB變形的影響，以及插裝過程對板上已經貼放的器件的影響。 32 為方便插裝。器件推薦布置在靠近插裝操作側的位置。33 通孔回流焊器件本體間距離>10mm。 34 通孔回流焊器件焊盤邊緣與傳送邊的距離10mm，與非傳送邊距離5mm。5.3 波峰焊 5.3.1 波峰焊SMD器件

13、布局要求 35 適合波峰焊接的SMD l 大于等于0603封裝，且Standoff值小于0.15的片式阻容器件和片式非露線圈片式電感。l PITCH1.27mm，且Standoff值小于0.15mm的SOP器件。l PITCH1.27mm，引腳焊盤為外露可見的SOT器件。 注：所有過波峰焊的全端子引腳SMD高度要求2.0mm；其余SMD器件高度要求4.0mm。36 SOP器件軸向需與過波峰方向一致。SOP器件在過波峰焊尾端需增加一對偷錫焊盤。如圖23所示 圖 23 ：偷錫焊盤位置要求 37 SOT-23封裝的器件過波峰焊方向按下圖所以定義。 圖 24 ：SOT器件波峰焊布局要求 38 器件間距

14、一般原則：考慮波峰焊接的陰影效應，器件本體間距和焊盤間距需保持一定的距離。 l 相同類型器件距離圖25：相同類型器件布局表3：相同類型器件布局要求數(shù)值表不同類型器件距離：焊盤邊緣距離1.0mm。器件本體距離參見圖26、表4的要求。圖 26 ：不同類型器件布局圖 表4：不同類型器件布局要求數(shù)值表5.3.2 THD器件通用布局要求 39 除結構有特殊要求之外，THD器件都必須放置在正面。 40 相鄰元件本體之間的距離，見圖27。 圖 27 ：元件本體之間的距離 41 滿足手工焊接和維修的操作空間要求，見圖28 圖28 ：烙鐵操作空間 5.3.3 THD器件波峰焊通用要求 42 優(yōu)選pitch2.0

15、mm ，焊盤邊緣間距1.0mm的器件。在器件本體不相互干涉的前提下，相鄰器件焊盤邊緣間距滿足圖29要求： 圖 29 ：最小焊盤邊緣距離 43 THD每排引腳數(shù)較多時，以焊盤排列方向平行于進板方向布置器件。當布局上有特殊要求，焊盤排列方向與進板方向垂直時，應在焊盤設計上采取適當措施擴大工藝窗口，如橢圓焊盤的應用。THD當相鄰焊盤邊緣間距為0.6mm-1.0mm 時，推薦采用橢圓形焊盤或加偷錫焊盤。 圖 30 ：焊盤排列方向(相對于進板方向) 6. 孔設計 6.1 過孔 6.1.1 孔間距 圖 31 ：孔距離要求 44 孔與孔盤之間的間距要求：B5mil；45 孔盤到銅箔的最小距離要求：B1&am

16、p;B25mil； 46 金屬化孔（PTH）到板邊（Hole to outline）最小間距保證焊盤距離板邊的距離：B320mil。 47 非金屬化孔（NPTH）孔壁到板邊的最小距離推薦D40mil。 6.1.2 過孔禁布區(qū) 48 過孔不能位于焊盤上。 49 器件金屬外殼與PCB接觸區(qū)域向外延伸1.5mm區(qū)域內不能有過孔。 6.2 安裝定位孔 6.2.1 孔類型選擇 表5 安裝定位孔優(yōu)選類型圖32：孔類型6.2.2 禁布區(qū)要求7 阻焊設計 7.1 導線的阻焊設計 50 走線一般要求覆蓋阻焊。有特殊要求的PCB可以根據需要使走線裸銅。 7.2 孔的阻焊設計 7.2.1 過孔 51 過孔的阻焊開窗

17、設置正反面均為孔徑5mil。如圖33所示 圖 33 ：過孔的阻焊開窗示意圖7.2.2 孔安裝 52 金屬化安裝孔正反面禁布區(qū)內應作阻焊開窗。 圖 34 ：金屬化安裝孔的阻焊開窗示意圖 53 有安裝銅箔的非金屬化安裝孔的阻焊開窗大小應該與螺釘?shù)陌惭b禁布區(qū)大小一致。 圖 35 ：非金屬化安裝孔阻焊設計 54 過波峰焊類型的安裝孔（微帶焊盤孔）阻焊開窗推薦為：圖 36 ：微帶焊盤孔的阻焊開窗 7.2.3 定位孔 55 非金屬化定位孔正反面阻焊開窗比直徑大10mil。 圖 37 ：非金屬化定位孔阻焊開窗示意圖 7.2.4 過孔塞孔設計 56 需要塞孔的孔在正反面阻焊都不開窗。 57 需要過波峰焊的PC

18、B，或者Pitch1.0mm的BGA/CSP，其BGA過孔都采用阻焊塞孔的方法。 58 如果要在BGA下加ICT測試點，推薦用狗骨頭形狀從過孔引出測試焊盤。測試焊盤直徑32mil，阻焊開窗40mil。圖 38 ：BGA測試焊盤示意圖 59 如果PCB沒有波峰焊工序，且BGA的Pitch1.0mm，不進行塞孔。BGA下的測試點，也可以采用以下方法：直接BGA 過孔做測試孔，不塞孔，T面按比孔徑大5mil阻焊開窗，B面測試孔焊盤為32mil，阻焊開窗40mil。 7.3 焊盤的阻焊設計 60 推薦使用非阻焊定義的焊盤（Non Solder Mask Defined）。 圖 39 ：焊盤的阻焊設計

19、61 由于PCB廠家有阻焊對位精度和最小阻焊寬度的限制，阻焊開窗應比焊盤尺寸大6mil 以上（一邊大3mil），最小阻焊橋寬度3mil。焊盤和孔、孔和相鄰的孔之間一定要有阻焊橋間隔以防止焊錫從過孔流出或短路。圖 40： 焊盤阻焊開窗尺寸 表7 ：阻焊設計推薦尺寸項目最小值插件焊盤阻焊開窗尺寸（A）3走線與插件之間的阻焊橋尺寸（B）2SMT焊盤阻焊開窗尺寸（C）3SMT焊盤之間的阻焊橋尺寸（D）3SMT焊盤和插件之間的阻焊橋尺寸（E）3插件焊盤之間的阻焊橋（F）3插件焊盤和過孔之見的阻焊橋（G）3過孔和過孔之間的阻焊橋大小（H）362 引腳間距0.5mm（20mil），或者焊盤之間的邊緣間距10

20、mil的SMD，可采用整體阻焊開窗的方式，如圖41所示。圖 41 ：密間距的SMD阻焊開窗處理示意圖63 散熱用途的鋪銅推薦阻焊開窗。 7.4 金手指的阻焊設計 64 金手指的部分的阻焊開窗應開整窗，上面和金手指的上端平齊，下端要超出金手指下面的板邊。見圖42所示。 圖 42 ：金手指阻焊開窗示意圖 8. 走線設計 8.1 線寬/線距及走線安全性要求 65 線寬/線距設計與銅厚有關系，銅厚越大，則需要的線寬/線距就越大。外層/內層對應推薦的線寬/線距如表8 表8 推薦的線寬/線距 銅厚外層線寬/線距（mil）內層線寬/線距（mil）HOZ,1OZ4/54/42OZ6/66/63OZ8/88/8

21、 66 外層走線和焊盤的距離建議滿足圖43的要求：圖 43 ：走線到焊盤的距離 67 走線距板邊距離20mil，內層電源/地距板邊距離20mil，接地匯流線及接地銅箔距離板邊也應大于20mil。 68 在有金屬殼體（如，散熱片）直接與PCB接觸的區(qū)域不可以有走線。器件金屬外殼與PCB接觸區(qū)域向外延伸1.5mm區(qū)域為表層走線禁布區(qū)。 圖 44 ：金屬殼體器件表層走線過孔禁布區(qū) 69 走線到非金屬化孔之間的距離 表 9 走線到金屬化孔之間的距離 孔徑走線距離孔邊緣的距離NPTH<80mil 安裝孔見安裝孔設計非安裝孔8mil80mil<NPTH<120mil 安裝孔見安裝孔設計非

22、安裝孔12milNPTH>120mil安裝孔見安裝孔設計非安裝孔16mil 8.2 出線方式 70 元件走線和焊盤連接要避免不對稱走線。圖 45 ：避免不對稱走線 71 元器件出現(xiàn)應從焊盤端面中心位置引出。 圖 46 ：焊盤中心引出 圖 47 ：焊盤中心出線 72 當和焊盤連接的走線比焊盤寬時，走線不能覆蓋焊盤，應從焊盤末端引線；密間距的SMT焊盤引腳需要連接時，應從焊盤外部連接，不容許在焊腳中間直接連接。 圖 48：焊盤出線要求 （一） 圖 49 ：焊盤出線要求（二） 73 走線與孔的連接，推薦按以下方式進行圖 50：走線與過孔的連接方式 8.3 覆銅設計工藝要求 74 同一層的線路或

23、銅分布不平衡或者不同層的銅分布不對稱時，推薦覆銅設計。 75 外層如果有大面積的區(qū)域沒有走線和圖形，建議在該區(qū)域內鋪銅網格，使得整個板面的銅分布均勻。 76 推薦鋪銅網格間的空方格的大小約為25mil*25mil。 圖 51：網格的設計 9 絲印設計 9.1 絲印設計通用要求77 通用要求 l 絲印的線寬應大于5mil，絲印字符高度確保裸眼可見（推薦大于50mil）。l 絲印間的距離建議最小為8mil。 l 絲印不允許與焊盤、基準點重疊，兩者之間應保持6mil的間距。l 白色是默認的絲印油墨顏色，如有特殊需求，需要在PCB鉆孔圖文中說明。 l 在高密度的PCB設計中，可根據需要選擇絲印的內容。

24、絲印字符串的排列應遵循正視時代號的排序從左至右、從下往上的原則。 9.2 絲印的內容 78 絲印的內容包括：“PCB名稱”、“PCB版本”、元器件序號”、“元器件極性和方向標志”、“條形碼框 ”、“安裝孔位置代號”、“元器件、連接器第一腳位置代號”、“過板方向標志”、“防靜電標志”、“散熱器絲印”、等。 79 PCB板名、版本號： 板名、版本應放置在PCB的Top面上，板名、版本絲印在PCB上優(yōu)先水平放置。板名絲印的字體大小以方便讀取為原則。要求Top面和Bottom還分別標注“T”和“B”絲印。80 條形碼（可選項）： l 方向：條形碼在PCB上水平/垂直放置，不推薦使用傾斜角度；l 位置：

25、標準板的條形碼的位置參見下圖；非標準板框的條形碼位置，參考標準板條形碼的位置。 圖 52 ：條形碼位置的要求 81 元器件絲?。?l 元器件、安裝孔、定位孔以及定位識別點都對應的絲印標號，且位置清楚、明確。 l l 絲印字符、極性與方向的絲印標志不能被元器件覆蓋。l 臥裝器件在其相應位置要有絲印外形（如臥裝電解電容）。 82 安裝孔、定位孔： 安裝孔在PCB上的位置代號建議為“M*”，定位空在PCB上的位置代號建議為“P*”。 83 過板方向： 對波峰焊接過板方向有明確要求的PCB需要標識出過板方向。適用情況：PCB設計了偷錫焊盤、淚滴焊盤、或器件波峰焊接方向有特定要求等。 84 散熱器： 需

26、要安裝散熱器的功率芯片。若散熱器投影比器件大，則需要用絲印畫出散熱片的真實尺寸大小。 85 防靜電標識： 防靜電標識絲印優(yōu)先放置在PCB的Top面上。 12 PCB疊層設計 10.1 疊層方式 86 PCB疊層方式推薦為Foil疊法。 說明：PCB疊法一般有兩種設計：一種是銅箔加芯板（Core）的結構，簡稱為Foil疊法；另一種是芯板（Core）疊加的方法，簡稱Core疊法。特殊材料多層板以及板材混壓時可采用Core疊法。 圖 53 ：PCB制作疊法示意圖 87 PCB外層一般選用0.5OZ的銅箔，內層一般選用1OZ的銅箔；盡量避免在內層使用兩面銅箔厚度不一致的芯板。 88 PCB疊法采用對稱

27、設計。 對稱設計指絕緣層厚度、半固化片類別、銅箔厚度、圖形分布類型（大銅箔層、線路層）盡量相對于PCB的垂直中心線對稱。 圖 54 ：對稱設計示意圖 10.2 PCB設計介質厚度要求 89 PCB缺省層間介質厚度設計參考表 10： 表 10 ：缺省的層厚要求層間介質厚度（mm）類型1-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-121.6mm四層板0.360.710.362.0mm四層板0.361.130.362.5mm四層板0.401.530.403.0mm四層板0.401.930.4011 PCB尺寸設計總則 11.1 可加工的PCB尺寸范圍 90 尺寸范圍如表 1

28、1 所示： 圖 55 ：PCB外形示意圖 表11 ：PCB尺寸要求91 PCB寬厚比要求Y/Z150。92 單板長寬比要求X/Y293 板厚0.8mm以下, Gerber各層的銅箔分布均勻，以防止板彎。小板拼版數(shù)量較多建議SMT使用治具。 94 如果單元板尺寸在傳送邊器件禁布區(qū)尺寸上不能滿足上述要求時建議在相應的板邊增加5mm寬的輔助邊。 圖 56 ：PCB輔助邊設計要求一 95 除了結構件等特殊需要外，其器件本體不能超過PCB邊緣，且須滿足： l 引腳焊盤邊緣（或器件本體）距離傳送邊5mm的要求。 l l 當有器件（非回流焊接器件）在傳送邊一側伸出PCB外時，輔助邊的寬度要求： 圖 57 ：

29、 PCB輔助邊設計要求二 l l 當有器件（非回流焊接器件）在傳送邊一側伸出PCB外，且器件需要沉到PCB內時，輔助邊的寬度要求如下：圖 58 ：PCB輔助邊設計要求三 12 基準點設計 12.1 分類 96 根據基準點在PCB上的位置和作用分為：拼版基準點，單元基準點，局部基準點。 圖 59 ：基準點分類 12.2 基準點結構 12.2.1 拼版基準點和單元基準點 97 外形/大?。褐睆綖?.0mm實心圓。阻焊開窗：圓心為基準點圓心，直徑為2.0mm圓形區(qū)域。保護銅環(huán)：中心為基準點圓心，對邊距離為3.0mm的八邊形銅環(huán)。 圖 60 ：單元Mark點結構 12.2.2 局部基準點 98 大小/

30、形狀：直徑為1.0mm的實心圓。阻焊開窗：圓心為基準點圓心，直徑為2.0mm的圓形區(qū)域。保護銅環(huán)：不需要。圖 61 ：局部Mark結構 12.3 基準點位置 99 一般原則：經過SMT設備加工的單板必須放置基準點；不經過SMT設備加工的PCB無需基準點。 單面基準點數(shù)量3。 SMD單面布局時，只需SMD元件面放置基準點。 SMD雙面布局時，基準點需雙面放置；雙面放置的基準點，出鏡像拼版外，正反兩面的基準點位置要求基本一致。 圖 62 ：正反面基準點位置基本一致 12.3.1 拼版的基準點 100 拼版需要放置拼版基準點，單元基準點。 拼版基準點和單元基準點數(shù)量各為三個。在板邊呈“L”形分布。盡量遠離。拼版基準點的位置要求見圖 63： 圖 63 ：輔助邊上基準點的位置要求 采用鏡像對