某公司CB布局及元件裝配的設(shè)計(jì)規(guī)范

PCB布局及元件裝配的設(shè)計(jì)規(guī)范Rev.01——制造部黃鋒二OO六年12月27日

第一管理資源網(wǎng)Introduction(導(dǎo)言）此文獻(xiàn)提供了關(guān)于可制造性設(shè)計(jì)（DFM----DesignForManufacturability）規(guī)范的總體要求：設(shè)計(jì)一個(gè)最有價(jià)值、品質(zhì)性能兼優(yōu)的可靠性產(chǎn)品是研發(fā)部門的職責(zé)，為了保證產(chǎn)品的可制造性，研發(fā)部門必須充分考慮到當(dāng)前的制造能力，在設(shè)計(jì)執(zhí)行階段應(yīng)經(jīng)常集會(huì)回顧當(dāng)前的設(shè)計(jì)及制造問題以提高制造能力，請研發(fā)人員嚴(yán)格按照本文所制定的規(guī)范履行職責(zé)，有任何改變必須經(jīng)SMT部門NPE（Newprogramengineer)同意。Dimensions（尺寸）

全文所使用的度量單位：mmScope（范圍）

此標(biāo)準(zhǔn)定義了PCB及裝配最基本的設(shè)計(jì)要求，如下幾點(diǎn):PCBLayout及元件裝配線路設(shè)計(jì)異形元件LayoutPCB外形尺寸多層PCBApplicability（應(yīng)用）

此文提到的所有標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于HYT所有產(chǎn)品中（除非另有說明）

第一管理資源網(wǎng)1.PCBLayout及元件裝配1.1

通常考慮因素(Layout和元件)因?yàn)楸砻尜N裝的焊接點(diǎn)大多都比較小，并且在元器件與PCB之間要提供完整的機(jī)械連接點(diǎn)，由此在制造過程中保持連接點(diǎn)的可靠性就顯得非常重要。通常在產(chǎn)品制造、搬運(yùn)、處理當(dāng)中大PCB貼大元器件要比小PCB貼小元器件更冒險(xiǎn)，因此越密集分布的PCB板對其厚度及硬度有更高的要求以避免在加工、測試及搬運(yùn)過程中受彎曲而損壞焊接點(diǎn)或元器件本體。因此在設(shè)計(jì)過程要充分考慮到PCB的材質(zhì)、尺寸、厚度及元件的類型是否能滿足在加工、測試及搬運(yùn)過程中所承受的機(jī)械強(qiáng)度。1.1.1在對PCB布局時(shí)應(yīng)考慮按元件的長與PCB垂直的方向放置,尤其避免將元器件布在不牢固、高應(yīng)力的部分以免元器件在焊接、分板、振動(dòng)時(shí)出現(xiàn)破裂。具體見以下圖示：

第一管理資源網(wǎng)1.1.2元件熱膨脹性不匹配表面貼片元件特別是無鉛元器件在焊接過程中最主要的因素是熱膨脹的沖擊，元器件的焊端與元件本體如果在高溫焊接及大電流流過時(shí)熱膨脹不匹配將導(dǎo)致元件本體與焊端破裂?？偟膩碚f，大的元器件比小的元器件更易受熱膨冷縮的影響，一般在焊接加工工藝中只允許電容尺寸等于1812。1.2

元件裝配

1.2.1元件貼片相似的元器件應(yīng)按同一方向整齊地排列在的PCB板上以方便SMT貼片、檢查、焊接.建議所有有方向的元器件本體上的方向標(biāo)示在PCB板的排列是一致的,見如下圖：1.2

元件裝配

第一管理資源網(wǎng)1.2.2SMT元件手焊、補(bǔ)焊要求：由于大多SMT元器件在手工焊接過程中極易受熱沖擊的影響而損壞，因此不允許對SMD料進(jìn)行手工焊接，在生產(chǎn)當(dāng)中出現(xiàn)的不良應(yīng)盡量在低溫下焊接。1.2.3SMT元器件不應(yīng)放置在有DIP（Doublein-linepackage雙列直接式組裝）、通孔元件的下面（目前公司無波烽焊接工藝，以手工替代，這一條可不執(zhí)行）。1.2.4SMT料應(yīng)遠(yuǎn)離PCB定位邊緣5mm

1.2.5SMT加工必須與焊接工藝相匹配，如回流焊接只適用于PCBA的回流焊接，波烽焊接也只適用于PCBA的波烽焊接。1.3

波烽焊接（略）

第一管理資源網(wǎng)1.4

回流焊接1.4.1回流條件：

為確保元件在回流焊接前后性能的一致性，要求元器件的參數(shù)要求必須達(dá)到HYT的回流要求。回流焊溫度曲線：斜率(Ramprate）：>4C°/Sec

峰值溫度（peaktemp.):235C°(leadproduct)270C°(lead-freeproduct)

液化時(shí)間（Timeaboveliquidus):應(yīng)能承受120Sec1.4.2元件間隔：PP—PadtoPadBB—BodytoBodyBP—BodytoPad

Chip料

第一管理資源網(wǎng)

第一管理資源網(wǎng)1.4.3線路布局使用絕緣及不可焊接材料覆蓋在裸露、無需焊接的銅箔及線路上以防止在回流焊接時(shí)焊錫流到裸露的銅箔及線路上而造成焊盤無錫、少錫或虛焊等。

Pad位的對稱性避免焊盤與大的銅箔相接或用隔熱材料將焊盤與大銅箔連接部分小化以免在回流焊接時(shí)由于散熱太快而導(dǎo)致冷焊的出現(xiàn)。

第一管理資源網(wǎng)對于單個(gè)形狀的元件，其焊盤的設(shè)計(jì)應(yīng)成對稱，以免在回流焊接時(shí)出現(xiàn)立碑的現(xiàn)象。

通孔的位置設(shè)計(jì)方針通孔應(yīng)遠(yuǎn)離元件的焊盤以免在回流焊接時(shí)焊料通過通孔流出焊盤而造成無錫、少錫等現(xiàn)象。通孔與焊盤的最小距離為0.63mm,

第一管理資源網(wǎng)通孔僅僅在大的元器件上的焊盤上才可以使用,例如像DPAK&D2PAK，但是必須要求通孔的的直徑不大于0.3mm

或者更小，并且為避免在回流焊接過程中出現(xiàn)錫通過通孔流到另外一面造成凸?fàn)疃绊懥硪幻娴纳a(chǎn)，應(yīng)考慮在另一邊塞住通孔。DPAK&D2PAK1.4.4回流裝配要求有機(jī)械支撐裝置的焊接：

在PCB上提供較多的銅箔可焊面積以使元件與PCB的焊接點(diǎn)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度去支撐，尤其是導(dǎo)線與銅箔相接的位置。

第一管理資源網(wǎng)針針對有有支撐撐柱的的情況況下，，易碎碎的陶陶瓷電電容應(yīng)應(yīng)放置置在應(yīng)應(yīng)力最最小的的位置置。特特殊元元器件件的裝裝配。。a.在焊接接工藝藝中（（特別別是無無鉛工工藝）），不不要要選用用與PCB與熱膨膨脹不不相符符的并并熱膨膨脹較較大的的元件件器，，除非非已經(jīng)經(jīng)證實(shí)實(shí)了試試驗(yàn)成成功及及確認(rèn)認(rèn)無任任何問問題，，否則則板變變形及及焊接接點(diǎn)破破裂可可能發(fā)發(fā)生而而影響響可靠靠性。。b.在回流流焊接接過程程中，，除除非已已經(jīng)證證實(shí)了了測試試成功功及確確認(rèn)對對結(jié)果果無害害，否否則不不要選選擇非非SMT物料在在SMT進(jìn)行表表面裝裝配而而在爐爐后手手工補(bǔ)補(bǔ)錫。。第一管管理資資源網(wǎng)網(wǎng)c.當(dāng)然針針對一一些元元器件件對其其引腳腳進(jìn)行行修正正也可可以作作為SMT物料進(jìn)進(jìn)行焊焊接。。d.當(dāng)非SMT元器件件使用用于SMT貼片時(shí)時(shí)，對對其引引腳的的彎曲曲度及及平整整度有有一定定的要要求，，如果果需要要彎曲曲，其其彎曲曲部分分不能能延伸伸到腳腳與本本體的的相接接處，，而是是彎曲曲點(diǎn)與與本體體的距距離（（L）為元件件引腳腳的直直徑或或厚度度但至至少不不能小小于1.0mm，，具體可可參照照以下下圖及及表格格：第一管管理資資源網(wǎng)網(wǎng)如果對對其引引腳進(jìn)進(jìn)行整整平，，整平平的厚厚度應(yīng)應(yīng)不少少于引引腳直直徑的的40%：：e.異形元元器件件引腳腳成形形加工工的共共面度度要求求（最最大0.15mm)：1.5基準(zhǔn)校校正點(diǎn)點(diǎn)(Fiducialmarks)1.5.1基準(zhǔn)校校正點(diǎn)點(diǎn)的應(yīng)應(yīng)用總體考考慮基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)是位位于PCB板上的的類似似于焊焊盤的的小薄薄片,通常?；鶞?zhǔn)準(zhǔn)點(diǎn)的的制作作與SMT元器件件的焊焊盤制制作在在同一一時(shí)間間進(jìn)行行蝕刻刻處處理;由于基基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)與SMT元器件件焊盤盤在同同一加加工過過程中中進(jìn)行行,因因此其其相對對位置置比定定位孔孔與焊焊盤的的相對對位置置更穩(wěn)穩(wěn)定準(zhǔn)準(zhǔn)確;在SMT加工過過程中中,通通過過SMT貼片機(jī)機(jī)的照照相系系統(tǒng)對對PCB基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)坐標(biāo)標(biāo)的讀讀取,以及及通過過計(jì)算算機(jī)系系統(tǒng)對對坐標(biāo)標(biāo)偏差差的計(jì)計(jì)算準(zhǔn)準(zhǔn)確定定位PCB的位置置,因因此,元件件貼片片精度度得到到很大大的提提高.第一管管理資資源網(wǎng)網(wǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)的類類型這里有有兩種種類型型,一一種是是“PCB基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)”,另外外一種種根椐椐不同同元器器件的的需要要而設(shè)設(shè)的““元件件基準(zhǔn)準(zhǔn)點(diǎn)””1)PCB基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)對于單單板的的Layout,建議使使用三三個(gè)基基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)來作作為角角度、、線性性及非非線性性失真真的補(bǔ)補(bǔ)償，，如果PCB板的元元件間間距或或腳間間距有有小于于50milpitch的就必必須要要使用用三個(gè)個(gè)基準(zhǔn)準(zhǔn)點(diǎn)；；三個(gè)基基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)位于于PCB板上的的三個(gè)個(gè)角落落位置置;在PCB長度及及對角角線的的范圍圍之內(nèi)內(nèi)，三三個(gè)基基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)的距距離應(yīng)應(yīng)盡量量最大大.第一管管理資資源網(wǎng)網(wǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)一定定不要要放置置在如如上圖圖所示示的受受限制制的區(qū)區(qū)域，，必須須放置置在距距離PCB邊緣的的4mm以上的的位置置；如上圖圖如示示，每每塊板板的兩兩個(gè)基基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)是進(jìn)進(jìn)行角角度及及線性性補(bǔ)償償?shù)淖钭畹鸵?；；兩個(gè)基基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)確確立在在PCB對角線線的位位置上上，在在生產(chǎn)產(chǎn)過程程中基基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)通常常作為為參考考點(diǎn)來來檢測測板的的存在在及校校正板板與板板之間間的細(xì)細(xì)微的的偏差差;SMT元件應(yīng)應(yīng)盡量量放置置在基基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)的范范圍內(nèi)內(nèi).第一管理資資源網(wǎng)對于PCB拼板的Layout，最好用三個(gè)個(gè)（如果元件Pitch小于50mil必須采用三三個(gè)）或兩個(gè)基基準(zhǔn)點(diǎn)以補(bǔ)補(bǔ)償PCB拼板的偏差差；在回流焊接接加工過程程中，PCB基準(zhǔn)點(diǎn)必須須包涵到PCB拼板的Gerberfile中；對于一些高高密度分布布的PCB板中如果沒沒有多余的的空間放置置基準(zhǔn)點(diǎn)，，可以考慮慮將基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)放置在拼拼板之間的的連接材料料上，但為為了考慮基基準(zhǔn)點(diǎn)與PCB元件分布的的精度，必必須將基準(zhǔn)準(zhǔn)點(diǎn)與PCB元件分布一一起設(shè)計(jì)在在Gerberfile中；第一管理資資源網(wǎng)2)個(gè)別別元件的基基準(zhǔn)點(diǎn)對于那些元元件腳Pitch比較纖細(xì)（（小于25mil），，如QFP、BGA元器件，建建議使用兩兩個(gè)元件基基準(zhǔn)點(diǎn)分別別放置在元元件的對角角線的兩個(gè)個(gè)位置，以以此作為此此類元件的的參考點(diǎn)并并為元件在在SMT加工過程中中修正其偏偏差。1.5.2基準(zhǔn)校正點(diǎn)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)a.根據(jù)不同的的銅墊厚度度而選用不不同的基準(zhǔn)準(zhǔn)點(diǎn)的尺寸寸（A）以及基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)與絕緣材材料之間的的相距尺寸寸（B）也將選用不不同的尺寸寸，如下圖圖：b.不應(yīng)選擇絕絕緣材料、、孔作為基基準(zhǔn)點(diǎn)，或或在基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)周圍設(shè)置置一個(gè)與基基準(zhǔn)點(diǎn)尺寸寸相近的圖圖案，此圖圖案還包括括多層板中中的里層圖圖案。第一管理資資源網(wǎng)2.設(shè)備的局限限性對物料料規(guī)格及元元器件包裝裝的影響2.1P.C.B厚度在波烽焊接接加工過程程中，那么么PCB的厚度標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)要求為：：1.6mm，最薄不能低低于1.0mm，不然PCB在過波峰焊焊接時(shí)易彎彎曲變形而而導(dǎo)致PCB上的元器件件損壞及焊焊接點(diǎn)破裂裂，影響產(chǎn)品的的可靠性.在回流焊接接加工過程程中，薄的的PCB可以被使用用倘若在PCB兩邊增加均均衡性銅箔箔及通過拼拼板適當(dāng)?shù)牡脑O(shè)計(jì)而減減少PCB的彎曲可能能性。2.2表面貼片元元件1.SMT現(xiàn)有的貼片片機(jī)所能處處理的表面面貼片元件件包裝有8mm、12mm、16mm、、24mm、32mm及44mm的卷裝料及及支裝料料，散裝物料在在SMT加工過程中中是不允許許采用的。2.SOIC的標(biāo)準(zhǔn)包裝裝應(yīng)優(yōu)先選選擇卷裝形形式，減小小支裝包裝裝方式從而而減少對機(jī)機(jī)器貼片效效率的影響響。3.包裝那些異異形元器件件或非SMD元器件作為為SMT貼片元件時(shí)時(shí)（像屏蔽蔽罩之類）應(yīng)應(yīng)采用膠材材質(zhì)的拖盤或其其它方式進(jìn)進(jìn)行包裝以以避免在運(yùn)運(yùn)輸及加工工過程中使使元器件變變形而影響響其共面性性。4.可貼裝的元元件高度不不能大于15mm第一管理資資源網(wǎng)3.線路設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范3.1加強(qiáng)焊端的的獨(dú)立性,減弱焊端之之間的影響響,如下圖3.2如果焊端位位于較大的的銅箔上,那么必須修修整較大的的可焊區(qū)焊焊端面積以以避免出現(xiàn)現(xiàn)短路等不不良.如下圖第一管理資資源網(wǎng)3.3為了達(dá)到較較好的機(jī)械械強(qiáng)度尤其其是對于１１O(jiān)Z銅的ＰＣＢＢ及有手工工焊接要求求的ＰＣＢＢ，經(jīng)常加加大銅箔的的面積，如如下圖：3.４通孔孔不允許位位于底部為為金屬物質(zhì)質(zhì)的元器件件下面，除除非他們之之間有絕緣緣體隔開，，并且此絕絕緣體能承承受焊接時(shí)時(shí)的高溫沖沖擊而不被被損壞；3.５銅路路與焊端連連接的頸部部位置應(yīng)加加寬以避免免在焊接的的過程中出出現(xiàn)斷裂的的現(xiàn)象；第一管理資資源網(wǎng)3.６焊盤盤不允許位位于與大銅銅箔的附近近，他們之之間最小間間隔應(yīng)不小小于１．８８mm；3.７線路路寬度及線線路之間的的間隔定義義（對于１１oz或2oz銅的ＰＣＢＢ）；第一管理資資源網(wǎng)3.７線路路轉(zhuǎn)角定義義第一管理資資源網(wǎng)4.PCB外形尺寸這個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范為SMT加工制造（（單面或雙雙面板PCB）定義了其的的外形尺寸寸要求：4.1外形尺寸1、所有的的PCB的外形輪廓廓必須是直直的，這樣樣可以減少少PCB在SMT加工過程中中上板、出出板及中途途傳輸過程程中的出錯(cuò)錯(cuò)率，從而而縮短PCB的傳輸時(shí)間間、增強(qiáng)PCB的固定及提提高SMT加工品質(zhì)。。SMT不能接受第一管理資資源網(wǎng)SMT能接受的通過在空余余的地方增增加如下圖圖所示的DummyPCB以增強(qiáng)PCB的固定及及提高SMT加工品質(zhì)質(zhì)。第一管理理資源網(wǎng)網(wǎng)４.2、PCB最大的外外形尺寸寸SMT設(shè)備的最最大允許許外形尺尺寸：SMT生產(chǎn)線的的最大允允許外形形尺寸：：考慮到SMT生產(chǎn)的通通用性，，建議LayoutPCB板時(shí)長*寬不大大于330mm*250mm，最小尺寸寸不小于于50mm*50mm。第一管理理資源網(wǎng)網(wǎng)4.3、PCB定位孔及及受限區(qū)區(qū)域PCB板上的Toolingholes：Toolingholes是PCB上的兩個(gè)個(gè)定位孔孔，用于于貼片機(jī)機(jī)較好的的固定PCB以方便機(jī)機(jī)器精確確的貼片片。單面PCB的Toolingholes基本規(guī)范范：1）Toolingholes應(yīng)位于PCB最長的一一邊以減減少角度度差；2）Toolingholes圓孔的直直徑應(yīng)為為：4mm+0.1/-0.；3）Toolingholes拉長孔的的尺寸為為：寬為為4mm+0.1/-0,長為5mm；4）對于拼板板的PCB，，每塊小板板的數(shù)據(jù)據(jù)必須統(tǒng)統(tǒng)一以位位于左下下角的Toolingholes圓孔為基基準(zhǔn)；5）兩兩個(gè)Toolingholes在PCB上之間的的距離應(yīng)應(yīng)PCB長度的允允許下最最大分離離；第一管理理資源網(wǎng)網(wǎng)雙面PCB的Toolingholes基本規(guī)范范：1）Toolingholes應(yīng)位于PCB最長的一一邊以減減少角度度差；2）Toolingholes圓孔的直直徑應(yīng)為為：4mm+0.1/-0.；3）對于拼板板的PCB，，每塊小板板的數(shù)據(jù)據(jù)必須統(tǒng)統(tǒng)一以位位于左下下角的Toolingholes圓孔為基基準(zhǔn)，并并兩面對對稱；4）兩兩個(gè)Toolingholes在PCB上之間的的距離應(yīng)應(yīng)PCB長度的允允許下最最大分離離；第一管理理資源網(wǎng)網(wǎng)PCB板上元件件貼片的的受限區(qū)區(qū)域(單單面PCB)：單面PCB第一管理理資源網(wǎng)網(wǎng)雙面PCBPCB板上元件件貼片的的受限區(qū)區(qū)域(雙雙面PCB)：第一管理理資源網(wǎng)網(wǎng)4.4元器件、、焊盤、、線路在在Layout時(shí)所考慮慮的受限限區(qū)域定定義所有的元元器件、、焊盤及及線路在在LayoutPCB時(shí)與PCB的邊緣都都有一個(gè)個(gè)最小的的間隔，，為了避避免在分分板及搬搬運(yùn)過程程中損壞壞。A、焊盤及及線路與與邊的最最小間隔隔：1）與V-CUT之間的最最小間隔隔：0.5mm2)與沖孔之之間的最最小間隔隔：0.3mm3)與內(nèi)部線線路之間間的間隔隔：0.25mm4)與郵票孔孔邊之間間的最小小間隔：：1.27mmB、元器件件與邊的的最小間間隔：1）與V-CUT之間的最最小間隔隔：1.27mm如果是通通孔元器器件則是是：2.0mm2)與沖孔之之間的最最小間隔隔：0.3mm3)與內(nèi)部線線路之間間的間隔隔：0.5mm4)尺寸為1820的元器件件及更大大的元器器件與PCB邊緣之間間的最小小間隔應(yīng)應(yīng)為：１０mm第一管理理資源網(wǎng)網(wǎng)4.５拼拼板及及分板總的來說說有三種種拼板方方式，即即單面拼拼板、家家族式拼拼板（familypanel)、雙面拼拼板（陰陰陽拼板板）。４.5.1單面拼板板總的要要求：A.單面拼板板應(yīng)按同同一方向向排列，，這樣有有利于減減少ＳＭＭＴ做程程式的步步驟及便便用機(jī)器器固定，，B.如果小板板中有超超出小板板邊緣的的元器件件，那么么與之相相鄰的小小板必須須要考慮慮避位，，如下圖圖：第一管理理資源網(wǎng)網(wǎng)如果小板板沒有辦辦法避位位，也可可以通過過在小板板之間增增加一個(gè)個(gè)dummy條的方式式來避位位，見如如下圖：：Ｃ.使用額外外的Dummy條去加固固拼板的的兩個(gè)長長邊，以以方便ＰＰＣＢ在在貼片過過程中的的傳輸及及分板的的方便性性。第一管理理資源網(wǎng)網(wǎng)４.5.２家族式式拼板（（familypanel)：家族式拼拼板：也也就是將將一個(gè)產(chǎn)產(chǎn)品的所所有板都都排在一一板ＰＣＣＢ板上上，如圖圖。家族族式式拼拼板板的的優(yōu)優(yōu)勢勢：：1））減少少了了板板的的數(shù)數(shù)量量，，有有利利于于采采購購；；2））減減了了ＷＷＩＩＰＰ存存貨貨；3））減少少了了ＴＴooling成本本為為ＰＰＣＣＢＢ制制造造及及ＳＳＭＭＴＴ裝裝配配；4）制制造造周周期期縮縮短短，，也也縮縮短短的的品品質(zhì)質(zhì)反反饋饋周周期期；；家族族式式拼拼板板的的劣劣勢勢：：1））相對對于于標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)拼拼板板，，家家族族式式拼拼板板在在ＰＰＣＣＢＢ原原材材料料的的充充分分利利用用方方面面較較差差，，產(chǎn)產(chǎn)生生了了較較多多的的ＤＤummyboard；2））家家族族式式拼拼板板僅僅限限于于有有相相同同的的材材料料及及制制造造過過程程的的板板；3））增加加了了加工工工工藝藝及及測測試試工工藝藝難難度度；4)元器器件件種種類類的的增增多多而而導(dǎo)導(dǎo)致致ＳＳＭＭＴＴ機(jī)機(jī)器器送送料料站站位位的的不不夠夠。。第一一管管理理資資源源網(wǎng)網(wǎng)４.5.３雙雙面面拼拼板板（（陰陰陽陽板板））：：陰陽陽板