A5PCB設計規範

2021-03-04 09:16:34 字數 4471 閱讀 3011

pcb設計準則

1.目的

為了規範產品的可靠性、最低成本性、符號pcb工藝設計,規定pcb工藝設計的相關引數,使得pcb的設計滿足可生產性、可測試性、安規、emc、emi等的技術多標準要求,在產品設計過程中構建產品的工藝、技術、質量、成本優勢。

2.適用範圍

本規範適用於所有電子產品的pcb工藝設計,運用於但不限於pcb的設計、pcb投板工藝審查、單板工藝審查等活動。

3.定義

3.1導通孔(via):一種用於內層連線的金屬化孔,但其中並不用於插入元件引線或其它增強材料。

3.2盲孔(blind via):從印製板內僅延展到乙個表層的導通孔。

3.3埋孔(buried via):未延伸到印刷板表面的一種導通孔。

3.4過孔(through via):從印製板的乙個表層延展到另乙個表層的導通孔。

3.5元件孔(***ponent hole):用於元件端子固定於印製板及導電圖形電氣聯接的孔。

3.6 stand off:表面貼器件的本體底部到引腳底部的垂直距離。

4.內容

4.1 產品裝置的工藝設計

4.1.1 pcb工藝邊:

在**t、ai生產過程中以及在外掛程式過波峰焊的過程中,pcb應留出一定的邊緣便於裝置夾持。這個夾持的範圍應≥5mm,在此範圍內不允許放置元器件和設定焊盤。

4.1.2 pcb板缺槽:pcb板的一些邊緣區域內不能有缺槽,以避免印製板定位或感測器檢測時出現錯覺,具體位置因為不同裝置而變化。

4.1.3 拼板設計要求:

**t中,大多數的表面貼裝pcb板的面積比較小,為了充分的利用板材、高效率的製造生產、測試、組裝、往往將一種產品的幾種或數種拼在一起,對pcb的拼板有以下幾點要求:

a、板的尺寸不可以太大,也不可以太小,以生產、測試、裝配工程中便於生產裝置的加工和不產生較大的變形為宜。現在生產使用的pcb大部分都使用紙質和復合環氧樹脂基板在拼板過大的情況下很容易產生變形,所以要充份考慮拼板的大小問題。

b、基板過大,或拼板過大要充分考慮板材的選用,防止在回流焊和波峰焊時變形超過標準要求。

c、拼板的大小應充分考慮到生產裝置的侷限性,目前的生產裝置能適用的最大尺寸為250mm×330mm,最小尺寸為50×50(對於此類尺寸要求盡量以拼板方式設計以提公升效率),需要進行ai工藝的產品pcb板如果採用拼板方式,尺寸不能大於480×160mm。

d、每塊板上應設計有基準標記,讓機器將每塊拼板當作單板看待,提高貼片和自動外掛程式精度。

e、拼板可採用郵票孔技術或雙面對刻v形槽的分割技術,在採用郵票孔時,應注意搭邊應均勻分布在每塊拼板的四周,以避免焊接時由於pcb板受力不均勻而導致變形。郵票孔的位置應靠近pcb板內側,防止拼板分離後郵票孔處殘留的毛刺影響客戶的整機裝配。採用雙面v形槽時,v形槽的深度應控制在1/3左右(兩邊槽之和),要求刻槽尺寸精確,深度均勻。

f、設計雙面貼裝元器件不進行波峰焊接的pcb板時,可採用雙數拼板正反面各半,兩面圖形按相同的排列方式可提高裝置的利用率(在中、小批量生產條件下裝置投資可以減半),節約生產裝置費用和時間。

4.2確定pcb使用板材以及ig值

4.2.1確定pcb所選用的板材,例如fr-4、鋁基板、陶瓷基板、紙芯板等,若選用高tg值的板材,應在檔案中註明厚度公差。

4.2.2 確定pcb銅箔的表面處理鍍層,例如鍍鎳金或osp等,並在檔案中註明。

4.3熱設計要求

4.3.1高熱器件應考慮放於出風口或利於對流的位置,pcb在布局中考慮將高熱器件放於出風口或利於對流的位置。

4.3.2較高的元件應考慮放於出風口,且不阻擋風路,散熱器的放置應考慮利於對流。

4.3.3 溫度敏感器械件應考慮遠離熱源,對於自身公升高於30℃的熱源,一般要求:

a、在風冷條件下,電解電容等溫度敏感器件離熱源距離要求大於或等2.5mm;

b、自然冷條件下,電解電容等溫度敏感器件離熱源距離要求大於或等於4.0mm。

4.3.4大面積銅箔要求用隔熱帶與焊盤相連,為了保證透錫良好,在大面積銅箔上的元的焊盤要求用隔熱帶與焊盤相連,對於需過5a以上大電流的焊盤不能採用隔熱焊盤。

4.3.5過回流焊的0805以及下片式元件兩端焊盤的散熱對稱性,為了避免器件過回流焊後出現偏位、立碑現象,地回流焊的0805以及0805以下片式元件兩端焊盤應保證散熱對稱性,焊盤與印製導線的連線部寬度不應大於0.

3mm(對於不對稱焊盤)。

4.3.6高熱器件的安裝方式及是否

考慮帶散熱器確定高熱器件的安裝方式易於操作和焊接,原則上當元器件的發熱密度超過0.4w/cm3,單靠元器件的引線腿及元器件本身不足充分散熱,應採用散熱網、匯流條等措施來提高過電流能力,匯流條的支腳應採用多點連線,盡可能採用鉚接後過波峰焊或直接過波峰焊接,以利於裝配、焊接:對於較長的匯流條的使用,應考慮過波峰時受熱匯流條與pcb熱膨脹係數不匹配造成的pcb變形。

為了保證搪錫易於操作,錫道寬度應不大於等於2.0mm,錫道邊緣間距大於1.5mm。

4.4器件庫選型要求

4.4.1已有pcb元件封裝庫的選用應確認無誤

a、有元件庫器件的選用應保證封與元器件實物外形輪廓、引腳間距、通孔間距、通孔直徑等相符合。

b、插裝器件管腳應與通孔公差配合良好(通孔直徑大於管腳直徑8-10mil),考慮公差可適當增加,確保透錫良好。

c、元件的孔徑形成序列化,40mil以上按5mil遞加,40mil以下按4mil遞減,最小不小於8mil。

d、孔徑對應關係如表1:

4.4.2 新器件的pcb元件封裝應確定無誤pcb上尚無件封裝庫的器件,應根據器件資料建立打撈的元件封裝庫,並保證絲印庫存與實物符合,特別是新建立的電磁元件、自製結構件等的元件庫存是否與元件的資料(承認書、圖紙)相符合。

新器件應建立能夠滿足不同工藝(回流焊、波峰焊、通孔回流焊)要求的元件庫。

4.4.3需過波峰焊的**t器件要求使用表面貼波峰焊盤庫。

4.4.4軸向器件和跳線的引腳間距的種類應盡量少,以減少器件的成型和安裝工具。

4.4.5不同pin間距的相容器件要有單獨的焊盤孔,特別是封裝相容繼電器的各相容焊盤之間要連線。

4.4.6錳銅絲等作為測量用的跳線的焊盤要做成非金屬化,若是金屬化焊盤,那麼焊接後,焊盤內的那段電阻將被短路,電阻有效長度將變小而且不一致,從而導致測試結果不準確。

4.4.7不能用表貼器件作為手工焊的調測器件,表貼器件在手工焊接時容易受熱衝擊損壞。

4.4.8除非實驗驗證沒有問題,否則不能選用和pcb熱膨脹係數差別太大的無引腳表貼器件,這容易引起焊盤拉脫現象。

4.4.9除非實驗驗證沒有問題,否則不能選非表貼器件使用。因為這樣右能需要手焊接,效率和可靠性都會很低。

4.4.10多層pcb側布局部鍍銅作為用於焊接的引腳時,必須保證每層均有銅箔相連,以增加鍍銅的附著強度,同時要有實驗驗證沒有問題,否則雙面板不能採用側面鍍銅作為焊接引腳。

4.5 基本布局要求

4.5.1 pcba加工工序合理

製成板的元器件布局應保證製成板的加工工序合理,以便於提高製成板加工效率合直通率。pcb布局選用的加工流程應使加工效率最高。常用pcba的6種加工、流程如表2;波峰焊加工的製成板進板方向應在pcb上標明,並使進板方向合理,若pcb可以從兩個方向進板,應採用雙箭頭的進板標識。

(對於回流焊,可考慮用工裝夾具來確定其過回流焊的方向)。

表24.5.3 兩面過回流焊的pcb的bottom面要求無大體積、太重的表貼器件需兩面都過回流焊的pcb,第一次回流焊接器件重量限制如下:

a=器件重量/引腳與焊盤接觸面積片式器件:a≤0.075g/mm2翼形引腳器件:

a≤0.300g/mm2 j形引腳器件:a≤0.

200g/mm2面陣列器:a≤0.100g/mm2若有超重的器件必須布在bottom面,則應通過試驗證可行性。

4.5.4需波峰焊加工的單板背面器件不形成陰影效應的安全距離已考慮波峰焊工藝的**t器件距離要求。

1) 相同型別器件距離。

2〕不同型別器件距離。

4.5.5 大於0805封裝的陶瓷電容,布局時盡量靠近傳送邊或受應力較小區域,其軸向盡量與進板方向平行,盡量不使用1825以上尺寸的陶瓷電容。

4.5.6經常插拔器件或板邊聯結器周圍3mm範圍內盡量不布置**d,以防止聯結器插拔進產生的應力損壞器件。

4.5.7過波峰焊的表面貼

器件的stand off應小於0.15mm,否則不能布在b面過波峰焊,若器件的stand off 在0.15mm與0.

2mm之間,可在器件本體底下布銅箔以減少器件本體底部與pcb表面距離.

4.5.8 波峰焊的外掛程式元件焊盤間距大於1.0mm

a、為保證過波峰焊時不連錫,過波峰焊的外掛程式元件焊盤邊緣間距應大於1.0mm(包括元件本身引腳的焊盤邊緣間距),優選外掛程式元件引腳間距(pitch) ≥2.0mm.

焊盤邊緣間距≥1.0mm,在器件本體不相互干涉的前提下,相鄰件焊盤邊緣間距滿足要求。

4.5.9外掛程式元件每排引腳為較多,以焊盤排列方向平行於進板方向布置器件時,當相鄰焊盤邊緣間距為0.6mm—1.0mm時,推薦採用橢圓形焊盤或加偷錫焊盤。

4.5.10 bga周圍3mm內無器件為了保證可維修性,bga器件周圍需留有3mm禁布區,最佳為5mm禁布區。

一般情況下bga不允許放置背面(兩次過回流焊的單板地第一次過過回流焊面);當背面有bga器件時,不能在正面 bga5mm禁布區的投影範圍內布器件。

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