電路板佈線手冊PCB工藝設計規範

2021-09-24 08:38:45 字數 5701 閱讀 1528

1. 目的

電路板佈線手冊

powermyworkroom

規範產品的 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 等的技術規範要求,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了產品的 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。

本規範之前的相關標準、規範的內容如與本規範的規定相牴觸的,以本規範為準。

3. 定義

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。盲孔(blind via):從印製板內僅延展到乙個表層的導通孔。

埋孔(buried via):未延伸到印製板表面的一種導通孔。

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。

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

stand off:表面貼器件的本體底部到引腳底部的垂直距離。

4. 引用/參考標準或資料

ts—s0902010001 《資訊科技裝置 pcb 安規設計規範》

ts—soe0199001 《電子裝置的強迫風冷熱設計規範》

ts—soe0199002 《電子裝置的自然冷卻熱設計規範》

iec60194 《印製板設計、製造與組裝術語與定義》 (printed circuit board design

manufacture and assembly-terms and definitions)

ipc—a—600f 《印製板的驗收條件》 (acceptably of printed board)

iec60950

5. 規範內容

5.1 pcb 板材要求

5.1.1 確定 pcb 使用板材以及 tg 值

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。

5.1.2 確定 pcb 的表面處理鍍層

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

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5.2 熱設計要求

5.2.1 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。

5.2.2 較高的元件應考慮放於出風口,且不阻擋風路

5.2.3 散熱器的放置應考慮利於對流

5.2.4 溫度敏感器械件應考慮遠離熱源

對於自身溫公升高於 30℃的熱源,一般要求:

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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於 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。

若因為空間的原因不能達到要求距離,則應通過溫度測試保證溫度敏感器件的溫公升在降額

範圍內。

5.2.5 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件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,如圖所示:

焊盤兩端走線均勻

焊盤與銅箔間以」公尺」字或」十」字形連線

或熱容量相當

圖 15.2.6 過回流焊的 0805 以及 0805 以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),

如圖 1 所示。

5.2.7 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。

5.3 器件庫選型要求

5.3.1 已有 pcb 元件封裝庫的選用應確認無誤

pcb 上已有元件庫器件的選用應保證封裝與元器件實物外形輪廓、引腳間距、通孔直徑等

相符合。

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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—20mil),考慮公差可適

當增加,確保透錫良好。

元件的孔徑形成序列化,40mil 以上按 5 mil 遞加,即 40 mil、45 mil、50 mil、55 mil……;

40 mil 以下按 4 mil 遞減,即 36 mil、32 mil、28 mil、24 mil、20 mil、16 mil、12 mil、8 mil.

器件引腳直徑與 pcb 焊盤孔徑的對應關係,以及二次電源插針焊腳與通孔回流焊的焊盤

孔徑對應關係如表 1:

器件引腳直徑(d)

d≦1.0mm

pcb 焊盤孔徑/插針通孔回流焊焊盤孔徑

d+0.3mm/+0.15mm

1.0mmd>2.0mm d+0.5mm/0.2mm

表 1建立元件封裝庫存時應將孔徑的單位換算為英製(mil),並使孔徑滿足序列化要求。

5.3.2 新器件的 pcb 元件封裝庫存應確定無誤

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

與實物相符合,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。

5.3.3 需過波峰焊的 smt 器件要求使用表面貼波峰焊盤庫

5.3.4 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。

5.3.5 不同 pin 間距的相容器件要有單獨的焊盤孔,特別是封裝相容的繼電器的各相容焊盤之

間要連線。

5.3.6 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,電阻的有效長度將變小而且不一致,從而導致測試結果不準確。

5.3.7 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。

5.3.8 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。

5.3.9 除非實驗驗證沒有問題,否則不能選非表貼器件作為表貼器件使用。因為這樣可能需要

手焊接,效率和可靠性都會很低。

5.3.10 多層 pcb 側面區域性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。

5.4 基本布局要求

5.4.1 pcba 加工工序合理

製成板的元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和直通率。

pcb 布局選用的加工流程應使加工效率最高。

常用 pcba 的 6 種主流加工流程如表 2:

5.4.2 波峰焊加工的製成板進板方向要求有絲印標明

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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,可考慮採用工裝夾具來確定其過回流焊的

方向)。

序名稱工藝流程特點適用範圍

號1 單面插裝成型—外掛程式—波峰焊接

2 單面貼裝焊膏印刷—貼片—回流焊接

3 單面混裝焊膏印刷—貼片—回流焊接—thd—

波峰焊接

4 雙面混裝貼片膠印刷 — 貼片 — 固化 — 翻板

—thd—波峰焊接—翻板—手工焊

效率高,pcb 組裝加熱次數為一

次效率高,pcb 組裝加熱次數為一

次效率較高,pcb 組裝加熱次數為

二次效率高,pcb 組裝加熱次數為二

次器件為 thd

器件為 smd

器件為smd、thd

器件為smd、thd

5 雙面貼裝、

插裝6 常規波峰焊

雙面混裝

焊膏印刷—貼片—回流焊接—翻板—

焊膏印刷—貼片—回流焊接—手工焊

焊膏印刷—貼片—回流焊接—翻板—

貼片膠印刷 — 貼片 — 固化 — 翻板

—thd—波峰焊接—翻板—手工焊

表 2效率高,pcb 組裝加熱次數為二

次效率較低,pcb 組裝加熱次數為

三次器件為

smd、thd

器件為smd、thd

5.4.3 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

面陣列器件:a≦0.100g/mm2

若有超重的器件必須布在 bottom 面,則應通過試驗驗證可行性。

5.4.4 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 smt 器

件距離要求如下:

1) 相同型別器件距離(見圖 2)b機密

bl第 4 頁bl

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過波峰方向

圖 2相同型別器件的封裝尺寸與距離關係(表 3):

焊盤間距 l(mm/mil)

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器件本體間距 b(mm/mil)

0603

0805

1206

≧1206

sot 封裝

鉭電容 3216、3528

鉭電容 6032、7343

sop最小間距

0.76/30

0.89/35

1.02/40

1.02/40

1.02/40

1.02/40

1.27/50

1.27/50

推薦間距

1.27/50

1.27/50

1.27/50

1.27/50

1.27/50

1.27/50

1.52/60

1.52/60

表 3最小間距

0.76/30

0.89/35

1.02/40

1.02/40

1.02/40

1.02/40

2.03/80

---推薦間距

1.27/50

1.27/50

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