研发工艺设计规范通用资料.pptx

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1、研发工艺设计规范1.范围和简介1.范围本规范规定了研发设计中的相关工艺参数。本规范适用于研发工艺设计2.简介本规范从 PCB 外形，材料叠层，基准点，器件布局，走线，孔，阻焊，表面处理方式，丝印设计等多方面，从 DFM 角度定义了 PCB 的相关工 艺设计参数。2.引用规范性文件下面是引用到的企业标准，以行业发布的最新标准为有效版本。序号编号名称1IPC-A-610D电子产品组装工艺标准2IPC-A-600G印制板的验收条件3IEC60194印刷板设计，制造与组装术语与定义4IPC-SM-782Surface Mount Design and Land Pattern Standard5IPC

2、-7095ADesign and Assembly Process Implementation forBGAs6SMEMA3.1Fiducial Design Standard3 术语和定义细间距器件：pitch0.65mm 异型引脚器件以及 pitch0.8mm 的面阵列器件。Stand off：器件安装在 PCB 板上后，本体底部与 PCB 表面的距离。PCB 表面处理方式缩写：热风整平（HASL 喷锡板）：Hot Air Solder Leveling化学镍金（ENIG）：Electroless Nickel and Immersion Gold有 机 可 焊 性 保 护 涂 层（OS

3、P）：OrganicSolderability Preservatives说明：本规范没有定义的术语和定义请参考印刷板设计，制造与组 装术语与定义（IEC60194）4.拼板和辅助边连接设计1.V-CUT 连接1当板与板之间为直线连接，边缘平整且不影响器件安装的 PCB 可 用此种连接。V-CUT 为直通型，不能在中间转弯。2V-CUT 设计要求的 PCB 推荐的板厚3.0mm。3对于需要机器自动分板的 PCB，V-CUT 线两面（TOP 和 BOTTOM 面）要求各保留不小于1mm 的器件禁布区，以避免在自动分板时损坏器件。图 1：V-CUT 自动分板 PCB 禁布要求同时还需要考虑自动分板

4、机刀片的结构，如图 2 所示。在离板边禁布 区 5mm 的范围内，不允许布局器件高度高于 25mm 的器件。采用 V-CUT 设计时以上两条需要综合考虑，以条件苛刻者为准。保证在 V-CUT 的过程中不会损伤到元器件，且分板自如。此时需考虑到 V-CUT 的边缘到线路（或 PAD）边缘的安全距离“S”，以防止线路损伤或铜，一般要求 S0.3mm。如图 4 所示。4.2 邮票孔连接4推荐铣槽的宽度为 2mm。铣槽常用于单元板之间需留有一定距离 的情况，一般与 V-CUT 和邮票孔配合使用。5邮票孔的设计：孔间距为1.5mm，两组邮票孔之间推荐距离为50mm。见图 54.3 拼版方式推荐使用的拼版

5、方式有三种：同方向拼版，中心对称拼版，镜像对称 拼版。6当 PCB 的单元板尺寸60.0mm，在垂直传送边的方向上拼版数量不应超过 2。9如果单元板尺寸很小时，在垂直传送边的方向拼版数量可以超过3，但垂直于单板传送方向的总宽度不能超过 150.0mm，且需要在生产时 增加辅助工装夹具以防止单板变形。10同方向拼版规则单元板采用 V-CUT 拼版，如满足 4.1 的禁布要求，则允许拼版不加辅助边不规则单元板当 PCB 单元板的外形不规则或有器件超过板边时，可采用铣槽加V-CUT 的方式。11 中心对称拼版中心对称拼版适用于两块形状较不规则的 PCB，将不规则形状的一边相对放置中间，使拼版后形状变

6、为规则。不规则形状的 PCB 对称，中间必须开铣槽才能分离两个单元板如果拼版产生较大的变形时，可以考虑在拼版间加辅助块（用邮 票孔连接）有金手指的插卡板，需将其对拼，将其金手指朝外，以方便镀金。12 镜像对称拼版使用条件：单元板正反面 SMD 都满足背面过回流焊焊接要求时，可采 用镜像对称拼版。操作注意事项：镜像对称拼版需满足 PCB 光绘的正负片对称分布。以 4 层板为例：若其 中第 2 层为电源/地的负片，则与其对称的第 3 层也必须为负片，否则不能采用镜像对称 拼版。图 11：镜像对称拼版示意图采用镜像对称拼版后，辅助边的 Fiducial mark 必须满足翻转后重合 的要求。具体的位

7、置要求请参见下面的拼版的基准点设计。4.4 辅助边与 PCB 的连接方法13 一般原则器件布局不能满足传送边宽度要求（板边 5mm 禁布区）时，应 采用加辅助边的方法。PCB 板边有缺角或不规则的形状时，且不能满足 PCB 外形要求时，应加辅助块补齐，时期规则，方便组装。图 12：补规则外形 PCB 补齐示意图14 板边和板内空缺处理当板边有缺口，或板内有大于 35mm*35mm 的空缺时，建议在缺口 增加辅助块，以便 SMT 和波峰焊设备加工。辅助块与 PCB 的连接一般 采用铣槽邮票孔的方式。图 13：PCB 外形空缺处理示意图5.器件布局要求1.器件布局通用要求15有极性或方向的 THD

8、 器件在布局上要求方向一致，并尽量做到 排列整齐。对 SMD 器件，不能满足方向一致时，应尽量满足在 X、Y 方向上保持一致，如钽电容。16器件如果需要点胶，需要在点胶处留出至少 3mm 的空间。17需安装散热器的 SMD 应注意散热器的安装位置，布局时要求有 足够大的空间，确保不与其它器件相碰。确保最小 0.5mm 的距离满足 安装空间要求。说明：1、热敏器件（如电阻电容器、晶振等）应尽量远离高热器件。2、热敏器件应尽量放置在上风口，高器件放置在低矮元件后 面，并且沿风阻最小的方向排布放置风道受阻。图 14：热敏器件的放置18 器件之间的距离满足操作空间的要求（如：插拔卡）。图 15：插拔器

9、件需要考虑操作空间19 不同属性的金属件或金属壳体的器件不能相碰。确保最小1.0mm的距离满足安装要求。5.2 回流焊5.2.1 SMD 器件的通用要求20细间距器件推荐布置在 PCB 同一面，并且将较重的器件（如电 感，等）器件布局在 Top 面。防止掉件。21有极性的贴片尽量同方向布置，防止较高器件布置在较低器件 旁时影响焊点的检测，一般要求视角10mm。34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.波峰波峰焊焊1.波峰波峰焊焊 S M D 器件布局要器件布局要求求35 适合波峰焊接的 SMD大于等于 0603 封装，且 Standoff 值小于 0.15

10、的片式阻容器件和 片式非露线圈片式电感。PITCH1.27mm，且 Standoff 值小于 0.15mm 的 SOP 器件。PITCH1.27mm，引脚焊盘为外露可见的 SOT 器件。注：所有过波峰焊的全端子引脚 SMD 高度要求2.0mm；其余 SMD 器 件高度要求4.0mm。36 SOP 器件轴向需与过波峰方向一致。SOP 器件在过波峰焊尾端需增加一对偷锡焊盘。如图 23 所示图 23：偷锡焊盘位置要求37 SOT-23 封装的器件过波峰焊方向按下图所以定义。图 24：SOT 器件波峰焊布局要求38 器件间距一般原则：考虑波峰焊接的阴影效应，器件本体间距 和焊盘间距需保持一定的距离。相

11、同类型器件距离图 25：相同类型器件布局表 3：相同类型器件布局要求数值表不同类型器件距离：焊盘边缘距离1.0mm。器件本体距离参见图26、表 4 的要求。图 26：不同类型器件布局图表 4：不同类型器件布局要求数值表5.3.2 T H D 器件通用布器件通用布局局要要求求39 除结构有特殊要求之外，THD 器件都必须放置在正面。40 相 邻元件本体之间的距离，见图 27。图 27：元件本体之间的距离41 满足手工焊接和维修的操作空间要求，见图 28图 28：烙铁操作空间5.3.3 THD 器件波峰焊通用要求42 优选 pitch2.0mm，焊盘边缘间距1.0mm 的器件。在器件本 体不相互干

12、涉的前提下，相邻器件焊盘边缘间距满足图 29 要求：图 29：最小焊盘边缘距离43 THD 每排引脚数较多时，以焊盘排列方向平行于进板方向布置器 件。当布局上有特殊要求，焊盘排列方向与进板方向垂直时，应在焊 盘设计上采取适当措施扩大工艺窗口，如椭圆焊盘的应用。THD 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 30：焊盘排列方向(相对于进板方向)6.孔孔设设计计1.过过孔孔1.孔孔间间距距图 31：孔距离要求44孔与孔盘之间的间距要求：B5mil；45孔盘到铜箔的最小距离要求：B1&B25mil；46金属化孔（PTH）到板边（Hole to out

13、line）最小间距保证焊盘 距离板边的距离：B320mil。47 非金属化孔（NPTH）孔壁到板边 的最小距离推荐 D40mil。6.1.2 过过孔禁布孔禁布区区48过孔不能位于焊盘上。49器件金属外壳与 PCB 接触区域向外延伸 1.5mm 区域内不能有过 孔。6.2 安装定位孔6.2.1 孔类型选择表 5安装定位孔优选类型图 32：孔类型6.2.2 禁布区要禁布区要求求7 阻阻焊设焊设计计7.1 导线导线的阻的阻焊焊设计设计50 走线一般要求覆盖阻焊。有特殊要求的 PCB 可以根据需要使走 线裸铜。2.孔的阻孔的阻焊设焊设计计1.过过孔孔51 过孔的阻焊开窗设置正反面均为孔径5mil。如图

14、 33 所示图 33：过孔的阻焊开窗示意图7.2.2 孔安孔安装装52 金属化安装孔正反面禁布区内应作阻焊开窗。图 34：金属化安装孔的阻焊开窗示意图53 有安装铜箔的非金属化安装孔的阻焊开窗大小应该与螺钉的安装禁布区大小一致。图 35：非金属化安装孔阻焊设计54 过波峰焊类型的安装孔（微带焊盘孔）阻焊开窗推荐为：图 36：微带焊盘孔的阻焊开窗7.2.3 定位定位孔孔55 非金属化定位孔正反面阻焊开窗比直径大 10mil。图 37：非金属化定位孔阻焊开窗示意图 7.2.4 过孔塞孔设计56需要塞孔的孔在正反面阻焊都不开窗。57需要过波峰焊的 PCB，或者 Pitch1.0mm 的 BGA/CS

15、P，其 BGA 过孔都采用阻焊塞孔的方法。58如果要在 BGA 下加 ICT 测试点，推荐用狗骨头形状从过 孔引出测试焊盘。测试焊盘直径 32mil，阻焊开窗 40mil。图 38：BGA 测试焊盘示意图59 如果 PCB 没有波峰焊工序，且 BGA 的 Pitch 1.0mm，不进行塞孔。BGA 下的测试点，也可以采用以下方法：直接 BGA 过孔做测试孔，不塞孔，T 面按比孔径大 5mil 阻焊 开窗，B 面测试孔焊盘为 32mil，阻焊开窗 40mil。7.3 焊盘焊盘的阻的阻焊焊设计设计60 推荐使用非阻焊定义的焊盘（Non Solder MaskDefined）。图 39：焊盘的阻焊设

16、计61 由于 PCB 厂家有阻焊对位精度和最小阻焊宽度的限 制，阻焊开窗应比焊盘尺寸大 6mil 以上（一边大 3mil），最 小阻焊桥宽度 3mil。焊盘和孔、孔和相邻的孔之间一定要有 阻焊桥间隔以防止焊锡从过孔流出或短路。图 40：焊盘阻焊开窗尺寸表 7：阻焊设计推荐尺寸项目最小值插件焊盘阻焊开窗尺寸（A）3走线与插件之间的阻焊桥尺寸（B）2SMT 焊盘阻焊开窗尺寸（C）3SMT 焊盘之间的阻焊桥尺寸（D）3SMT 焊盘和插件之间的阻焊桥尺寸（E）3插件焊盘之间的阻焊桥（F）3插件焊盘和过孔之见的阻焊桥（G）3过孔和过孔之间的阻焊桥大小（H）362 引脚间距0.5mm（20mil），或者焊

17、盘之间的边缘间距10mil的 SMD，可采用整体阻焊开窗的方式，如图 41 所示。图 41：密间距的 SMD 阻焊开窗处理示意图63 散热用途的铺铜推荐阻焊开窗。7.4 金手指的阻金手指的阻焊焊设设计计64 金手指的部分的阻焊开窗应开整窗，上面和金手指的上 端平齐，下端要超出金手指下面的板边。见图 42 所示。图 42：金手指阻焊开窗示意图8.走走线设线设计计1.线宽线宽/线线距及走距及走线线安安全性要全性要求求65 线宽/线距设计与铜厚有关系，铜厚越大，则需要的线 宽/线距就越大。外层/内层对应推荐的线宽/线距如表 8表 8 推荐的线宽/线距铜厚外层线宽/线距（mil）内层线宽/线距（mil

18、）HOZ,1OZ4/54/42OZ6/66/63OZ8/88/866 外层走线和焊盘的距离建议满足图 43 的要求：图 43：走线到焊盘的距离67走线距板边距离20mil，内层电源/地距板边距离20mil，接地汇流线及接地铜箔距离板边也应大于 20mil。68在有金属壳体（如，散热片）直接与 PCB 接触的区域不 可以有走线。器件金属外壳与 PCB 接触区域向外延伸 1.5mm 区域 为表层走线禁布区。图 44：金属壳体器件表层走线过孔禁布区69 走线到非金属化孔之间的距离表 9 走线到金属化孔之间的距离孔径走线距离孔边缘的距离NPTH80mil安装孔见安装孔设计非安装孔8mil80milNP

19、TH120mil安装孔见安装孔设计非安装孔16mil8.2 出出线线方方式式70 元件走线和焊盘连接要避免不对称走线。图 45：避免不对称走线71 元器件出现应从焊盘端面中心位置引出。图 46：焊盘中心引出图 47：焊盘中心出线72 当和焊盘连接的走线比焊盘宽时，走线不能覆盖焊盘，应从焊盘末端引线；密间距的 SMT 焊盘引脚需要连接时，应从焊 盘外部连接，不容许在焊脚中间直接连接。图 48：焊盘出线要求（一）图 49：焊盘出线要求（二）73 走线与孔的连接，推荐按以下方式进行图 50：走线与过孔的连接方式8.3 覆铜设计工艺要求74同一层的线路或铜分布不平衡或者不同层的铜分布不 对称时，推荐覆

20、铜设计。75外层如果有大面积的区域没有走线和图形，建议在该区 域内铺铜网格，使得整个板面的铜分布均匀。76推荐铺铜网格间的空方格的大小约为 25mil*25mil。图 51：网格的设计9丝丝印印设设计计1.丝丝印印设计设计通通用用要要求求77 通用要求丝印的线宽应大于 5mil，丝印字符高度确保裸眼可见（推 荐大于 50mil）。丝印间的距离建议最小为 8mil。丝印不允许与焊盘、基准点重叠，两者之间应保持 6mil 的 间距。白色是默认的丝印油墨颜色，如有特殊需求，需要在 PCB钻孔图文中说明。在高密度的 PCB 设计中，可根据需要选择丝印的内容。丝 印字符串的排列应遵循正视时代号的排序从左

21、至右、从下 往上的原则。9.2 丝丝印的内印的内容容78丝印的内容包括：“PCB 名称”、“PCB 版本”、元器件序 号”、“元器件极性和方向标志”、“条形码框”、“安装孔位置代 号”、“元器件、连接器第一脚位置代号”、“过板方向标志”、“防 静电标志”、“散热器丝印”、等。79PCB 板名、版本号：板名、版本应放置在 PCB 的 Top 面上，板名、版本丝印在 PCB上优先水平放置。板名丝印的字体大小以方便读取为原则。要求Top 面和 Bottom 还分别标注“T”和“B”丝印。80 条形码（可选项）：方向：条形码在 PCB 上水平/垂直放置，不推荐使用倾斜角 度；位置：标准板的条形码的位置

22、参见下图；非标准板框的条 形码位置，参考标准板条形码的位置。图 52：条形码位置的要求81 元器件丝印：元器件、安装孔、定位孔以及定位识别点都对应的丝印标 号，且位置清楚、明确。丝印字符、极性与方向的丝印标志不能被元器件覆盖。卧装器件在其相应位置要有丝印外形（如卧装电解电容）。82安装孔、定位孔：安装孔在 PCB 上的位置代号建议为“M*”，定位空在 PCB上的位置代号建议为“P*”。83过板方向：对波峰焊接过板方向有明确要求的 PCB 需要标识出过板 方向。适用情况：PCB 设计了偷锡焊盘、泪滴焊盘、或器件波峰 焊接方向有特定要求等。84散热器：需要安装散热器的功率芯片。若散热器投影比器件大

23、，则需要用丝印画出散热片的真实尺寸大小。85防静电标识：防静电标识丝印优先放置在 PCB 的 Top 面上。12 PCB 叠层设计10.1 叠层方式86 PCB 叠层方式推荐为 Foil 叠法。说明：PCB 叠法一般有两种设计：一种是铜箔加芯板（Core）的结构，简称为 Foil 叠法；另一种是芯板（Core）叠加的方法，简称 Core 叠法。特殊材料多层板以及板材混压时可采用 Core 叠法。图 53：PCB 制作叠法示意图87PCB 外层一般选用 0.5OZ 的铜箔，内层一般选用 1OZ 的 铜箔；尽量避免在内层使用两面铜箔厚度不一致的芯板。88PCB 叠法采用对称设计。对称设计指绝缘层厚

24、度、半固化片类别、铜箔厚度、图形 分布类型（大铜箔层、线路层）尽量相对于 PCB 的垂直中心线对 称。图 54：对称设计示意图10.2 PCB 设计设计介介质质厚厚度度要要求求89 PCB 缺省层间介质厚度设计参考表 10：表 10：缺省的层厚要求层间介质厚度（mm）类型1-22-33-44-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-121.6mm 四层板0.36 0.71 0.362.0mm 四层板0.36 1.13 0.362.5mm 四层板0.40 1.53 0.403.0mm 四0.40 1.93 0.40层板11PCB 尺寸尺寸设计总设计总则则1.可加工可加工的

25、的 PCB 尺寸范尺寸范围围90 尺寸范围如表 11 所示：图 55：PCB 外形示意图表 11：PCB 尺寸要求91 PCB 宽厚比要求 Y/Z150。92单板长宽比要求 X/Y293板厚 0.8mm 以下,Gerber 各层的铜箔分布均匀，以防止 板弯。小板拼版数量较多建议 SMT 使用治具。94如果单元板尺寸在传送边器件禁布区尺寸上不能满足 上述要求时建议在相应的板边增加5mm 宽的辅助边。图 56：PCB 辅助边设计要求一95 除了结构件等特殊需要外，其器件本体不能超过 PCB 边 缘，且须满足：引脚焊盘边缘（或器件本体）距离传送边5mm 的要求。当有器件（非回流焊接器件）在传送边一侧

26、伸出 PCB 外时，辅助边的宽度要求：图 57：PCB 辅助边设计要求二当有器件（非回流焊接器件）在传送边一侧伸出 PCB 外，且器件需要沉到 PCB 内时，辅助边的宽度要求如下：图58：PCB 辅助边设计要求三12基准点基准点设设计计1.分分类类96 根据基准点在 PCB 上的位置和作用分为：拼版基准点，单元基准点，局部基准点。图 59：基准点分类2.基准点基准点结结构构1.拼版基准点拼版基准点和和单单元基准元基准点点97 外形/大小：直径为 1.0mm 实心圆。阻焊开窗：圆心为 基准点圆心，直径为 2.0mm 圆形区域。保护铜环：中心为基准点 圆心，对边距离为 3.0mm 的八边形铜环。图

27、 60：单元 Mark 点结构12.2.2 局部基准局部基准点点98 大小/形状：直径为 1.0mm 的实心圆。阻焊开窗：圆心为基准点圆心，直径为 2.0mm 的圆形区域。保护铜环：不需要。图 61：局部 Mark 结构12.3 基准点位基准点位置置99 一般原则：经过 SMT 设备加工的单板必须放置基准点；不经过 SMT 设备加工的 PCB 无需基准点。单面基准点数量3。SMD 单面布局时，只需 SMD 元件面放置基准点。SMD 双面布局时，基准点需双面放置；双面放置的基准点，出镜像拼版外，正反两面的基准点位置要求基本一致。图 62：正反面基准点位置基本一致 12.3.1拼版的基准点100

28、拼版需要放置拼版基准点，单元基准点。拼版基准点和单元基准点数量各为三个。在板边呈“L”形分布。尽量远离。拼版基准点的位置要求见图 63：图 63：辅助边上基准点的位置要求采用镜像对称拼版时，辅助边上的基准点需要满足翻转后重合 的要求。12.3.2 单单元板的基元板的基准点准点101 基准点数量为 3 个，在板边呈“L”形分布，个基 准点之间的距离尽量远。基准点中心距离板边必须大于 6.0mm，如不能保证四个边都满足，则至少保证传送边满足要 求。12.3.3 局部基准局部基准点点102 引脚间距小于0.4mm 的翼形引脚封装器件和引脚 间距0.8mm 的面阵列封装器件等需要放置局部基准点。局部基

29、准点数量为 2 个，在以元件中心为原点时，要求两个基准点中心对称。图 64：局部 Mark 点相对于器件中心点中心对称13表面表面处处理理1.热风热风整整平平1.工工艺艺要要求求103 该工艺是在 PCB 最终裸露金属表面覆盖的锡银铜合 金。热风整平锡银铜合金镀层的厚度要求为 1um 至 25um。13.1.2 使用范使用范围围104 热风整平工艺对于控制镀层的厚度和焊盘图形较 为困难，不推荐使用有细间距元件的 PCB。原因是细间距元器 件对焊盘平整度要求高；热风整平工艺的热冲击可能会导致 PCB 翘曲，厚度小于 0.7mm 的超薄 PCB 不推荐使用该表面处理 方式。2.化学化学镍镍金金1.

30、工工艺艺要要求求105 化学镍金系化镍浸金的简称，PCB 铜金属面采用的 非电解镍层镀层为 2.5um-5.0um，浸金（99.9的纯金）层的 厚度为 0.08um-0.23um。13.2.2 使用范使用范围围106 因能提供较为平整的表面，此工艺适用于细间距元 件的 PCB。13.3 有机可有机可焊焊性性保保护护膜膜107 英文缩写为 OSP，此工艺是指在裸露的 PCB 铜表面用 特定的有机物进行表面的覆盖，目前唯一 推荐的该有机保护层为 Enthones Entek Plus Cu-106A，其厚度要求为 0.2um-0.5um，因 其能提供非常平整的 PCB 表面，尤其适合于细间距元件的 PCB。14输输出文件的出文件的工工艺艺要要求求1.装配装配图图要要求求108 要求有板名、版本号、拼版方式说明、版本信息。14.2 钢钢网网图图要要求求109 要求有板名、版本号说明。14.3 钻钻孔孔图图内容内容要求要求110 板名、版本号、板材、表面处理方式、板厚、层数、层间排布、孔径、孔的属性、尺寸及其公差，以及其它特殊要求 说明。15附附录录1.“PCBA 四种主流工四种主流工艺艺方式方式”单面贴装图 65：单面贴装示意图单面混装图 66：单面混装示意图双面贴装图 67：双面贴装示意图常规波峰焊双面混装图 68：常见波峰焊双面混装示意图”