1、电路板设计工艺规范,四川华迪信息技术有限公司 Version1.0,2019/9/12,Hwadee,2,电路板设计目标分析,电气性能 可生产性能 性价比 稳定性（包括干扰） 可维护性能 观赏性,原理图设计目标?,2019/9/12,Hwadee,3,硬件设计不等于protel使用,某些学校由于种种原因容易把protel的操作等同于电路板设计 熟练操作protel并不等于能设计出好的PCB板 PCB的设计是电子工程技术人员的基本技能，PCB板设计人员必需有扎实的基础（材料知识，工艺知识，电路知识，工程及调试经验等）,2019/9/12,Hwadee,4,自动布线与手工布线,在做电子产品时，基本
2、上不会用自动布线，自动布线一方面由于算法的原因，无法象手工布线那样按照设计者的意愿做，另外一方面，即使自动布线了，最后还得手工更改线路，因此还不如直接手工布线更好。 即使采用自动布线，也需要对开发平台相当熟悉（规则设置），且有相当深入的手工布局布线经验（自动布线完后必需进行手工调整，必需对结果进行判断是否投产）。 本项目必需手工布局布线完成，希望大家细心体会，终有收获。,2019/9/12,Hwadee,5,目的和适用范围,规范产品的PCB工艺设计，规定PCB工艺设计的相关参数，使得PCB的设计满足可生产性、可测试性、安规、EMC、EMI等技术要求 本规范适用于所有产品的PCB工艺设计，运用于
3、但不限于PCB的设计、PCB投板工艺审查、单板工艺审查等活动。 本规范之前的相关标准、规范的内容如与本规范的规定相抵触的，以本规范为准。,2019/9/12,Hwadee,6,PCB材料要求,确定PCB所选用的板材，例如FR4、铝基板、陶瓷基板、纸芯板等，若选用高TG值的板材，应在文件中注明厚度公差。 确定PCB铜箔的表面处理镀层，例如镀锡、镀镍金或OSP等，并在文件中注明。,玻璃转换温度，温度一旦高于Tg，物理特性变化非常明显，如同玻璃加热软化,有机可焊性保护层（OSP, Organic solderability preservative）是一种有机涂层，用来防止铜在焊接以前氧化，也就是保
4、护PCB焊盘的可焊性不受破坏。,2019/9/12,Hwadee,7,热设计要求,高热器件应考虑放于出风口或利于对流的位置 较高的元件应考虑放于出风口，且不阻挡风路 散热器的放置应考虑利于对流 温度敏感器械件应考虑远离热源 对于自身温升高于30的热源，一般要求： a 在风冷条件下，电解电容等温度敏感器件离热源距离要求大于或等于2.5mm； b 自然冷条件下，电解电容等温度敏感器件离热源距离要求大于或等于4.0mm。 大面积铜箔要求用隔热带与焊盘相连,对于需过5A以上大电流的焊盘不能采用隔热焊盘 过回流焊的0805以及0805以下片式元件两端焊盘的散热对称性,焊盘与印制导线的连接部宽度不应大于0
5、.3mm（对于不对称焊盘) 高热器件的安装方式及是否考虑带散热器,确定高热器件的安装方式易于操作和焊接，原则上当元器件的发热密度超过0.4W/cm3，单靠元器件的引线腿及元器件本身不足充分散热，应采用散热网、汇流条等措施来提高过电流能力；对于较长的汇流条的使用，应考虑过波峰时受热汇流条与PCB热膨胀系数不匹配造成的PCB变形。,2019/9/12,Hwadee,8,器件库选型要求,已有PCB元件封装库的选用应确认无误 PCB上已有元件库器件的选用应保证封装与元器件实物外形轮廓、引脚间距、通孔直径等相符合。 插装器件管脚应与通孔公差配合良好（通孔直径大于管脚直径820mil），考虑公差可适当增加
6、，确保透锡良好。 元件的孔径形成序列化，40mil以上按5 mil递加；40 mil以下按4 mil递减，即36 mil、32 mil、28 mil、24 mil、20 mil、16 mil、12 mil、8 mil. 器件引脚直径与PCB焊盘孔径的对应关系 器件引脚直径（D） PCB焊盘孔径/插针通孔回流焊焊盘孔径 D1.0mm D+0.3mm/+0.15mm 1.0mm2.0mm D+0.5mm/0.2mm 建立元件封装库存时应将孔径的单位换算为英制（mil），并使孔径满足序列化要求,2019/9/12,Hwadee,9,器件库选型要求,新器件的PCB元件封装库应确定无误,新器件应建立能够
7、满足不同工艺（回流焊、波峰焊、通孔回流焊）要求的元件库。 需过波峰焊的SMT器件要求使用表面贴波峰焊盘库。 轴向器件和跳线的引脚间距的种类应尽量少，以减少器件的成型和安装工具。 锰铜丝等作为测量用的跳线的焊盘要做成非金属化，若是金属化焊盘，那么焊接后，焊盘内的那段电阻将被短路，电阻的有效长度将变小而且不一致，从而导致测试结果不准确。 除非实验验证没有问题，否则不能选用和PCB热膨胀系数差别太大的无引脚表贴器件，这容易引起焊盘拉脱现象。,2019/9/12,Hwadee,10,基本布局要求,制成板的元件布局应保证制成板的加工工序合理，以便于提高制成板加工效率和直通率。PCB布局选用的加工流程应使
8、加工效率最高。 波峰焊加工的制成板进板方向应在PCB上标明，并使进板方向合理，若PCB可以从两个方向进板，应采用双箭头的进板标识。（对于回流焊，可考虑采用工装夹具来确定其过回流焊的方向）。,2019/9/12,Hwadee,11,基本布局要求,两面过回流焊的PCB的BOTTOM面要求无大体积、太重的表贴器件，需两面都过回流焊的PCB，第一次回流焊接器件重量限制如下： A=器件重量/引脚与焊盘接触面积 片式器件：A0.075g/mm2 翼形引脚器件：A0.300g/mm2 J形引脚器件：A0.200g/mm2 面阵列器件：A0.100g/mm2 若有超重的器件必须布在BOTTOM面，则应通过试验
9、验证可行性。,2019/9/12,Hwadee,12,基本布局要求,大于0805封装的陶瓷电容，布局时尽量靠近传送边或受应力较小区域，其轴向尽量与进板方向平行。 经常插拔器件或板边连接器周围3mm范围内尽量不布置SMD，以防止连接器插拔时产生的应力损坏器件。 过波峰焊的表面贴器件的stand off应小于0.15mm，否则不能布在B面过波峰焊，若器件的stand off在0.15mm与0.2mm之间，可在器件本体底下布铜箔以减少器件本体底部与PCB表面的距离。,元器件托起高度值,2019/9/12,Hwadee,13,基本布局要求,为保证过波峰焊时不连锡，过波峰焊的插件元件焊盘边缘间距应大于1
10、.0mm（包括元件本身引脚的焊盘边缘间距）。 优选插件元件引脚间距（pitch）2.0mm，焊盘边缘间距1.0mm。需经常更换的元件能否方便的更换 插件元件每排引脚为较多，以焊盘排列方向平行于进板方向布置器件时，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（多做几个焊盘） 较轻的器件如二级管和1/4W电阻等，布局时应使其轴线和波峰焊方向垂直。这样能防止过波峰焊时因一端先焊接凝固而使器件产生浮高现象。,2019/9/12,Hwadee,14,基本布局要求,为了保证可维修性，BGA器件周围需留有3mm禁布区，最佳为5mm禁布区。一般情况下BGA不允许放置背面（两次过
11、回流焊的单板的第一次过回流焊面）；当背面有BGA器件时，不能在正面BGA5mm禁布区的投影范围内布器件。 机器贴片之间器件距离要求： 同种器件：0.3mm 异种器件：0.13*h+0.3mm（h为周围近邻元件最大高度差） 只能手工贴片的元件之间距离要求：1.5mm。 元器件的外侧距过板轨道接触的两个板边大于、等于5mm ，若达不到要求，则PCB应加工艺边 。,2019/9/12,Hwadee,15,基本布局要求,可调器件、可插拔器件周围留有足够的空间供调试和维修。 有极性的变压器的引脚尽量不要设计成对称形式 器件在布局设计时，要考虑单板与单板、单板与结构件的装配干涉问题，尤其是高器件 、立体装
12、配的单板等。 有不能过波峰焊接的器件尽量布置在PCB边缘以方便堵孔，若器件布置在PCB边缘，并且工装夹具做的好，在过波峰焊接时甚至不需要堵孔。 设计和布局PCB时，应尽量允许器件过波峰焊接。选择器件时尽量少选不能过波峰焊接的器件，另外放在焊接面的器件应尽量少，以减少手工焊接。 裸跳线不能贴板跨越板上的导线或铜皮，以避免和板上的铜皮短路，绿油不能作为有效的绝缘。,2019/9/12,Hwadee,16,走线要求,为了保证PCB加工时不出现露铜的缺陷，要求所有的走线及铜箔距离板边：VCUT边大于0.75mm，铣槽边大于0.3mm 散热器正面下方无走线（或已作绝缘处理） 各类螺钉孔的禁布区范围达到要
13、求 （查具体标准） 要增加孤立焊盘和走线连接部分的宽度（泪滴焊盘），特别是对于单面板的焊盘，以避免过波峰焊接时将焊盘拉脱。,2019/9/12,Hwadee,17,对于采用通孔回流焊器件布局的要求,对于非传送边尺寸大于300mm的PCB，较重的器件尽量不要布置在PCB的中间，以减轻由于插装器件的重量在焊接过程对PCB变形的影响，以及插装过程对板上已经贴放的器件的影响。为方便插装，器件推荐布置在靠近插装操作侧的位置。 尺寸较长的器件（如内存条插座等）长度方向推荐与传送方向一致。 通孔回流焊器件焊盘边缘与pitch0.65mm的QFP、SOP、连接器及所有的BGA的丝印之间的距离大于10mm。与其
14、它SMT器件间距离2mm。 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。,2019/9/12,Hwadee,18,安规要求,保险丝附近是否有6项完整的标识，包括保险丝序号、熔断特性、额定电流值、防爆特性、额定电压值、英文警告标识。 如F101 F3.15AH,250Vac, “CAUTION：For Continued Protection Against Risk of Fire， Replace Only With Same Type and Rating of Fuse” 。 若PCB上没有空间排布英文警告标识，可将工，英文警告标识放到产品的使用说明书中说明。 P
15、CB的危险电压区域部分应用40mil宽的虚线与安全电压区域隔离，并印上高压危险标识和 “ DANGER!HIGH VOTAGE ” 。 裸露的不同电压的焊接端子之间要保证最小2mm 的安规距离，焊接端子在插入焊接后可能发生倾斜和翘起而导致距离变小。 PCB的原、付边隔离带清晰，中间有虚线标识。（其它查具体安规资料）,2019/9/12,Hwadee,19,PCB 尺寸、外形要求,PCB 尺寸、板厚已在PCB 文件中标明、确定，尺寸标注应考虑厂家的加工公差。板厚（10%公差）规格：0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.6mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm 为方便单板加工，不拼
16、板的单板板角应为R 型倒角，对于有工艺边和拼板的单板，工艺边应为R 型倒角，一般圆角直径为5，小板可适当调整。 尺寸小于50mm X 50mm 的PCB 应进行拼板（铝基板和陶瓷基板除外）一般原则：当PCB 单元板的尺寸50mm x 50mm 时，必须做拼板；当拼板需要做V-CUT 时，拼板的PCB 板厚应小于3.5mm；,2019/9/12,Hwadee,20,PCB 尺寸、外形要求,不规则拼板需要采用铣槽加V-cut 方式时，铣槽间距应大于80mil。不规则形状的PCB 而使制成板加工有难度的PCB，应在过板方向两侧加工艺边。 若PCB 上有大面积开孔的地方，在设计时要先将孔补全，以避免焊接时造成漫锡和板变形，补全部分和原有的PCB 部分要以单边几点连接，在波峰焊后将之去掉,2019/9/12,Hwadee,21,Q&A,请提问！,THANK YOU,
