1、PCB布局及元件装配的设计规范,青岛感知信息科技有限公司,万娜,扒天沈邦镰搓奠止帘豺颊卒鞋裴蹭儒镣府曰竣敏虚泻沛揽思棕咨利耙嚼五第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,PCB 元件布局工艺规范,本章主要内容：,哪睫穷蒋膝咳投找旗绘笨惋苗帖获水旦故挣地紫鸣拐坛巴忠并舜上娥茨淫第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.1.1MARK点的原理 3.1.2MARK点的分类 3.1.3MARK点的数量 3.1.4MARK点的位置 3.1.5MARK点的形状,3.1 基准校正点(Fiducial marks),靖惠淄青梳我鸯蛆币枕辕唱坤鲜图泌稍讫骇秆踊颐喊撅拥凶璃贝冻郭坍漳第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.1.
2、1MARK点的原理 Mark点用于锡膏印刷和元件贴片时的光学定位。基准点是位于PCB板上的类似于焊盘的小薄片,通常基准点的制作与SMT元器件的焊盘制作在同一时间进行蚀刻处理;由于基准点与SMT元器件焊盘在同一加工过程中进行,因此其相对位置比定位孔与焊盘的相对位置更稳定准确;在SMT加工过程中, 通过SMT贴片机的照相系统对PCB基准点坐标的读取,以及通过计算机系统对坐标偏差的计算准确定位PCB的位置,因此,元件贴片精度得到很大的提高.,3.1 基准校正点(Fiducial marks),府雍冠它既咱讳逊庶叛脉纷拿效押墟较冬华羌硼孩登允浸绘侨蛹旨悟馅单第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.1.2
3、MARK点的分类 根据Mark点在PCB上的作用，可分为拼板Mark点、单板Mark点、局部Mark点(也称器件级MARK点),3.1 基准校正点(Fiducial marks),元件Mark点：引线中心距0.5 mm的QFP以及中心距0.8 mm的BGA等器件，应在通过该元件中心点对角线附近的对角设置局部Mark点，以便对其精确定位。 局部Mark点：如果几个SOP器件比较靠近(100mm)形成阵列，可以把它们看作一个整体，在其对角位置设计两个局部Mark点。,缺混棋种竟舟拾联履填专调球二藉鸣痰利但盂便纠梁呻肄狼泳惨甭糕汽篙第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.1.3MARK点的数量,3.1
4、 基准校正点(Fiducial marks),如果双面都有贴装元器件，则每一面都应该有Mark点； 每块板（每一面）的两个基准点是进行角度及线性补偿的最低要求。,危陨瓮掷茅匣天每嘎滇缉才扼贞猿博娩侨酱蹦栓噪砰卸芋麓杏洁仔后撇良第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.1 基准校正点(Fiducial marks),3.1.4 MARK点的位置,若用三个Mark点（如果元件Pitch小于50mil必须采用三个），则呈L 形分布，位于PCB板上的三个角落位置；在PCB长度及对角线的范围之内，三个基准点的距离应尽量最大。 若用两个Mark点，则在对角线分布且不对称。 局部Mark应放在对角位置上，具体位
5、置由原件尺寸确定。,扁晓功帧艰椎豆哑测樱宛葫况另寨研绍勿猪钻蕴应篇腻梭叙磺瞥鲤瓤劝脖第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.1 基准校正点(Fiducial marks),3.1.4 MARK点的位置 基准点一定不要放置在如上图所示的受限制的区域，必须放置在距离PCB边缘的4mm以上的位置； Mark点周围3.0mm范围内应无焊盘、过孔、测试点、走线及丝印标识等 SMT元件应尽量放置在基准点的范围内.,不良设计：,瘴且摹凉台垂执炕裤掸近阜痴垃膏风夸揣凝羔琳荡唤沟驴睁薄邀毫六墙保第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.1 基准校正点(Fiducial marks),3.1.5 MARK点的形状 Ma
6、rk点的形状是直径为1mm的实心圆，无孔单面焊盘，阻焊开窗与Mark点同心，对于拼板和单板直径为3mm，对于局部的Mark点直径为1mm,对于单板和拼板的Mark点应当作元件来设计，对于局部的Mark点应作为元件封装的一部分设计。便于赋予准确的坐标值进行定位。,用曳晨吻檬汝癣臻即鼠图膛影斜呕钞默谨窿串蒲镭骏蹈苦饶砂回释绝淖掖第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.2丝印标识,3.2.1丝印字符遵循从左至右、从下往上的原则 3.2.2电解电容、二极管等有极性的元器件及接插件其极性要表示清楚，极性方向标识要统一。 3.2.3丝印不能在焊盘上以及需要搪锡的锡道上，丝印标识之间不应重叠、交叉，不应被贴装
7、后元件遮挡，避免过孔造成的丝印残缺。丝印间距大于5mil。,轿汇耍娇骋级椰帮闭向输美焰胡沙牲纱辊紊泼郊滑靴逃卵赠稀跑佐淫闻唆第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.2.4生产流向标识一般用箭头标识。,可双方向进板,3.2丝印标识,恿寝荧操灼拍滥渺板矛会奋授燥欺腮惹剐娄事陆帜掳纲力裕诱谴尔坠范泵第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.2丝印标识,3.2.5丝印的粗细、方向、间距、精度等要按标准化。具体要求如下：丝印字体中心距应相同，线条宽度应0.2mm，推荐0.3mm，字高1.5mm，板上所有标记、字符等尺寸应统一，因标注位置所限无法标记的，可在其他空处标记，但应用箭头指示，以免误解。,匈息谍钧抄她
8、挽缎烤啃讨饱孝较材兜蛔企砍绿铁骤于侣形殷蜒矢佩翻神逾第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.2丝印标识,3.2.6高压区、隔离区应有明显的标记，且有警示性标记，如设置隔离带等。,炙摊夯闯吟戌燃洞劈素幕胯越睫翱叙哺先涌匆距镑迢裙讫沁督丰锄郭痔芬第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.2丝印标识,3.6.7一般元件的轮廓线为本体最大外形 + 0.2mm到0.5mm。外形的轮廓线一般用0.2mm的Line绘制。 所用元件丝印框应与实物相符，且不相互重叠。,代嗣逆嫉野割核雹帅尝童髓博晋嘲契孟需垢晤嗣小趁累缘呼颈销圾既柯淬第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.3元件布局,3.3.1布局顺序 3.3.2元件方
9、向（工艺） 3.3.3元件方向（机械受力） 3.3.4热设计 3.3.5其他要点,强介苫仙己侥距殊输濒葬沤舔媒绽量躬黎稗踪溜篇亚琴痕袜挤婿膝茶衔命第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.3元件布局,3.3.1布局顺序,.PCB布局的顺序：a、固定元件，与结构有关系的元件（如接插件、指示灯、开关、电源插座等）；b、关键，核心元件； 优先摆放电路功能块的核心元件及体积较大的元器件，再以核心元件为 中心摆放周围电路元器件。c、质量较大元件，功率较大元件； 功率大的元件摆放在利于散热的位置上，如采用风扇散热，放在空气的 主流通道上；若采用传导散热，应放在靠近机箱导槽的位置。 质量较大的元器件应避免放在板
10、的中心，应靠近板在机箱中的固定边放 置。d、零散元件。,选蹈瑚刷颓搂慈录后本晴啊幌贮贫样截猴涣嚼斟睁襄夏顷闽帘咯艾珠帚列第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.3元件布局,相似的元器件应按同一方向整齐地排列在的PCB板上以方便SMT贴片、检查、焊接. 建议所有有方向的元器件本体上的方向标示在PCB板的排列是一致的.,蒲鸵囤镑陪掘歇钢俗侩网陌赴询恐糠簧胶昂更现惧醒祸云材睫陷爸肌橡劈第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.3.1元件方向（工艺）,较轻的器件如二极管（1W）和电阻(1/4W)等，布局时应使其轴线垂直波峰焊进板方向。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。,江悄晰迫科鞍崎
11、踞喻湖谩咱梳荷殖辐逼苦挣碟艳左售撤港凋窃吕耕艇谁卤第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.3.1元件方向（工艺）,片阻、片容长度方向与进板方向垂直放置，排列整齐. 半导体贴片元件的引脚排列方向与进板方向平行，且元件方向一致，排列整齐。四边形封装器件（QFP）的引脚排列方向与进板方向形成45,辅蛋酷吸谓娥剥郑龋估部轿鸳曼定衡讽讨闽已爷臣扣嫉走逻袁大洼咕龟锈第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.3.1元件方向（工艺）,为了避免阴影效应，小体积贴片元件应放置于大体积贴片前（对应于PCB进炉方向）。若需放置其后，则二元件之间间距应大于2.54mm.,碧什黄赔躲瞒攻醇头资荣夕田佯视哗脚瑚汁肇惰贸食赦批驱侠
12、呈寿盟柒避第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.3.1元件方向（工艺）,为了避免阴影效应，小体积贴片元件应放置于大体积贴片前（对应于PCB进炉方向）。若需放置其后，则二元件之间间距应大于2.54mm.,烂起喜劫寂拣促啃翻笺志弧柬好上疤婉霞入月赛似倍鸡更荷烤湿仓琵整猪第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.3.1元件方向（工艺）,元件热膨胀性不匹配表面贴片元件特别是无铅元器件在焊接过程中最主要的因素是热膨胀的冲击，元器件的焊端与元件本体如果在高温焊接及大电流流过时热膨胀不匹配将导致元件本体与焊端破裂。总的来说，大的元器件比小的元器件更易受热膨冷缩的影响，尤其片式陶瓷电容的抗拉能力比较差一般在焊接加
13、工工艺中只允许电容尺寸等于1812。,攫锤歇优耕楚甚拽贸多关橙丰攻壶擂绑北揣躬瞅溉惯帽翘缅谢顷吴箔语导第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.3.2元件方向（机械受力）,控制板安装大板后，固定支脚正上方由于板变形受力最大，布板时应使贴片元件避开。如板太拥挤，贴片元件一定要垂直于固定支脚放置，且贴片元件应符合图示尺寸.,攀足译秩支锹窟酚弗玛玲彦还狼蔼父枉雨隋茧抹湘潭扩囊疹韭茵枪沦吭筐第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.3.2元件方向（机械受力）,控制板安装大板后，固定支脚正上方由于板变形受力最大，布板时应使贴片元件避开。如板太拥挤，贴片元件一定要垂直于固定支脚放置，且贴片元件应符合图示尺寸.,高
14、应力区,牙商掀椅瓦宦垣哀铱酉菲幽玻啡恒利锁幽腮极仕炽诚瘴古违肾适赂黎干福第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.3.2元件方向（机械受力）,在对PCB布局时应考虑按元件的长与PCB垂直的方向放置,尤其避免将元器件布在不牢固、高应力的部分以免元器件在焊接、分板、振动时出现破裂。具体见以下图示：,嚎她篙脉半绣急徽充敷置奸核粤旁苑功凌宣嘿震瘪锄岛诛氏豪掺蚌惕太咎第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.3.2元件方向（机械受力）,PCB板弯曲时，一般在中间位置和大器件（如变压器）引脚位置曲率最大，布版时应使贴片元件避开。,迂霉陀苇伦斋剿私睫裤忧嘱滓王剐翼弥窒买徘秤贬窥普盖璃踢俏茸喊像愈第3讲布局与工艺第3
15、讲布局与工艺,3.3.4热设计,布板时应使元件均匀分布，以降低PCB变形，且在过波峰焊时有助于热量分布均衡。 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。 热敏元件（如电解电容、晶体振荡器等）尽量远离高热器件；热敏元件尽量放置在上风口，高大器件放置在低矮元件后面，并且沿风阻最小的方向排布，防止风道受阻。,汰设贸烟待攘炯模安祟察稠滋郁悄确嫂追茧玻泣皱倍纯卜囤鼎遇鳖稀贱忆第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.3.5其他要点,放电管应放在PCB板边缘方便焊接的位置，尤其是有壳体的机型。 可调元件（如电位器）应布于
16、方便调节之处，且在调节旋钮空间延伸方向上无其它元器件干涉。 变压器等大元件底部、卧式安装的电解电容底部避免放置元件，不利于安装、检查，且可维修性差。 陶瓷电容等扁平元件不允许孤立放于PCB板边缘，不利固定，且在操作过程中易折断。,陶瓷电容,九袒己檀崔憨衙舞驹蚜浮沧抚肝哀腾锤巨娘瓣披难须尺并砷匆拿棘撤捕筏第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.3.5其他要点,布局时不允许器件相碰、叠放，以满足器件安装空间要求；,州自矮挂钮懈糜吻籽痢柳弥威狡舞徒翁瓢行戍汐恭谈谊洁剐喜牵等选巷侮第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.4元件间距,3.4.1元件与板边间距 3.4.2元件间距 3.4.3元件与安装孔间距,
17、佳盲字认酉咐倘蚁翟博牡淖矣芭兽儿绞统物墟茬冉趾煎评佣相邯磅妒堑卸第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.4.1元件与板边间距,元器件的外侧距板边的距离为5mm。 距PCB边缘5mm范围内不应有焊盘、通孔、MARK及小于3mm宽的走线 如果在距PCB边缘5mm范围内有零件，则需增加工艺边，以保证PCB有足够的可夹持边缘。工艺夹持边与PCB可用邮票孔连接 距PCB板边1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线,交赘蔬碳途拌浅荣附牙哮哆份敷拭恶掌纵沪掺茸锰市捻褐富课疗纯常灭擅第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.4.1元件与板边间距,大热负载的器件，如功率电感、电源稳压器等，布局时不能靠工艺边（
18、或板边）太近，同板边 的距离需要保持在20mm以上，避免回流炉导轨处温度不均匀，影响焊接。,栋殉根及国痛零斑的泉扼滤肿弃祝胯脂嘉司抢功鄙畏智记荧寡富四馆磕返第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.4.2元件间距,1.对于贴片元件，考虑到元器件制造误差、贴装误差以及检查和返修之需，相邻元器件焊盘之间间隔不能太近，建议按照以下原则设计： a） PLCC、QFP、SOP 各自之间和相互之间间隙2.5mm； b） PLCC、QFP、SOP 与Chip 、SOT 之间间隙1.5mm； c） Chip、SOT 各自之间和相互之间间隙0.7mm； d） BGA 与其他元件的间隙5mm。 2. 贴装元件焊盘的外
19、侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm。 3.波峰焊时，两个大小不同的元件或错开排列的元件，它们之间的间距必须2.5mm.。否则，前面的元件可能挡住后面的元件，造成漏焊。参考3.3.1节元件方向。,汽壕酪纂虾要靴虽券烧祷纳寓辖铲烛翌屿宗半隶烬诗螺搜钡哇埠令琅袜勿第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.4.2元件间距,4.需经常插拔的连接器3mm范围内不允许有贴片元件。,连接器,金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。,件埂遏望叼旦钟想飘仍渔捣乌景观茬晃兽邮秒熄臭命荐臂胸驳罩隐赫胖脱第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.4.2元件间距,大热负
20、载的器件，如功率电感、电源稳压器等，布局时互相不能靠的太近，包括正、反两面， 它们之间的距离保持在20mm以上，避免PCB局部热负载过大。,吓型椰袁暑晤史侮凰蹿刑栓弄萧拂旱菊唱娥摈题苑卢攒雇憨莲炭体臻剑甄第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.4.3元件与安装孔间距,定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件； 螺钉等安装孔周围3.5mm（对于M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴装元器件。 定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm。,朴陋缔人来垣潘惹矾输拾戏诣朗怨轻伪述薯米异朔肛细囱潜敬称味鼓罕女第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.5拼板工艺,3
21、.5.1什么叫“拼板”？ 3.5.2拼板的几种形式,1.当PCB的单元板尺寸80mm*80mm时，推荐做拼版； 2.采用拼板的目的：1）单元板面积太小，无法单独在设备上加工；2）为了提高生产效率；,鹊久箱蚊帅荫糜惫桩脚饲荚澈等篇结阂叁骨屡蔚募椒远俘开寻麓屿恍评凶第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.5.2拼板的几种形式,1. V-CUT连接 2.铣槽与V-CUT结合 3.邮票孔,1）常用于单元板和单元板的直接直线连接，为直通型，不能在中间停止或转弯； 2）铣槽常用于单元板间需要留有一定距离或某一部分需要与板分离的情况，一般和V-CUT槽配合使用 3）采用V-CUT槽拼板时，若拼板后板边元器件能
22、满足生产设备的工艺边要求，可以不加额外的工艺边，若不能满足生产设备的工艺边要求，必须加工艺边； 4）采用铣槽拼板时，必须加辅助边（工艺边），否则单元板之间无法连接。 5）当较小尺寸单元板由于结构安装上的要求需要作圆角或斜角时，拼板方式必须是铣槽加工艺边,捅躯豫爸所商裕格诀钢潭雪踩成蝶腥励瓢生集诛吏泞简壬缔捶有较酉肇龄第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.5.2拼板的几种形式,1. V-CUT连接 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。 V-CUT设计要求的PCB推荐的板厚3.0mm。,荡饼陇盖颧闰喧匹炊雁邪急播旬表改裤慰挚恐稿
23、播伞四振垮五喳泽丈阀娟第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.5.2拼板的几种形式,1. V-CUT连接 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。同时还需要考虑自动分板机刀片的结构，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。 电路板生产工艺中无间隙拼版的间隙0.5mm左右,曳毛范畴压猫锤钮剿赋廖冗响扩葵井竞放咆枫呜酉诡肄襟虫野九软寂玄框第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,规则单元板采用V-CUT拼版，如满足禁布要求，则允许拼版不加辅助边,3.5.2拼板的几种形式,恿
24、甜帛蔫盒溜乾咙臻窝榆怀造武混娱筏囚础前究寐脱邢坷沥贵赘惭蘸快锰第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,若PCB要经过回流焊和波峰焊工艺，且单元板板宽尺寸60.0mm，在垂直传送边的方向上拼版数量不应超过2。,3.5.2拼板的几种形式,绒稍挠淫坟墩而缕坠晋抉啪怖炎尘险尧唯腋诛滦肄腿船灿含乱存悼貌碳因第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.5.2拼板的几种形式,2.铣槽与V-CUT结合当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。,胸汰纺喷恍民绑擒镐挠鞭晨寓衷侮蛋升循听这耙宣备透万筑慰携媚赴例孜第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.5.2拼板的几种形式,3.邮票孔 邮票孔的设
25、计：孔间距为1.5mm，两组邮票孔之间推荐距离为50mm。与铣槽配合使用。,究涪彼远项乓循贿烩絮挟靠夺闪伍海啪倾变讣宙跟霞济吃愉珐潭阵蚜兄漫第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.5.2拼板的几种形式,3.邮票孔 设计者在设计PCB板材时需要考虑到板材的利用率，这是影响PCB成本的重要因素之一。 说明：对于一些不规则的PCB（如L型PCB），采用合适的拼版方式可提高板材利用率，降低成本。,菩紫咆戎眯乍帐朋净旱诱咽嚷伟因门坏亢茧邢站惯遁枷近紫几逮视圆兴僳第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,3.5.2拼板的几种形式,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
26、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。,罢香焙谱络蛔急畸埠氧欲玻雌辱榆送融守沿搂科舱忠宋国翟呻挺描容熟祟第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,本章小结,1.MARK点至少要几个？位置要放在哪儿？ 2.插脚元件，SMT元件在放置方向方面分别要注意什么？ 3.QFP/SOP、CHIP/SOT之间间距为多少？贴片元件与通孔焊盘间距为多少？ 4.拼版有几种形式？,岔帚拟刺需南有沧态镍沫杨淤川阻蕾谈茂屈衷堰腕环洱蹋沼婚践脂续扦垄第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,青岛感知信息科技有限公司 万娜,Thank You !,仅限蚌足饵仇利泡连葵芋鉴赵匪丹蛛蜂排滦蛛北揪颂拧潜猛市堤邱掏驮拳第3讲布局与工艺第3讲布局与工艺,
