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PCB技术要求及标准

PCB技术要求及作业指导一、目的根据公司现有的设备加工能力并结合IPC标准,规范生产用印刷电路板(PCB)的工艺制作,增加基板定位方式的通用性,更好地提高生产效率及生产灵活性。

二、适用范围适用于公司电力自动化事业部硬件设计管理和PCB基板的工艺设计指导。

三、具体内容主要对PCB命名标识和硬件文档设计;以PCB的外形、元件区域设计、基准点(Mark)、定位孔及PCB重要线宽、器件间的间距等方面提出PCB设计的技术要求。

(注:本PCB技术要求及作业指导仅供PCB设审核流程使用)1.硬件设计文档命名规定将同一组件的硬件设计文档分为以下三种:(1)研发原始文档(2)PCB加工文档(3)生产文档命名规则如下:ST6006BHMI __ D __ 080514日期:6位数08年05月14日单下画线(半角)文档类型:D—研发原始文档M--PCB加工文档P--生产文档单下画线(半角)文件名(英文数字)2.硬件设计文档内容2.1研发文档研发文档除了设计的PCB和SCH目录外,还应有以下4个目录:2.2 PCB加工文档PCB加工文档含有两个目录(1)PCB目录:存放需要加工的PCB文件(2)加工说明目录:存放PCB的开孔、外型等说明2.3 生产文档生产文档只含存放元件的BOM和在PCB上的元件布置图的生产说明。

3.硬件设计文档细则3.1 SCH及其PCB在以文件名命名的目录中含有两个目录,它们分别是SCH目录和PCB目录,其中SCH目录只能存放SCH文件和与SCH相关的文件;PCB目录只能存放PCB文件及其PCB相关的文件。

SCH文件采用A4篇幅,如果SCH文件超过一张,则采用Project进行管理。

3.2设计说明设计说明含版本历史和设计说明3.3加工说明加工说明采用16色BMP或GIF图形格式,采用PROTEL SE中的import进行输入存档。

3.4生产说明生产说明中含有BOM和PCB上的元件布置图,其中PCB上的元件布置图为PDF格式,如果是两面安装的元件,在其文件名后用下画线标识出TOP戓BOTTOM。

四、PCB设计技术要求1、元器件离板边缘的距离:所有的元器件的位置最好在离板的边缘200mil以上。

这是由于在大批量生产的流水线插件和进行波峰焊时,要提供给导轨槽使用,同时也为了防止由于外形加工引起边缘部分的缺损。

2、线(传输信号线按3W2H原则:8mil )一般情况下,尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,信号线:8~12mil,电源线:30~100mil 。

注1 用铜皮作导线通过大电流时铜箔宽度的载流量应参考表中的数值降额50%去选择考虑由于敷铜板铜箔厚度有限,在需要流过较大电流的条状铜箔中,应考虑铜箔的载流量问题. 仍以典型的0.03mm 厚度的为例,如果将铜箔作为宽为W(mm),长度为L(mm)的条状导线, 其电阻为0.0005*L/W 欧姆. 另外,铜箔的载流量还与印刷电路板上安装的元件种类,数量以及散热条件有关. 在考虑到安全的情况下, 一般可按经验公式0.15*W(A)来计算铜箔的载流量: Ps -ef|grep wcz Ps -e|grep allegroPCB电路板铜皮宽度和所流过电流量大小的计算方法:一般PCB板的铜箔厚度为35um,线条宽度为1mm时,那末线条的横切面的面积为0.035平方毫米,通常取电流密度30A/平方毫米,所以,每毫米线宽可以流过1A电流。

IPC275-A的标准上有计算公式.同温升,铜箔厚度,A有关I = 0.0150(DT 0.5453)(A 0.7349) for IPC-D-275 Internal TracesI = 0.0647(DT 0.4281)(A 0.6732) for IPC-D-275 External Traces3、焊盘(PAD)焊盘(PAD)与过渡孔(VIA)的基本要求是:盘的直径比孔的直径要大于0.6mm;例如,通用插脚式电阻、电容和集成电路等,采用盘/孔尺寸1.6mm/0.8mm(63mil/32mil),插座、插针和二极管1N4007等,采用1.8mm/1.0mm(71mil/39mil)。

实际应用中,应根据实际元件的尺寸来定,有条件时,可适当加大焊盘尺寸;PCB板上设计的元件安装孔径应比元件管脚的实际尺寸大0.2~0.4mm左右;推荐使用比实际尺寸大0.4mm。

4.过孔(VIA):传输信号过孔(传输信号,如地址线,数据线之类);(孔,焊盘),(0.3mm/0.7mm;0.5mm/0.8mm),传输电流过孔(通过电流大于200mA的电源线);(过孔与电流的关系),可多孔并联5、测试孔:主要用于电源和时钟测试测试孔是指用于测试的孔,可以兼做导通孔。

孔径为1mm,焊盘直径应不小于1.5mm,测试孔之间的中心距不小于300mm:1。

注:测试孔需配对用;测试孔用Tpin表示;建议:不要使用元器件的焊接孔作为测试孔用。

6、焊盘、线、过孔的间距要求PAD and VIA :≥ 0.3mm(12mil);PAD and PAD :≥ 0.3mm(12mil)PAD and TRACK :≥ 0.3mm(12mil);TRACK and TRACK :≥ 0.3mm(12mil)密度较高时:PAD and VIA :≥ 0.254mm(10mil);PAD and PAD :≥ 0.254mm(10mil)PAD and TRACK :≥ 0.254mm(10mil);TRACK and TRACK :≥ 0.254mm(10mil)7、MARK基准点规定如下:基准点中心距板边大于5mm,并有金属圈保护。

A、形状:基准点的优选形状为实心圆。

B、大小:基准点的优选尺寸为直径40mil±1mil。

C、材料:基准点的材料为裸铜或覆铜,为了增加基准点和基板之间的对比度,可在基准点下面敷设大的铜箔。

阻焊开窗:阻焊形状为和基准点同心的圆形,大小为基准点直径的两倍。

在80mil直径边缘处要求有一圆形的铜线作保护圈,金属保护圈的直径为:外径110mil,内径为:90mil,线宽为10mil。

由于空间大小的单元基准点可以不加金属保护圈。

对于多层板建议基准点内层铺铜以增加识别对比度。

铝基板、厚铜箔(铜箔厚度≧30Z)基准点有所不同,基准点的设置为:直径为80mil的铜箔上,开直径为40mil的阻焊窗。

如下图:注:凡是单板敷铜的MARK点都不用加保护圈;不敷铜的MARK点都要加保护圈。

8、元器件间相邻焊盘的最小间距除保证焊盘间不易短接的安全间距外,还应考虑易损元器件的可维护性要求。

一般组装密度情况要求如下:1.片式元件之间、SOT之间、SOIC与片式元件之间为1.35mm;2.SOIC之间、SOIC与QFP之间为2mm:3.PLCC与片式元件、SOIC、QFP之间为2.5mm:4.PLCC之间为4mm。

5.混合组装时,插装元件和片式元件焊盘之间的距离为1.5mm。

6.设计PLCC插座时应注意留出PLCC插座体的尺寸(因为PLCC的引脚在插座体的底部内侧)。

五、PCB 尺寸要求:1.尺寸范围在设计时按需求定PCB 尺寸,但应考虑容易装焊的可行性。

从生产角度考虑,最小的单板尺寸应不小于“宽120mm×长120mm”,一般最理想的尺寸范围是“宽(200mm~250mm)×长(250mm~350mm)”。

2.PCB 厚度PCB厚度应考虑对PCB板的机械强度要求以及PCB单位面积上元件的重量,一般在0.3~6mm.。

常用我公司推荐PCB厚度是1.6mm,特大型板可用2mm,射频用微带板等一般在0.8~1mm。

3.PCB 铜箔厚度PCB 铜箔厚度有18μm,35μm,70μm,105μm,也可用oz/Ft2 表示,对应为0.5 oz/Ft2,1 oz/Ft2,2 oz/Ft2,3 oz/Ft2。

一般表层铜箔选0.5 oz,内层铜箔选1 oz。

六、PCB 拼板设计1.拼版布局拼板设计首先要考虑的就是小板如何摆放,拼成较大的板。

建议以拼板后最终尺寸接近理想的尺寸(见尺寸范围)为拼板设计的依据。

2.拼板连接方式拼板的连接方式主要有双面对刻V 形槽、长槽孔加圆孔和长槽孔三种,视PCB 的外形而定。

a)双面对刻V 形槽的拼板方式:V 形槽适合于外形形状为方形的PCB,目前SMT 板应用较多,特点是分离后边缘整齐加工成本低,建议优先选用。

V 形槽的设计要求如下图所示。

开V 型槽后,剩余的厚度X应为(1/4~1/3)板厚。

对承重较重的板子可取上限,对承重较轻的板子可取下限。

对波峰焊,PCB 的外形必须是矩形的(四角为R=1~2mm 圆角更好,但不做严格要求)。

偏离这种形状会引起PCB 传送不稳、插件时翻板和波峰焊时熔融焊料汲起等问题。

b)对纯SMT 板,允许有缺口,但缺口尺寸须小于所在边长度的1/3,应该确保PCB 在链条上传送平稳,见下图,允许缺口尺寸﹤1/3Lc)对于金手指的设计要求见GB4588.3。

除了插入边按要求设计倒角外,插板两侧边也应该设计(1~1.5)×45o的倒角或R1~R1.5 的圆角,见下图所示,以利于插入。

金手指插板两侧边倒角的设计d)对于特殊情况,需要将PCB 设计成非矩形,必须通过拼版方式将整体外形设计成矩形,有利于装焊,装焊后将附加的拼版部分掰去。

3 传送边、挡条边、定位孔a)PCB 应留出两条≥5mm 宽度的传送边。

通常将PCB 的两条长边(也可为短边,视具体情况)作为其传送边,以便在流水线上传送。

作为传送边,其正反面在离边5mm 的范围内不能有任何元件或引脚,不要布线。

对需要进行波峰焊的非传送边宽度超过200mm 的板,除装有插座的边外,一般四边都应该留出≥5mm 宽度的边,以便传送和加装挡条。

如果元件较多,安装面积不够,可以将元件安装到边,但必须加上工艺传送边(通过拼板方式)。

另外,距边≤1mm 范围内不得有导体,否则在PCB 制作时将进行刮铜处理,可能造成缺陷。

b)每一块PCB 必须在其角部位置设计三个定位孔,以便在线测试和PCB 本身加工时进行定位,定位孔直径为φ3.2mm。

对于大面积的背板,可以选用φ5.0mm。

拼版的定位孔设计在传送边。

c)定位孔、非接地安装孔均应设计成非金属化孔,非金属化孔周围需留出0.3mm 宽的非铜箔区(即留出封孔圈),以便PCB 制作时能封住孔使之不金属化。

※定位孔:定位孔直径3.3mm-4.5mm,优选3.3mm。

d)长槽孔加圆孔的拼板方式:长槽孔加圆孔的拼板方式,适合于各种外形的子板(小PCB,相对于拼后大的板而言)之间的拼板。

由于分离后边缘不整齐,对采用导槽固定的PCB 一般尽量不要采用。

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