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PCB设计作业指导书D

1、目的规范产品的PCB 工艺设计,规定PCB 工艺设计的相关参数,使得PCB 的设计满足电气性能、可生产性、可测试性等要求,在产品设计过程中构建产品的工艺、技术、质量、成本优势。

2、范围本规范适用于所有公司产品的PCB 设计和修改。

3、定义(无)4、职责4.1 R&D 硬件工程师负责所设计原理图能导入PCB网络表,原理上符合产品设计要求。

4.2 R&D 结构工程师负责所设计PCB结构图符合产品设计要求。

4.3 R&D PCB Layout工程师负责所设计PCB符合产品设计要求。

5、作业办法/流程图(附后)5.1PCB 板材要求5.1.1确定PCB 所选用的板材、板厚等,例如PCB板材:FR-1、FR-4、CEM-1、CEM-3、纸板等,PCB板厚:单面板常用1.6mm ,双面板、多层板常用1.2mm或1.6mm,PCB的板材和厚度由结构和电子工程师共同确定。

5.1.2确定PCB 铜箔的表面处理方式,例如镀金、OSP、喷锡、有无环保要求等。

注:目前应环保要求,单面、双面、多层PCB板均需采用OSP表面处理工艺,即无铅工艺。

(特殊工艺要求除外,如:轻触按键弹片板表面需镀金处理)5.1.3确定PCB有关于防燃材料和等级要求,例如普通单面板要求:非阻燃板材XPC或FR-1 94HB和94V-0;TV产品单面板要求:FR-1 94V-0;TV电源板要求:CEM1 94V-0;双面板及多层板要求:FR-4 94V-0。

(特殊情况除外,如工作频率超过1G的,PCB不能用FR-4的板材)5.2散热要求5.2.1PCB 在布局中考虑将高热器件放于出风口或利于空气对流的位置。

5.2.2大面积铜箔要求用隔热带与焊盘相连,为了保证透锡良好,在大面积铜箔上的元件的焊盘要求用隔热带与焊盘相连(对于需过1A以上大电流的焊盘不能采用隔热焊盘),如下图所示:焊盘两端走线均匀或热容量相当焊盘与铜箔间以”米”字或”十”字形连接5.2.3 大功率电源板上,变压器及带散热器的发热器件下面需开圆形直径为3.0mm-3.5mm的散热孔。

5.2.4 解码板上,在主芯片的BOTTEM层的大面积的地铜箔上需开斜条形绿油开窗,增加主芯片的散热效果。

5.3基本布局及PCB元件库选取要求5.3.1PCB布局选用的PCBA组装流程应使生产效率最高:设计者应考虑板形设计是否最大限度地减少组装流程的问题,如多层板或双面板的设计能否用单面板代替?PCB每一面是否能用一种组装流程完成?能否最大限度的不用手工焊?使用的插件元件能否用贴片元件代替?5.3.2 PCB上元器件尽可能整齐排列(X,Y坐标),减少机器上下左右的行程变化频率,提高生产效率。

5.3.3 为了保证制成板过波峰焊或回流焊时,传送轨道的卡抓不碰到元器件,元器件的外侧距板边距离应大于或等于5mm,若达不到要求,则PCB应加工艺边。

工艺边要求如下:5.3.4 上图中左边直径4 mm 的圆形机插定位孔的位置必须固定,距离相邻两条板边的距离各5 mm ;右边4X5mm 的椭圆孔只要与下板边(轨道边)的距离保持5 mm ,与右板边的距离可以适当移动,但不能小于5 mm ,且不大于拼板尺寸的四分之一;没有机插元件的PCB ,可以不用增加机插定位孔。

5.3.5 安装孔的禁布区内无机插元器件和走线。

(不包括安装孔自身的走线和铜箔) 5.3.6 考虑大功率器件的散热设计:元器件均匀分布,特别要把大功率的器件分散开,避免电路工作时PCB 上局部过热产生应力,影响焊点的可靠性;大功率元件周围不应布置热敏感元器件,它们之间要留有足够的距离;电解电容不可触及发热元件,如大功率电阻、热敏电阻、变压器、散热器等;电解电容与热源(散热器、大功率电阻、变压器)的间隔最小为3.0mm ,其它立插元器件到变压器的距离最小为2.5mm 。

5.3.7 器件和机箱的距离要求:5机插定位孔及不能机插的区域:器件布局时要考虑尽量不要太靠近机箱壁,以避免将PCB 安装到机箱时损坏器件。

特别注意安装在PCB边缘的,在冲击和振动时会产生轻微移动或没有坚固的外形的器件,如:立装电阻、变压器等。

5.3.8布局时应考虑所有器件在焊接后易于检查和维护,小、低元件不要埋在大、高元件群中,影响检修。

5.3.9可调器件周围留有足够的空间供调试和维修:应根据系统或模块的PCBA安装布局以及可调器件的调测方式来综合考虑可调器件的排布方向、调测空间。

5.3.10引脚在同一直线上的插件器件,象连接器、DIP 封装器件,布局时应使其轴线和波峰焊方向平行。

5.3.11轻的插件器件如二级管和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。

5.3.12为了保证可维修性,BGA器件周围需留有4mm禁布区,最佳为5mm禁布区。

一般情况下BGA不允许放置在背面,当背面有BGA器件时,不能在正面BGA 5mm 禁布区的投影范围内布器件。

5.3.130603以下、SOJ、PLCC、BGA、0.6mm Pitch以下的SOP、本体托起高度(Standoff)>0.15mm的器件不能放在波峰面;QFP器件在波峰面要成45度布局。

5.3.14两面回流再过波峰焊工艺的PCB板,焊接面的插件元件的焊盘边缘与贴片元件本体的边缘距离应≥3.0mm。

5.3.15易受干扰的元器件不能相互挨得太近,输入和输出元件尽量远离。

5.3.16晶振放置位置尽量靠近主芯片相关引脚,晶振匹配电容等其它辅助件放置在晶振和主芯片的间的连线上。

5.3.17合理布置电磁滤波/退耦电容,此电容尽量靠近IC电源脚,RC回路靠近主IC。

5.3.18 PCB元件库的选取,规定从研发部PCB组标准元件库MTC-LIB中统一调用,此元件库存档路径:FTP://研发部/4_PCB元件库/MTC-LIB,此元件库会随着新元件库的增加随时刷新;如果在此元件库当中没有的元件,需提供元件规格书制作新的标准元件库。

5.3.19 在做除解码板之外的小板,如:前控板,遥控接收板,按键板,SCAT板等等时需要注意考虑工厂的生产效率问题;工厂工艺现在有:高速贴片机,多功能贴片机,AI机,回流,波峰焊等,所以在做上述小板时需要注意尽量减少工艺流程。

发现此类问题需与硬件和相关经理沟通更改。

高速贴片机要求如下:编带要求在8X4以下的元件在高速贴片机上贴片,8是指元件编带的宽度,4是指编带中两个元器件之间的间距。

其余都需在多功能机上贴片。

5.4走线要求5.4.1PCB走线以最短,最少过孔走线为原则(特殊情况除外),避免走直角或锐角;相邻两层信号层的走线应互相垂直;电源/地线层可以与信号层结合以减少层数。

5.4.2关键信号线的处理,如时钟信号线,要求最短走线且做包地处理,避免产生干扰;差分信号线应满足等长、等间距、等线径即等物理结构走线,USB2.0的两差分信号线外需包地线。

5.4.3对于线长超过50mm的信号线增加匹配电阻,确保匹配,避免线路上反射形成震荡发射。

5.4.4晶振走线尽量短,尽量不走过孔,一根线不能超过3个过孔,模拟信号线如音视频信号线不能靠近或在晶振的下面布线。

5.4.5PCB线路距板边距离:V-CUT 边≥0.5mm,铣槽边≥0.3mm,邮票孔≥1.5mm。

5.4.6散热器正面下方无走线(或已作绝缘处理),为了保证电气绝缘性,散热器下方周围应无走线(考虑到散热器安装的偏位及安规距离),若需要在散热器下布线,则应采取绝缘措施使散热器与走线绝缘,或确认走线与散热器是同等电位或是同一网络。

5.4.7元件焊盘需单独引出走线后才接入大面积铜箔。

5.4.8在元件焊盘上不允许有过孔,SMT元件的焊盘上或其附近不能有通孔,否则在回流焊过程中,焊盘上的焊锡熔化后会沿着通孔流走,会产生虚焊、少锡,还可能流到板的另一面造成短路。

5.5定位孔和光学定位基准点的要求5.5.1有表面贴装元器件的PCB,在板对角处至少有两个以上不对称光学定位基准点,即MARK点。

基准点用于锡膏印刷和元件贴片时的光学定位,根据基准点在PCB上的分布,可分为拼板基准点、单元基准点、局部基准点等。

5.5.2基准点中心距板边距离大于5mm 。

5.5.3基准点焊盘、阻焊设置正确,基准点焊盘:为直径为1mm的实心圆形或边长为1mm的正方形;阻焊开窗:阻焊形状为与基准点同心的圆形或正方形,大小为基准点直径的两倍以上,即3或4mm。

5.5.4基准点范围内无其它走线及丝印:为了保证印刷和贴片的识别效果,基准点范围内应无其它走线及丝印。

5.5.5需要拼板的单板,每块单元板上尽量保证有基准点,若由于空间原因单元板上无法布下基准点时,则单元板上可以不布基准点,但必须保证拼板工艺边上有符合要求的基准点。

5.5.6测试机架定位孔:单板测试,单板上需要有三个以上相同尺寸的机架定位孔,拼板测试的机架定位孔可共用锡膏印刷机定位孔。

5.5.7锡膏印刷机定位孔:在单板(不能拼板的PCB)或拼板工艺边上增加四个ф2.0mm的NPTH孔;对称拼板的PCB,此定位孔需对称放置。

5.6丝印要求5.6.1丝印字符遵循从左至右、从下往上的原则,对于电解电容、二极管等极性的器件在每个功能单元内尽量保持方向一致。

5.6.2元器件焊盘、需要搪锡的锡道上无丝印,器件位号不应被安装后器件所遮挡。

,5.6.3有极性元器件其极性在丝印图上表示清楚,极性方向标记易于辨认。

5.6.4所有间距≤2.0mm的通孔焊盘,在BOTTEM需加阻焊白油丝印,防止焊盘连锡。

5.6.5插座脚位及网络名需做丝印标识,便于调试。

5.6.6PCB 上应有板名、日期、版本号、P/N号等制成板信息丝印,位置明确、醒目。

5.6.7电源部分FUSE应加安全标志和参数标识丝印,强电与弱电间应用粗的丝印线分开,并印上高压危险标识和“ DANGER!HIGH VOT AGE ”,以示警告。

5.7安规要求5.7.1保险管的安规标识齐全保险丝附近是否有标识,包括保险丝序号、熔断特性、额定电流值、额定电压值、警告标识。

5.7.2PCB上危险电压区域标注高压警示符,高低压区要符合安全爬电距离≥7mm,交流零线与火线之间的距离≥3mm。

PCB 的危险电压区域部分应用1mm宽的丝印线与安全电压区域隔离,并印上高压危险标识和“ DANGER!HIGH VOT AGE ”。

5.7.3PCB 板安规标识应明确PCB 板五项安规标识(UL认证标志、生产厂家、厂家型号、UL 认证文件号、阻燃等级)齐全。

5.8PCB 尺寸、外形要求5.8.1PCB 的板角应为R型倒角(特殊要求外)。

5.8.2单板尺寸小于50mm * 50mm的PCB应进行拼板。

5.8.3拼板后单板连接处的分割,采用“V”形分割、邮票孔、“V”形分割加铣槽、“V”形分割加邮票孔等几种方式,根据PCB单板的具体情况,兼顾印制板强度、生产工艺及成本进行控制。

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