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PCBA工艺设计规范

1.目的PCB 工艺设计规范2.本规范归定了我司PCB 设计的流程和设计原则,主要目的是为PCB 设计者提供必须遵循的规则和约定。

提高PCB 设计质量和设计效率。

提高PCB 的可生产性、可测试、可维护性。

适用范围本规范适用于所有电了产品的PCB 工艺设计,运用于但不限于PCB 的设计、PCB 投板工艺审查、单板工艺审查等活动。

3. 规范内容3.1 PCBA 加工工序合理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加工效率最高。

常用PCBA 的7 种主流加工流程序号名称工艺流程特点适用范围1 单面插装成型—插件—波峰焊接效率高,PCB 组装加热次数为一次器件为THD2 单面贴装焊膏印刷—贴片—回流焊接效率高,PCB 组装加热次数为一次器件为SMD3 单面混装焊膏印刷—贴片—回流焊接—THD—波峰焊接焊膏印刷—贴片—回流焊接—THD—波峰焊接器件为SMD、THD4PCB 工艺设计规范双面混装双面混装贴片胶印刷—贴片—固化—翻效率高,PCB 组装加热次数板—THD—波峰焊接—翻板—手工焊为二次器件为SMD、THD5 双面贴装、插装6 常规波峰焊双面混装7 常规波峰焊双面混装焊膏印刷—贴片—回流焊接—翻板—焊膏印刷—贴片—回流焊接—手工焊焊膏印刷—贴片—回流焊接—翻板—贴片胶印刷—贴片—固化—翻板—THD—波峰焊接—翻板—手工焊焊膏印刷—贴片—回流焊接—翻板—焊膏印刷—贴片—回流焊接—翻板—THD—波峰焊接—翻板—手工焊效率高,PCB 组装加热次数为二次效率较低,PCB 组装加热次数为三次效率较低,PCB 组装加热次数为三次器件为SMD、THD器件为SMD、THD器件为SMD、THD3.2.PCB外形尺寸这个设计规范为加工制造(单面或双面板PCB)定义了其的外形尺寸要求:3.2.1外形尺寸a、所有的PCB 的外形轮廓必须是直的,这样可以减少PCB 在加工过程中上板、出板及中途传输过程中的出错率,从而缩短PCB 的传输时间、增强PCB 的固定及提高SMT 加工品质。

不能接受通过在空余的地方增加如下图所示的Dummy PCB 以增强PCB 的固定及提高加工品质。

能接受的3.2.2PCB最大的外形尺寸设备(SMT)的最大允许外形尺寸:50mm X 50mm ~ 330mm X 250mm 厚度0.8mm~3mm50mm X 50mm ~ 457mm X 407mm 厚度0.8mm~3mm考虑到生产的通用性,建议Layout PCB板时长*宽不大于330mm*250mm,最小尺寸不小于50mm*50mm;在波烽焊接加工过程中,那么PCB的厚度标准要求为:1.6mm,最薄不能低于1.0mm,不然PCB在过波峰焊接时易弯曲变形而导致PCB上的元器件损坏及焊接点破裂,影响产品的可靠性.在回流焊接加工过程中,薄的PCB可以被使用倘若在PCB两边增加均衡性铜箔及通过拼板适当的设计而减少PCB的弯曲可能性。

3.2.3PCB定位孔及受限区域PCB板上的机械定位孔的定位:机械定位孔的定位是PCB上的两个定位孔,用于贴片机较好的固定PCB以方便机器精确的贴片。

A.单面PCB的Tooling holes基本规范:1) 定位孔应位于PCB 最长的一边以减少角度差;2) 定位孔圆孔的直径应为:4mm+0.1/‐0.;3) 定位孔拉长孔的尺寸为:宽为4mm+0.1/‐0,长为5mm;4) 对于拼板的PCB,每块小板的数据必须统一以位于左下角的Tooling holes 圆孔为基准;5) 两个定位孔在PCB 上之间的距离应PCB 长度的允许下最大分离;B.双面PCB的Tooling holes基本规范:1) 定位孔应位于PCB 最长的一边以减少角度差;2) 定位孔圆孔的直径应为:4mm+0.1/‐0.;3) 对于拼板的PCB,每块小板的数据必须统一以位于左下角的定位孔圆孔为基准,并两面对称;4) 两个定位孔在PCB 上之间的距离应PCB 长度的允许下最大分离;C.PCB板上元件贴片的受限区域(单面PCB):D.PCB板上元件贴片的受限区域(双面PCB):3.2.4元器件、焊盘、线路在Layout时所考虑的受限区域定义所有的元器件、焊盘及线路在Layout PCB时与PCB 的边缘都有一个最小的间隔,为了避免在分板及搬运过程中损坏。

A、焊盘及线路与边的最小间隔:1. 与V‐CUT 之间的最小间隔:0.5mm2. 与冲孔之间的最小间隔:0.3mm3. 与内部线路之间的间隔:0.25mm4. 与邮票孔边之间的最小间隔:1.27mmB、元器件与边的最小间隔:1. 与V‐CUT 之间的最小间隔:1.27mm 如果是通孔元器件则是:2.0mm2.与冲孔之间的最小间隔:0.3mm3.与内部线路之间的间隔:0.5mm4.尺寸为1820 的元器件及更大的元器件与PCB 边缘之间的最小间隔应为:10mm 3.2.5拼板及分板总的来说有三种拼板方式,即单面拼板、家族式拼板(family panel ) 、双面拼板(阴阳拼板)。

3.2.5.1单面拼板总的要求:A. 单面拼板应按同一方向排列,这样有利于减少SMT做程式的步骤及便用机器固定,B. 如果小板中有超出小板边缘的元器件,那么与之相邻的小板必须要考虑避位,如下图:如果小板没有办法避位,也可以通过在小板之间增加一个dummy 条的方式来避位,见如下图:C. 使用额外的Dummy 条去加固拼板的两个长边,以方便PCB在贴片过程中的传输及分板的方便性。

3.2.5.2 家族式拼板(family panel ) :家族式拼板:也就是将一个产品的所有板都排在一板PCB板上,如图。

阴阳板的优势减少了板的数量,有利于采购减了WIP存货减少了Tooling 成本为PCB制造及SMT装配制造周期缩短,也缩短的品质反馈周期3.2.5.3 双面拼板(阴阳板):家族式拼板的劣势相对于标准拼板,家族式拼板在PCB原材料的充分利用方面较差,产生了较多的Dummy board家族式拼板仅限于有相同的材料及制造过程的板增加了加工工艺及测试工艺难度元器件种类的增多而导致SMT机器送料站位的不够阴阳板:将AB面的元器件分布在同一面板上。

家族式拼板的优势阴阳板的劣势减少了板的数量,有利于采购减了WIP存货)减少了Tooling 成本为PCB制造及SMT装配制造周期缩短,也缩短的品质反馈周期与家族式拼板不同,它不会产生了多余的Dummy board增加了回流焊接难度元器件种类的增多而导致SMT机器送料站位的不够增加了加工工艺(波峰时) 难度3.2.6 V‐CUT+SLOT及Biscuits设计3.2.6.1 Biscuits 在FR-4PCB材料上的设计:Biscuits 设计在分板时需注意的地方:3.2.6.2 V‐CUT+SLOT 设计:PCB 工艺设计规范印制板距板边距离:V-CUT 边大于0.75mm,铣槽边大于0.3mm。

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:V—CUT 边大于0.75mm,铣槽边大于0.3mm(铜箔离板边的距离还应满足安装要求)。

PCB 工艺设计规范3.2.6.3 若PCB 上有大面积开孔>4mm 的地方,在设计时要先将孔补全,以避免波峰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(图18)項項目備註次1 一般PCB 過板方向定義:PCB 在SMT 生產方向為短邊過迴焊爐(Reflow), PCB 長邊為SMT 輸送帶夾持邊.PCB 在DIP 生產方向為I/O Port 朝前過波焊爐(Wave Solder), PCB 與I/O 垂直的兩邊為DIP 輸送帶夾持邊.1.1 金手指過板方向定義:SMT: 金手指邊與SMT 輸送帶夾持邊垂直.DIP: 金手指邊與DIP 輸送帶夾持邊一致.2 3.3PCB 工艺设计规范SMD 零件文字框外緣距SMT 輸送帶夾持邊L1 需≧5mm.SMD 及DIP 零件文字框外緣距板邊L2 需≧5mm.基准校正点(Fiducial marks)3.3.1 基准校正点的应用3.3.1.1 总体考虑a. 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;b. 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;c. 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.3.3.1.2 基准点的类型这里有两种类型,一种是“PCB 基准点”,另外一种根椐不同元器件的需要而设的“元件基准点”1)PCB 基准点A. 对于单板的Layout,建议使用三个基准点来作为角度、线性及非线性失真的补偿,如果PCB板的元件间距或脚间距有小于50mil pitch的就必须要使用三个基准点;B. 三个基准点位于PCB 板上的三个角落位置;C. 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.D. 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5mm以上的位置;E. 如上图如示,每块板的两个基准点是进行角度及线性补偿的最低要求;F. 两个基准点应确立在PCB 对角线两个不对称基准点的位置上,在生产过程中基准点通常作为参考点来检测板的存在及校正板与板之间的细微的偏差;G. SMT 元件应尽量放置在基准点的范围内.H. 对于PCB 拼板的Layout,最好用三个(如果元件Pitch小于50mil必须采用三个)或两个基准点以补偿PCB 拼板的偏差;I. 在回流焊接加工过程中,PCB基准点必须包涵到PCB拼板的Gerber file中;J. 对于一些高密度分布的PCB 板中如果没有多余的空间放置基准点,可以考虑将基准点放置在拼板之间的连接材料上,但为了考虑基准点与PCB 元件分布的精度,必须将基准点与PCB 元件分布一起设计在Gerber file 中;2) 个别元件的基准点对于那些元件脚Pitch 比较纤细(小于25mil),如QFP、BGA 元器件,建议使用两个元件基准点分别放置在元件的对角线的两个位置,以此作为此类元件的参考点并为元件在SMT加工过程中修正其偏差。

3.3.2 基准校正点的结构A. 根据不同的铜垫厚度而选用不同的基准点的尺寸(A)以及基准点与绝缘材料之间的相距尺寸(B)也将选用不同的尺寸,如下图:B. 不应选择绝缘材料、孔作为基准点,或在基准点周围设置一个与基准点尺寸相近的图案,此图案还包括多层板中的里层图案。

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