PCB工艺设计规范

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 的设计满足可生产性、可测试性、安规、 EMC、 EMI 等的技术规范要求,在产品设计过程中构建产品的工艺、技术、质量、成本优势。

 

2. 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。

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。

 

3. 定义

导通孔(via):一种用于内层连接的金属化孔,但其中并不用于插入元件引线或其它增强材料。

盲孔(Blind via):从印制板内仅延展到一个表层的导通孔。

埋孔(Buried via):未延伸到印制板表面的一种导通孔。

过孔(Through via):从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔。

元件孔(Component hole):用于元件端子固定于印制板及导电图形电气联接的孔。

Stand off:表面贴器件的本体底部到引脚底部的垂直距离。

 

4. 引用/参考标准或资料

XXX0902010001 <<信息技术设备 PCB 安规设计规范>>

XXXOE0199001 <<电子设备的强迫风冷热设计规范>>

XXXE0199002 <<电子设备的自然冷却热设计规范>>

IEC60194 <<印制板设计、制造与组装术语与定义>>(PrintedCircuit Board design manufacture and assembly-termsand definitions)

IPC—A—600F <<印制板的验收条件>>(Acceptablyof printed board)

IEC60950

 

5. 规范内容

(1)PCB 板材要求

(2)确定 PCB 使用板材以及 TG 值

确定 PCB 所选用的板材,例如 FR—4、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。

(3)确定 PCB 的表面处理镀层

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。

(4) 热设计要求

(5)高热器件应考虑放于出风口或利于对流的位置

PCB 在布局中考虑将高热器件放于出风口或利于对流的位置。

(6)较高的元件应考虑放于出风口,且不阻挡风路

(7)散热器的放置应考虑利于对流

(8)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。

若因为空间的原因不能达到要求距离,则应通过温度测试保证温度敏感器件的温升在降额范围内。

1、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 5A以上大电流的焊盘不能采用隔热焊盘,如图所示:

 

2、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

为了避免器件过回流焊后出现偏位、立碑现象,地回流焊的 0805 以及0805 以下片式元件两端焊盘应保证散热对称性, 焊盘与印制导线的连接部宽度不应大于 0.3mm(对于不对称焊盘),如图 1 所示。

3、 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,汇流条的支脚应采用多点连接,尽可能采用铆接后过波峰焊或直接过波峰焊接,以利于装配、焊接;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。

为了保证搪锡易于操作,锡道宽度应不大于等于 2.0mm,锡道边缘间距大于1.5mm。

4、器件库选型要求

5、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8—20mil),考虑公差可适当增加,确保透锡良好。

元件的孔径形成序列化, 40mil 以上按 5 mil 递加,即 40 mil、 45mil、 50 mil、 55 mil……;40 mil 以下按 4 mil 递减,即 36 mil、 32 mil、 28mil、 24 mil、 20 mil、 16 mil、 12 mil、 8mil.

器件引脚直径与 PCB焊盘孔径的对应关系,以及二次电源插针焊脚与通孔回流焊的焊盘孔径对应关系如表 1:

 

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。

6、新器件的 PCB 元件封装库存应确定无误

PCB 上尚无件封装库的器件,应根据器件资料建立打捞的元件封装库,并保证丝印库存与实物相符合,特别是新建立的电磁元件、自制结构件等的元件库存是否与元件的资料(承认书、图纸)相符合。新器件应建立能够满足不同工艺(回流焊、波峰焊、通孔回流焊)要求的元件库。

7、需过波峰焊的 SMT器件要求使用表面贴波峰焊盘库

8、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。

9、不同 PIN 间距的兼容器件要有单独的焊盘孔,特别是封装兼容的继电器的各兼容焊盘之间要连线。

10、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。

11、 不能用表贴器件作为手工焊的调测器件,表贴器件在手工焊接时容易受热冲击损坏。

12、 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。

13、除非实验验证没有问题,否则不能选非表贴器件作为表贴器件使用。因为这样可能需要手焊接,效率和可靠性都会很低。

14、多层 PCB 侧面局部镀铜作为用于焊接的引脚时,必须保证每层均有铜箔相连,以增加镀铜的附着强度,同时要有实验验证没有问题,否则双面板不能采用侧面镀铜作为焊接引脚。

 

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