PCB印制電路板工藝設(shè)計(jì)規(guī)范
一、 目的:
規(guī)范印制led線(xiàn)路板工藝設(shè)計(jì),滿(mǎn)足印制電路板可制造性設(shè)計(jì)的要求,為硬件設(shè)計(jì)人員提供印制電路板工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,為工藝人員審核印制電路板可制造性提供工藝審核準(zhǔn)則。
二、范圍:
本規(guī)范規(guī)定了硬件設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)印制電路板時(shí)應(yīng)該遵循的工藝設(shè)計(jì)要求,適用于公司設(shè)計(jì)的所有印制電路板。
三、特殊定義:
印制電路板(PCB, printed circuit board):
在絕緣基材上,按預(yù)定設(shè)計(jì)形成印制元件或印制線(xiàn)路或兩者結(jié)合的導(dǎo)電圖形的印制板。
元件面(Component Side):
安裝有主要器件(IC等主要器件)和大多數(shù)元器件的印制電路板一面,其特征表現(xiàn)為器件復(fù)雜,對(duì)印制電路板組裝工藝流程有較大影響。通常以頂面(Top)定義。
焊接面(Solder Side):
與印制電路板的元件面相對(duì)應(yīng)的另一面,其特征表現(xiàn)為元器件較為簡(jiǎn)單。通常以底面(Bottom)定義。
金屬化孔(Plated Through Hole):
孔壁沉積有金屬的孔。主要用于層間導(dǎo)電圖形的電氣連接。
非金屬化孔(Unsupported hole):
沒(méi)有用電鍍層或其它導(dǎo)電材料涂覆的孔。
引線(xiàn)孔(元件孔):
印制電路板上用來(lái)將元器件引線(xiàn)電氣連接到印制電路板導(dǎo)體上的金屬化孔。
通孔:
金屬化孔貫穿連接(Hole Through Connection)的簡(jiǎn)稱(chēng)。
盲孔(Blind via):
多層印制led線(xiàn)路板外層與內(nèi)層層間導(dǎo)電圖形電氣連接的金屬化孔。
埋孔(Buried Via):
多層印制led線(xiàn)路板內(nèi)層層間導(dǎo)電圖形電氣連接的金屬化孔。
測(cè)試孔:
設(shè)計(jì)用于印制電路板及印制電路板組件電氣性能測(cè)試的電氣連接孔。
安裝孔:
為穿過(guò)元器件的機(jī)械固定腳,固定元器件于印制電路板上的孔,可以是金屬化孔,也可以是非金屬化孔,形狀因需要而定。
塞孔:
用阻焊油墨阻塞通孔。
阻焊膜(Solder Mask, Solder Resist):
用于在焊接過(guò)程中及焊接后提供介質(zhì)和機(jī)械屏蔽的一種覆膜。
焊盤(pán)(Land, Pad):
用于電氣連接和元器件固定或兩者兼?zhèn)涞膶?dǎo)電圖形。
其它有關(guān)印制電路的名詞述語(yǔ)和定義參見(jiàn) GB2036-80《印制電路名詞述語(yǔ)和定義》。
元件引線(xiàn)(Component Lead):從元件延伸出的作為機(jī)械連接或電氣連接的單股或多股金屬導(dǎo)線(xiàn),或者已經(jīng)成形的導(dǎo)線(xiàn)。
折彎引線(xiàn)(Clinched Lead):焊接前將元件引線(xiàn)穿過(guò)印制板的安裝孔然后彎折成形的引線(xiàn)。
軸向引線(xiàn)(Axial Lead):沿元件軸線(xiàn)方向伸出的引線(xiàn)。
波峰焊(Wave Soldering):印制板與連續(xù)循環(huán)的波峰狀流動(dòng)焊料接觸的焊接過(guò)程。
回流焊(Reflow Soldering):是一種將元器件焊接端面和PCB焊盤(pán)涂覆膏狀焊料后組裝在一起,加熱至焊料熔融,再使焊接區(qū)冷卻的焊接方式。
橋接(Solder Bridging):導(dǎo)線(xiàn)間由焊料形成的多余導(dǎo)電通路。
錫球(Solder Ball):焊料在層壓板、阻焊層或?qū)Ь€(xiàn)表面形成的小球(一般發(fā)生在波峰焊或回流焊之后)。
拉尖(Solder Projection):出現(xiàn)在凝固的焊點(diǎn)上或涂覆層上的多余焊料凸起物。
墓碑,元件直立(Tombstone Component):一種缺陷,雙端片式元件只有一個(gè)金屬化焊端焊接在焊盤(pán)上,另一個(gè)金屬化焊端翹起,沒(méi)有焊接在焊盤(pán)上。
集成電路封裝縮寫(xiě):
BGA(Ball Grid Array):球柵陣列,面陣列封裝的一種。
QFP(Quad Flat Package):方形扁平封裝。
PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier):有引線(xiàn)塑料芯片栽體。
DIP(Dual In-line Package):雙列直插封裝。
SIP(Single inline Package):?jiǎn)瘟兄辈宸庋b
SOP(Small Out-Line Package):小外形封裝。
SOJ(Small Out-Line J-Leaded Package):J形引線(xiàn)小外形封裝。
COB(Chip on Board):板上芯片封裝。
Flip-Chip:倒裝焊芯片。
片式元件(CHIP):片式元件主要為片式電阻、片式電容、片式電感等無(wú)源元件。根據(jù)引腳的不同,有全端子元件(即元件引線(xiàn)端子覆蓋整個(gè)元件端)和非全端子元件,一般的普通片式電阻、電容為全端子元件,而像鉭電容之類(lèi)則為非全端子元件。
THT(Through Hole Technology):通孔插裝技術(shù)
SMT(Surface Mount Technology):表面安裝技術(shù)
元器件布局
元器件布局通則
在設(shè)計(jì)許可的條件下,元器件的布局盡可能做到同類(lèi)元器件按相同的方向排列,相同功能的模塊集中在一起布置;相同封裝的元器件等距離放置,以便元件貼裝、焊接和檢測(cè)。
PCB板尺寸的考慮
選擇的加工工藝中涉及到銑刀式切板機(jī)時(shí),PCB拼板尺寸:70mm×70mm――310mm×240mm。
選擇的加工工藝中涉及到園刀式切板機(jī)時(shí),PCB拼板尺寸:50mm×50mm(考慮到其它設(shè)備的加工能力)――450mm×290mm。板厚:0..8mm――3.2mm。
選擇的加工工藝中不涉及到切板機(jī)時(shí)(如網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品),PCB板尺寸:50mm×50mm――457mm×407mm。(波峰焊),板厚:0.5mm――3.0mm。具體參見(jiàn)附錄“加工設(shè)備參數(shù)表”。特別要注意在制作工藝夾具時(shí)也要考慮到設(shè)備的加工能力。
工藝邊
PCB板上至少要有一對(duì)邊留有足夠的傳送帶位置空間,即工藝邊。PCB板加工時(shí),通常用較長(zhǎng)的對(duì)邊作為工藝邊,留給設(shè)備的傳送帶用,在傳送帶的范圍內(nèi)不能有元器件和引線(xiàn)干涉,否則會(huì)影響PCB板的正常傳送。
工藝邊的寬度不小于5mm。如果PCB板的布局無(wú)法滿(mǎn)足時(shí),可以采用增加輔助邊或拼板的方法,參見(jiàn)“拼板”。
PCB測(cè)試阻抗工藝邊大于7MM。
PCB板做成圓弧角
直角的PCB板在傳送時(shí)容易產(chǎn)生卡板,因此在設(shè)計(jì)PCB板時(shí),要對(duì)板框做圓弧角處理,根據(jù)PCB板尺寸的大小確定圓弧角的半徑(5mm?)。拼板和加有輔助邊的PCB板在輔助邊上做圓弧角。
元器件體之間的安全距離
考慮到機(jī)器貼裝時(shí)存在一定的誤差,并考慮到便于維修和目視外觀檢驗(yàn),相鄰兩元器件體不能太近,要留有一定的安全距離。
QFP、PLCC------
此兩種器件的共同特點(diǎn)是四邊引線(xiàn)封裝,不同的是引線(xiàn)外形有所區(qū)別。QFP是鷗翼形引線(xiàn),PLCC是J形引線(xiàn)。由于是四邊引線(xiàn)封裝,因此,不能采用波峰焊接工藝。
QFP、PLCC器件通常布在PCB板的元件面,若要布在焊接面進(jìn)行二次回流焊接工藝,其重量必須滿(mǎn)足:每平方英寸焊角接觸面的承重量應(yīng)小于等于30克的要求。
BGA等面陣列器件-----
BGA等面陣列器件應(yīng)用越來(lái)越多,一般常用的是1.27mm,1.0mm和0.8mm球間距器件。BGA等面陣列器件布局主要考慮其維修性,由于BGA返修臺(tái)的熱風(fēng)罩所需空間限制,BGA周?chē)?mm范圍內(nèi)不能有其它元器件。正常情況下BGA等面陣列器件不允許布置在焊接面,當(dāng)布局空間限制必須將BGA等面陣列器件布置在焊接面時(shí),其重量必須滿(mǎn)足前述要求。
BGA等面陣列器件不能采用波峰焊接工藝。
SOIC器件
小外形封裝的器件有多種形式,有SO、SOP、SSOP、TSOP等,其共同特點(diǎn)都是對(duì)邊引線(xiàn)封裝。此類(lèi)器件適合回流焊接工藝,布局設(shè)計(jì)要求與QFP器件相同。引線(xiàn)間距≥1.27mm(50mil)、器件托起高度(Standoff)≤0.15mm的SOIC器件可以采用波峰焊接工藝,但是要注意SOIC器件與波峰的相對(duì)方向。
Standoff大于0.2mm不能過(guò)波峰
SOT、DPAK器件
SOT器件適用于回流焊接工藝和波峰焊接工藝,在布局時(shí)可以放在元件面和焊接面。采用波峰焊接工藝時(shí),器件托起高度(Standoff)要≤0.15mm。