PCB工藝設(shè)計規(guī)范
1. 目的
規(guī)范產(chǎn)品的 PCB 工藝設(shè)計,規(guī)定 PCB 工藝設(shè)計的相關(guān)參數(shù),使得 PCB 的設(shè)計滿足可生產(chǎn)性、可測試性、安規(guī)、EMC、EMI 等的技術(shù)規(guī)范要求,在產(chǎn)品設(shè)計過程中構(gòu)建產(chǎn)品的工藝、技術(shù)、質(zhì)量、成本優(yōu)勢。
2. 適用范圍
本規(guī)范適用于所有電了產(chǎn)品的 PCB 工藝設(shè)計,運用于但不限于 PCB 的設(shè)計、PCB 投板工藝審查、單板工藝審查等活動。本規(guī)范之前的相關(guān)標準、規(guī)范的內(nèi)容如與本規(guī)范的規(guī)定相抵觸的,以本規(guī)范為準。
3. 定義
導通孔(via):一種用于內(nèi)層連接的金屬化孔,但其中并不用于插入元件引線或其它增強
材料。
盲孔(Blind via):從印制板內(nèi)僅延展到一個表層的導通孔。
埋孔(Buried via):未延伸到印制板表面的一種導通孔。
過孔(Through via):從印制板的一個表層延展到另一個表層的導通孔。
元件孔(Component hole):用于元件端子固定于印制板及導電圖形電氣聯(lián)接的孔。
Stand off:表面貼器件的本體底部到引腳底部的垂直距離。
4. 引用/參考標準或資料
TS—S0902010001 < <信息技術(shù)設(shè)備 PCB 安規(guī)設(shè)計規(guī)范>>
TS—SOE0199001 < <電子設(shè)備的強迫風冷熱設(shè)計規(guī)范>>
TS—SOE0199002 < <電子設(shè)備的自然冷卻熱設(shè)計規(guī)范>>
IEC60194 < <印制板設(shè)計、制造與組裝術(shù)語與定義>> (Printed Circuit Board design
manufacture and assembly-terms and definitions)
IPC—A—600F < <印制板的驗收條件>> (Acceptably of printed board)IEC60950
5. 規(guī)范內(nèi)容
5.1 PCB 板材要求
5.1.1 確定 PCB 使用板材以及 TG 值
確定 PCB 所選用的板材,例如 FR—4、鋁基板、陶瓷基板、紙芯板等,若選用高 TG 值的板材,應在文件中注明厚度公差。
5.1.2 確定 PCB 的表面處理鍍層
確定 PCB 銅箔的表面處理鍍層,例如鍍錫、鍍鎳金或 OSP 等,并在文件中注明。
5.2 熱設(shè)計要求
5.2.1 高熱器件應考慮放于出風口或利于對流的位置
PCB 在布局中考慮將高熱器件放于出風口或利于對流的位置。
5.2.2 較高的元件應考慮放于出風口,且不阻擋風路
5.2.3 散熱器的放置應考慮利于對流
5.2.4 溫度敏感器械件應考慮遠離熱源
對于自身溫升高于 30℃的熱源,一般要求:
a. 在風冷條件下,電解電容等溫度敏感器件離熱源距離要求大于或等于 2.5mm;
b. 自然冷條件下,電解電容等溫度敏感器件離熱源距離要求大于或等于 4.0mm。
若因為空間的原因不能達到要求距離,則應通過溫度測試保證溫度敏感器件的溫升在降額
范圍內(nèi)。
5.2.5 大面積銅箔要求用隔熱帶與焊盤相連
為了保證透錫良好,在大面積銅箔上的元件的焊盤要求用隔熱帶與焊盤相連,對于需過 5A
以上大電流的焊盤不能采用隔熱焊盤,
5.2.6 過回流焊的 0805 以及 0805 以下片式元件兩端焊盤的散熱對稱性
為了避免器件過回流焊后出現(xiàn)偏位、立碑現(xiàn)象,地回流焊的 0805 以及 0805 以下片式元件
兩端焊盤應保證散熱對稱性,焊盤與印制導線的連接部寬度不應大于 0.3mm(對于不對稱焊盤),
5.2.7 高熱器件的安裝方式及是否考慮帶散熱器
確定高熱器件的安裝方式易于操作和焊接,原則上當元器件的發(fā)熱密度超過 0.4W/cm3
,單靠元器件的引線腿及元器件本身不足充分散熱,應采用散熱網(wǎng)、匯流條等措施來提高過電流能力,匯流條的支腳應采用多點連接,盡可能采用鉚接后過波峰焊或直接過波峰焊接,以利于裝配、焊接;對于較長的匯流條的使用,應考慮過波峰時受熱匯流條與 PCB 熱膨脹系數(shù)不匹配造成的 PCB 變形。為了保證搪錫易于操作,錫道寬度應不大于等于 2.0mm,錫道邊緣間距大于 1.5mm。
5.3 器件庫選型要求
5.3.1 已有 PCB 元件封裝庫的選用應確認無誤
PCB 上已有元件庫器件的選用應保證封裝與元器件實物外形輪廓、引腳間距、通孔直徑等
相符合。焊盤兩端走線均勻或熱容量相當 焊盤與銅箔間以”米”字或”十”字形連接
插裝器件管腳應與通孔公差配合良好(通孔直徑大于管腳直徑 8—20mil),考慮公差可適
當增加,確保透錫良好。元件的孔徑形成序列化,40mil 以上按 5 mil 遞加,即 40 mil、45 mil、50 mil、55 mil……;40 mil 以下按 4 mil 遞減,即 36 mil、32 mil、28 mil、24 mil、20 mil、16 mil、12 mil、8 mil.
器件引腳直徑與 PCB 焊盤孔徑的對應關(guān)系,以及二次電源插針焊腳與通孔回流焊的焊盤
孔徑對應關(guān)系如表 1:器件引腳直徑(D) PCB 焊盤孔徑/插針通孔回流焊焊盤孔徑
D≦1.0mm D+0.3mm/+0.15mm
1.0mm<d ≦2.0mm="" d+0.4mm="" 0.2mm="" d="">2.0mm D+0.5mm/0.2mm
建立元件封裝庫存時應將孔徑的單位換算為英制(mil),并使孔徑滿足序列化要求。
5.3.2 新器件的 PCB 元件封裝庫存應確定無誤PCB 上尚無件封裝庫的器件,應根據(jù)器件資料建立打撈的元件封裝庫,并保證絲印庫存與實物相符合,特別是新建立的電磁元件、自制結(jié)構(gòu)件等的元件庫存是否與元件的資料(承認書、圖紙)相符合。新器件應建立能夠滿足不同工藝(回流焊、波峰焊、通孔回流焊)要求的元件庫。
5.3.3 需過波峰焊的 SMT 器件要求使用表面貼波峰焊盤庫
5.3.4 軸向器件和跳線的引腳間距的種類應盡量少,以減少器件的成型和安裝工具。
5.3.5 不同 PIN 間距的兼容器件要有單獨的焊盤孔,特別是封裝兼容的繼電器的各兼容焊盤之間要連線。
5.3.6 錳銅絲等作為測量用的跳線的焊盤要做成非金屬化,若是金屬化焊盤,那么焊接后,焊盤內(nèi)的那段電阻將被短路,電阻的有效長度將變小而且不一致,從而導致測試結(jié)果不準確。
5.3.7 不能用表貼器件作為手工焊的調(diào)測器件,表貼器件在手工焊接時容易受熱沖擊損壞。
5.3.8 除非實驗驗證沒有問題,否則不能選用和 PCB 熱膨脹系數(shù)差別太大的無引腳表貼器件,這容易引起焊盤拉脫現(xiàn)象。
5.3.9 除非實驗驗證沒有問題,否則不能選非表貼器件作為表貼器件使用。因為這樣可能需要手焊接,效率和可靠性都會很低。
5.3.10 多層 PCB 側(cè)面局部鍍銅作為用于焊接的引腳時,必須保證每層均有銅箔相連,以增加鍍銅的附著強度,同時要有實驗驗證沒有問題,否則雙面板不能采用側(cè)面鍍銅作為焊接引腳。