PCB印制電路板工藝設(shè)計(jì)規(guī)范介紹

    該文章講述了PCB 印制電路板工藝設(shè)計(jì)規(guī)范的電路原理和應(yīng)用 PCB 電路板 印制 工藝 引線 波峰 設(shè)計(jì) 元件 器件 焊接工 封裝 元器件 拼板 焊料 焊接 導(dǎo)電 陣列 印制板 規(guī)范
端子 電氣

印制電路板工藝設(shè)計(jì)規(guī)范

一、 目的：
規(guī)范印制電路板工藝設(shè)計(jì)，滿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。
引線孔（元件孔）：
印制電路板上用來(lái)將元器件引線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。
盲孔（Blind via）：
多層印制電路板外層與內(nèi)層層間導(dǎo)電圖形電氣連接的金屬化孔。
埋孔(Buried Via)：
多層印制電路板內(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（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（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，或者已經(jīng)成形的導(dǎo)線。
折彎引線（Clinched Lead）：焊接前將元件引線穿過(guò)印制板的安裝孔然后彎折成形的引線。
軸向引線（Axial Lead）：沿元件軸線方向伸出的引線。
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€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上，另一個(gè)金屬化焊端翹起，沒(méi)有焊接在焊盤上。
集成電路封裝縮寫：
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)是四邊引線封裝，不同的是引線外形有所區(qū)別。QFP是鷗翼形引線，PLCC是J形引線。由于是四邊引線封裝，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周圍3mm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)邊引線封裝。此類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。