1、第一部分 PCB工藝介紹 PCB設(shè)計(jì)四個(gè)重要因素準(zhǔn)確性可靠性工藝性經(jīng)濟(jì)性 PCB設(shè)計(jì)工藝性包括以下3個(gè)方面：PCB制造工藝性PCB組裝工藝性PCB維修工藝性 PCB工藝性要求主要是為了滿足大批量生產(chǎn)的需要和PCB制造的要求。 PCB工藝設(shè)計(jì)要考慮的基本問題 自動(dòng)化生產(chǎn)所需的傳送邊、定位孔、定位符號；與生產(chǎn)效率有關(guān)的拼板；與焊接合格率有關(guān)的元件封裝選型、基板材質(zhì)選擇、組裝方式、元件布局、焊盤設(shè)計(jì)、阻焊層設(shè)計(jì)；與檢查、維修、測試有關(guān)的元件間距、測試焊盤設(shè)計(jì)；與PCB制造有關(guān)的導(dǎo)通孔和元件孔徑設(shè)計(jì)、焊盤環(huán)寬設(shè)計(jì)、隔離環(huán)寬設(shè)計(jì)、線寬和線距設(shè)計(jì)；與裝配、調(diào)試、接線有關(guān)的絲印或腐蝕字符；與壓接、螺裝、鉚接

2、工藝有關(guān)的孔徑、安裝空間?；?本 術(shù) 語THC Through Hole Components 通孔插裝元器件，指適合于插裝的電子元器件。金屬化孔 Plated Through Hole 孔壁沉積有金屬層的孔，主要用于層間導(dǎo)電圖形的電氣連接。非金屬化孔 N- Plated Through Hole 孔壁沒有沉銅的光孔，用于安裝、定位、通風(fēng)等。焊盤 Pad 用來焊接和連接元器件的金屬化孔，有孔徑和安裝焊盤（外徑）之分。導(dǎo)通孔 Via Hole 用于導(dǎo)線轉(zhuǎn)接的金屬化孔，也叫中繼孔、過孔?；?本 術(shù) 語 SMD Surface Mounted Devices 表面組裝元器件或表面貼片元器件，指焊接端

3、子或引線制作在同一平面內(nèi)，并適合于表面組裝的電子元器件。Chip 片式元件，特指片式電阻器、片式電容器、片式電感器等兩引腳的表面組裝元件。光學(xué)定位基準(zhǔn)符號 Fiducial PCB上用于定位的圖形識別符號。絲印機(jī)、貼片機(jī)要靠它進(jìn)行定位，沒有它，無法進(jìn)行生產(chǎn)。阻焊 為了防止波峰焊時(shí)產(chǎn)生橋連和再流焊時(shí)吸走焊料，在 PCB上需涂敷綠色液體感光阻焊劑（俗稱綠油），我們設(shè)計(jì)時(shí)用Solder Mask層來實(shí)現(xiàn)阻焊開窗設(shè)計(jì)。 將熔化的軟釬焊料，經(jīng)過機(jī)械泵或電磁泵噴流成設(shè)計(jì)要求的焊料波峰，使預(yù)先裝有電子元器件的PCB通過焊料波峰，實(shí)現(xiàn)元器件焊端或引腳與PCB焊盤之間機(jī)械和電氣連接的一種軟釬焊工藝。 PCB兩種

4、工藝流程 -波峰焊波峰焊工藝如果元件面上大部分為插裝元件，生產(chǎn)中肯定采用波峰焊工藝進(jìn)行焊接。在這種情況下，波峰焊面上不允許布放大的或小間距的貼片芯片，但允許布放上述提到的Chip類元件、SOT、引線間距1mm的SOP類表面貼片元件，且方向、間距需滿足其工藝方面的要求?，F(xiàn)我們公司波峰焊生產(chǎn)能力對于長插生產(chǎn)線（帶自動(dòng)剪腳機(jī)，適用于帶長引腳的插件元件的生產(chǎn)），能處理的PCB最大寬度為320mm，長度不限制。對于短插生產(chǎn)線（PCB上元件不用剪腳），能處理PCB的最大寬度為500mm，長度不限制。PCB兩種工藝流程 -再流焊 通過熔化預(yù)先分配到PCB焊盤上的膏狀軟釬焊料，實(shí)現(xiàn)表面組裝元器件焊端或引腳與P

5、CB焊盤之間機(jī)械和電氣連接的一種軟釬焊工藝。再流焊接工藝適合于SMD元件的焊接，不能用于插裝元件的焊接。如果PCB板面上有QFP、PLCC、BGA、CSP、小間距SOP、表面貼片連接器類SMD，必須采用SMT工藝，在此面不能有插件的焊點(diǎn)存在，否則只能手工補(bǔ)焊了。 再流焊工藝過程 再流焊刷焊膏 貼片PCB組裝形式PCB的工藝設(shè)計(jì)首先應(yīng)該確定的就是組裝形式，即SMD與THC在PCB正反兩面上的布局，不同的組裝形式對應(yīng)不同的工藝流程，必須慎重考慮。PCB每一面只能采用一種群焊工藝進(jìn)行焊接。針對公司實(shí)際情況，應(yīng)該盡量簡化組裝形式，減少生產(chǎn)流程。電源單板一般都是單面全插件形式，可以單純采用波峰焊方式。以

6、后隨著產(chǎn)品小型化的發(fā)展，也有可能選用SMD元件，在這種情況下，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)在一面僅幾個(gè)SMD的情況，它增加了組裝流程。典型裝聯(lián)工藝雙面混裝板生產(chǎn)工藝流程A面印焊膏貼片再流焊檢焊B面點(diǎn)膠貼片膠熱固化檢查A面插件B面波峰焊檢焊清洗在線測試 A面 B面拼 板 設(shè) 計(jì)對PCB長邊尺寸小于125mm、或短邊小于100mm、或尺寸范圍小于“寬100 mm長125 mm”的PCB，應(yīng)采取拼板的方式，使之轉(zhuǎn)換為大致符合生產(chǎn)要求的理想尺寸，以便插件和焊接。 對于拼板尺寸，建議以拼板后最終尺寸接近理想的尺寸為拼板設(shè)計(jì)的依據(jù)，過大，焊接時(shí)容易變形。拼板的連接方式主要有雙面對刻V形槽、長槽孔加圓孔（俗稱郵票孔）和長

7、槽孔三種，視PCB的外形而定。 30 o 60 oTHoles and slotsPCB制造工藝簡介 制造PCB的主要材料是覆銅板，覆銅板就是經(jīng)過粘接、熱擠壓工藝，使一定厚度的銅箔牢固地覆著在絕緣基板上，下面是多層板制造過程：下料內(nèi)層圖形制作（干膜）黑化壓合鉆銑靶標(biāo)鉆孔沉銅外層圖形制作(干膜)電鍍腐蝕阻焊（印刷、曝光、顯影）整平字符外形（沖、銑）第二部分 PCB設(shè)計(jì)工藝性要求 PCB設(shè)計(jì)過程封裝庫設(shè)計(jì)（盡快推行標(biāo)準(zhǔn)元件庫設(shè)計(jì)）PCB外形、安裝方式設(shè)計(jì)（與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員、產(chǎn)品工藝人員協(xié)商進(jìn)行，以滿足安裝、接插件布放及整體布線的要求）。元件布局設(shè)計(jì)元件間距設(shè)計(jì)焊盤、過孔設(shè)計(jì)布線設(shè)計(jì)阻焊設(shè)計(jì)拼版設(shè)計(jì)（

8、可選） PCB工藝性要求外框設(shè)計(jì)、尺寸標(biāo)注、技術(shù)要求：以結(jié)構(gòu)圖為依據(jù)，將外框設(shè)計(jì)在Mech1層；主要機(jī)械尺寸標(biāo)注在drilldrawing層（標(biāo)注小數(shù)位太多，可以通過編輯調(diào)整）； 在drilldrawing層上添加技術(shù)要求：包括疊層順序、鉆孔數(shù)據(jù)（加.Legend字符串）、技術(shù)說明（板材、板厚（推薦采用的PCB厚度為：0.5mm、0.8mm用于帶金手指的板、1mm、1.5mm、1.6mm、2mm、2.4mm、2.5mm、3.0mm）、絲印、銅箔厚度、層數(shù)、異形孔加工說明等）。 板外形尺寸與傳送邊 板外形最好為矩形，盡量避免異形板；一般最理想的單板尺寸范圍是“寬（200mm250mm）長（250

9、mm350mm）”（小板可通過拼板達(dá)到要求）；板邊要留出兩條3.5 mm（138 mil）寬度的傳送邊，通常將PCB或拼板后的兩條長邊作為其傳送邊；傳送邊內(nèi)不能有任何元器件或引腳，最好也不要布線，傳送邊5 mm內(nèi)除CHIP元件外不能有其它元件；寬度大于200mm的需要波峰焊的板一般與傳送邊垂直的至少一條非傳送邊也應(yīng)該留出3.5 mm的擋條邊，距擋條邊10mm 范圍內(nèi)在波峰焊面不允許布放SMD（如安裝面積不夠，傳送邊和擋條邊可通過工藝拼板的方式加上）。元件布局設(shè)計(jì)確定主元件面在布局前應(yīng)明確該P(yáng)CB工藝流程明確元件布放限制元件布放元件布局設(shè)計(jì) 元器件盡可能有規(guī)則地、均勻地分布排列，元件不允許相碰、

10、疊放；在不影響性能的前提下，插件極性元件的正極、集成電路的缺口等最好統(tǒng)一方向放置；同一種型號的插裝元件應(yīng)采用同種封裝形式；元件到拼板分離邊需大于1mm(40mil)以上；過波峰焊的元件高度最好不要超過60mm，超高的元件應(yīng)采用臥式安裝的辦法；安裝較重的元器件時(shí)，應(yīng)安排在靠近PCB支承點(diǎn)的地方；大功率元器件周圍、散熱器周圍不應(yīng)布置熱敏元件；元件布局設(shè)計(jì) 晶振器件須臥式安裝且外殼要接地；金屬殼體的元器件，特別注意不要與別的元器件或印制導(dǎo)線相碰；壓接插座周圍5mm范圍內(nèi)，不允許有高度超過壓接插座高度的元件； 對需要用膠加固的元件，如膠大的電容器、膠重的瓷環(huán)等，要留有注膠地方； 結(jié)構(gòu)件、非布線區(qū)設(shè)計(jì)應(yīng)

11、符合結(jié)構(gòu)圖要求；單板接插件布局應(yīng)考慮與關(guān)聯(lián)板之間的走線，有對接關(guān)系的接插件位置最好兩板對齊；安裝在下面的單板應(yīng)考慮接插件是否便于出線。元件布局設(shè)計(jì)THC最佳布放位向（以利于波峰焊）： PCB傳送方向 規(guī)范化設(shè)計(jì)一般軸向引線元件的引腳間距（跨距），臥式安裝時(shí)，安裝孔距應(yīng)選取比封裝體長度長4mm以上的標(biāo)準(zhǔn)孔距；按優(yōu)化的10mm(400mil)、12.5mm(500mil)、15（600mil) 、 17.5mm(700mil)系列設(shè)計(jì)。軸向引線元件立式安裝時(shí)（多用于2W以上功率元件），按5.0mm(200mil)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 一般徑向引線元件的引腳間距，按與元件引腳中心距一一對應(yīng)的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，不要

12、進(jìn)行變間距設(shè)計(jì)，優(yōu)化的間距為2.5mm(100mil)和5.0mm(200mil)。在滿足性能的前提下，盡可能選用工藝性較好、易于安裝和維護(hù)、體積較小的元件和接插件。每一塊單板上使用的鉚釘規(guī)格必須一樣，螺釘規(guī)格盡可能一樣。波峰焊面SMD元件布放特殊要求 允許布設(shè)的貼片元器件種類:即貼片電阻、電容、SOT、SOP(引線中心距1 mm（40 mil）)。對于要自動(dòng)剪腳的PCB，貼片元件高度不應(yīng)超過1mm。放置位向:采用波峰焊焊接SMD時(shí)，為避免漏焊，必須將元器件引線垂直于波峰焊的傳送方向，并滿足間距要求（特別要注意拼板后小板元件的位向）。 正確 不正確波峰焊面SMD元件布放特殊要求間距要求波峰焊時(shí)

13、，兩個(gè)大小不同的元器件或錯(cuò)開排列的元器件，它們之間的間距必須2.5 mm（100 mil）或小元件與大元件相對位置一致（以小元件在前為傳送方向），否則，前面的元件可能擋住后面的元件，造成漏焊（大小相同無錯(cuò)開的兩個(gè)元件相鄰間隔只要求0.7mm） 。 2.52.5傳送方向2.5mm定位孔和安裝孔 安裝孔位置應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)，占用空間取M3：8mm；M4：10mm；M5：12 mm。每一塊PCB應(yīng)在其角部位置設(shè)計(jì)至少三個(gè)定位孔，以便在線測試和PCB本身加工時(shí)進(jìn)行定位，定位孔應(yīng)為3.2mm（或3.5mm）的非金屬化孔，相鄰定位孔與板邊緣平行（建議與安裝孔統(tǒng)一設(shè)計(jì)）。強(qiáng)調(diào)非金屬化孔必須強(qiáng)調(diào)的是，如果是沒

14、必要金屬化的安裝孔或散熱孔、工藝孔等，一定要做成非金屬化孔，否則被金屬化后，在過波峰焊時(shí)必須用人工來貼高溫膠紙以防孔被焊料堵塞，焊后必須人工撕去膠紙，殘余的膠紙污物還會(huì)增加清洗的難度，并造成生產(chǎn)效率的降低、成本的上升。光學(xué)定位基準(zhǔn)符號對于SMT板，在每一塊PCB的角部位置上必須設(shè)計(jì)有3個(gè)光學(xué)定位基準(zhǔn)符號；如果是雙面都有貼裝元器件，則每一面都應(yīng)該有光學(xué)定位基準(zhǔn)符號。光學(xué)定位基準(zhǔn)符號設(shè)計(jì)成1 mm（40 mil）的圓形圖形，周圍無布線的孤立光學(xué)定位符號應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)內(nèi)徑為3mm環(huán)寬1mm的保護(hù)圈。光學(xué)定位符號中心離邊5mm以上;定位符號及其非阻焊區(qū)內(nèi)不能有 走線和絲印;光學(xué)定位符號盡量不要放在對角線上

15、。光學(xué)定位基準(zhǔn)符號3插裝元件焊盤設(shè)計(jì)過孔、焊盤外徑要比孔徑至少大16mil（每邊環(huán)寬8mil）。插裝元件插孔要足夠大，以方便人工插件；也不能過大，插入元件后間隙要小于0.6mm。盡量減少孔徑規(guī)格和避免異形孔，以降低成本。不允許有重疊孔。非金屬化孔周圍要留出0.3mm（12mil）寬的非銅箔區(qū)。內(nèi)、外徑一致的孔如無特殊要求應(yīng)非金屬化。銷釘孔留出2mm的內(nèi)層隔離環(huán)寬。多針焊接插座安裝焊盤（外徑）應(yīng)小于65mil。壓接插座的焊盤設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格參照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。常用插裝元件焊盤參考值 元件名稱引腳間距 焊盤 孔徑 封裝1/4W電阻10.0(400)1.57(62)0.8(32)AXIAL0.42W電阻17.5

16、(700)1.78(70)0.9(36)AXIAL0.7普通二極管(粗）10.0(400)1.78(70)1.0(40)DIODE0.4普通小三極管1.57(62)0.8(32)TO92;126插件集成芯片2.54(100)1.57(62)0.8(32)DIP瓷片、獨(dú)石電容5.0(200)1.57(62)0.8(32)RAD0.2普通場效應(yīng)管2.54(100)2(80)1.4（55）TO-220電解電容 2.5(100)、5.0 (200)1.57(62)0.8(32)RB波峰焊面上焊盤特殊設(shè)計(jì)波峰焊面上SOT、鉭電容，焊盤應(yīng)向外擴(kuò)展12mil，以避免橋連和漏焊；SOT焊盤向外擴(kuò)展 SOP加工

17、藝焊盤向外擴(kuò)工藝焊盤導(dǎo) 通 孔 設(shè) 計(jì)導(dǎo)通孔孔徑要大于8mil，推薦尺寸如下： 外徑 孔徑 過孔1 0.66(26)0.25(10) 過孔21.0(40)0.5(20)（注：此種過孔可用作測試孔） 過孔31.27(50)0.70(28) 如果導(dǎo)通孔不用作測試點(diǎn)， 最好用綠油在焊接面覆蓋。ViaTest Pad導(dǎo)通孔位置設(shè)計(jì)導(dǎo)通孔不要布置在波峰焊面上片式元件的焊盤中間，以免影響點(diǎn)膠，也不能設(shè)計(jì)在波峰焊面上靠的很近（0.7 mm（28 mil）的兩個(gè)元件的焊盤間，這樣很容易在波峰焊時(shí)造成橋連。 導(dǎo)通孔位置設(shè)計(jì)導(dǎo)通孔也不要設(shè)計(jì)在再流焊的SMT焊盤上，應(yīng)該通過一小段印制線連接。 0.5mm測試點(diǎn)設(shè)計(jì)為

18、了滿足在線測試的需要，需在PCB上設(shè) 計(jì)測試點(diǎn)（具體要求參見印制板設(shè)計(jì)規(guī) 范-生產(chǎn)可測性要求）；每個(gè)布線網(wǎng)絡(luò)都應(yīng)當(dāng)設(shè)置一個(gè)測試點(diǎn)；如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中有一個(gè)節(jié)點(diǎn)是連接到貫穿的器件上，那么不必設(shè)置測試點(diǎn)；采用金屬化通孔或單面測試焊盤，焊盤大小為外0.9 mm（36 mil）； 測試點(diǎn)是必須是可以過錫的（打開防焊層）相鄰測試點(diǎn)的中心間距d1.8 mm（70 mil）；測試點(diǎn)與通孔、器件焊盤、銅箔走線的間距推薦為0.5 mm（20 mil ）； 布 線 設(shè) 計(jì) 與加工廠的加工能力有關(guān)：相對于高密度板一般取最小線寬5mil；最小線距5mil；線距焊盤5mil；焊盤間距大于8mil（設(shè)計(jì)完后應(yīng)DRC檢查）

19、。電源單板的導(dǎo)線寬度和間距主要由電流強(qiáng)度和工作電壓來決定。孔壁、線、銅箔離邊大于1mm（最少為0.5mm）；不要有未連鼠線； 再流焊SMD連線特殊設(shè)計(jì)阻容元件焊盤與印制線的連接，連接線最好從焊盤中心位置對稱引出，如下圖： 好的設(shè)計(jì) 不好的設(shè)計(jì) 再流焊SMD連線特殊設(shè)計(jì)線路與SOIC、PLCC、QFP、SOT等器件的焊盤連接時(shí)，一般建議從焊盤兩端引出。正確連接不正確連接 大面積區(qū)設(shè)計(jì)大面積銅箔區(qū)如果無特殊需要，最好做成網(wǎng)格;插件元件連接焊盤應(yīng)設(shè)計(jì)成花焊盤；與較寬印制線連接的SMD焊盤中間最好通過一段窄的印制線過渡，這一段窄的印制線通常被稱為“隔熱路徑” ；對于有電流要求的特殊情況允許使用阻焊膜定

20、義的大面積區(qū)焊盤； large masssmall mass阻 焊 設(shè) 計(jì)阻焊窗口的尺寸應(yīng)該比焊盤尺寸每邊大0.1 mm（4 mil），以免阻焊劑污染焊盤；阻焊窗口也不能過大，以免旁邊走線露銅；當(dāng)相鄰焊盤間距小于0.2 mm時(shí)，一般只能采用群焊盤式涂覆阻焊膜（因?yàn)榫G油橋的最小尺寸為0.1 mm（4 mil）；金手指阻焊開窗設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該開大窗口，并注意金手指頂部與附近焊盤間距離須0.5mm(20mil)。阻 焊 設(shè) 計(jì)阻焊膜尺寸： 群焊盤式涂覆阻膜： 0.1mm標(biāo) 注 要 求元件位號標(biāo)注位置要適當(dāng)，要能清楚表示元件所在；元器件的絲印圖應(yīng)與元器件輪廓大小一致；字符不能重疊、上焊盤和入孔，離板邊距離

21、要大于10mil。必須標(biāo)注板名、版本號、條形碼框（板名和版本號用銅箔表示，板名放在元件面左上邊，版本號放在板名下方（如空間不夠，可靈活放置）；版本號要跟著PCB的修改而升級；條形碼框用絲印方框表示，放在板名和版本號的下面和后面，尺寸為15mm4mm，周圍至少留出19mm6mm的非布線區(qū)條形碼實(shí)際尺寸）；標(biāo) 注 要 求極性元件要標(biāo)出極性（一律用“+”在封裝外面表示正極）；貼片IC要標(biāo)出1號引腳（在封裝外面用絲印圓圈或字符表示）；插座要標(biāo)出插入方向、1號引腳。對有方向性的元件，要明確標(biāo)注方向。一般在每個(gè)元器件上必須標(biāo)出位號（代號）。對于高密度SMD板，如果無空間標(biāo)注位號，在得到PCB工藝評審人員許

22、可后可以不標(biāo)，但必須出字符圖，以便指導(dǎo)安裝和檢查。（一般來說不允許）字符大小、位置和方向要求 光繪文件生成光繪文件嚴(yán)格按步驟生成，以免漏層、漏鉆孔數(shù)據(jù)；光繪文件要與PCB一致；生成光繪文件時(shí)最好以公制為單位；機(jī)械層應(yīng)加到每一層上。 問題摘錄最大的問題是先確定下來工藝流程，哪邊作為傳送邊，是否需做拼板，怎樣拼的問題，確認(rèn)下來后讓開發(fā)人員知道對元件布放有哪些要求，特別是焊接面元件方向和間距的要求。讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員畫PCB外形圖時(shí)應(yīng)提出要求，比如某個(gè)插座附近大概什么范圍內(nèi)不應(yīng)有孔等，以免影響出線。開發(fā)人員不得自行將插座的位置、孔的位置、MARK的位置移動(dòng)，如有必要移動(dòng)應(yīng)通知結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員更改PCB外形圖

23、，然后更改PCB模板，再更改畫好的PCB，以免轉(zhuǎn)產(chǎn)后出現(xiàn)PCB與外形圖不對的情況。結(jié)構(gòu)圖與光繪文件不符。（孔徑大小不符；NPTH做成PTH；結(jié)構(gòu)圖與光繪文件層數(shù)標(biāo)注不一致；標(biāo)注有孔，但光繪沒有孔；孔說明不清）。問題摘錄電源板中插件元件較多,容易產(chǎn)生插件困難等問題，而且注意散熱器安裝問題。一塊PCB有些器件較少（比如兩個(gè)同樣的電容）而設(shè)計(jì)時(shí)卻將他們分別放在PCB的兩面，不合理。 電解電容附近有大的過孔，過波峰焊時(shí)容易把電容外皮燒壞；晶振下面應(yīng)盡量避免走線。壓接的連接器離其他元件距離太近（禁止布線區(qū)太?。?，元件焊盤離最近元件5mm。電壓調(diào)整器位置不當(dāng)，安裝完無法調(diào)節(jié)。問題摘錄封裝搞錯(cuò)。過波峰焊面的元件不但應(yīng)注意其方向性，而且如是不同大小的元件還應(yīng)注意其間距，以防過波峰時(shí)產(chǎn)生遮蔽效應(yīng)。裝配孔不宜采用金屬化孔。非金屬化孔沒有封孔圈（12MIL）。TO-220封裝如不裝散熱器的話不需要固定。有方向性的元件連接器沒標(biāo)注插入方向。鉚釘孔邊上有走線。問題摘錄一般來講，在布線與焊盤連接處，布線不應(yīng)比焊盤粗，特別是細(xì)間距器件，這樣的話焊接時(shí)容易產(chǎn)生粘錫。有大孔套小孔現(xiàn)象。過孔離元件焊盤太近，在過孔有阻焊的情況下，建議過孔離焊盤10MIL。過孔在焊盤上。過孔作為測試點(diǎn)時(shí)在