1、 西南交通大学本科毕业设计（ 论文） 第 1 页 企业标准文 件 编号 : PCB设计工艺规范 V1.0 编制： 日期 : 审核： 日期 : 会签： 日期 : 批准： 日期 : 西南交通大学本科毕业设计（ 论文） 第 2 页 文件履历页 制修订责任部门 工艺技术室 生效日期 下发之日起 相关部门 开发技术室 制修订流程 工艺模块修订技术模块会签总工审批下发 文件目录 1.目的 3 2.适用范围 3 3.基本原则 3 4.定义 3 5.规范 内容 4 6 附件 14 制 /修订时间 制 /修订原因 主要修订章节、内容 2014-02-10 1、 新制下发 详见正文 西南交通大学本科毕业设计（ 论
2、文） 第 3 页 PCB设计工艺规范 编号： 1. 目的 规范产品的 PCB工艺设计，规定 PCB工艺设计的相关 要求 ，使得 PCB 的设计满足可生产性、可测试性、等技术规范要求，在产品设计过程中构建产品的工艺、质量、成本优势。 2. 适用范围 本规范适用于所有产品的 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。 3. 基本原则 在进行印制板设计时，应考虑以下四个基本原则。 3.1 电气连接的准确性 3.1.印制板设计时，应使用电原理图所规定的元元件，印制导线的连接关系应与电原理图导线连接关系相一致，印制板和电路原理图上元件序号应一一对应，非功能跳
3、线（仅用于布线过程中的电气连接）除外。 注：如因结构 、电气性能或其它物理性能要求不宜在印制板上布设的导线，应在相应文件（如电原理图上）上做相应修改。 3.2 可靠性和安全性 印制板电路设计应符合相应电磁兼容和电器安规标准的要求。 3.3 工艺性 印制板电路设计时，应考虑印制板制造工艺和电控装配工艺的要求，尽可能有利于制造、装配和维修，降低焊接不良率。 3.4 经济性 印制板电路设计在满足使用性能、安全性和可靠性要求的前提下，应充分考虑其设计方法、选择的基材、制造工艺等，力求经济实用，成本最低。 4. 定义 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 ，文中尺寸未注
4、单位默认为 mm。 THD： 直立分离式元件，此文代表插装在电路板板面的所有元件； SMT： 表面贴装技术 。 SMD: 表面贴装元件。 元件孔：用于元件端子固定于印制板及导电图形电气联接的孔。 西南交通大学本科毕业设计（ 论文） 第 4 页 5. 规范内容 5.1 PCB的材料、尺寸、轮廓工艺要求： 5.1.1 PCB材质推荐使用 FR-1,CEM-1 和 FR-4 三种， FR-1、 CEM-1 铜箔厚度为 1 盎司， FR-4 为 0.5盎司 。 5.1.2 PCB 板厚度优先选择为 1.6mm。 5.1.3 PCB尺寸要求：原则上 PCB的整体尺寸（拼板后）需满足 SMT、 AI、波峰
5、焊等机器对尺寸的限制， PCB的整体形状为长方形或正方形，窄边 W 在 100-200mm，长边 L 在 150-350mm 之间；如图 5.1.3。 5.1.4 工艺边要求： 为保证生产设备的正常运行，要求 PCB距长边边沿 5mm内无元件，否则需要添加工艺边，统一按照上工艺边 4mm，下工艺边 6mm进行添加，如图 5.1.4。 5.1.5 定 位孔的要求：为满足 AI要求，在 PCB长边的底部需设置如图 5.1.4.1两定位孔。同时为了便于 ICT及 FCT测试， PCB最好有三个成锐角三角形排列的定位孔。定位孔的孔径 D=4.0 0.1mm，定位孔、安装孔周围 2mm范围内不能有铜箔；
6、放置时应尽量拉开距离，且距离板边缘至少 2mm以上，保证生产时针床，测试工装等测试方便。 5.1.6 拼板方式： 设计者在设计 PCB板材时需要考虑到板材的利用率， 这是影响 PCB成本的重要因素之一。当 PCB的单板长或宽小于 80mm时，推荐做拼版，推荐使用的拼版方式有两种种：同方向拼版，中心对称拼版。 1、对于规则的 PCB，推荐使用同方向拼板，如图 5.1.6.1 2、对于一些不规则的 PCB（如 L 型 PCB），推荐使用中心对称拼板，如下图 5.1.6.2： 图 5.1.5 L =4 4*6 L =15mm*X（ 8 X 22） 10 4 6 图 5.1.3 W L 图 5.1.4
7、 图 5.1.6.1 图 5.1.6.2 3-18 西南交通大学本科毕业设计（ 论文） 第 5 页 图 5.1.4.1 图 5.1.4.2 5.1.7 若 PCB要经过回流焊和波峰焊工艺，在垂直传送边的方向上拼版数量不应超过 2 个，如图 5.1.7.1; 平行传送边方向的 V-CUT线数量 2（不含工艺边 V-CUT）； 对于细长 （长度不超过 200mm） 的单板 建议按照下图 5.1.7.2所示拼板。 5.2 PCBA工艺路线设计 5.2.1 PCB 设计应充分考虑公司现状， 保证加工工序合理，使加工效率最高 ，设备工夹具等投资最小， 便于提高制成板加工效率和直通率。 5.2.2 PCB
8、设计时需考虑生产工艺，生产工艺路线选择以生产工序简单，生产成本低为原则，优先推荐图5.2.2.1所示工艺路线：正面插装，底面红胶贴装波峰焊接路线： 其次选择：正面锡膏贴装加插装，底面红胶贴装波峰焊接路线： 5.2.3 常用工艺路线示例及其优缺点： 序号 名称 工艺流程 特点 1 单面插装 成型 插件 波峰焊接 PCB组装加热次数为一次 ， 元件为 THD 2 单面贴装 焊膏印刷 贴片 回流焊接 PCB组装加热次数为一次 ， 元件为 SMD 3 单面混装 焊膏印刷 贴片 回流焊接 THD 波峰焊接 PCB组装加热次数为二次 ， 元件为 SMD、 THD 4 双面混装 红胶 印刷 贴片 固化 翻板
9、 THD 波峰焊接 翻板 手工焊 PCB组装加热次数为二次 ， 元件为 SMD、 THD 5 双面 贴 装、单面 插装 焊膏印刷 贴片 回流焊接 翻板 焊膏印刷 贴片 回流焊接 手工焊 PCB组装加热次数为二次 ， 元件为 SMD、 THD 6 波峰焊双 焊膏印刷 贴片 回流焊接 翻板 贴片 PCB组装加热次数为三次 ， 元件为 SMD、 THD 图 5.2.2.2 图 5.2.2.1 图 5.1.7.1错误 图 5.1.7.2正确 西南交通大学本科毕业设计（ 论文） 第 6 页 面混装 胶印刷 贴片 固化 翻板 THD 波峰焊接 翻板 手工焊 5.3 元件选型及设计要求 5.3.1 元件的选
10、择应考虑生产工艺限制，避免给生产工艺带来困难，造成制造成本升高，主要如下： 1、贴片 IC的引脚间距不小于 0.8mm；小于 0.8mm引脚间距的贴片 IC连焊严重； 2、红胶工艺的贴片件高度不超过 4mm； 3、片式贴片元件封装应优先在 1206、 0805和 0603之间选择； 4、插座尽量选用 PIN针间距 2.54mm的元件，个别客户指定插座可按照客户要求； 5、元件选择需考虑引脚间距，需保证可设计上锡宽度 0.4mm的焊盘； 8.3.2专用元件的设计应考虑到降低成型难度，如：数码屏、液晶屏的 PIN针长度应选用不需进行剪脚成型而可直接插装使用，以降低我司劳动成本。 5.3.3 有方向
11、性的非标元件（如变压器，数码管），设计时不应设计成对称性，以利于防呆。 5.4 插装元件的通孔设计 PCB板 插装元件管脚应与通孔公差配合良好 ， 通孔直径 （方形引脚 以对角线为准）最小不小于 0.75mm；通常 大于管脚直径 0.3 0.6mm，特别元件根据实际情况设置通孔直径。 非 AI件建议按照下表设置合适孔径（单位： mm）： 序号 元件引脚 D 标准元件通孔直径 特殊产品（变压器、插针式工字电感类、压敏电阻） 1 D 0.8mm D+0.3 D+0.4 2 0.8mm1.5mm D+0.5 D+0.55 AI件元件插孔设计标准：按元件引线直径 D+0.5mm来计算； 如： 卧插件：
12、 =1.30.1mm （ 塑封整流二极管等 0.8mm引线的元件） =1.20.1mm （ 0.7mm引线的元件） =1.10.1mm （ 1/2W、 1/4W 电阻、电感、跳线等 0.6mm引线的元件） =1.00.1mm （ 1/6W、 1/8W电阻、玻璃二极管等 0.5mm及以下引线的元件） 立插件： 1.10.1mm ； 5.5 插件元件的安装方式设计 5.5.1 跳线 引脚间距的种类 在 7.5mm、 10mm、 12.5mm、 15mm之间进行选择， 原则上种类 应尽量少。 5.5.2 轴型元件的引脚孔距根据元件本体尺寸设定合适间距，间距设计应能保证折弯点与本体点之间有足够的距离，
13、以避免折弯时损伤元件，如图 5.5.2所示当 d 0.8mm时： D 2mm; 当 d0.8mm时 D 在 2mm基础上西南交通大学本科毕业设计（ 论文） 第 7 页 相应增加 ;同时考虑标准化，相同或近似的元件，脚距设置相同。 图 5.3.2 如： 1/8W电阻及体积类似元件：间距设计为 7.5mm； 1/4W电阻， IN4007、 IN4148等类似 元件，间距设计为 10mm； 5.5.3 相同元件的安装形状应设计为相同的标准方式，相同元件多种安装方式会增加编码数量、成型设备的投入，造成生产成本的增加，常用器件建议的安装方式如下： TO-220系列的元件可设计为三种： TO-92系列的元
14、件可设计为如下两种： 轴型立式件： 5.5.4 立式件的引脚孔距设计原则上应和元件实际脚距相同。对如图 5.5.4.1所示元件及外形类似元件，并西南交通大学本科毕业设计（ 论文） 第 8 页 外形尺寸可满足图 5.5.4.2所要求，可进行 AI自动化作业，在元元件引脚间距选型和引脚孔距的 PCB设计上，都应优先选择 5mm（ TO-92封装以整体跨距计算），以提高生产效率。 图 5.5.4.1 图 5.5.4.2 5.6焊盘及封装设计 5.6.1应建立适合本司的标准封装库，封装库文件应根据不同的生产工艺设立不同的库文件，特别是 SMD元件由表面贴装波峰焊库和表面贴装回流焊库进行区分； 5.6.
15、2元件的焊盘设计首先应能保证焊点形状规则，保证焊接强度 ；其次应根据不同的生产 工艺选择对应的焊盘设计，可有效避免生产过程中的不良产生，消除潜在隐患，保证焊接质量。 5.6.3 贴片元件的焊盘及封装设计： 西南交通大学本科毕业设计（ 论文） 第 9 页 我司产品大部分采用的红胶工艺，故本文以红胶工艺进行说明。 为了减小阴影效应和气泡遮蔽效应，提高焊接质量，波峰焊的焊盘图形设计时要对矩形元器件、 SOT、 SOP元器件的焊盘长度作如下处理： 1、 延伸元件体外的焊盘长度，作延长处理； 2、对 SOP最外侧的两对焊盘加宽或使用偷锡焊盘，以吸附多余的焊锡 由于封装型式不尽相同，不同厂家的会有所差异，
16、以我司常用的贴片元件焊盘为例，建议如下： 1、 1206、 0805、 0603贴片电阻和贴片电容等矩形封装的焊盘设计建议：如图 5.6.3.1 2、 1406、 2308、 DO-213A 等圆柱形类封装的焊盘设计建议：如图 5.6.3.2； 3、 DO-214类封装的整流二极管焊盘设计建议：如图 5.6.3.3； 4、 DO-215、 SOD-323类封装的焊盘设计建议：如图 5.6.3.4； 5、 SOD-215、 SOD-123F类封装的焊盘设计建议：如图 5.6.3.5； L D L/2 L/4+0.75*D 1.2*W 图 5.6.3.2 W L 图 5.6.3.1 L/2 L/4
17、+W 1.2*W 图 5.6.3.3 L1 L2+1.5 2*W L1-0.6 L2 W 图 5.6.3.4 L1 L1 L2+1.5 W 1.5*W L2 图 5.6.3.5 L1 L1-1 L2+1.5 W 1.5*W L2 西南交通大学本科毕业设计（ 论文） 第 10 页 6、 SOT-346、 SOT343 类封装的焊盘设计建议： 最外侧的两对焊盘加宽 ,如图 5.6.3.6；7、 SOP、 QFP类封装的焊盘间距应尽量宽，并加长，设计建议：如图 5.6.3.8； 8、为提高焊盘的上锡效果，通常会对部分焊盘进行特殊处理，如使用偷袭焊盘，增加透气孔避免气泡遮蔽效应等，如图 5.6.3.8
18、 ； 5.6.4 THD元件的焊盘设计： THD器件的焊盘设计应可保证元件上锡饱满，牢固度良好，同时可避免虚焊、漏焊、上锡薄等不良的发生。 1、手插件焊盘设计以圆形焊盘为主（如图 5.6.4.1）；为拉开焊盘间距，也可采用椭圆形焊盘（如图5.6.4.2）； AI件焊盘在引脚折弯方向使用辅助焊盘以提高焊接质量（如图 5.6.4.3）。 常见 AI件的辅助焊盘方向示意图： 备注：对卧式 AI件和立式两脚 AI件，辅助焊盘的放置不影响元件方向，故可将相应的封装固定辅助焊卧式 AI件 立式两脚 AI件 立式三脚 AI件 图 5.6.4.1 图 5.6.4.2 图 5.6.4.3 偷锡焊盘 过波峰方向 增加 0.8mm导气孔 图 5.6.3.8 d d d+1.5 W L L+1.5 图 5.6.3.8 图 5.6.3.6 e e-0.4 L d+0.8 d W D+0.6 L+1.5
