电子产品研发工艺设计规范教材

研发工艺设计规范1.范围和简介1.1 范围本规范规定了研发设计中的相关工艺参数。

本规范适用于研发工艺设计1.2简介本规范从PCB外形，材料叠层，基准点，器件布局，走线，孔，阻焊，表面处理方式，丝印设计等多方面，从DFM角度定义了PCB的相关工艺设计参数。

2.引用规范性文件下面是引用到的企业标准，以行业发布的最新标准为有效版本。

3 术语和定义细间距器件：pitch≤0.65mm异型引脚器件以及pitch≤0.8mm的面阵列器件。

Stand off：器件安装在PCB板上后，本体底部与PCB表面的距离。

PCB表面处理方式缩写：热风整平（HASL喷锡板）：Hot Air Solder Leveling化学镍金（ENIG）：Electroless Nickel and Immersion Gold有机可焊性保护涂层（OSP）：Organic Solderability Preservatives说明：本规范没有定义的术语和定义请参考《印刷板设计，制造与组装术语与定义》（IEC60194）4. 拼板和辅助边连接设计4.1 V-CUT连接[1]当板与板之间为直线连接，边缘平整且不影响器件安装的PCB可用此种连接。

V-CUT为直通型，不能在中间转弯。

[2]V-CUT设计要求的PCB推荐的板厚≤3.0mm。

[3]对于需要机器自动分板的PCB，V-CUT线两面（TOP和BOTTOM面）要求各保留不小于1mm的器件禁布区，以避免在自动分板时损坏器件。

图1 ：V-CUT自动分板PCB禁布要求同时还需要考虑自动分板机刀片的结构，如图2所示。

在离板边禁布区5mm的范围内，不允许布局器件高度高于25mm的器件。

采用V-CUT设计时以上两条需要综合考虑，以条件苛刻者为准。

保证在V-CUT的过程中不会损伤到元器件，且分板自如。

此时需考虑到V-CUT的边缘到线路（或PAD）边缘的安全距离“S”，以防止线路损伤或铜，一般要求S≥0.3mm。

如图4所示。

4.2邮票孔连接[4]推荐铣槽的宽度为2mm。

铣槽常用于单元板之间需留有一定距离的情况，一般与V-CUT 和邮票孔配合使用。

[5]邮票孔的设计：孔间距为1.5mm，两组邮票孔之间推荐距离为50mm。

见图54.3拼版方式推荐使用的拼版方式有三种：同方向拼版，中心对称拼版，镜像对称拼版。

[6]当PCB的单元板尺寸<80mm*80mm时，推荐做拼版；[7]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。

说明：对于一些不规则的PCB（如L型PCB），采用合适的拼版方式可提高板材利用率，降低成本。

图6[8]若PCB要经过回流焊和波峰焊工艺，且单元板板宽尺寸>60.0mm，在垂直传送边的方向上拼版数量不应超过2。

[9]如果单元板尺寸很小时，在垂直传送边的方向拼版数量可以超过3，但垂直于单板传送方向的总宽度不能超过150.0mm，且需要在生产时增加辅助工装夹具以防止单板变形。

[10]同方向拼版●规则单元板采用V-CUT拼版，如满足4.1的禁布要求，则允许拼版不加辅助边●不规则单元板当PCB单元板的外形不规则或有器件超过板边时，可采用铣槽加V-CUT的方式。

[11] 中心对称拼版●中心对称拼版适用于两块形状较不规则的PCB，将不规则形状的一边相对放置中间，使拼版后形状变为规则。

●不规则形状的PCB对称，中间必须开铣槽才能分离两个单元板●如果拼版产生较大的变形时，可以考虑在拼版间加辅助块（用邮票孔连接）●有金手指的插卡板，需将其对拼，将其金手指朝外，以方便镀金。

[12] 镜像对称拼版使用条件：单元板正反面SMD都满足背面过回流焊焊接要求时，可采用镜像对称拼版。

操作注意事项：镜像对称拼版需满足PCB光绘的正负片对称分布。

以4层板为例：若其中第2层为电源/地的负片，则与其对称的第3层也必须为负片，否则不能采用镜像对称拼版。

图11 ：镜像对称拼版示意图采用镜像对称拼版后，辅助边的Fiducial mark 必须满足翻转后重合的要求。

具体的位置要求请参见下面的拼版的基准点设计。

4.4辅助边与PCB的连接方法[13] 一般原则●器件布局不能满足传送边宽度要求（板边5mm禁布区）时，应采用加辅助边的方法。

PCB板边有缺角或不规则的形状时，且不能满足PCB外形要求时，应加辅助块补齐，时期规则，方便组装。

图12 ：补规则外形PCB补齐示意图[14] 板边和板内空缺处理当板边有缺口，或板内有大于35mm*35mm的空缺时，建议在缺口增加辅助块，以便SMT 和波峰焊设备加工。

辅助块与PCB的连接一般采用铣槽＋邮票孔的方式。

图13 ：PCB外形空缺处理示意图5. 器件布局要求5.1 器件布局通用要求[15] 有极性或方向的THD器件在布局上要求方向一致，并尽量做到排列整齐。

对SMD器件，不能满足方向一致时，应尽量满足在X、Y方向上保持一致，如钽电容。

[16] 器件如果需要点胶，需要在点胶处留出至少3mm的空间。

[17] 需安装散热器的SMD应注意散热器的安装位置，布局时要求有足够大的空间，确保不与其它器件相碰。

确保最小0.5mm的距离满足安装空间要求。

说明：1、热敏器件（如电阻电容器、晶振等）应尽量远离高热器件。

2、热敏器件应尽量放置在上风口，高器件放置在低矮元件后面，并且沿风阻最小的方向排布放置风道受阻。

图 14 ：热敏器件的放置[18] 器件之间的距离满足操作空间的要求（如：插拔卡）。

图15 ：插拔器件需要考虑操作空间[19] 不同属性的金属件或金属壳体的器件不能相碰。

确保最小1.0mm的距离满足安装要求。

5.2 回流焊5.2.1 SMD器件的通用要求[20] 细间距器件推荐布置在PCB同一面，并且将较重的器件（如电感，等）器件布局在Top 面。

防止掉件。

[21] 有极性的贴片尽量同方向布置，防止较高器件布置在较低器件旁时影响焊点的检测，一般要求视角<45度。

如图所示图 16 ：焊点目视检查示意图[22] CSP、BGA等面阵列器件周围需留有2mm禁布区，最佳为5mm禁布区。

[23] 一般情况面阵列器件布容许放在背面；当背面有阵列器件时，不能在正面面阵列器件8mm禁布区的投影范围内。

如图所示；图 17 ：面阵列器件的禁布要求 5.2.1 SMD器件布局要求[24] 所有SMD的单边尺寸小于50mm，如超出此范围，应加以确认。

[25] 不推荐两个表面贴装的异型引脚器件重叠，作为兼容设计。

以SOP封装器件为例，如图所示。

图 18 ：两个SOP封装器件兼容的示意图[26] 对于两个片式元件的兼容替代。

要求两个器件封装一致。

如图：图 19 ：片式器件兼容示意图[27] 在确认SMD焊盘以及其上印刷的锡膏不会对THD焊接产生影响的情况下，允许THD 与SMD重叠设计。

如图。

图 20 ：贴片与插件器件兼容设计示意图[28] 贴片器件之间的距离要求同种器件：≥0.3mm异种器件：≥0.13×h+0.3mm（h为周围近邻元件最大高度差）图 21 ：器件布局的距离要求示意图[29] 回流工艺的SMT器件距离列表：说明：距离值以焊盘和器件体两者中的较大者为测量体。

表中括号内的数据为考虑可维修性的设计下限。

[30] 细间距器件与传送边所在的板边距离要求大于10mm，以免影响印刷质量。

建议：建议条码框与表面贴装器件的距离需要满足如下需求。

以免影响印锡质量。

见表2 表2 条码与各封装类型器件距离要求表元件种类Pitch小于1.27mm翼形引脚器件（如SOP、QFP等）、面阵列器件0603以上Chip元件及其它封装元件条码距器件最小距离10mm 5mm图22 ：BARCODE与各类器件的布局要求5.2.2 通孔回流焊器件布局要求[31] 对于非传输边大于300mm的PCB，较重的器件尽量不要布局要在PCB的中间。

以减轻由插装器件的重量在焊接过程中对PCB变形的影响，以及插装过程对板上已经贴放的器件的影响。

[32] 为方便插装。

器件推荐布置在靠近插装操作侧的位置。

[33] 通孔回流焊器件本体间距离>10mm。

[34] 通孔回流焊器件焊盘边缘与传送边的距离≥10mm，与非传送边距离≥5mm。

5.3 波峰焊5.3.1 波峰焊SMD器件布局要求[35] 适合波峰焊接的SMD●大于等于0603封装，且Standoff值小于0.15的片式阻容器件和片式非露线圈片式电感。

●PITCH≥1.27mm，且Standoff值小于0.15mm的SOP器件。

●PITCH≥1.27mm，引脚焊盘为外露可见的SOT器件。

注：所有过波峰焊的全端子引脚SMD高度要求≤2.0mm；其余SMD器件高度要求≤4.0mm。

[36] SOP器件轴向需与过波峰方向一致。

SOP器件在过波峰焊尾端需增加一对偷锡焊盘。

如图23所示图 23 ：偷锡焊盘位置要求[37] SOT-23封装的器件过波峰焊方向按下图所以定义。

图 24 ：SOT器件波峰焊布局要求[38] 器件间距一般原则：考虑波峰焊接的阴影效应，器件本体间距和焊盘间距需保持一定的距离。

相同类型器件距离图25：相同类型器件布局表3：相同类型器件布局要求数值表不同类型器件距离：焊盘边缘距离≥1.0mm。

器件本体距离参见图26、表4的要求。

图 26 ：不同类型器件布局图表4：不同类型器件布局要求数值表5.3.2 THD器件通用布局要求[39] 除结构有特殊要求之外，THD器件都必须放置在正面。

[40] 相邻元件本体之间的距离，见图27。

图 27 ：元件本体之间的距离[41] 满足手工焊接和维修的操作空间要求，见图28图28 ：烙铁操作空间5.3.3 THD器件波峰焊通用要求[42] 优选pitch≥2.0mm ，焊盘边缘间距≥1.0mm的器件。

在器件本体不相互干涉的前提下，相邻器件焊盘边缘间距满足图29要求：图 29 ：最小焊盘边缘距离[43] THD每排引脚数较多时，以焊盘排列方向平行于进板方向布置器件。

当布局上有特殊要求，焊盘排列方向与进板方向垂直时，应在焊盘设计上采取适当措施扩大工艺窗口，如椭圆焊盘的应用。

THD当相邻焊盘边缘间距为0.6mm-1.0mm 时，推荐采用椭圆形焊盘或加偷锡焊盘。

图 30 ：焊盘排列方向(相对于进板方向)6. 孔设计6.1 过孔6.1.1 孔间距图 31 ：孔距离要求[44] 孔与孔盘之间的间距要求：B≥5mil；[45] 孔盘到铜箔的最小距离要求：B1&B2≥5mil；[46] 金属化孔（PTH）到板边（Hole to outline）最小间距保证焊盘距离板边的距离：B3≥20mil。

[47] 非金属化孔（NPTH）孔壁到板边的最小距离推荐D≥40mil。

6.1.2 过孔禁布区[48] 过孔不能位于焊盘上。