PCB设计与工艺规范培训(PPT课件)

PCB基板板材要求
❖ ②、按树脂不同来分 酚酫树脂板 环氧树脂板 聚脂树脂板 BT树脂板 PI树脂板
PCB基板板材要求
❖ ③、按阻燃性能来分 阻燃型（UL94V-0,UL94V-1) 非阻燃型（UL94-HB级）
注：22F板材是阻燃型，但并没有UL94V-0或UL94V-1认 证，因此板上不能打UL94V-0或UL94V-1标识
PCB基板板材要求
❖ PCB板材等级划分： ❖ 美国UL和IEC根据绝缘材料的CTI水平，分别将其
划分6个等级和4个等级，见下表，CTI≥600为最 高等级。
PCB基板板材要求
❖ CTI值低的覆铜板，在高压、高温、潮湿、污秽等恶劣环 境下长时间使用，容易产生漏电起痕。 一般地，普通纸基覆铜板（XPC、FR-1等）的CTI≤150， 普通复合基覆铜板（CEM-1、CEM-3）和普通玻纤布基 覆铜板（FR-4）的CTI为175~225，均满足不了电子电器 产品更高安全性的使用要求。在IEC-950标准中对覆铜板 的CTI和印制电路板的工作电压、最小导线间距（最小漏 电距离Minimum Creepage Distance）的关系也作了规定 ，CTI高的覆铜板不仅适合在高污染度、高压场合下使用 ，也非常适合制作高密度印制电路板，高耐漏电起痕性覆 铜板和普通覆铜板相比，用前者制作的印制电路板的线间 距可允许更小。
PCB设计与工艺规范
现状和目的
现状：
电子产品研发工程师，特别是硬件开发人员，普遍存 在对制造工艺要求不熟悉，可制造性概念比较模糊。 对PCB布局设计，元件选择，制造工艺流程选择，热设 计，生产测试手段等方面的实际经验不足，导致设计 出的产品不具备可生产性或可生产性差（制造成本 高），需要多次反复改板，影响了产品的推出日期， 甚至影响了产品的质量和可靠性。
PCB布局要求
❖ 元器件布局总体要求：
保证电路功能和性能指标；满足工艺性、检测、 维修等方面的要求,比如：从生产工艺的要求中过 波峰焊的方向，确定元器件摆放的方向；元器件 排列整齐、疏密得当，兼顾美观性；元件尽可能 有规则地分布排列，以得到均匀的组装密度。
❖ 元器件布局顺序：先放置需固定位置的元器件（ 比如：连接器，按键，LED灯，数码管等显示器 件）再放置占用面积较大的元器件；先集成器件 后分立器件；先主后次，多块集成电路时先放置 主电路。
❖ 技术要点 找出最佳的温度曲线 温度曲线处于良好的受控状态
❖ 技术分类： 按热传播方式：传导、辐射、对流 按焊接形式：局部焊接、整体焊接
回流焊工艺
❖ 热风回流炉基本结构
回流炉子按PCBA温度变化分为：预热区、恒温区、再流区、冷却区
❖ 工艺窗口
器件对热风回流焊的影响 热风回流焊不能控制局部温度 不能焊接高温器件、焊锡封装的组件、热容量大器件
❖ 我们尽量使PCB板上所有器件的温度曲线一致， 以获得良好的焊接效果。
PCB基板板材要求
❖ PCB板材的分类： ❖ ①、按增强材料不同（最常用的分类方法）
纸基板（FR-1，FR-2，FR-3) 环氧玻纤布基板（FR-4，FR-5) 复合基板(22F，CEM1，CEM-3) HDI板材（RCC) 特殊基材(金属类基材、陶瓷类基材、热塑性 基材等)
PCBA制造工艺
❖ THT和SMT工艺 THT：通孔插装技术（Through Hole
Technology） SMT：表面贴装技术（Surface Mounted
Technology） ❖ SMT典型工艺 ❖ 波峰焊工艺 ❖ 回流焊工艺
SMT典型工艺
❖ 锡膏印刷 目前多采用模板印刷方式
❖ 点胶 适用于波峰焊的SMD器件、双面回流焊的大重
PCB布局要求
❖ 高、低压之间出于安全考虑要隔离，隔离距离与 承受的耐压有关,需满足最小爬电距离及电气间隙 。
目的：
根据公司制造能力制定规则（即工艺规范）来设计指 导PCB设计，旨在提高产品的可制造性、高可靠性。 获得良好的质量、缩短生产周期、降低的劳动成本和 材料成本、减少重复设计的次数。
主要内容
❖ PCBA制造工艺 ❖ PCB基板板材要求 ❖ PCB布局要求 ❖ PCB走线要求 ❖ 电源和地线（层）设计 ❖ PCB字符、丝印及相关层（Layer）规定 ❖ PCB拼版要求 ❖ PCB工艺边设计 ❖ 贴片器件标准化的要求 ❖ 波峰焊的标准化要求 ❖ 自动插件(AI)要求 ❖ 手插件标准化要求 ❖ ICT测试点设计要求
PCB基板板材要求
❖ 板材厂家 常用的PCB板材厂家有：KB，PZ，ZD，HX， DS, 生益（π）等，不同的客户对PCB板材厂家 有不同要求，特别是出口到国年的电子产器中需 要指定，因此在PCB说明文件中需要指定板材厂 家。
❖ 板材厚度规格（±10%公差）常用的有以下几种 ： 0.4mm；0.6mm；0.8mm ；1.0mm ；1.2mm ； 1.6mm ；2.0mm 等。对于有特殊要求的,如板厚 要求0.5MM；0.7MM要特殊说明。
冷却/出板
波峰焊问题
特点
❖ 组装密度较低 ❖ 细间距易出现连锡 ❖ SMD器件易出现阴影效应 ❖ BGA等器件不适合波峰焊
双波有助于减少阴影效应，但可能出现冒锡问题
防止阴影效应措施：
❖
合适的焊盘尺寸：比回流焊盘长
❖
合适的原件间距：大于器件高度
回流焊工艺
❖ 特点 焊接用的锡和热量通过两个独立的工序提供
量器件 对于standoff较大的元件，可能造成掉件。
❖ 贴片工艺 基板处理系统：传送基板，定位 贴片头：真空拾放元件 供料系统 元件对中系统
波峰焊工艺
❖ 特点
焊锡和焊接用的热能量 由同一工序提供
❖ 工艺过程
进板
助焊剂
预热
焊接
❖ 单波与双波 单波 High pressure turbulent wave 双波Smooth laminar wave
PCB基板板材要求
❖ PCB板材的漏电起痕指数（CTI） ❖ 定义：材料表面能经受住50滴电解液（0.1%氯化
铵水溶液）而没有形成漏电痕迹的最高电压值， 单位为V。
在覆铜箔层压板（简称覆铜板）板设计者和整机生产厂 所重视。