普通印制板设计规范(总结)
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低频印制板设计经验
一、PCB板
1.板材与板厚
印制线路板一般用覆箔层压板制成,常用的是覆铜箔层压板。板材选用时要从电气性能、可靠性、加工工艺要求、经济指标等方而考虑。常用的覆铜箔层压板有覆铜箔酚醛纸质层压板、覆铜箔环氧纸质层压板、覆铜箔环氧玻璃布层压板、覆铜箔环氧酚醛玻璃布层压板、覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板和多层印制线路板用环氧玻璃布等。由于环氧树脂与铜箔有极好的粘合力,因此铜箔的附着强度和工作温度较髙,可以在260-C的熔锡中浸焊而不起泡。环氧树脂浸渍的玻璃布层压板受潮湿的影响较小。超髙频印制线路最优良的板材是覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板。在有阻燃要求的电子设备上,还要使用阻燃性覆铜箔层压板,其原理是由绝缘纸或玻璃布浸渍了不燃或难燃性的树脂, 使制得的覆铜箔酚醛纸质层压板、覆铜箔环氧纸质层压板、覆铜箔环氧玻璃布层压板、覆铜箔环氧酚醛玻璃布层压板,除了具有同类覆铜箔层压板的相拟性能以外,还有阻燃性。
印制线路板的厚度应根据印制板的功能及所装元件的重量、印制板插座规格、印制板的外形尺寸和所承受的机械负荷来决左。多层印制板总厚度及各层间厚度的分配应根据电气和结构性能的需要以及覆箔板的标准规格来选取。常见的印制线路板厚度有0. 5mm. 1mm、1.6mm、2mm等。
2.尺寸
本公司贴片机能加工的PCB最大尺寸不超过330mmX250mmo
(钢网板最大不超过(450~550) mmX (570-670) mm)
3.外形
由机壳、支架、支撑位等决圧,为PCB板的最终形状,由结构设计工程师提供,不得更改。如需变动,须征得结构工程师同意。
4.固定孔
孔位麗:由支撑柱位置决定,由结构设计工程师提供,不得更改。
孔大小:由固泄螺钉大小决定,由结构设计工程师提供参数。为便于安装,孔的直径一般比螺钉直径大0.2mm~0.5mm。实际尺寸根据PCB在安装时的泄位精确度要求决建。
孔间隙:固泄孔周围要给固泄支架和螺钉头留一左空间用于固左印制板,在这个空间内不允许布线和放置任何元件。固左支架端面参数由结构设讣工程师提供,螺钉头所需的空间尺寸为螺钉头的实际直径加上孔的放大尺寸再加上2mm(例如:用3的螺钉,螺钉头的直径为5mm,固左孔的直径为《3.2,那么为螺钉头留的安装空间尺寸为7.2mm),这样il•算间隙大小使得安装比较安全。
孔类型:当支撑柱为金属,固左孔不要求接保护地时或用于与其它电路板的地相连时,将固定孔设计为非金属化孔,而且在“孔间隙”内不得铺铜。当支撑柱为非金属时,固泄孔可以设计为非金属化孔,也可以设计为金属化孔。如果固龙孔为金属化孔,为避免波峰焊后孔被堵住,固左孔应开走锡位或采用梅花形,如图1、图2所示。梅花形固左孔中的小过孔不加阻焊,中间的大孔为非金属化孔。
图Z梅花形固定孔
图1:开有上锡位的固定孔
5.加工工艺要求
工艺边:PCB 板上至少要有一对对边留有足够的传送带位置空间,即工艺边。PCB 板加工时, 通常用较长的对边作为工艺边,留给贴片设备的传送带用。在传送带范用内(工艺边上)不能有元 器件、焊盘和引线,否则会影响PCB 板的正常传送。工艺边的宽度不小于5mm (青松不小于3mm )。 当PCB 板的布局无法满足要求时,可以采用增加辅助边的方法。PCB 测试阻抗工艺边大于7mm 。PCB 板应做成圆弧角,直角的PCB 板在传送时容易产生卡板现象,因此在设II PCB 板时,要对板框做圆 弧角处理,根据PCB 板尺寸的大小确左圆弧角的半径(一般R=5mm )0拼板和加有辅助边的PCB 板在辅助边上做圆弧角。
泄位孔:为了保证印制板能准确、牢固地放程在焊锡膏印刷设备的夹具上,需要设程一对(或 两对)非金属化的泄位孔。定位孔的直径为5+0.Imm (或苴它尺寸,由焊锡膏印刷设备决左)。为 了左位迅速,其中一个孔可以设计成椭圆形状。在左位孔周围1mm 范围内不能有元件。不同的贴片 机对左位孔的位置、数疑、尺寸的要求不同。青松公司贴片机的工艺要求如图3所示。
图3:(青松)工艺边、定位孔和Mark 点的位巻
Mark 点(基准点):为了精确地贴装元器件,可根据需要设讣用于整块PC B 的光学泄位基准 点(全局Mark 点)、用于引脚数较多,引脚间距较小的单个器件的光学泄位基准点(局部Mark 点), 如图4所示。若是拼板设汁,则需要在每块单板上设计基准点(嵌板Mark 点),如图5所示。
Ggg t
Global fiducial
在设计基准点标记时要考虑以下因素: • 图形形状:■•▲+等,推荐采用的基准点标记是实心圆,直径为0.5mm~3mm±10%, —般多 用直径为
1mm 的实心圆
。
Local fiducial Panel fiducial
■丿 • • ♦ • ■ •
• • • ■
■ 图4局部/全局基准点
图5拼板/全局基准点
•基准点标记不应该在同一块印制板上尺寸变化超过25微米[0.001〃]°
Cleara
O.3~O.5mm ( | 2.5mm
图6: Mark点设计示例
•基准点可以是裸铜、由淸澈的防氧化涂层保护的裸铜、镀银或镀锡、或焊锡涂层(热风均匀的)。
电镀或焊锡涂层的首选厚度为5~10微米[0.0002-0.0004"]。焊锡涂层不应该超过25微米
[0.001"]。
•基准点标记的表而平整度应该在15微米[0.006"]之内。
•在基准点标记周用,应该有一块没有其它电路特征或标记的空旷区(Clearance)。空旷区的尺寸最好等于标记的直径,如图6所示。
•基准点要距离印制板边缘至少5.0mm[0.200"](SMEMA的标准传输空隙),并满足最小的基准点空旷区要求。本公司要求基准点距印制板边缘的距离大于3.0mm
•当基准点标记与印制板的基质材料之间出现髙对比度时可达到最佳的性能。
二、元器件布局
1.元器件放置层面
回流焊几乎适用于所有贴装元件的焊接,波H金焊则只适用于焊接矩形片状元件、圆柱形元器件、SOT等和管脚数少于28、脚间距大于1mm的SOP器件。鉴于生产的可操作性,PCB整体布局尽可能按以下顺序优化:
•单而混装,即在PCB单面布放贴片元件或插装元件。
•双面贴装,PCB两而均布放贴片元件。
•双而混装,PCB A而布放大的或管教间距小的贴装IC和插装元件,B而布放适合于波峰焊的小贴片元件。
2.元器件距板边的距离
可能的话所有元器件均放置在距板边缘3mm以内或至少大于板厚的距离以内。这是由于在大批疑流水线插件和进行波峰焊时,要给导轨留出工艺边,同时也是为了防止由于外形加工引起边缘部分缺损。如果印制线路板上元器件过多,不得已要超出3mm范囤时,可以在板的边缘加上3mm的辅助工艺边,辅边在印制线路板两面开V形槽,在调试装配时用手掰断即可。
3.元器件放置顺序
印制线路板上的元器件放宜的通常顺序如下:
•放巻与结构位置有紧密配合的元器件,如电源插座、指示灯、开关、连接件之类。这些器件放置好后要将英锁定,使之以后不会被误移动。