PCB可制造性设计
面向电子组装的PCB可制造性设计
【 关键词 】印 制板； 可制 造性 设计； 电子 组装； 焊 盘
■ 鲜 飞 武 汉华 中数 控 股份 有限公 司
１ 。 前言
２ ． Ｄቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＦ Ｍ的概念和作用
Ｄ Ｆ Ｍ （ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｆ ｏ ｒ Ｍ ａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ）技术 ，即可 制造 性 技术 ，主要研 究产 品本 身的物 理设计与制 造系统各部分 之间的相 互关 系，并把 它用于产品设计 中 以便将 整个制
Ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ） 、试制 前分析 （ Ｂ ａ ｓ ｉ ｃ Ｐ ｒ ｅ — Ｒ ｅ ｌ ｅ ａ ｓ ｅ Ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ） 和试制后分析 （ Ｐ ｏ ｓ ｔ — Ｒ ｅ ｌ ｅ ａ ｓ ｅ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ ） 。不同阶段的实施
５ ４ 蔓
黧 ２ ０ １ ３ ￣ － － ２ ， Ｅ Ｊ 第 １ 期
随着 产 品 的微 型化 、复 杂 化 ，Ｐ Ｃ Ｂ（ 印制 板 ）的组 装
以解决 。这种设计概念及设计方法可缩短产 品投放 市场 的时 间、降低成本 、提 高产量 。以往 ，公司通 常的做法 是 ：新产 品从 设计 到生产 乃至 交付用 户使用的过程总是 从 一个部 门提 交到下一个部门，这种 过程是一个顺序工 程 。出于 各环节 串行，生产准 备只能在设计完全结束后 起动 ，延长 了产品开发时间 ，丧失 了占领市场 的机会 。 更严重的是设计与制造的严重分离 ，产 品设计和开发 部 门没有及时吸收制造和工程部 门对新产 品的改进 意见 ，
PCB设计的可制造性ppt
为了提高PCB设计的可制造性，需要进行一系列的优化设计和技术处理，这会增加制造成 本和生产成本。
环保要求提高
随着全球环保意识的提高，对PCB生产过程中的环保要求也越来越高，需要在设计阶段考 虑环保因素，提高PCB设计的可回收性和可降解性。
未来发展趋势与展望
01
智能化设计
利用人工智能、大数据等信息技术，实现PCB设计的智能化和自动化
设计与制程能力
总结词
PCB设计的可制造性要求充分考虑设计与制程能力，确保设 计符合制程规范。
详细描述
设计过程中应考虑制造过程中的各项因素，如加工精度、层 数、线宽和间距等。此外，还应注意PCB尺寸、形状和结构 的设计，以使其符合生产设备和工艺流程的要求。
表面处理与防护
总结词
表面处理和防护对于PCB的可制造性具有重要影响。
自动化设计与制程技术
PCB设计软件
使用具备自动化功能的PCB设计软件，可提高设 计效率和准确性。
CAM软件
通过CAM（计算机辅助制造）软件实现自动化 生产编程，减少人工操作失误。
PCB质量检测
采用自动化检测设备进行质量检测，提高检测效 率和准确性，降低漏检率。
可测试性与可维修性
制定测试计划
在设计初期考虑测试需求，制定合理的测试计划，确保可测试性 。
05
pcb度互联(hdi)板的设计
HDI板特点
高密度、多层、微型化、复杂 化。
设计难点
信号完整性、电源完整性、电 磁屏蔽、散热等问题。
解决策略
采用压合式连接、微孔定位、 精确对位等技术。
案例二：柔性板的设计与制造
01
02
03
柔性板特点
轻、薄、可弯曲、可折叠 。
PCBA可制造性设计
PCBA可制造性设计目录1.目的 (3)2.名词定义 (3)3.PCB设计要求 (3)4.元器件选用 (8)5.器件布局设计要求 (9)6.阻焊、丝印 (17)7.焊盘、焊孔及阻焊层的设计 (19)8.布线、焊盘与印制导线连接 (23)9.测试点的相关规定 (24)10.基准点(Fiducial Mark点） (24)11.拼板设计 (26)12.可装配性设计 (29)1. 目的从可制造性角度对PCB 的设计提出要求，供PCB layout 参考，同时用于指导新产品DFM （Design for manufacturability ）评审。
设计无法满足此文档要求时，需经过生产工艺相关同事评估确认。
2. 名词定义Pcb layout ：pcb 布局Solder mask ：防焊膜面、防焊漆、防焊绿漆 Fiducial Mark ：光学定位点或基准点 Via hole ：导通孔 SMD ：表面贴装器件 THC/THD ：通孔插装器件 Mil ：长度单位，1mil=0.0254mm3. PCB 设计要求3.1 PCB 外形PCB 外形(含工艺边)为矩形，单板或拼板的工艺边的四角须按半径R=2mm 圆形倒角。
应尽可能使板形长与宽之比为3:2或4:3，以便夹具夹持印制板。
3.2 印制板的可加工尺寸范围适用于全自动生产线的PCB 尺寸为最小长×宽:50mm ×50mm 、最大长×宽:610mm ×460mm 。
设计单板或拼板时，SMT 阶段允许使用最大拼板尺寸为610mm ×460mm ，PCB 单板尺寸较小时，建议拼板尺寸不大于210mm×210mm 。
3.3 传送方向的选择R=2mmPCB 传送方向工艺边为减少焊接时PCB 的变形，对不作拼板的PCB ，一般将其长边方向作为传送方向；对于拼板也应将拼板的长边方向作为传送方向。
但是对于短边与长边之比大于80%的PCB ，可以用短边传送。
PCB可制造性设计工艺规范
PCB可制造性设计工艺规范PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）是电子产品中非常常见的一部分。
它是由一种基层材料（通常是玻璃纤维增强复合材料）和通过印刷或压合技术固定在基层上的导电层构成的。
PCB可制造性设计工艺规范是一系列准则和要求，用于确保PCB的设计在生产制造过程中能够达到高质量和可重复性。
首先，对于PCB可制造性设计工艺规范来说，一个重要的方面是布局和布线。
布局指的是元件在PCB上的位置和排列方式，而布线则是指通过导线将元件连接在一起。
在布局方面，应该根据电路的需求和元件的特性进行合理的布局，避免不必要的干扰和噪音。
在布线方面，应该注意导线的长度、走线的宽度和间距，以及阻抗匹配和传输速率等因素。
其次，PCB可制造性设计工艺规范还包括了对于孔的规定。
在PCB制造过程中，通常需要在板上打孔以安装元件。
对于孔的规定，包括孔的类型（如贴片孔、通孔等）、孔的直径和位置等。
这些规定需要考虑到元件的尺寸和安装的要求，以及后续的焊接和连接等操作。
此外，在PCB可制造性设计工艺规范中还包括了对于焊盘和焊接的要求。
焊盘是指用于连接元件和导线的金属圆盘。
对于焊盘的规定，包括焊盘的形状、尺寸和间距等。
而对于焊接的要求，包括焊接的方法、焊点的形状和强度等。
这些规定需要考虑到焊接工艺的可行性和可靠性，以及后续的维修和升级等操作。
最后，PCB可制造性设计工艺规范还应该包括对于阻焊和丝印的要求。
阻焊是一种覆盖在PCB表面的绝缘材料，用于保护导线和焊盘不受外界环境的影响。
对于阻焊的规定，包括阻焊的类型、颜色和厚度等。
丝印则是一种印刷在PCB表面的文字和标记，用于标识元件和线路的位置和功能。
对于丝印的规定，包括丝印的颜色、位置和字体等。
总的来说，PCB可制造性设计工艺规范是为了确保PCB在生产制造过程中能够达到高质量和可重复性而制定的一系列准则和要求。
这些准则和要求涵盖了PCB布局和布线、孔的规定、焊盘和焊接的要求，以及阻焊和丝印等方面。
PCB设计的可制造性原则
PCB设计的可制造性原那么1. 引言在电子产品制造过程中，PCB〔Printed Circuit Board，印制电路板〕的设计是非常关键的一步。
一个好的PCB设计不仅可以提高产品的性能和可靠性，还可以降低制造本钱和生产周期。
为了确保PCB设计的可制造性，设计人员需要遵循一些根本原那么和最正确实践。
本文将介绍一些常用的PCB设计的可制造性原那么。
2. 原那么一：保持布局简单和紧凑在进行PCB设计时，保持布局简单和紧凑是非常重要的原那么。
简单的布局可以降低PCB的复杂性，减少错误的可能性。
紧凑的布局可以缩短信号传输路径，减少电磁干扰，提高信号完整性。
3. 原那么二：考虑耦合和信号完整性PCB上的不同电路和组件之间存在着耦合作用。
在设计PCB时，需要考虑不同信号之间的干扰和交叉耦合。
通过合理的布局和地线规划，可以减少电磁干扰的影响，并提高信号的完整性。
4. 原那么三：合理设置电源和地线电源和地线的布局在PCB设计中扮演着重要的角色。
良好的电源和地线布局可以确保良好的电源分配和地线回流，减少电源噪声和干扰。
在设计中，应尽量将电源和地线别离，并使用适宜的地引脚和电源引脚进行连接。
5. 原那么四：防止过于密集的布线在PCB设计中，过于密集的布线可能导致信号干扰和短路等问题。
因此，应尽量防止过于密集的布线，合理规划和安排信号线和电源线的路径。
同时，应留出足够的空白区域，方便焊接和维修工作。
6. 原那么五：合理选择元件和材料在PCB设计中，选择适宜的元件和材料也是非常重要的。
适宜的元件和材料可以提供更好的性能和可靠性。
应选择具有良好可焊性和耐高温的元件，并防止使用过时或质量不佳的元件和材料。
7. 原那么六：考虑制造和组装过程在PCB设计中，要考虑制造和组装过程。
例如，要确保元件的放置和布线不会影响到焊接和组装的顺利进行。
同时，要尽量减少PCB板的层数和复杂性，以降低制造和组装的本钱。
8. 原那么七：进行设计验证和测试PCB设计完成后，应进行设计验证和测试。
PCB可制造性设计规范
PCB可制造性设计规范PCB (Printed Circuit Board)的制造性设计规范是指在设计和布局PCB电路板时所需考虑的一系列规范和标准，以确保电路板的制造过程顺利进行并获得可靠性和性能。
一、尺寸规范1.PCB电路板的尺寸要符合制造商的要求，包括最小尺寸、最大尺寸和板上零部件之间的间距。
2.确保电路板的边缘清晰、平整，并防止零部件或钳具与电路板边缘重叠。
二、层规范1.根据设计要求确定所需的层次和层的数量，确保原理图和布局文件的一致性。
2.定义PCB的地平面层、电源层、信号层和垫层、焊盘层等的位置和规格。
三、元件布局规范1. 合理布局元件，以最小化路径长度和EMI (Electromagnetic Interference)，提高电路的可靠性和性能。
2.避免元件之间的相互干扰和干涉，确保元件之间有足够的间距，以便于焊接工序和维修。
四、接线规范1.线路走向应简洁、直接，避免交叉和环形走线。
2.确保信号和电源线路之间的隔离，并使用正确的引脚布局和接线技术。
五、电路可靠性规范1.选择适当的层次和厚度，以确保足够强度和刚度。
2.确保电路板表面和感应部件光滑，以防止划伤和损坏。
六、焊接规范1.在设计中使用标准的焊盘尺寸和间距，以方便后续的手工或自动焊接。
2.制定适当的焊盘和焊缺陷防范措施，以最小化焊接问题的发生。
七、标准规范1. 遵循IPC (Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits)标准，以确保PCB的制造符合国际标准。
2.正确标注和命名电路板上的元件和信号，以方便生产和测试。
八、生产文件和图纸规范1.提供准确和详细的生产文件和图纸，包括层叠图、金属化孔、引线表和拼图图等。
2.确保文件和图纸的易读性和可修改性。
九、封装规范1.选择适当的封装类型和尺寸，以满足电路板的要求。
2.避免使用不常见或过于复杂的封装，以确保可靠的元件焊接和连接。
PCB---可制造性
PCB可制造性一、PCB可制造性概念1、PCB可制造性设计：从广义上讲，包括了产品的制造、测试、返工、维修等产品形成全过程的可行性；狭义上讲是指产品制造的可行性。
2、针对PCB可制造性设计包括两方面：（1）PCB的可制造性 ( DFM：Design for Manufacture )；（2）PCB贴装、组装的可制造性( DFA：Design for Assembly ) ；在设计时需要考虑周全，比如:BGA周围3MM内不要放置元器件，其目的就是为了利于返修BGA。
3、可制造性设计的目的：可制造性设计DFM（Design For Manufacture）就是从产品开发设计时起，就考虑到可制造性和可测试性，使设计和制造之间紧密联系，实现从设计到制造一次成功的目的。
DFM是保证PCB设计质量的最有效的方法。
DFM具有缩短开发周期、降低成本、提高产品质量等优点，是企业产品取得成功的途径。
4、PCB可制造性设计包括以下几个方面:（1）板材的选择；（2）多层板的叠层结构设计；（3）电路图形设计：孔和焊盘的设计要求、线路设计、阻焊设计、字符设计；（4）表面处理工艺的选择。
下面将对PCB可制造性设计的以上四个方面逐一讲解：5、板材的种类：（a）覆铜箔基板（Copper-clad Laminate）简称CCL，由铜箔（皮）、树脂（肉）、增强材料（骨)、功能性添加物（组织）组成，是PCB加工的主要基础物料。
上图所示即经常讲到的芯板，也就是Core。
其上下是有铜箔，中间层是介质材料。
生益FR-4,其中间层是介质材料也是PP片。
（b）树脂类板材：环氧树脂（ epoxy ）、聚亚酰胺树脂（ Polyimide ）、聚四氟乙烯（Polytetrafluorethylene，简称PTFE 或TEFLON）、B一三氮树脂（Bismaleimide Triazine 简称BT、二亚苯基醚树脂(PPO)等6、板材的主要性能指标：（i）Er --- 介电常数：介电常数会随温度变化，在0-70度的温度范围内，其最大变化范围可以达到20%。
PCBA可制造性设计DFM评估检查表范例
可制造性设计(Design for Manufacturability)DFM评估检查表
ห้องสมุดไป่ตู้
标准
品名：PCBA
不符合项、不良后果及改善建议
1、多面板过孔必须用绿油覆盖﹔2、与轧道接触的两边应有不小于5MM
1
PCB板检查
的板边﹔3、在PCB板本体或边条上标识PCB板料号及版本号，最好标识 过炉方向﹔4、PCB拼板上必须于对角位置设校正标记--方便贴片对位
不符合项、不良后果及改善建议
工程确认
检查项
标准
不符合项、不良后果及改善建议
工程确认
Manufacturability)DFM评估检查表
工程确认
工程确认
工程确认
工程确认
工程确认
插机检查 2MM﹔3、立式时PIN长度足够组件机器成形﹔4、 不宜穿套管及悬空﹔ 二极管 5、 组件来料必须是编带的（PIN脚长度不够机械成形时应散装来料）
﹔
1、PCB板应有组件位置及极性符号（建议采取半月图案）﹔2、组件脚
6
插机检查 距应与PCB板孔距匹配，不能成八字插机或难插机、加工后插机﹔﹔3 电解电容 、立式改卧式电容时最少离组件脚根部1.6MM才开始折弯﹔4、不宜穿
9
插机检查 1、PCB板应有组件位置及方向标识﹔2、排插PIE脚头必须倒角处理；3 排插 、排插不用额外剪短PIN脚﹔4、建议首尾2脚打K。
1、PCB板应组件位置标识﹔2、应有插错防呆设计---PIN孔配合﹔3、
10
插机检查 B/N必须有独立立的高度定位设计，不能依线包或外部磁芯定位﹔4、 变压器 线包不能抵住底部PCB板或底部组件、周边组件﹔5、变压器建议消除
1、披锋/毛刺大小必须符合外观检验规范；2、披锋不得与相应的PCB 板组件相挤压；3、披锋不得影响产品贴纸的张贴；4、外壳的电镀或 油漆涂层时，其表面的折角处必须作圆弧处理。
PCB DFM可制造性设计规范(A1版)
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2版本说明序号版本号牵头起草人/日期审核人/日期/意见批准人/日期1.011.123版本增长信息序号修订日期修订后版本修订内容修订人V1.1 11、根据我公司工艺能力和设备能力的提升，对4.1、4.3、4.4.2.2、4.4.3、4.5.2相应的设计要求作了更改；2、对标准中未指明、含糊不清、以及评估不重要的要求做了删减和再描述，以到达设计要求叙述的客观和准确。
目 次前言 (V)1 目的与范围 (1)2 术语与定义 (1)2.1DFM (1)2.1 PCB (1)2.2覆铜箔层压板 (1)2.3波峰焊 (1)2.4再流焊 (1)2.5 SMD (1)2.6 THC (1)2.7导通孔 (1)2.8盲孔 (1)2.9埋孔 (1)2.10过孔 (1)2.11元件孔 (1)2.12 Stand off (1)2.13 Pitch (2)3 可制造性基础知识 (2)3.1开展可制造性的设计的意义 (2)3.2工艺可制造性设计主要考虑方面 (2)4 设计要求 (2)4.1 PCB设计总则★★★ (2)4.2拼板及辅助边设计 (3)4.2.1 V-CUT连接★★★ (3)4.2.2邮票孔连接 (4)4.2.3拼板方式 (4)4.3基准点设计★★★ (5)4.4器件布局要求 (6)4.4.1器件布局通用要求 (6)4.4.2回流焊 (7)4.4.2.1 SMD器件的通用要求★★ (7)4.4.2.2 SMD器件布局要求★★★ (7)4.4.3波峰焊 (9)4.4.3.1波峰焊SMD器件布局要求★★★ (9)4.4.3.2 THD器件波峰焊通用要求 (10)4.4.3.3 THD器件局部波峰焊要求 (11)4.4.4压接★★★ (12)4.5孔设计 (12)4.5.1过孔 (12)4.5.1.1总体要求 (12)4.5.1.2孔间距 (12)4.5.1.3过孔禁布设计★★★ (13)4.5.2安装孔 (13)4.5.2.1类型选择 (13)4.5.2.2禁布区要求★★★ (13)4.6板材选择及叠层设计 (14)4.7走线设计 (15)4.7.1线宽/线距及走线安全性要求★★★ (15)4.7.2出线方式 (15)4.8覆铜设计要求 (16)4.9阻焊设计★★★ (16)4.9.1导线的阻焊设计 (16)4.9.2孔的阻焊设计 (16)4.9.3过孔塞孔设计 (16)4.9.4焊盘的阻焊设计 (16)4.9.5金手指的阻焊设计 (17)4.9.6板边阻焊设计 (17)4.10表面处理方式★ (17)4.11丝印设计★★★ (17)4.11.1通用要求 (17)4.11.2丝印内容 (18)4.12尺寸和公差标注★★★ (18)4.13输出文件的工艺要求★★★ (19)4.13.1装配图要求 (19)4.13.2钢网图要求 (19)4.13.3钻孔图、表内容要求 (19)5 工厂PCBA生产主要工艺路线★ (19)前 言 。
pcb设计的可制造性
面向制造约束的优化策略
总结词
根据制造工艺和制造成本等因素进行优化， 提高制造效率和产品质量。
详细描述
在PCB设计中，应考虑制造工艺和制造成本 等因素。不同的制造工艺和材料选择会影响 制造成本和产品质量。在面向制造约束的优 化时，应考虑制造流程、材料选择、加工精 度等因素，以实现高效、稳定的PCB制造。 同时，应尽量减少制造过程中的废料和不良
流程优化
对流程中可能存在的瓶颈和问题进行分析和优化，提高生产效率。
流程监控
对制造流程进行实时监控，确保产品质量和生产计划的执行。
制造约束分析
尺寸限制
01
分析PCB板材的尺寸、厚度、孔径等参数，以满足产品的规格
要求。
制造能力限制
02
根据供应商的制造能力，分析产品的可制造性，避免制造过程
中的问题。
材料限制
选择符合制造要求的元件封装， 以确保PCB制造的可行性和可靠
性。
PCB尺寸和形状
根据产品需求和制造能力，确定 PCB的尺寸和形状，以提高制造
效率和降低成本。
定位孔和标识
在PCB上设置合适的定位孔和标 识，以确保PCB在制造过程中的
准确定位和识别。
03
pcb设计的可制造性分析
制造可行性分析
板材选择
THANKS
感谢观看
案例二：高速数字电路pcb的可制造性设计
要点一
总结词
要点二
详细描述
高速数字电路pcb的可制造性设计需要考虑信号的完整性和 时序性，以及如何优化布线和元件布局。
高速数字电路pcb设计需要关注信号的完整性和时序性， 以确保信号在传输过程中不失真或畸变。为了优化信号的 完整性和时序性，需要考虑布线和元件布局的优化。例如 ，合理安排信号线的长度和走向，以减少信号反射和延迟 ；合理安排元件的排列和连接方式，以减少信号干扰和噪 声。
基于自动化组装的PCB可制造性设计分析
计 人员 提供 相关 的技术 要求 ，在 实际 中相对 应情 况
较好 。真正在实际 中没有受到足够重视 的是Ｐ Ｂ Ｃ 上元 器件 的装联工艺性 ，即设计者在Ｐ Ｂ Ｃ 的设计 阶段必须 考虑的可制造性问题 。 （ ２）电路 板组装是 指 电路及 结构上 的元 器件和 印制 电路板 的装 联工 艺性 ，它 还包括 板 与系统 的组
Ａ ｓｒｃ： ｅ ｉ ｒ ｎ ｆｃｕｅｏ ｒ ｔＣｒｕ ｏ ｒ Ｐ Ｂ ｍａｎ ｏｖｓｔｅｐｏ ｌ ｆ ｈ ｔｒ ｃ ｅｗｅ ｎｃ ｃ ｉ ｂ ｔａ ｔ Ｄ ｓ ｎｆ ｕａｔｒ ｆＰｉ ｉ ｉＢ ａｄ（Ｃ ） ｉｌ ｓ ｌ ｒｂ ｍｓｏ ｅｉ ｅｆ ｅｂ ｔ ｅ ｉ ｕｔ ｇ ｏ Ｍａ ｎ ｃｔ ｙ ｅ ｈ ｅ ｔ ｎ ａ ｒ
在 制造链 中立 即 自动 引入 了一个 或更 多个额外 工艺
分 ，各个部分具有显著且独立 的内容 ，分别 称为Ｐ Ｂ Ｃ
制作 、电路板组装及电路板测试 。
（ ） Ｃ 制作 是指生产 印制板 的加 工工艺性 。 １ Ｐ Ｂ
对生产印制 电路板 的加工工艺性 ，一般 的Ｐ Ｂ Ｃ 制作 厂 家 ，由于受 其制 造能力 的影 响 ，会非 常详细 地给设
电子 艺 技 术
２１ 年 １月 ００ １
Ｅｅ ｔｏ ｉｓＰ ｏ ｅ ｓＴ ｃ ｎ ｌ ｌｃｒ ｎｃ ｒ ｃ ｓ ｅ ｈ ｏｏ
９ ５
基于 自动化组 装的Ｐ 可制造性设计分析 ＣＢ
李 九 峰
（ 中航工业洛阳电光设 备研究所 ，河 南 洛阳 ４ １ ０ ） ７０９
摘
要 ：印制 电路板 的可制造性设计主要解决 电路板设计和工艺制造之 间的接 口问题 ，可制造性 设计具 有
缩短开发周期 、降低成本和提高产 品质量 等优 点 ，是取得成功 的有效途径 。从Ｐ Ｂ ｃ 的加 二 、电路板和元器件 的 ｒ 选用 、Ｐ Ｂ ｃ 布局 、元器件间距及设备要求等方面分析 ，提出诸 多可制造性设计要求 。 关键 词 ：可制造性 ；电路板 ；表面组装 ；焊盘
PCB可制造性设计
第13页
1 材料
1.5.1 介电常数的范围及应用
PTFE 3.0 3.8 PTFE + Ceramic 4.8 FR-4 Ceramic 10.2 介电常数范围：2.2 选用板材类型： 应用范围：
微带、高频 300MHz~40GHz
正常 高压、高频 1MHz~1GHz 800MHz~12GHz
Rt5880
体积 电阻 MΩ*cm 2×107 2×107 抗剥 强度 lbs/in 22.8 20.8
厂 商 罗 杰 斯
型号
Rt5880 Rt5870
>260 >260
0.015 0.015
第9页
1 材料
1.3 热塑陶瓷 基材特性 • 耐热性好 • 机械加工性能好 • 介电常数随温度变化较小、介质损耗低 应用范围 • 高速、射频、微波电路 • 军事、航天航空
第2页
大纲
印 制 板 各 项 要 素 的 含 义 我 司 工 艺 能 力 及 设 计 实 例
分 类 及 相 关 参 数
标 准 要 求
第3页
印制电路板设计原则
电气连接准确性
印制板上布设的印制导线的电气连接关系必须符合电原 理图。 设计印制板时，应考虑印制板的制造工艺要求和装联工 艺要求，尽可能有利于制造和装配。 印制板的可靠性，是影响电子设备和仪器可靠性的重要 因素。 印制板的经济性与印制板的类型、基材选择和制造工艺 方法、技术要求的内容密切相关。 印制板的结构决定了印制板在各种环境下使用的性能和 寿命。
第17页
1 材料
2.1 粘结片介绍 粘结片是由树脂和增强材料构成的一种预浸材料。在高温和压力的作用 下，具有流动性并能很快地固化和完成粘结过程。它与增强材料一起构成绝 缘层，是多层印制板制造中不可缺少的层压材料。
PCBA可制造性设计规范pptx
06
总结和展望
总结可制造性设计规范的重要性和应用
要点一
重要性
要点二
应用
pcba可制造性设计规范对于电子产品制造过程至关重 要，通过规范设计流程，提高制造效率和产品质量，降 低生产成本和不良率，增强产品的可靠性和安全性。
pcba可制造性设计规范应用于电子产品设计和制造领 域，尤其是对于高精度、高质量、高可靠性的产品，如 航空航天、医疗设备、工业控制等领域。
展望未来发展趋势和新技术应用
发展趋势
未来，pcba可制造性设计规范将更加注重数字化、智 能化、自动化和绿色制造等方面的发展，以适应不断 变化的市场需求和日益严格的环境要求。
新技术应用
pcba可制造性设计规范将不断引入新技术，如人工智 能、大数据、云计算、物联网等，提高设计效率和制 造质量，实现更加精细化和智能化的制造过程。
路由优化
为了提高产品的可靠性和稳定性，应尽量减少走线的长度和转角，并避免走 线交叉和重叠。
防呆和防错设计
防呆措施
防呆设计是一种通过增加产品本身的自检功能，以避免或减少生产过程中的人为错误。例如，可以使 用颜色编码或形状编码来标识关键部件。
防错措施
设计时应考虑使用易于识别的标签或符号来指示关键操作步骤，避免操作错误。此外，还可以通过增 加可视化的错误提示信息来实现防错设计。
• 术语 • PCB：Printed Circuit Board，印刷电路板。 • PCBA：Printed Circuit Board Assembly，印刷电路板组装。 • IPC：International Electronics Manufacturing Institute，国际电子制造学会。 • EMI：Electromagnetic Interference，电磁干扰。 • ESD：Electrostatic Discharge，静电放电。
自动化组装的PCB可制造性设计要求
自动化组装的PCB可制造性设计要求PCB的可制造性设计主要解决电路板设计和工艺制造之间的接口问题，本文从PCB的组装、元器件的选用、PCB板面布局、元器件相互间距、可测试性设计等方面分析，提出诸多可制造性设计要求。
标签：可制造性PCB 表面组装封装1 前言目前在武器装备制造领域，随着电子产品的微型化﹑复杂化的发展，电路板的组装密度越来越高，表面贴装技术（SMT）的应用越来越广。
面向自动化组装的工艺，如回流焊接工艺、波峰焊接工艺、微组装工艺等已成为现代电子组装的主流组装技术。
这就要求设计者在设计之初就必须考虑到可制造性。
如果在设计之初考虑不周导致可制造性差，那么生产装配过程中就必须要修改设计和图样，这样以来必然会延长产品的生产交周期和增加生产成本，同时延误了产品交付周期，可能使企业在市场上错失良机，在战略上处于非常不利的位置。
因此，对武器装备生产单位来说，产品的可制造性设计是其在进行新产品设计时必须考虑的因素，越早考虑产品的可制造性设计问题，就越有利于其产品的开发和质量的控制。
2 PCB组装方式和可制造性设计的主要内容2.1 PCB组装方式电路板在设计前首先要考虑的问题是：要采用什么样的焊接方式完成电路板装联，电路板组装方式直接影响到其装配效率、成本和质量。
常见组装方式有单面全SMD、双面全SMD、单面混合组装、T面混装B面贴简单SMD、T面插装B面贴简单SMD等方式。
2.2 PCB可制造性设计的主要内容PCB可制造性设计的主要内容涵盖PCB制作、PCB组装及电路板测试等三个主要部分。
PCB制作是指生产印制板的加工工艺性。
PCB组装是指电路及结构上的元器件和PCB组装的工艺性，它还包括PCB与系统的组装。
电路板测试，包含通断测试及功能测试。
3 PCB可制造性设计分析3.1 元器件的选择元器件的选择包括下述三个方面：元器件和封装类型的选择，元器件管脚有铅、无铅的选择，元器件的封装尺寸和包装形式的选择。
电路板(PCB)设计与可制造性(DFM)
30%
理想状态
功能无缺点,达设计 要求
3..3板边缘设计要求
图形到板边 缘的距离最 小0.4.冲切 加工的板最 好与板厚尺 寸一样
3.4板面线路布局隐忧
PCB
两面的线路
尽量不要平 行,否则,图形 腐蚀后,因两 面铜箔应力 释放,易产生 板翘
3.8整板厚度结构
流程
沉电 铜
电路电 镀
防焊制 作
文字
合计
板料最大上 偏差
加成 0.005 0.05 0.02 0.03 0.105 0.13
总厚度 0.235
成品厚度:板厚T+加成总厚度 结论:成品板厚易超规格
3.9孔到板边的距离
可靠性疑问:
1)板边的机械强度降低
2)孔环一旦受到损伤,锡垫不 完整
显影后的结果,图 形转移时,网格未 形成
3.PCB设计的一般要求
• 3.1导体外观 • 3.2金手指外观 • 3.3板边缘设计要求 • 3.4板面线路布局隐忧 • 3.5V槽板外形尺寸结构 • 3.6冲切板外形尺寸结
构
• 3.7板厚标准 • 3.8整板厚度结构
3.9孔到板边的距离 3.10孔尺寸结构 3.11图形尺寸 3.12-15导体断面积,铜厚, 电压与电流等之间关系
槽深度偏差
B 板厚度方向中心到板面 ±0.08
的距离
C 上下V槽刀的偏移距离 ±0.08
D V槽线的宽度偏差
±0.08
E V槽刀角度偏差
±2°
F V槽位置偏差
D/2+累积
G 板厚
H 连片V槽线中心距
±0.08加
累积偏差
按上表和图说明 测量: V槽板的测量以V 槽线中心为基准 建议:外形公差±0.25mm
PCB工艺流程和可制造性设计
前言：可制造性设计DFM（Design ForManufacture）是保证质量的最有效的方法。
DFM就是从产品开发设计时起，就考虑到可制造性和可测试性，使设计和制造之间紧密联系，实现从设计到制造一次成功的目的。
DFM具有缩短开发周期、降低成本、提高产品质量等优点，是企业产品取得成功的途径。
HP公司DFM统计调查表明：产品总成本60％取决于产品的最初设计，75％的制造成本取决于设计说明和设计规范，70－80％的生产缺陷是由于设计原因造成的。
一、PCB简介及工艺流程二、可制造性设计2．1．多层板叠层设计可靠性通常PP介质厚度的设计不要低于80um，介质太薄耐压性相应减弱，可能会出现电击穿的现象。
不同材料的PCB产品，其介质层耐电压能力情况如下表：序号介质层材料类型耐电压能力／（V／mil）1环氧树脂材料5002陶瓷材料7003BT材料10004PI材料1000对称性多层板叠层设计不论从叠层材料厚度（板材、PP、铜箔）还是布线设计（信号层、电源层、地层）、钻孔设计均需保证对称性，以避免PCB翘曲钻带设计对称：盲孔设计时，避免不对称结构设计线路图形分布的对称：处于对称结构位置的线路层，图形面积不能差距太大，如6层板，1层和6层，2层和5层分别处于对称结构的位置，同张芯板两面图形面积不能差距太大，否则很容易导致板弯曲超标，影响贴片（如遇到如下图所示的情况，可在图2空旷区域铺上铜，减少图形面积的差异）。
其他（多层板叠层厚度设计）普通多层板叠层厚度应该比成品厚度小0．1mm（如下图示），因层压后还需要电镀、印刷绿油等，会增加板厚。
2．2．钻孔设计最小钻咀及孔径公差（孔直径小于6．3mm的孔）机械钻孔的最小钻咀：0．15mmPTH孔公差：插件孔：常规＋／－4mil（非常规可做到＋／－3mil ）压接孔：＋／－2milNPTH孔公差：＋／－2mil孔径纵横比纵横比（如下图示）：纵横比过大，在沉铜工序或电镀工序药水在孔内交换困难，会产生薄铜或局部缺铜，影响产品可靠性。
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入库
可制造性设计概念
PCB的可制造性从字面意思理解是指PCB的可加工、可生 产性。实际上是PCB能被批量生产并具备一定的直通率 的工艺能力，我们称之为PCB的可制造性能力。
可制造性设计概念
PCB的可制造性设计主要包括两个方面：
阻焊：阻焊也叫防焊漆（Solder mask）。 阻焊制作的目的： 防焊：留出板上待焊的通孔及其pad，将所有线路及铜面都覆盖住，防
止波焊时造成的短路,并节省焊锡用量。 护板：防止湿气及各种电解质的侵害使线路氧化而危害电气性质并防
止外来的机械伤害以维持板面良好的绝缘性。 绝缘：由于板子愈来愈薄,线宽线距愈来愈细,导体间的绝缘问题日渐
PCB工艺流程
3.内层贴干膜
4.根据工具孔对位贴菲林
PCB工艺流程
5.曝光
6.显影
PCB工艺流程
蚀刻：采用蚀刻溶液腐蚀裸露的铜面，而被抗蚀层保护的线路保留下 来，形成客户所需要的线路图形。
7.蚀刻
褪膜：采用氢氧化钠溶液褪除板面的抗蚀或抗电镀膜，露出铜面。
8.褪膜
PCB工艺流程
黑化：实质是氧化反应。 作用：粗化铜面，增加与树脂接触的表面积，增加铜面润湿性,使树脂
△T=最大温升，单位为：℃，一般取10℃ A=导线截面积，单位为：mil2 (导线截面积=导线宽度X铜皮厚度）
线宽公差
阻抗板：线宽按+/-10%控制
可制造性设计
导线间距与电压
印制导线间的允许工作电压（QJ3103-99)
阻焊 阻焊桥 阻焊开窗
可制造性设计
阻焊桥设计
可制造性设计
可制造性设计
不同的机械加工方式，板边孔安全间距的设定
可制造性设计
盘中孔设计
盘中孔：指焊接焊盘上的导通孔，即起到导通孔的电气性能连 接作用，同时不影响到表面焊接 。
图1ห้องสมุดไป่ตู้图2
图1为常见BGA设计，过孔打在过孔焊盘上，而图2则是盘中孔 设计，过孔打在BGA焊点上面，在内层走线，节省空间
焊盘
普通半固化片是用于线路板多层板的制作，根据其Tg（玻璃态转化温度） 温度的不同分为普通Tg和高Tg，普通Tg>=130度高Tg>=170度。其燃烧特性符合 UL94 V－0级。
固化片以其玻璃布的型号区分，最常见的型号分别有7628、2116、1080、 106。其外观要求表面光滑、无杂质、无皱褶、无鱼眼。加热时可以软化流动， 加热到一定温度，产生化学反应一交链固化而变硬，其性能如下。
的焊接孔必须热隔离，以防止焊接过程中过渡散热而形成虚焊
金百泽工艺能力：
导线 电气性能 可制造性
可制造性设计
金百泽最小线宽线距： 内外层：3/3MIL
可制造性设计
导线的布线要求
线路形状应宽度均匀的平直线，当线条拐弯时尽量走45°或圆 角，不宜走锐角或直角
导线宽度与间距分布均匀，既美观也便于加工
PCB自身的可制造性，即PCB的设计要符合PCB现有的生产 工艺能力。
PCB与元器件结合成电子产品的可制造性，即设计并生产 出的PCB要能方便的与其他电子元件连接在一起，组合成真实 的产品。
可制造性设计
孔设计
机械安装孔 用机械的方法将其他零部件、元器件安装到印制板上，或者 将印制板安装到部件和整机上的一种孔
孔径太小时压接困难，可能损坏器件或孔
孔径太大时压接不良，影响导通效果
应明确告诉电路板厂家为压接孔
导通孔 PTH金属化孔
可制造性设计
孔径大小一般在0.1-0.6mm
导通孔厚径比为：12:1
H:T≤12:1
可制造性设计
导通孔之间安全距离的设定
导通孔孔边缘到孔边缘最小安全 距离须保证8MIL以上
1. 根据尺寸大小选择和裁剪材料
钻工具孔：在板料上钻出后续生产用于定位的工具孔
2.钻工具孔
PCB工艺流程
内层图形转移：用具有一定抗蚀性能的感光树脂涂覆或者压到内层覆 铜板上，然后通过光化学反应把电路底版（菲林）上的电路图形 “转印”到覆铜板上。
主要步骤：贴干膜→ 菲林对位 → 曝光 → 显影 贴干膜：将感光材料覆在铜面上。 对位：将菲林贴在覆了感光材料的板材上。 曝光：通过紫外光照射，使菲林透光区域的感光材料固化。 显影：将未曝光部分的感光材料去掉，留下感光固化的部分。
耐电压 通常介质厚度的设计不要低于80um，介质太薄可能会出席
电击穿的现象
不同材料的PCB产品，其介质层耐电压能力情况如下表：
序号 1 2 3 4
介质层材料类型 环氧树脂材料 陶瓷材料 BT材料 PI材料
耐电压能力/(V/mil) 500 700 1000 1000
可制造性设计
半固化片及特性
贮存环境： 良好的贮存条件：指温度小于25度，相对湿度不大于65%，有 温度控制、无腐蚀性气体的室内环境条件。 一般的贮存条件：指温度不高于35度，相对湿度不大于75%， 无腐蚀性气体的室内环境条件。
叠层设计
工艺可制造性 可靠性
耐电压 翘曲度 特性阻抗 成本
可制造性设计
可制造性设计
能流入各死角,加强二者之间的附着力。
9.铜箔表面黑化处理
黑化前 黑化后
PCB工艺流程
层压 ：将铜箔(Copper Foil), PP胶片(Prepreg)与黑化处理 (Oxidation)后的内层线路板，通过热压的方式压合成多层 板。
10.叠板
11.层压
PCB工艺流程
钻孔：在板料上钻出客户要求的孔，孔的位置及大小均需满足客户的 要求。
可制造性设计
网格的设定要求
线路网格应形状一致，线路均匀
可制造性设计
同一网络间隔的设定
0.076 mm (0.003")
导线电流计算
可制造性设计
计算公式(IPC-2221A): I=k△T0.44A0.725 其中：I=最大的电流，单位为：A
k=降额常数：导线在内层时取值为0.024 导线在外层时取值为0.048
机械安装孔
可制造性设计
机械安装孔间距设计要求： 孔边缘到板边的最小间距S应大于印制板板厚T 任意相邻的两个机械安装孔孔边缘之间的最小间距D应 大于印制板板厚T
机械安装孔的属性建议： 设计时尽可能的设计成NPTH孔，如设计PTH孔会存在如 下缺点： 金属残留，影响精度、焊接上锡，影响拆装
PCB工艺流程
外层图形转移：用具有一定抗蚀性能的感光树脂涂覆或者压到外层铜 箔上，然后通过光化学反应把电路底版（菲林）上的电路图形“转 印”到铜箔上。
图形电镀：采用电镀原理在有效线路上电沉积一层金属，满足电气性 能要求，或者保护线路。图形电镀包括镀铜、镀锡、镀镍、镀金。
孔铜加厚
15.图形电镀
PCB工艺流程
PCB工艺流程
多层板工艺流程
下料 → 钻工具孔 → 内线图形转移 → 蚀刻 → 褪膜 → 黑化 → 层压 → 钻孔 → 沉铜加厚 → 外层图形转移 → 图形电镀 → 褪膜 → 蚀刻 → 阻焊 → 表面处理 → 字符 → 测试→ 外型→ 成品检验 → 入库
PCB工艺流程
下料：按照工程设计拼版尺寸大小，将大块板材（包括覆铜板、半固 化片、铜箔等）切割成工件。
12.利用工具孔定位，钻通孔
PCB工艺流程
沉铜：是用化学的方法使钻孔后的板材孔内沉积上一层导电的金属铜, 并用全板电镀的方法使金属层加厚,达到使线路导通并符合电性能 要求的目的。
沉铜原理：先在基板上沉积钯离子，然后把钯离子还原成钯原子，硫 酸铜与甲醛发生氧化还原反应生成铜原子沉积在钯原子上。
13.沉铜
铜箔（ Copper Foil） 绝缘层PP（Prepreg）
术语定义
半固化片：由树脂和增强材料组成，做为多层板制作时的黏结 绝缘层。又称之为黏结片或PP片，在受到高温后会软化及流动, 经过一段软化流动的时间后,又逐渐吸收能量而发生聚合反应 使得黏度增大再真正硬化，起到粘接各层芯板和外层铜箔的作 用。
元件孔 经过焊接，实现元器件与印制板之间电气连接的一种孔
导通孔 又称为过孔，是实现不同导电层之间的导线进行电气连接的 一种孔。从结构上可分为三种：过孔、盲孔、埋孔
可制造性设计
机械安装孔 PTH机械安装孔
可制造性设计
NPTH机械安装孔
沉孔
可制造性设计
如图所示：T表示沉孔孔径、t表示通孔孔径、H表示板厚、a表示 沉孔角度、h表示沉孔后残留深度
PCB可制造性设计探讨
可制造性设计
学习目标：更深入的了解可制造性设计，并在不影响产品 功能的前提下，运用可制造性设计，使之标准化、简单化，让 设计利于生产及使用。指导帮助我们优化设计从而达到提高产 品可靠性、降低产品成本、缩短生产周期的效果
术语定义
覆铜箔层压板：简称覆铜箔板或覆铜板，是制造印制电路板的 基板材料（ Copper Clad Laminates，简写为CCL ）。
考虑到产品工艺和保管条件的差异，印制板拆封后应及时（推 荐在24小时内） 使用，且建议使用前进行预干燥处理。
对于化学沉锡或沉银产品拆包后建议在12小时内用完，否则须 重新包装。
如超过有效保存期限，用户可进行干燥处理后试用：但重新需 对板子的性能进行性能试验，经检验合格后仍可使用。
通常保存时间超过3个月在上机贴片前为避免存在受潮的隐患 ，需进行2小时150度的烘烤。
印制板自生产完成之日起的有效保存期限
单位（周）
表面涂（镀）层种类
一般贮存环境
刚性印制板 良好贮存环境
非真空包装 真空包装
非真空包装
真空包装
热风整平（有铅或无 铅）