印制板的可制造性设计培训课件
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• 包括：DFM、DFE、DFT、 DFR、DFS、DFA等，分别面 向可制造性、环境、可测试性、 可靠性、简洁性、组装等的设 计
• 据统计产品总成本的60%以上 是由设计过程决定的，70%80%的缺陷可归之于设计方面 的问题
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二.印制板DFM（Design for manufacture）
• 印制板必须有一个图号，图号必须是唯一的，不能重复，最好有 一定规则，否则不利于生产的管理。
<8>字符以印出后美观、容易辨认为原则，线宽一般6-12mil，字符高度 >1mm，否则会造成丝印后的字符模糊不清楚。
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三.印制板DFA（Design for assembly）
➢BGA焊盘
ＢＧＡ是目前日益流行的一种器件封装，其良好的 可焊性和电气性能，使更多的人选择这种封装，但其极 差的检测和维修性能又使人望而却步。同时其焊盘设计 又直接或间接的影响其焊接效果，所以应引起我们的重 视。
c.表面贴装后的印制板,在测试面上要求吸真空时形 成负压才可进行高度检测.
7
➢辅助工艺边
工艺边
背景
MARK
辅助工艺边（简称工艺边）主要是用于设备的夹持 与定位，以及异形边框补偿，焊接完后去掉。虽然工艺边 不能算PCB的有效面积，但对于设备来说必不可少。 • 一般工艺边的宽度D >=5mm。 • 工艺边处可采用铣V-CUT或铣邮票板的办法解决
（三） MARK点的尺寸不能大于3mm，也不能小于 0.5mm，一般为1mm的圆形焊盘.
（四）MARK点表面可为：裸铜、铅锡、镀金、 OSP等.
8
➢局部基准
局部基准点
设备在运行过程中会产生热误差，以及PCB板的累 积误差，会使一些细间距脚（如Pitch=0.5mm）器件的 贴装发生偏移，而这种偏移对于设备来讲已无能为力， 为了保证这一类器件的贴装精度，必须加装局部基准 点（Locate Fiducial ）。要求有：
• 基准：印制板的CAD和机加工图都必须有基准点，通常是印制板上 机械安装孔的中心，CAD制作的基准点与机械加工图的基准点应当 一致。
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• 导线宽度：导线宽度的确定依据是导线的载流量,既在规定的环境 温度下,允许导线升温不超过某一温度时所能通过电流大小。参看 国家标准GB4588.3-88《印制电路板的设计和使用》。在设计布线 空间允许和导线最小间距不违背设计的电气间距的前提下，应设 计较宽的导线。
印制板可制造性设计
沧州市远东印制电路有限公司技术部 李艳聪
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内容大纲
• DFX规范简介 • 印制板DFM • 印制板DFA • 印制板制造过程中常
见的设计缺陷
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一.DFX规范简介
• 制造企业制定DFX规范的目的 在于使公司内外部的设计、制 造、焊接及其它外包商之间能 有效的沟通，以开发可制造性 强、成本低廉的产品，同时能 满足电器及机械性能要求
• 导线间距：在布线空间允许的情况下尽量大，并且保证均匀。
a.线到线、盘到盘、盘到线的距离
b.图形距板边距离（V_cut、金手指、邮票孔）
c.NPTH孔到铜箔的距离
• 焊盘同孔径
<1>孔径对应的焊盘直径应至少比孔径大20MIL（0.5MM）以上， 多层板的电地的隔离盘至少大40MIL（1MM），越大越好，不仅是 为了保证电地与金属化孔之间有足够的电气间距，同时也降低了 生产工艺难度。（图1） <2>对于PTH孔，使用圆形引线时，孔径同引线之差为0.2-0.7mm， 小于0.2mm或大于1mm在插装或焊接时都会发生问题，使用矩形 引线时，孔径同引线对角线尺寸之差大于0.2mm。 <3>为方便生产制造，设计人员在设计时应保证一种焊盘尺寸对
图2
图1
<5>导通孔的焊盘尽量大，一般情况焊盘大于32mil，最小的导通孔焊盘
可为25mil，打孔孔径为0.3MM（12mil），但此类小孔会给生产带来一定 的难度，成品率、工作效率明显降低。
<6>安装孔。
<7>设计者在设计阻焊图形时焊盘应以PAD的形式表示，而不能用Trace 进行填充。否则不能自动生成表面安装焊盘的阻焊图形。
（一）MARK点分布在器件的对角线两侧，尽量靠 近器件。
（二）如果没有空间设计背景区，可以不要。
（三）MARK点的尺寸可以小一点，从而不影响器 件的走线。
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➢拼板
设备的轨道系统有一个夹持PCB板的尺寸范围，一般生 产线的夹持范围为：50mm*50mm~460mm*460mm。
而小于50mm*50mm的PCB板需设计成拼板形式，如图： （一）PCB须有自己的基准点
ＢＧＡ的焊盘设计原则：
（一）ＰＣＢ焊盘的直径不能小于ＢＧＡ焊球的最 小直径，但不能过大。
（二）阻焊尺寸比焊盘尺寸大０.１MM～０.１５MM。
（三）BGA周围导通孔在金属化孔后，必须采用介 质材料或导电胶进行堵塞，高度不能超过焊盘高度。
a.防止波峰焊时焊锡从过孔贯穿到元件面引起短路.
b.避免元件焊接后焊剂残留在孔内.
• 加工要素 a.板材，板厚及基材应符合标准。 b.孔径（元件孔、安装孔、槽孔等）及是否孔化。 c.外形（板边缘、切口、槽）及尺寸公差。 d. 表面涂覆，包括电镀层（Au、Ni、Pb/Sn、OSP）和阻焊层。 e. 标志：字符、元件面和焊接面及层序或UL、周号等标志。 f. 特殊加工要求（如沉孔、插头倒角、特性阻抗等）。 g. 检验标准：如国标，国军标或航天部标及其它标准。
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应一种孔径，不应该一种焊盘尺寸对应几种孔径或几种焊盘对应 一种孔径，这主要是为了生成钻孔文件时快捷、方便而不出错。
<4>多层板大面积导体层有金属化孔通过的焊接孔必须加热隔离设计(图2)， 以保证焊接时不因过份散热而导致焊接困难，甚至虚焊，但对小于40MIL 的金属化孔，一般情况下此类孔都是过孔，不会焊接，最好采用直接接 电或接地的形式设计。
• 工艺边上可以打上定位孔，以便有些设备进行孔定 位。
基准点设计
基准点（Fiducial）是所有全自动设备识别和定位的 标识点（MARK）。
做MARK点有以下几个要求： （一）MARK点焊盘的表面镀层尽量要求平整，反 光性好。
（二）MARK点周围应做一块背景区，背景区内不 能有其他焊盘，丝印和阻焊。
• 据统计产品总成本的60%以上 是由设计过程决定的，70%80%的缺陷可归之于设计方面 的问题
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二.印制板DFM（Design for manufacture）
• 印制板必须有一个图号，图号必须是唯一的，不能重复，最好有 一定规则，否则不利于生产的管理。
<8>字符以印出后美观、容易辨认为原则，线宽一般6-12mil，字符高度 >1mm，否则会造成丝印后的字符模糊不清楚。
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三.印制板DFA（Design for assembly）
➢BGA焊盘
ＢＧＡ是目前日益流行的一种器件封装，其良好的 可焊性和电气性能，使更多的人选择这种封装，但其极 差的检测和维修性能又使人望而却步。同时其焊盘设计 又直接或间接的影响其焊接效果，所以应引起我们的重 视。
c.表面贴装后的印制板,在测试面上要求吸真空时形 成负压才可进行高度检测.
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➢辅助工艺边
工艺边
背景
MARK
辅助工艺边（简称工艺边）主要是用于设备的夹持 与定位，以及异形边框补偿，焊接完后去掉。虽然工艺边 不能算PCB的有效面积，但对于设备来说必不可少。 • 一般工艺边的宽度D >=5mm。 • 工艺边处可采用铣V-CUT或铣邮票板的办法解决
（三） MARK点的尺寸不能大于3mm，也不能小于 0.5mm，一般为1mm的圆形焊盘.
（四）MARK点表面可为：裸铜、铅锡、镀金、 OSP等.
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➢局部基准
局部基准点
设备在运行过程中会产生热误差，以及PCB板的累 积误差，会使一些细间距脚（如Pitch=0.5mm）器件的 贴装发生偏移，而这种偏移对于设备来讲已无能为力， 为了保证这一类器件的贴装精度，必须加装局部基准 点（Locate Fiducial ）。要求有：
• 基准：印制板的CAD和机加工图都必须有基准点，通常是印制板上 机械安装孔的中心，CAD制作的基准点与机械加工图的基准点应当 一致。
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• 导线宽度：导线宽度的确定依据是导线的载流量,既在规定的环境 温度下,允许导线升温不超过某一温度时所能通过电流大小。参看 国家标准GB4588.3-88《印制电路板的设计和使用》。在设计布线 空间允许和导线最小间距不违背设计的电气间距的前提下，应设 计较宽的导线。
印制板可制造性设计
沧州市远东印制电路有限公司技术部 李艳聪
1
内容大纲
• DFX规范简介 • 印制板DFM • 印制板DFA • 印制板制造过程中常
见的设计缺陷
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一.DFX规范简介
• 制造企业制定DFX规范的目的 在于使公司内外部的设计、制 造、焊接及其它外包商之间能 有效的沟通，以开发可制造性 强、成本低廉的产品，同时能 满足电器及机械性能要求
• 导线间距：在布线空间允许的情况下尽量大，并且保证均匀。
a.线到线、盘到盘、盘到线的距离
b.图形距板边距离（V_cut、金手指、邮票孔）
c.NPTH孔到铜箔的距离
• 焊盘同孔径
<1>孔径对应的焊盘直径应至少比孔径大20MIL（0.5MM）以上， 多层板的电地的隔离盘至少大40MIL（1MM），越大越好，不仅是 为了保证电地与金属化孔之间有足够的电气间距，同时也降低了 生产工艺难度。（图1） <2>对于PTH孔，使用圆形引线时，孔径同引线之差为0.2-0.7mm， 小于0.2mm或大于1mm在插装或焊接时都会发生问题，使用矩形 引线时，孔径同引线对角线尺寸之差大于0.2mm。 <3>为方便生产制造，设计人员在设计时应保证一种焊盘尺寸对
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<5>导通孔的焊盘尽量大，一般情况焊盘大于32mil，最小的导通孔焊盘
可为25mil，打孔孔径为0.3MM（12mil），但此类小孔会给生产带来一定 的难度，成品率、工作效率明显降低。
<6>安装孔。
<7>设计者在设计阻焊图形时焊盘应以PAD的形式表示，而不能用Trace 进行填充。否则不能自动生成表面安装焊盘的阻焊图形。
（一）MARK点分布在器件的对角线两侧，尽量靠 近器件。
（二）如果没有空间设计背景区，可以不要。
（三）MARK点的尺寸可以小一点，从而不影响器 件的走线。
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➢拼板
设备的轨道系统有一个夹持PCB板的尺寸范围，一般生 产线的夹持范围为：50mm*50mm~460mm*460mm。
而小于50mm*50mm的PCB板需设计成拼板形式，如图： （一）PCB须有自己的基准点
ＢＧＡ的焊盘设计原则：
（一）ＰＣＢ焊盘的直径不能小于ＢＧＡ焊球的最 小直径，但不能过大。
（二）阻焊尺寸比焊盘尺寸大０.１MM～０.１５MM。
（三）BGA周围导通孔在金属化孔后，必须采用介 质材料或导电胶进行堵塞，高度不能超过焊盘高度。
a.防止波峰焊时焊锡从过孔贯穿到元件面引起短路.
b.避免元件焊接后焊剂残留在孔内.
• 加工要素 a.板材，板厚及基材应符合标准。 b.孔径（元件孔、安装孔、槽孔等）及是否孔化。 c.外形（板边缘、切口、槽）及尺寸公差。 d. 表面涂覆，包括电镀层（Au、Ni、Pb/Sn、OSP）和阻焊层。 e. 标志：字符、元件面和焊接面及层序或UL、周号等标志。 f. 特殊加工要求（如沉孔、插头倒角、特性阻抗等）。 g. 检验标准：如国标，国军标或航天部标及其它标准。
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应一种孔径，不应该一种焊盘尺寸对应几种孔径或几种焊盘对应 一种孔径，这主要是为了生成钻孔文件时快捷、方便而不出错。
<4>多层板大面积导体层有金属化孔通过的焊接孔必须加热隔离设计(图2)， 以保证焊接时不因过份散热而导致焊接困难，甚至虚焊，但对小于40MIL 的金属化孔，一般情况下此类孔都是过孔，不会焊接，最好采用直接接 电或接地的形式设计。
• 工艺边上可以打上定位孔，以便有些设备进行孔定 位。
基准点设计
基准点（Fiducial）是所有全自动设备识别和定位的 标识点（MARK）。
做MARK点有以下几个要求： （一）MARK点焊盘的表面镀层尽量要求平整，反 光性好。
（二）MARK点周围应做一块背景区，背景区内不 能有其他焊盘，丝印和阻焊。