1 目的與范圍

本標準適用于公司電子產(chǎn)品的 PCB 工藝設計，主要適用于 PCB 的設計、PCB 投板工藝審查、單板工藝審查等活動。

2 術語與定義

2.1 DFM

DFM（Design For Manufacture）：可制造性設計。

2.1 PCB

印制電路板（Printed Circuit Board（縮寫為：PCB））：印制電路或印制線路成品板的通稱，簡稱印制板。它包括剛性、撓性和剛-撓結(jié)合的單面、雙面和多層印制板。

2.2 覆銅箔層壓板

覆銅箔層壓板（Metal Clad Laminate）：在一面或兩面覆有銅箔的層壓板，用于制造印制板，簡稱覆銅箔板。

2.3 波峰焊

波峰焊（Wave soldering）：將熔化的軟釬焊料，經(jīng)過機械泵或電磁泵噴流成焊料波峰，使預先裝有電子元器件的 PCB 通過焊料波峰，實現(xiàn)元器件焊端或引腳與 PCB 焊盤之間機械和電氣連接的一種軟釬焊工藝。

2.4 再流焊

再流焊（Reflow soldering）：通過熔化預先分配到 PCB 焊盤上的膏狀軟釬焊料，實現(xiàn)表面組裝元器件焊端或引腳與 PCB 焊盤之間機械和電氣連接的一種軟釬焊工藝。

2.5 SMD

SMD（Surface Mounted Devices）：表面組裝元器件或表面貼片元器件；指焊接端子或引線制作在同一平面內(nèi)，并適合于表面組裝的電子元器件。

2.6 THC

THC（Through Hole Components）：通孔插裝元器件。指適合于插裝的電子元器件。

2.7 導通孔

導通孔（via）：一種用于內(nèi)層連接的金屬化孔，但其中并不用于插入元件引線或其它增強材料。

2.8 盲孔

盲孔（Blind via）：從印制板內(nèi)僅延展到一個表層的導通孔。

2.9 埋孔

埋孔（Buried via）：未延伸到印制板表面的一種導通孔。

2.10 過孔

過孔（Through via）：從印制板的一個表層延展到另一個表層的導通孔。

2.11 元件孔

元件孔（Component hole）：用于元件端子固定于印制板及導電圖形電氣聯(lián)接的孔。

2.12 Stand off

Stand off：表面貼器件的本體底部到引腳底部的垂直距離。

2.13 Pitch

Pitch：器件相鄰兩引腳中心距。

3 可制造性基礎知識

3.1 開展可制造性的設計的意義

對于電子產(chǎn)品，開展可制造性設計的意義如下： a）降低成本、提高產(chǎn)品競爭力

通過實施可制造性設計，可有效利用公司已有資源，低成本、高質(zhì)量、高效率地制造出產(chǎn)品。如果產(chǎn)品的可制造性設計差，不符合公司生產(chǎn)特點，就要花費更多的人力、物力、財力才能達到目的。同時還要付出延緩交貨，甚至失去市場的代價。

b）有利于生產(chǎn)過程的標準化、自動化，提高生產(chǎn)效率

DFM 設計把設計部門和生產(chǎn)部門有機地結(jié)合起來，達到信息互遞的目的，使設計開發(fā)與生產(chǎn)準備協(xié)調(diào)起來統(tǒng)一標準，易實現(xiàn)自動化，提高生產(chǎn)效率。同時也可以實現(xiàn)生產(chǎn)設備的標準化，減少重復投入。c）新產(chǎn)品開發(fā)及測試的基礎

沒有適當?shù)?DFM 規(guī)范來控制產(chǎn)品設計，在產(chǎn)品開發(fā)的后期，甚至在大批量生產(chǎn)階段才發(fā)現(xiàn)這樣或那樣的組裝問題，此時想通過設計更改來修正，無疑會增加開發(fā)成本并延長產(chǎn)品的上市周期。但是，如果不進行修改，批量生產(chǎn)造成的損失就會更大，所付出的代價將是前一階段修改成本的數(shù)十倍以上。

3.2 工藝可制造性設計主要考慮方面

工藝可制造性設計主要考慮以下方面：

a） 自動化生產(chǎn)所需的傳送邊、定位孔、光學定位符號；

b） 與生產(chǎn)效率有關的拼板；

c） 與焊接有關的元件封裝、基板材質(zhì)選擇、組裝方式、元件布局、焊盤設計、阻焊層設計；

d） 與檢查、維修、測試有關的元件間距、測試焊盤設計；

e） 與 PCB 制造有關的孔設計、線寬和線距設計；

f） 與裝配、調(diào)試、接線有關的絲印字符；

g） 與壓接、焊接、螺裝、鉚接工藝有關的孔徑、安裝空間；

h） 與熱設計、EMC 等可靠性設計有關的焊盤、導線要求。

4 設計要求

4.1 PCB 設計總則★★★

PCB設計總體要求如下：

a） 推薦 PCB 寬厚比：Y/Z≤150，尺寸標注如圖 1 所示；★★

b） PCB 過孔厚徑比（板厚/最小過孔直徑）≤10；

c） 傳送邊不滿足禁布區(qū)要求時，必須在相應板邊增加輔助邊，保證傳送邊至少 5mm 的寬度（可包含銑槽間距），另外注意增加的輔助邊（不包含銑槽）一般不要小于 2mm 寬；傳送邊一般可以作為插入靜電架的支撐邊，但有時需另外設計支撐邊以滿足需要，這需同工程部門協(xié)商確定；

d） 當傳送邊也作為插入靜電架的支撐邊時，所有器件引腳焊盤邊緣或器件本體距離傳送邊≥5mm； 否則，僅需要貼片器件焊盤或器件本體距離傳送邊有 5mm 間距。

e） 從減少焊接時 PCB 的變形考慮，對不作拼版的 PCB，一般將其長邊方向作為傳送方向；對于拼板也應將拼版后長邊方向作為傳送方向；對于短邊與長邊之比大于 4/5 的 PCB，可以用短邊傳送；

f） 波峰焊能夠承受的 PCB 焊接面尺寸，老線體：最大寬度 305mm，最大可焊接面 295mm；新線體：最大寬度 450mm，最大可焊接面 440mm；

g） 線體承受PCB 長寬：最小為 50mm×30mm；最大為 510mm×450mm。

4.2 拼板及輔助邊設計

4.2.1 V-CUT 連接★★★

V-CUT連接要求如下：

a）板與板之間為直線連接，邊緣平整，且不影響器件安裝的 PCB 可用此種連接，V-CUT 為直通型，不能在中間轉(zhuǎn)彎和分段，如圖 2；

b）V-CUT 要求 PCB 的板厚≤2.0mm；

圖2V-CUT 示例

c）V-CUT 線兩邊（T&B 面）要求各自保留不小于 1mm 的禁布區(qū)，以避免分板時損壞器件；

d） 總板厚（H）、剩余板厚（T）、V-CUT 角度之間的關系如圖 3 所示：

對于 PCB：

圖3板厚與 V-CUT 角度示意圖

1）板厚 H≤0.8mm 時，T=0.35±0.1mm；

2）板厚 0.8＜H≤1.6mm 時，T=0.4±0.1mm；

3）板厚 H＞1.6mm 時，T=0.5±0.1mm。

e）

需考慮 V-CUT 邊緣到線路（或焊盤）邊緣的安全距離“S”，以防止線路損傷或露銅，如圖 4 和表 1 所示：

4.2.2 郵票孔連接

郵票孔連接要求如圖 5：

a） 推薦銑槽寬度為 2mm，局部最小寬度不小于 1mm；★★

b） 郵票孔設計：孔直徑 1.0mm，孔間距 1.27mm。兩組郵票孔之間間距推薦為 50mm；★★

C） 拼板分離后若結(jié)構(gòu)裝配上要求其邊緣整齊，推薦將分離孔中心設計在子板的邊線上或稍內(nèi)處， 如圖 6 所示；★★

d） 采用 V-CUT 或郵票孔連接時，需要考慮分板對應力敏感器件產(chǎn)生的應力損傷：★★★

1） BGA 焊盤邊緣距離 V-CUT 或郵票孔≥20mm；★★

2） 1206 以下多層陶瓷電容與 V-CUT、郵票孔的距離≥3mm（推薦≥5mm），如圖 7 所示。

4.2.3 拼板方式

拼板方式要求如下：

a） 一般原則：PCB 單元尺寸＜50*50mm 時，推薦做拼板；★★

b） 拼板的尺寸應以制造、裝配、和測試過程中便于加工，不因拼板產(chǎn)生較大變形為宜，推薦拼板后的 PCB 尺寸不超過 330mm×250mm；★★

c） 拼板內(nèi)的單元板方向應盡量一致；★★

d） 若 PCB 經(jīng)過回流或波峰焊接工藝，且單元板板寬尺寸＞60mm，在垂直傳送邊的方向上拼板數(shù)量不應超過 2，如圖 8 所示；★★★

e） 如果單元板尺寸很小，在垂直傳送邊的方向上拼板數(shù)量可以超過 3，但垂直于傳送邊上的總寬度不能超過 150mm，且需在生產(chǎn)時加輔助工裝夾具以防止單板變形；★★★

f） 垂直傳送邊方向上的拼版數(shù)量若在 2 個及以上，推薦在平行傳送方向拼版間使用郵票孔連接；

g） 需要 SMT 和波峰焊的單板，板邊允許有缺口，但缺口尺寸須小于所在邊長度的 1/3，應該確保PCB 在鏈條上傳送平穩(wěn)，如超出需添加輔助塊進行補齊，如圖 9 所示；★★★

h） 板邊連接器（包含壓接件、貼片、插件）除引腳外若有其他部分向安裝面下延伸，延伸處不能和 PCB 有干涉，如下圖 10，尤其容易忽略的是紅色區(qū)域不要放置郵票孔。

4.3 基準點設計★★★

基準點設計要求如下：

a） 光學定位基準符號主要包括拼板、整板兩種，如圖 11 所示；

b） 形狀/大小，如圖 12 所示：

1） 直徑為 1.0mm 的實心圓。阻焊開窗：以基準點為圓心，直徑為 2.0mm的圓形區(qū)域；

2） 直徑為 1.0mm 的實心圓。阻焊開窗：以基準點為圓心，直徑為 2.0mm 的圓形區(qū)域。保護銅環(huán)：以基準點為圓心，對邊距離為 3.0mm 的圓形銅環(huán)，銅環(huán)線寬 10mil。

c） 光學定位基準符號必須賦予坐標值（當作元件設計），不允許在 PCB 設計完后以一個符號的形式加上去；

d） 基準點可以放在插件元器件的邊框線內(nèi)，或是插件元器件的腹下；

e） 需要拼板的單板，每塊單元板上盡量保證有基準點，若由于空間原因單元板上無法布下基準點時，則單元板上可以不布基準點，但應保證拼板工藝邊上有基準點；

f） 光學基準點中心應離板邊 5.5mm 以上，光學點中心周圍 1.5mm 范圍內(nèi)不能有貼片器件；

g） 基準點在 paste 層必須有和焊盤等大的圖形；

h） 單面基準點的數(shù)量最少 2,個，推薦使用三個。

4.4 器件布局要求

4.4.1 器件布局通用要求

器件布局通用要求如下：

a） 有極性或方向性的 THD 器件在布局方向上要求方向一致，并盡量做到排列整齊。對于 SMD

器件，不能滿足方向一致時，應盡量滿足在 X、Y 方向上保持一致，如鉭電容；★★

b） 需點膠的器件在點膠處留出至少 3mm 的點膠空間，器件出腳需要點膠，引腳中心 3.5mm 半徑范圍內(nèi)禁布測試孔或測試盤，如圖 13 所示；★★★

c） 需要安裝散熱器的 SMD 應注意散熱器的安裝位置，布局時要求有足夠的空間，確保不與其它器件相碰，確保最小 1.0mm 的距離滿足安裝空間要求；還需注意散熱器下除散熱器件外， 不應有高于散熱安裝面的器件，建議高度間隙不少于 0.5mm；★★★

d） 器件（如內(nèi)存條、束線座等）之間的距離要求滿足不影響正常操作的空間；★★★

e） 不同屬性（如有電位差、不同的電流-地屬性等）的金屬件（如散熱器、屏蔽罩、晶振等） 或金屬殼體的元器件不能相碰，確保最小 1.0mm 的距離滿足安裝空間要求；★★★

f） 晶振、放電管等金屬外殼元件腹下表層不能布線、不能放置非地過孔，在滿足電氣性能的條件下，允許敷地銅；★★★

g） 對于單板尺寸較大（如非傳送邊大于 250mm），較重的器件（主要指 BGA 芯片）盡量不要布置在 PCB 的中間，以減輕由于器件的重量在焊接及返修過程對 PCB 變形的影響；★★

h） 對于單板尺寸較大（如非傳送邊大于 250mm），為防止印刷時變形，要求在首次加工面留出支撐點，在支撐 pin 留出范圍內(nèi)，禁布 SMD 器件；★★★

i） 二極管/三極管優(yōu)先放在正面，如必須放置在背面時，不能采用紅膠工藝直接暴露于錫鉛波峰中焊接；★★★

j） 測試點的要求：目前我公司還未使用到 ICT 測試，因此測試點目前的作用僅應用于調(diào)試和維修，規(guī)定測試點單位面積密度不高于 5 個/cm2，可以使用過孔作為測試點。測試點到銅箔間距請參考孔到銅箔間距。建議 BGA 下測試點阻焊不開窗?！铩?/p>

4.4.2 回流焊

4.4.2.1 SMD 器件的通用要求★★

SMD器件的通用要求如下：

a） 元器件盡量放在主元件面，IC 不建議放置在背面，避免背面器件超重導致焊接掉件；

b） 細間距器件推薦布置在 PCB 同一面，且不要靠近印制板邊緣放置以免影響印錫質(zhì)量。細間距器件距離板邊≥10mm；

注：細間距器件：pitch≤0.8mm 的BGA，pitch=0.4mm 的 QFP 或 SOP。

c） 有極性的貼片盡量同方向布置，防止較高器件布置在較低器件旁時影響焊點的檢測，≤45°，如圖 14 所示；

d) 貼片電感中若器件有引線引出到安裝面時，需注意焊端性質(zhì)仔細評估，此種器件容易出現(xiàn)滑移偏位現(xiàn)象，如圖15。

4.4.2.1 SMD 器件布局要求★★★

SMD器件布局要求如下：

a） 對于引腳間距≤0.65mm 的表面貼裝翼型引腳器件。不推薦器件本體重疊，作為兼容設計，以SOP 封裝器件為例，如圖 16 所示：

b） 對于片式器件的兼容替代，要求兩個器件封裝一致；

c） 在確認 SMD 焊盤以及其上印刷的錫膏不會對 THD 焊接產(chǎn)生影響的情況下，允許 THD 與 SMD重疊設計，如圖 16 所示；

b） 多個引腳在同一直線上的器件，如連接器、SOP 器件軸向需與過波峰方向一致；SOT 器件過波峰其引腳盡量與波峰方向垂直，如圖 20 所示；