本文关键字：

 1. 主题内容和适用范围

    制定本规范的目的在于,在开发及量产阶段,设计适用 SMD的 PCB时,事前考虑 PCBA 的质量、

    可生产性、可靠性而设计,从而确保产品的早期品质,并进步生产性及可靠性.

    本标准适用于股份公司表面组装(含混装)的 PCB 工艺设计.

    2. 引用标准

    SJ/T10670-1995 表面组装工艺通用技术要求

    SJ/T10668-1995 表面组装技术术语

    IPC-SM-782-表面贴装设计与焊盘结构标准

    IPC-7351-表面贴装设计和焊盘图形标准通用要求

    3. 内容和要求

    3.1  术语

    1.  PCB(Printed CIRCUIT Board) 指在印刷电路基板上,用铜箔布置的电路.

    2.  PCBA(Printed CIRCUIT Board Assembly)指采用表面组装技术完成装配的电路板组装件.

    3.  SMT(Surface Mounting TECHNOLOGY)表面贴装技术,指用自动贴装设备将表面组装

    元件/器件贴装到 PCB 表面规定位置的一种电子装联技术.

    4.  SMD(Surface Mounting Device)它不同于以前的通孔插装部品,而是贴装在 PCB 的表面.

    5.  SOP(Small Out-line  Package) 它是在长方形BODY两侧,具有约8～40pin左右的Lead

    的表面贴装 IC,Lead Pitch有 0.5mm,0.65mm,0.8mm,1.27mm 等.

    3.2 PCB 板材要求

    1.确定PCB使用板材以及TG  值.

    确定PCB所选用的板材,例如FR-4、铝基板、陶瓷基板、纸芯板等,若选用高TG  值

    的板材,应在文件中注明厚度公差.

    2.确定PCB的表面处理镀层

    确定PCB铜箔的表面处理镀层,例如镀锡、镀镍金或OSP  等,并在文件中注明.

    3.3 PCB 外形尺寸要求

    1.PCB 外形尺寸需要满足下述要求:

    2.当 PCB 的尺寸小于 162mm×121mm 时,必须进行拼板设计,拼板后的尺寸要小于 330×

    250mm.推荐主板采用 330mm*247mm、249mm*247mm两种尺寸.

    3.贴片板应有一对主定位孔和一对副定位孔, 主定位孔直径 4mm, 副定位为 5mm×4mm

    的长圆孔.定位孔公差:+0.1 /0mm.如下图:

    其中尺寸 a、b 要求:a=10n (n=6、7、8……、30)mm,b>10mm.

    4.  PCB 四角必须倒圆角半径 R=2mm (如图 1), 有整机结构要求的, 可以倒圆角 R>2mm.

    3.4 PCB 工艺边要求

    工艺边指在生产过程中设备及工装需要夹持的PCB的边沿部分.

    1.  距PCB边沿 5mm范围内不应有焊盘、通孔、MARK及小于 3mm宽的走线.

    2.  假如在距PCB边沿 5mm范围内有件需要增加工艺边,以保证PCB有足够的可夹持边

    缘.工艺夹持边与PCB可用邮票孔或者V形槽连接.

    3.  工艺边内的导电铜箔应尽量宽.小于 0.4mm的线条需要加强尽缘和耐磨损处理,最

    边上的线条不小于 0.8mm.

    4.  工艺边内不能排布机装元器件,机装元器件的实体不能进进工艺边及其上空.

    5.  手插元器件的实体不能落在上、下工艺边上方 3mm高度内的空间中,不能落在左、

    右工艺边上方 2mm高度内的空间中.

    6.  不规则的PCB没有做拼板设计时必须加工艺边.

    3.5 PCB 丝印要求

    1. PCB上应有厂家的完整信息,PCB板号、版本号、CODE NO等标识位置明确、醒目.

    2.  所有元器件、安装孔和散热器都有对应的丝印标识和位号(密度较高,PCB上不需作

    丝印的除外).

    3.  丝印字符遵循从左到右,从上到下的原则.对于电解电容、二极管等有极性的器件,

    在每个功能单元内尽量保持方向一致.

    4.  有极性的元器件及接插件其极性在丝印图上表示清楚,极性方向标识要同一,易于辨

    认,元件贴装后不应盖住极性标识.特别是数字标识要轻易辨识.

    5. PCB上器件的标识必须和BOM清单中的标识符号完全一致.

    6.  丝印不能在焊盘上,丝印标识之间不应重叠、交叉,不应被贴装后元件遮挡,避免过

    孔造成的丝印残缺.

    7.  所有器件皆须有文字框,其文字框外缘不可互相接触、重叠.

    8.  生产流向标识一般用箭头标识.在流向箭头的后端,顶面用字母T标识、底面用字母B

    标识,过波峰焊标识用字母W.如图 5 所示:

    9.  丝印的粗细、方向、间距、精度等要按标准化.具体要求如下:丝印字体中心距应相

    同,线条宽度应>0.2mm,推荐 0.3mm,字高>1.5mm,板上所有标记、字符等尺寸应

    同一,因标注位置所限无法标记的,可在其他空处标记,但应用箭头指示,以免误解.

    高压区、隔离区应有明显的标记,且有警示性标记,如设置隔离带等.

    10.  主板应该留有"QC LABEL"位置,长度为 25mm,宽度为 10mm.QC LABEL下面

    应无其它丝印标识和测试点.

    11.  排插引脚元件在TOP、BOTTOM两面都要标注引脚功能或数字序号,脚多的可间隔

    标注数字序号或功能,但至少要给出首、末的Pin编号.

    3.6  PCB 基准 Mark 要求

    PCB 基准 Mark 的设定目的是为了保证 PCB 制作上的误差及装备安装时的误差,把任意

    的 3 点作为基准,根据偏差程度自动补正.基准 Mark 包括整板 Mark、局部 Mark 和坏板

    Mark 三种.基准 Mark 设计要求:

    1. 整板 Mark 应放置在TOP 面和 BOTTOM 面(BOTTOM 面无贴片元件时可不放置)

    2. 整板至少有三个 Mark,呈 L 形分布,且对角 Mark 关于中心不对称.

    3. Mark 类型首选为实心圆,直径为 1mm,周边有反差标记Φ2.5mm;其次为方形,边

    长为 1mm.

    4.Mark 点Φ3.0mm内不答应有焊盘、过孔、测试点或丝印标识等.Mark 点不能被 V-Cut

    所切造成机器无法辨识.不良设计如下图:

    5. Mark 要求表面洁净、平整,边沿光滑、齐整,颜色与四周的背景色有明显区别.

    6. Mark 中心距 PCB 板边的间隔至少 5mm.

    7. 对于 bga、CSP,引脚间距小于即是 0.5mm的 QFP 等器件必须加局部 Mark.

    8. 局部Mark应放在对角位置上,具体位置有L和M的尺寸确定,建议做在器件封装库中.

    9. 坏板 Bad Mark 包含 Master Bad Mark 和 Local Bad Mark 两种,Bad Mark 数目=整拼

    板包含的子板总数+1(Master bad mark).Bad Mark 的间距至少为 2.75mm.

    10.在密度很高的板上没有空间放置局部Mark时,那么在长和宽≤100mm 的区域中,可

    以只放置两个公用的参考点.如下图:

    11. 基准Mark 设定位置参考下表:

    3.7 PCB 拼板设计

    1. 一般原则:当 PCB 单元的尺寸<50mm×50mm时,必须做拼板.但拼板后的 PCB 尺

    寸不超过 330mm×250mm.

    2. 拼板的尺寸应以制造、装配、和测试过程中便以加工,不因拼板产生较大变形为宜.

    3. 拼板中各块 PCB 之间的互连采用双面对刻 V形槽或邮票孔设计.

    4. PCB 拼板设计时应以相同的方向排列.

    5. 一般平行PCB传送边方向的V-CUT线数目≤3(对于细长的单板可以例外).如下图:

    6.拼板的基准 MARK 加在每块小板的对角上,一般为二个.

    7.  若 PCB  上有大面积开孔的地方,在设计时要先将孔补全,以避免焊接时造成漫锡和

    PCB 变形,补全部分和原有的 PCB  部分要以单边几点连接,在波峰焊后将之往掉.

    3.8 SMD 部品要求

    1. 高速机可贴装元器件的范围:Min.1.0mm×0.5mm,Max.20mm×20mm.Pitch≥0.5mm,

    厚度≤6.5mm.

    2. 泛用机可贴装元器件的范围:Min.1.0mm×0.5mm,Max.55mm×55mm.Pitch≥0.3mm,

    厚度≤12.7mm.球形尺寸Φ≥0.19mm,球形间距≥0.27mm,连接器≤150×26mm.

    3. 可贴装的元件种类:方形元件,圆柱形元件,管脚元件,异形元件,IC 元件(包括

    SOP、Connector、QFP、bga/CSP、FC等) .

    4. 元器件的包装形式

    依据自动贴片机供料器的种类和数目、元器件的种类、数目及外形尺寸确定其包装形

    式.供料器有带式供料器、盘状供料器、管式供料器(振动) .SMD零件的包装须为

    TAPE & REEL,或硬 TRAY盘包装,或 Tube 包装,以 TAPE & REEL 为最佳选择.

    DIP零件的包装须为硬 TRAY盘包装,  或 Tube包装.

    5. 尽量采用排阻或排容(Array Chip)器件,进步集成度及最大的组装效率.

    6.  0603(1608)以下器件避免放置 BOTTOM 面采用波峰焊接,SOJ、PLCC 及 PIN 间距小

    于 1.27mm 的 SOP、QFP 元器件避免用波峰焊焊接.QFP 器件必须放在波峰焊面时,采

    用 45°排布.

    7. SMD的选择

    a. 小外形封装晶体管 SOT23 是最常用的二、三极管封装.在二极管中多用于复合

    二极管、开关二极管和高压二极管,在三极管中多用于小功率晶体管、场效应管

    和带电阻网络的复合晶体管.

    b. SOT143 用于射频、双栅场效应管及高频晶体管.

    c. SOT89 常用于大功率器件如硅功率管等.

    d. TO252 用于各种功率晶体管.

    e. SOP /SOJ:是 DIP的缩小型,与 DIP功能相似.

    f. QFP: QFP 引腿最小间距为 0.3mm, 目前 0.5mm间距已普遍应用, 0.3mm、  0.4mm

    的 QFP 逐渐被 bga替换.选择时留意贴片机精度是否满足要求.

    g. PLCC:占有面积小,引脚不易变形,但检测不方便.

    h. LCCC:价格昂贵,主要用于高可靠性的军用组件中,而且必须考虑器件与电路板之间的 CET 题目.

    i. bga /CSP:适用于 I/O高的电路中.

    j. 钽和铝电解电容器主要用于电容量大的场合,直径小于 6.3mm的(220u、470u)

    电解必须采用片式电解.

    k. 薄膜电容器用于耐热要求高的场合.

    l. 云母电容器用于 Q值高的移动通讯领域.

    m. 波峰焊工艺必须选择三层金属电极焊端结构片式元件.

    3.9 部品排布要求

    1. SMD 排布禁止区域

    距 PCB长边边沿 5mm和短边 3mm的范围内不应有贴装元件,假如需要贴装元件可

    以增加工艺边.

    2. 定位孔四周禁止布件区域

    机插定位孔中心13.5mm内不答应布件.

    定位孔中心到表贴器件边沿的间隔不小于5.0mm.

    板边的螺丝孔(精灵孔)PAD至 PCB 板边,不得有 SMD或 DIP零件(如右图黄色区).

    距螺丝孔中心 6mm 范围内不答应有线路(地线除外) .

    3. ICT T/P设定禁止区域

    在距PCB 长边5mm,短边 3mm 的范围内不答应放置 ICT测试点.

    4. 部品间隔间隔要求

    TOP 面设计要求

    a. 以下尺寸为最小隔离间隔,请务必遵守.

    b. 圆孔位置,在PCB外围基准5mm 处φ4.0mm ,在外围配置4处.

    c.SMD CHIP 部品以公制1608 封装为标准使用.

    d. 尽可能使用 CHIP ARRAY 部品.

    e. 配置极性部品时,应按相同方向配置(极性基准).

    f.  插进部品后为了确认方向性,机插、手插部品的MARKING应比部品BODY大1.0 mm .

    g.  设定 MARK 时应在对角非对称设定.

    如下图:

    BOTTOM 面设计要求

    a.  以下尺寸为最小隔离间隔,请务必遵守.

    b.  SMD LAND, REFLOW(TOP 用)和 WAVE用 LAND 相异.

    d. CHIP 类必须与SOLDERING 方向直角配置(CHIP、TR、IC).

    e. IMC CONNECTOR,IC 类与焊接方向平行配置,在进行方向的最后 LAND,设定盗锡焊盘.

    f.  因机插部品(IMC)是CLINCH 后组装SMD,所以务必遵守隔离间隔(4.0mm) .

    g.  T/P禁止在进行方向外围 5.0mm 内设定.

    h. T/P 应φ0.7mm 以上(推荐φ0.9mm ),在各 PATTERN 设定1个以上.

    5. 部品间隔间隔标准详解,单位 mm(以 1608 CHIP 为例)

    a.CHIP-CHIP

    b. TR-CHIP

    c. SOP-CHIP

    d. SOP-TR

    e.SOP-SOP

    f.DIP IC-CHIP

    DIP IC 的引线和 CHIP 的间隔

    g.径向器件-CHIP

    - TOP Side 放置时

    - BOTTOM Side 放置时

    h.轴向器件-CHIP

    - TOP Side 放置时

    - BOTTOM Side 放置时

    i.手插部品-CHIP

    -BOTTOM Side

    j.CHIP-Through Hole/Via Hole

    正确的配置:

    错误的配置:

    k.QFP-Through Hole/Via Hole

    -  部品和 VIA 配置时,必须隔离0.5mm 以上.

    REFLOW 进行时在 SOLDER Paste内引起FLUX ,发生SOLDER Paste 的塌坊现象

    (0.2 ～0.3mm) .此时,假如VIA 和LAND近接时,发生 MICRO  SHORT及LAND 冷焊.

    -  假如 VIA HOLE和 LAND的近接间隔必须为 0.5mm 以内时, VIA和 LAND 的近接间隔应隔离 0.2mm  以上,对VIA HOLE 必须做MASKING处理.

    l.QFP、PLCC、bga-接近部品

    -QFP、PLCC、bga 四周3.0mm 以内不答应配置部品(否则无法维修)

    3.10 部品配置方向要求

    a.CHIP 部品类

    Chip 部品的方向应与 Soldering 进行方向垂直.

    b.SOP、DIP、IC、R-Array 类部品

    IC 类部品的配置方向应与 Soldering 进行方向平行.

    c.V-Cutting 部位部品配置

    d.片式电解、三极管类

    e.根据部品的大小配置

    -根据 CHIP 大小,把小的部品配置在焊接进行方向前沿,减少 SKIP(阴影)现象.阴影

    是指被配置在前部的部品的高度所遮挡,配置在后部的 CHIP 的锡量减少的现象.

    f.部品的综合配置方向

    3.11  PATTERN 设计要求

    1.PATTERN 设计基准

    a.以PATTERN 宽≤LAND 宽为基准设计.

    b .设计成 PATTERN A 和 B 的分布均匀.

    2.THERMAL LAND设计基准

    GROUND, VCC 等 PATTERN 部宽的部分的 LAND 以 "+", "-" 形设定 LAND,

    增强热传导性.事由 :

    a. 对PATTERN宽的部分, 在REFLOW或焊接时,因 PATTERN少的部分,热传

    导性下降,所以,会导致冷焊.

    b.特别是 IC LAND 的情况,只有 1PIN 存在于 PATTERN时,发生冷焊;有多

    数的 PIN 时,因热损失,很少发生毛细管现象,所以发生 SHORT.

    c.因误插等的不良,发生修理工程时,手焊时有可能发生 PATTERN 的破损等.

    3.LAND 间PATTERN 排线方法

    a.QFP 、PLCC 等的同一 LAND 间 PATTERN排线时,应设计成在外部能用肉眼确认.

    b .LAND 间独立排线.

    3.12 ICT 相关设计要求

    1.TEST POINT 设计基准

    a.TEST POINT 一般选用圆形实心焊盘,最小直径为0.7mm.

    b.当有较多PCB 的富?？占涫?设定为 0.9mm以上.电源板必须采用0.9mm 以上的T/P.

    c.丝印不能跨过TEST LAND,丝印通过期会发生接触不良.

    d.  测试点不能选择在元器件的焊点上.测试点不能被条码等挡住,不能被胶等覆盖.

    2.TEST POINT 配置基准

    T/P 设定位置

    a. 对各 PATTERN 可以设定 1 处以上的 TEST POINT 用 LAND 或 THROUGH HOLE,

    但最好用 LAND 指定(不要使用 THROUGH HOLE) .

    T/P 周边2.0mm内,尽对不能有引起CHIP干涉的因素.两个单独测试点的最小

    间距为60mils(1.5mm),一般为2.0mm.

    b. T/P距板边的间隔至少为5mm.

    c. T/P原则上在BOTTOM SIDE上设定,不可设定的POINT在 TOP SIDE设定.

    IC 和 T/P 间距

    a.IC LEAD 和 T/P LAND 的间隔维持2.0mm 以上.

    CONNECTOR 和 T/P间距

    因 CONNECTOR 的LEAD 厚度(幅)宽,与 TEST PIN接触时,发生接触不良及 TEST PIN 破损.为了防止以上题目需要追加 T/P.

    3.13  波峰焊托盘工装设计要求

    1.  波峰焊托盘工装是针对 BOT 面有贴片件的 PCB 而设计的.

    2.  有 bga 的双面贴片板、BOT 面有排阻和 IC 的板必须采用双面回流工艺.

    3.  插装件尽量的分布在 PCB 的四周.

    4.  底面贴片件的高度不高于 3mm(特殊情况除外).

    5.  插装件的焊盘外焊盘长度+8mm 的实边矩形范围内不答应底面有贴片件本体进进.

    6.  尽量使用片式封装,减少托盘的开口数目.

    7.  PCB 每边中部、每角应分别留有 15mm宽的托盘不开口,保证托盘的强度.

    8.  托盘的开口长边尽量与 PCB 在线体上的运动方向一致.

    3.14 热设计要求

    1. 高热器件应考虑放于出风口或利于对流的位置.

    2. 较高的元件应考虑放于出风口,且不阻挡风路.

    3. 散热器的放置应考虑利于对流.

    4.温度敏感器械件应考虑阔别热源.

    5.对于自身温升高于30℃的热源,一般要求:

    a. 在风冷条件下,电解电容等温度敏感器件离热源间隔要求大于或即是2.5mm;

    b. 自然冷条件下,电解电容等温度敏感器件离热源间隔要求大于或即是3.0mm.

    6.大面积铜箔要求用隔热带与焊盘相连.

    为了保证透锡良好,在大面积铜箔上的元件的焊盘要求用隔热带与焊盘相连,对

    需过5A以上大电流的焊盘不能采用隔热焊盘,如图所示:

    7.过回流焊的0805  以及0805  以下片式元件两端焊盘的散热对称性.

    为了避免器件过回流焊后出现偏位、立碑现象,地回流焊的0805以及0805以下片

    元件两端焊盘应保证散热对称性,焊盘与导线的连接部宽度不应大于0.3mm(对于

    不对称焊盘).

    3.15  器件库选型要求

    1.  已有PCB  元件封装库的选用应确认无误.

    PCB  上已有元件库器件的选用应保证封装与元器件实物外形轮廓、引脚间距、通

    直径等相符合.

    插装器件管脚应与通孔公差配合良好(通孔直径大于管脚直径3.3-4.2mm),考虑

    差可适当增加,确保吃锡良好.

    2.  新器件的PCB  元件封装库存应确定无误.

    PCB  上尚无件封装库的器件,应根据器件资料建立打捞的元件封装库,并保证丝

    库存与实物相符合,特别是新建立的电磁元件、自制结构件等的元件库存是否与

    件的资料(承认书、图纸)相符合.新器件应建立能够满足不同工艺(回流焊、

    峰焊、通孔回流焊)要求的元件库.

    3. 需过波峰焊的SMT器件要求使用表面贴波峰焊盘库.

    4. 不能用表贴器件作为手工焊的调测器件, 表贴器件在手工焊接时轻易受热冲击损坏

    5. 除非实验验证没有题目,否则不能选非表贴器件作为表贴器件使用.由于这样可

    需要手焊接,效率和可靠性都会很低.

    3.16  PCBA 工艺设计要求

    1.PCBA  加工工序公道.

    制成板的元件布局应保证制成板的加工工序公道,以便于进步制成板加工效率和直

    通率.PCB布局选用的加工流程应使加工效率最高.加工工艺的优选顺序为:元件

    面单面贴装--元件面贴、插混装(元件面插装焊接面贴装一次波峰成型)--双

    面贴装--元件面贴插混装、焊接面贴装.  常用PCBA  的6  种主流加工流程如下

    2.对于双面都有元件的PCB,较大较密的IC,如QFP,bga  等封装的元件放在板子的

    层,插件元件也只能放在顶层,插装元件的另一面(底层)只能放置较小的元件和

    管脚数较少且排列疏松的贴片元件,柱状表面贴器件应放在底层.

    3.两面过回流焊的PCB的BOTTOM面要求无大体积、太重的表贴器件需两面都过回流

    焊的PCB,第一次回流焊接器件重量限制如下: A=器件重量/引脚与焊盘接触面积

    片式器件:A≦0.075g/mm2

    翼形引脚器件:A≦0.300g/mm2

    J  形引脚器件:A≦0.200g/mm2

    面阵列器件:A≦0.100g/mm2

    若有超重的器件必须布在BOTTOM面,则应通过试验验证可行性.

    4. 过波峰焊的插件元件焊盘间距大于1.0mm

    为保证过波峰焊时不连锡,过波峰焊的插件元件焊盘边沿间距应大于1.0mm.优选

    插件元件引脚间距(pitch)≧2.0mm,焊盘边沿间距≧1.0mm.

    插件元件每排引脚为较多,以焊盘排列方向平行于进板方向布置器件时,当相邻焊

    盘边沿间距为0.6mm~1.0mm  时,推荐采用椭圆形焊盘或加盗锡焊盘.如图:

    5.安装孔的禁布区(Φ12mm)内无元器件和走线(不包括安装孔自身的走线和铜箔).

    6.通孔回流工艺设计要求

    a.于非传送边尺寸大于300mm  的PCB,较重的器件尽量不要布置在PCB  的中间,以

    减轻由于插装器件的重量在焊接过程对PCB  变形的影响,以及插装过程对板上已经

    贴放的器件的影响.

    b.为方便插装,器件推荐布置在靠近插装操纵侧的位置.

    c.尺寸较长的器件(如插座等)长度方向推荐与传送方向一致.

    d. 孔回流焊器件焊盘边沿与pitch≦0.65mm  的QFP、SOP、连接器及所有的bga  的丝

    印之间的间隔大于10mm.与其它SMT  器件间间隔>2mm.

    e. 通孔回流焊器件本体间间隔>10mm.有夹具扶持的插针焊接不做要求.

    f. 通孔回流焊器件焊盘边沿与传送边的间隔>10mm;与非传送边间隔>5mm.

    g. 设计和布局PCB 时,应尽量答应器件过波峰焊接.选择器件时尽量少选不能过波峰

    焊接的器件,另外放在焊接面的器件应尽量少,以减少手工焊接.

    h. 较轻的器件如二级管和1/4W  电阻等,布局时应使其轴线和波峰焊方向垂直.这样

    能防止过波峰焊时因一端先焊接凝固而使器件产生浮高现象.如图:

    7.SOP器件在过波峰尾端需接增加一对偷锡盘.尺寸满足下土要求:

    8. 排插元件应的排布应考虑便于操纵和操纵时不引起PCBA变形.所有排插要一字形排

    布在PCB的板边四周,插座实体边沿8mm内无高大立式器件(特殊情况除外,但必须

    保证插件操纵方便).

    9.  电解电容距四周的发热器件(散热器、大电容、线性线圈等)的间隔至少3mm.

    4.相关记录