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 1. 主題內容和適用范圍

    制定本規范的目的在于,在開發及量產階段,設計適用 SMD的 PCB時,事前考慮 PCBA 的質量、

    可生產性、可靠性而設計,從而確保產品的早期品質,并進步生產性及可靠性.

    本標準適用于股份公司表面組裝(含混裝)的 PCB 工藝設計.

    2. 引用標準

    SJ/T10670-1995 表面組裝工藝通用技術要求

    SJ/T10668-1995 表面組裝技術術語

    IPC-SM-782-表面貼裝設計與焊盤結構標準

    IPC-7351-表面貼裝設計和焊盤圖形標準通用要求

    3. 內容和要求

    3.1  術語

    1.  PCB(Printed CIRCUIT Board) 指在印刷電路基板上,用銅箔布置的電路.

    2.  PCBA(Printed CIRCUIT Board Assembly)指采用表面組裝技術完成裝配的電路板組裝件.

    3.  SMT(Surface Mounting TECHNOLOGY)表面貼裝技術,指用自動貼裝設備將表面組裝

    元件/器件貼裝到 PCB 表面規定位置的一種電子裝聯技術.

    4.  SMD(Surface Mounting Device)它不同于以前的通孔插裝部品,而是貼裝在 PCB 的表面.

    5.  SOP(Small Out-line  Package) 它是在長方形BODY兩側,具有約8～40pin左右的Lead

    的表面貼裝 IC,Lead Pitch有 0.5mm,0.65mm,0.8mm,1.27mm 等.

    3.2 PCB 板材要求

    1.確定PCB使用板材以及TG  值.

    確定PCB所選用的板材,例如FR-4、鋁基板、陶瓷基板、紙芯板等,若選用高TG  值

    的板材,應在文件中注明厚度公差.

    2.確定PCB的表面處理鍍層

    確定PCB銅箔的表面處理鍍層,例如鍍錫、鍍鎳金或OSP  等,并在文件中注明.

    3.3 PCB 外形尺寸要求

    1.PCB 外形尺寸需要滿足下述要求:

    2.當 PCB 的尺寸小于 162mm×121mm 時,必須進行拼板設計,拼板后的尺寸要小于 330×

    250mm.推薦主板采用 330mm*247mm、249mm*247mm兩種尺寸.

    3.貼片板應有一對主定位孔和一對副定位孔, 主定位孔直徑 4mm, 副定位為 5mm×4mm

    的長圓孔.定位孔公差:+0.1 /0mm.如下圖:

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

    4.  PCB 四角必須倒圓角半徑 R=2mm (如圖 1), 有整機結構要求的, 可以倒圓角 R>2mm.

    3.4 PCB 工藝邊要求

    工藝邊指在生產過程中設備及工裝需要夾持的PCB的邊沿部分.

    1.  距PCB邊沿 5mm范圍內不應有焊盤、通孔、MARK及小于 3mm寬的走線.

    2.  假如在距PCB邊沿 5mm范圍內有件需要增加工藝邊,以保證PCB有足夠的可夾持邊

    緣.工藝夾持邊與PCB可用郵票孔或者V形槽連接.

    3.  工藝邊內的導電銅箔應盡量寬.小于 0.4mm的線條需要加強盡緣和耐磨損處理,最

    邊上的線條不小于 0.8mm.

    4.  工藝邊內不能排布機裝元器件,機裝元器件的實體不能進進工藝邊及其上空.

    5.  手插元器件的實體不能落在上、下工藝邊上方 3mm高度內的空間中,不能落在左、

    右工藝邊上方 2mm高度內的空間中.

    6.  不規則的PCB沒有做拼板設計時必須加工藝邊.

    3.5 PCB 絲印要求

    1. PCB上應有廠家的完整信息,PCB板號、版本號、CODE NO等標識位置明確、醒目.

    2.  所有元器件、安裝孔和散熱器都有對應的絲印標識和位號(密度較高,PCB上不需作

    絲印的除外).

    3.  絲印字符遵循從左到右,從上到下的原則.對于電解電容、二極管等有極性的器件,

    在每個功能單元內盡量保持方向一致.

    4.  有極性的元器件及接插件其極性在絲印圖上表示清楚,極性方向標識要同一,易于辨

    認,元件貼裝后不應蓋住極性標識.特別是數字標識要輕易辨識.

    5. PCB上器件的標識必須和BOM清單中的標識符號完全一致.

    6.  絲印不能在焊盤上,絲印標識之間不應重疊、交叉,不應被貼裝后元件遮擋,避免過

    孔造成的絲印殘缺.

    7.  所有器件皆須有文字框,其文字框外緣不可互相接觸、重疊.

    8.  生產流向標識一般用箭頭標識.在流向箭頭的后端,頂面用字母T標識、底面用字母B

    標識,過波峰焊標識用字母W.如圖 5 所示:

    9.  絲印的粗細、方向、間距、精度等要按標準化.具體要求如下:絲印字體中心距應相

    同,線條寬度應>0.2mm,推薦 0.3mm,字高>1.5mm,板上所有標記、字符等尺寸應

    同一,因標注位置所限無法標記的,可在其他空處標記,但應用箭頭指示,以免誤解.

    高壓區、隔離區應有明顯的標記,且有警示性標記,如設置隔離帶等.

    10.  主板應該留有"QC LABEL"位置,長度為 25mm,寬度為 10mm.QC LABEL下面

    應無其它絲印標識和測試點.

    11.  排插引腳元件在TOP、BOTTOM兩面都要標注引腳功能或數字序號,腳多的可間隔

    標注數字序號或功能,但至少要給出首、末的Pin編號.

    3.6  PCB 基準 Mark 要求

    PCB 基準 Mark 的設定目的是為了保證 PCB 制作上的誤差及裝備安裝時的誤差,把任意

    的 3 點作為基準,根據偏差程度自動補正.基準 Mark 包括整板 Mark、局部 Mark 和壞板

    Mark 三種.基準 Mark 設計要求:

    1. 整板 Mark 應放置在TOP 面和 BOTTOM 面(BOTTOM 面無貼片元件時可不放置)

    2. 整板至少有三個 Mark,呈 L 形分布,且對角 Mark 關于中心不對稱.

    3. Mark 類型首選為實心圓,直徑為 1mm,周邊有反差標記Φ2.5mm;其次為方形,邊

    長為 1mm.

    4.Mark 點Φ3.0mm內不答應有焊盤、過孔、測試點或絲印標識等.Mark 點不能被 V-Cut

    所切造成機器無法辨識.不良設計如下圖:

    5. Mark 要求表面潔凈、平整,邊沿光滑、齊整,顏色與四周的背景色有明顯區別.

    6. Mark 中心距 PCB 板邊的間隔至少 5mm.

    7. 對于 bga、CSP,引腳間距小于即是 0.5mm的 QFP 等器件必須加局部 Mark.

    8. 局部Mark應放在對角位置上,具體位置有L和M的尺寸確定,建議做在器件封裝庫中.

    9. 壞板 Bad Mark 包含 Master Bad Mark 和 Local Bad Mark 兩種,Bad Mark 數目=整拼

    板包含的子板總數+1(Master bad mark).Bad Mark 的間距至少為 2.75mm.

    10.在密度很高的板上沒有空間放置局部Mark時,那么在長和寬≤100mm 的區域中,可

    以只放置兩個公用的參考點.如下圖:

    11. 基準Mark 設定位置參考下表:

    3.7 PCB 拼板設計

    1. 一般原則:當 PCB 單元的尺寸<50mm×50mm時,必須做拼板.但拼板后的 PCB 尺

    寸不超過 330mm×250mm.

    2. 拼板的尺寸應以制造、裝配、和測試過程中便以加工,不因拼板產生較大變形為宜.

    3. 拼板中各塊 PCB 之間的互連采用雙面對刻 V形槽或郵票孔設計.

    4. PCB 拼板設計時應以相同的方向排列.

    5. 一般平行PCB傳送邊方向的V-CUT線數目≤3(對于細長的單板可以例外).如下圖:

    6.拼板的基準 MARK 加在每塊小板的對角上,一般為二個.

    7.  若 PCB  上有大面積開孔的地方,在設計時要先將孔補全,以避免焊接時造成漫錫和

    PCB 變形,補全部分和原有的 PCB  部分要以單邊幾點連接,在波峰焊后將之往掉.

    3.8 SMD 部品要求

    1. 高速機可貼裝元器件的范圍:Min.1.0mm×0.5mm,Max.20mm×20mm.Pitch≥0.5mm,

    厚度≤6.5mm.

    2. 泛用機可貼裝元器件的范圍:Min.1.0mm×0.5mm,Max.55mm×55mm.Pitch≥0.3mm,

    厚度≤12.7mm.球形尺寸Φ≥0.19mm,球形間距≥0.27mm,連接器≤150×26mm.

    3. 可貼裝的元件種類:方形元件,圓柱形元件,管腳元件,異形元件,IC 元件(包括

    SOP、Connector、QFP、bga/CSP、FC等) .

    4. 元器件的包裝形式

    依據自動貼片機供料器的種類和數目、元器件的種類、數目及外形尺寸確定其包裝形

    式.供料器有帶式供料器、盤狀供料器、管式供料器(振動) .SMD零件的包裝須為

    TAPE & REEL,或硬 TRAY盤包裝,或 Tube 包裝,以 TAPE & REEL 為最佳選擇.

    DIP零件的包裝須為硬 TRAY盤包裝,  或 Tube包裝.

    5. 盡量采用排阻或排容(Array Chip)器件,進步集成度及最大的組裝效率.

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

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

    用 45°排布.

    7. SMD的選擇

    a. 小外形封裝晶體管 SOT23 是最常用的二、三極管封裝.在二極管中多用于復合

    二極管、開關二極管和高壓二極管,在三極管中多用于小功率晶體管、場效應管

    和帶電阻網絡的復合晶體管.

    b. SOT143 用于射頻、雙柵場效應管及高頻晶體管.

    c. SOT89 常用于大功率器件如硅功率管等.

    d. TO252 用于各種功率晶體管.

    e. SOP /SOJ:是 DIP的縮小型,與 DIP功能相似.

    f. QFP: QFP 引腿最小間距為 0.3mm, 目前 0.5mm間距已普遍應用, 0.3mm、  0.4mm

    的 QFP 逐漸被 bga替換.選擇時留意貼片機精度是否滿足要求.

    g. PLCC:占有面積小,引腳不易變形,但檢測不方便.

    h. LCCC:價格昂貴,主要用于高可靠性的軍用組件中,而且必須考慮器件與電路板之間的 CET 題目.

    i. bga /CSP:適用于 I/O高的電路中.

    j. 鉭和鋁電解電容器主要用于電容量大的場合,直徑小于 6.3mm的(220u、470u)

    電解必須采用片式電解.

    k. 薄膜電容器用于耐熱要求高的場合.

    l. 云母電容器用于 Q值高的移動通訊領域.

    m. 波峰焊工藝必須選擇三層金屬電極焊端結構片式元件.

    3.9 部品排布要求

    1. SMD 排布禁止區域

    距 PCB長邊邊沿 5mm和短邊 3mm的范圍內不應有貼裝元件,假如需要貼裝元件可

    以增加工藝邊.

    2. 定位孔四周禁止布件區域

    機插定位孔中心13.5mm內不答應布件.

    定位孔中心到表貼器件邊沿的間隔不小于5.0mm.

    板邊的螺絲孔(精靈孔)PAD至 PCB 板邊,不得有 SMD或 DIP零件(如右圖黃色區).

    距螺絲孔中心 6mm 范圍內不答應有線路(地線除外) .

    3. ICT T/P設定禁止區域

    在距PCB 長邊5mm,短邊 3mm 的范圍內不答應放置 ICT測試點.

    4. 部品間隔間隔要求

    TOP 面設計要求

    a. 以下尺寸為最小隔離間隔,請務必遵守.

    b. 圓孔位置,在PCB外圍基準5mm 處φ4.0mm ,在外圍配置4處.

    c.SMD CHIP 部品以公制1608 封裝為標準使用.

    d. 盡可能使用 CHIP ARRAY 部品.

    e. 配置極性部品時,應按相同方向配置(極性基準).

    f.  插進部品后為了確認方向性,機插、手插部品的MARKING應比部品BODY大1.0 mm .

    g.  設定 MARK 時應在對角非對稱設定.

    如下圖:

    BOTTOM 面設計要求

    a.  以下尺寸為最小隔離間隔,請務必遵守.

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

    d. CHIP 類必須與SOLDERING 方向直角配置(CHIP、TR、IC).

    e. IMC CONNECTOR,IC 類與焊接方向平行配置,在進行方向的最后 LAND,設定盜錫焊盤.

    f.  因機插部品(IMC)是CLINCH 后組裝SMD,所以務必遵守隔離間隔(4.0mm) .

    g.  T/P禁止在進行方向外圍 5.0mm 內設定.

    h. T/P 應φ0.7mm 以上(推薦φ0.9mm ),在各 PATTERN 設定1個以上.

    5. 部品間隔間隔標準詳解,單位 mm(以 1608 CHIP 為例)

    a.CHIP-CHIP

    b. TR-CHIP

    c. SOP-CHIP

    d. SOP-TR

    e.SOP-SOP

    f.DIP IC-CHIP

    DIP IC 的引線和 CHIP 的間隔

    g.徑向器件-CHIP

    - TOP Side 放置時

    - BOTTOM Side 放置時

    h.軸向器件-CHIP

    - TOP Side 放置時

    - BOTTOM Side 放置時

    i.手插部品-CHIP

    -BOTTOM Side

    j.CHIP-Through Hole/Via Hole

    正確的配置:

    錯誤的配置:

    k.QFP-Through Hole/Via Hole

    -  部品和 VIA 配置時,必須隔離0.5mm 以上.

    REFLOW 進行時在 SOLDER Paste內引起FLUX ,發生SOLDER Paste 的塌坊現象

    (0.2 ～0.3mm) .此時,假如VIA 和LAND近接時,發生 MICRO  SHORT及LAND 冷焊.

    -  假如 VIA HOLE和 LAND的近接間隔必須為 0.5mm 以內時, VIA和 LAND 的近接間隔應隔離 0.2mm  以上,對VIA HOLE 必須做MASKING處理.

    l.QFP、PLCC、bga-接近部品

    -QFP、PLCC、bga 四周3.0mm 以內不答應配置部品(否則無法維修)

    3.10 部品配置方向要求

    a.CHIP 部品類

    Chip 部品的方向應與 Soldering 進行方向垂直.

    b.SOP、DIP、IC、R-Array 類部品

    IC 類部品的配置方向應與 Soldering 進行方向平行.

    c.V-Cutting 部位部品配置

    d.片式電解、三極管類

    e.根據部品的大小配置

    -根據 CHIP 大小,把小的部品配置在焊接進行方向前沿,減少 SKIP(陰影)現象.陰影

    是指被配置在前部的部品的高度所遮擋,配置在后部的 CHIP 的錫量減少的現象.

    f.部品的綜合配置方向

    3.11  PATTERN 設計要求

    1.PATTERN 設計基準

    a.以PATTERN 寬≤LAND 寬為基準設計.

    b .設計成 PATTERN A 和 B 的分布均勻.

    2.THERMAL LAND設計基準

    GROUND, VCC 等 PATTERN 部寬的部分的 LAND 以 "+", "-" 形設定 LAND,

    增強熱傳導性.事由 :

    a. 對PATTERN寬的部分, 在REFLOW或焊接時,因 PATTERN少的部分,熱傳

    導性下降,所以,會導致冷焊.

    b.特別是 IC LAND 的情況,只有 1PIN 存在于 PATTERN時,發生冷焊;有多

    數的 PIN 時,因熱損失,很少發生毛細管現象,所以發生 SHORT.

    c.因誤插等的不良,發生修理工程時,手焊時有可能發生 PATTERN 的破損等.

    3.LAND 間PATTERN 排線方法

    a.QFP 、PLCC 等的同一 LAND 間 PATTERN排線時,應設計成在外部能用肉眼確認.

    b .LAND 間獨立排線.

    3.12 ICT 相關設計要求

    1.TEST POINT 設計基準

    a.TEST POINT 一般選用圓形實心焊盤,最小直徑為0.7mm.

    b.當有較多PCB 的富?？臻g時,設定為 0.9mm以上.電源板必須采用0.9mm 以上的T/P.

    c.絲印不能跨過TEST LAND,絲印通過期會發生接觸不良.

    d.  測試點不能選擇在元器件的焊點上.測試點不能被條碼等擋住,不能被膠等覆蓋.

    2.TEST POINT 配置基準

    T/P 設定位置

    a. 對各 PATTERN 可以設定 1 處以上的 TEST POINT 用 LAND 或 THROUGH HOLE,

    但最好用 LAND 指定(不要使用 THROUGH HOLE) .

    T/P 周邊2.0mm內,盡對不能有引起CHIP干涉的因素.兩個單獨測試點的最小

    間距為60mils(1.5mm),一般為2.0mm.

    b. T/P距板邊的間隔至少為5mm.

    c. T/P原則上在BOTTOM SIDE上設定,不可設定的POINT在 TOP SIDE設定.

    IC 和 T/P 間距

    a.IC LEAD 和 T/P LAND 的間隔維持2.0mm 以上.

    CONNECTOR 和 T/P間距

    因 CONNECTOR 的LEAD 厚度(幅)寬,與 TEST PIN接觸時,發生接觸不良及 TEST PIN 破損.為了防止以上題目需要追加 T/P.

    3.13  波峰焊托盤工裝設計要求

    1.  波峰焊托盤工裝是針對 BOT 面有貼片件的 PCB 而設計的.

    2.  有 bga 的雙面貼片板、BOT 面有排阻和 IC 的板必須采用雙面回流工藝.

    3.  插裝件盡量的分布在 PCB 的四周.

    4.  底面貼片件的高度不高于 3mm(特殊情況除外).

    5.  插裝件的焊盤外焊盤長度+8mm 的實邊矩形范圍內不答應底面有貼片件本體進進.

    6.  盡量使用片式封裝,減少托盤的開口數目.

    7.  PCB 每邊中部、每角應分別留有 15mm寬的托盤不開口,保證托盤的強度.

    8.  托盤的開口長邊盡量與 PCB 在線體上的運動方向一致.

    3.14 熱設計要求

    1. 高熱器件應考慮放于出風口或利于對流的位置.

    2. 較高的元件應考慮放于出風口,且不阻擋風路.

    3. 散熱器的放置應考慮利于對流.

    4.溫度敏感器械件應考慮闊別熱源.

    5.對于自身溫升高于30℃的熱源,一般要求:

    a. 在風冷條件下,電解電容等溫度敏感器件離熱源間隔要求大于或即是2.5mm;

    b. 自然冷條件下,電解電容等溫度敏感器件離熱源間隔要求大于或即是3.0mm.

    6.大面積銅箔要求用隔熱帶與焊盤相連.

    為了保證透錫良好,在大面積銅箔上的元件的焊盤要求用隔熱帶與焊盤相連,對

    需過5A以上大電流的焊盤不能采用隔熱焊盤,如圖所示:

    7.過回流焊的0805  以及0805  以下片式元件兩端焊盤的散熱對稱性.

    為了避免器件過回流焊后出現偏位、立碑現象,地回流焊的0805以及0805以下片

    元件兩端焊盤應保證散熱對稱性,焊盤與導線的連接部寬度不應大于0.3mm(對于

    不對稱焊盤).

    3.15  器件庫選型要求

    1.  已有PCB  元件封裝庫的選用應確認無誤.

    PCB  上已有元件庫器件的選用應保證封裝與元器件實物外形輪廓、引腳間距、通

    直徑等相符合.

    插裝器件管腳應與通孔公差配合良好(通孔直徑大于管腳直徑3.3-4.2mm),考慮

    差可適當增加,確保吃錫良好.

    2.  新器件的PCB  元件封裝庫存應確定無誤.

    PCB  上尚無件封裝庫的器件,應根據器件資料建立打撈的元件封裝庫,并保證絲

    庫存與實物相符合,特別是新建立的電磁元件、自制結構件等的元件庫存是否與

    件的資料(承認書、圖紙)相符合.新器件應建立能夠滿足不同工藝(回流焊、

    峰焊、通孔回流焊)要求的元件庫.

    3. 需過波峰焊的SMT器件要求使用表面貼波峰焊盤庫.

    4. 不能用表貼器件作為手工焊的調測器件, 表貼器件在手工焊接時輕易受熱沖擊損壞

    5. 除非實驗驗證沒有題目,否則不能選非表貼器件作為表貼器件使用.由于這樣可

    需要手焊接,效率和可靠性都會很低.

    3.16  PCBA 工藝設計要求

    1.PCBA  加工工序公道.

    制成板的元件布局應保證制成板的加工工序公道,以便于進步制成板加工效率和直

    通率.PCB布局選用的加工流程應使加工效率最高.加工工藝的優選順序為:元件

    面單面貼裝--元件面貼、插混裝(元件面插裝焊接面貼裝一次波峰成型)--雙

    面貼裝--元件面貼插混裝、焊接面貼裝.  常用PCBA  的6  種主流加工流程如下

    2.對于雙面都有元件的PCB,較大較密的IC,如QFP,bga  等封裝的元件放在板子的

    層,插件元件也只能放在頂層,插裝元件的另一面(底層)只能放置較小的元件和

    管腳數較少且排列疏松的貼片元件,柱狀表面貼器件應放在底層.

    3.兩面過回流焊的PCB的BOTTOM面要求無大體積、太重的表貼器件需兩面都過回流

    焊的PCB,第一次回流焊接器件重量限制如下: A=器件重量/引腳與焊盤接觸面積

    片式器件:A≦0.075g/mm2

    翼形引腳器件:A≦0.300g/mm2

    J  形引腳器件:A≦0.200g/mm2

    面陣列器件:A≦0.100g/mm2

    若有超重的器件必須布在BOTTOM面,則應通過試驗驗證可行性.

    4. 過波峰焊的插件元件焊盤間距大于1.0mm

    為保證過波峰焊時不連錫,過波峰焊的插件元件焊盤邊沿間距應大于1.0mm.優選

    插件元件引腳間距(pitch)≧2.0mm,焊盤邊沿間距≧1.0mm.

    插件元件每排引腳為較多,以焊盤排列方向平行于進板方向布置器件時,當相鄰焊

    盤邊沿間距為0.6mm~1.0mm  時,推薦采用橢圓形焊盤或加盜錫焊盤.如圖:

    5.安裝孔的禁布區(Φ12mm)內無元器件和走線(不包括安裝孔自身的走線和銅箔).

    6.通孔回流工藝設計要求

    a.于非傳送邊尺寸大于300mm  的PCB,較重的器件盡量不要布置在PCB  的中間,以

    減輕由于插裝器件的重量在焊接過程對PCB  變形的影響,以及插裝過程對板上已經

    貼放的器件的影響.

    b.為方便插裝,器件推薦布置在靠近插裝操縱側的位置.

    c.尺寸較長的器件(如插座等)長度方向推薦與傳送方向一致.

    d. 孔回流焊器件焊盤邊沿與pitch≦0.65mm  的QFP、SOP、連接器及所有的bga  的絲

    印之間的間隔大于10mm.與其它SMT  器件間間隔>2mm.

    e. 通孔回流焊器件本體間間隔>10mm.有夾具扶持的插針焊接不做要求.

    f. 通孔回流焊器件焊盤邊沿與傳送邊的間隔>10mm;與非傳送邊間隔>5mm.

    g. 設計和布局PCB 時,應盡量答應器件過波峰焊接.選擇器件時盡量少選不能過波峰

    焊接的器件,另外放在焊接面的器件應盡量少,以減少手工焊接.

    h. 較輕的器件如二級管和1/4W  電阻等,布局時應使其軸線和波峰焊方向垂直.這樣

    能防止過波峰焊時因一端先焊接凝固而使器件產生浮高現象.如圖:

    7.SOP器件在過波峰尾端需接增加一對偷錫盤.尺寸滿足下土要求:

    8. 排插元件應的排布應考慮便于操縱和操縱時不引起PCBA變形.所有排插要一字形排

    布在PCB的板邊四周,插座實體邊沿8mm內無高大立式器件(特殊情況除外,但必須

    保證插件操縱方便).

    9.  電解電容距四周的發熱器件(散熱器、大電容、線性線圈等)的間隔至少3mm.

    4.相關記錄