THT設(shè)計工藝規(guī)范

1、作業(yè)標準-通孔插裝THT設(shè)計工藝標準通孔插裝THT設(shè)計工藝標準1范圍32、引用標準33、定義34、THT印制板的設(shè)計要求 44、元器件的要求166、工藝材料167、生產(chǎn)工序171范圍本標準規(guī)定了通孔插裝對電子元器件、印制板設(shè)計、工藝材料和 組裝工藝的工藝要求。本標準適用于電子產(chǎn)品印制電路板的 THT設(shè)計。2、引用標準GB3131-88錫鉛焊料GB4677.10-84印制板可焊性測試方法GB4677.22-88印制板外表離子污染測試方法GB4588.1-84無金屬化孔的單、雙面印制板技術(shù)條件GB4588.2-84有金屬化孔的單、雙面印制板技術(shù)條件HB6207-89航空用印制線路設(shè)計IPC-A-6

2、10B電子裝連的可接受條件SJ 2925-88電視接收機用元器件的引線及導線成形要求QJ/Z 76-88印制電路板設(shè)計標準3、定義3.1 通孔插裝技術(shù)THT： through hole technology通過對印制板上鉆插裝孔，將元器件插入印制板外表規(guī)定的插裝 孔位并焊接牢固的裝聯(lián)技術(shù)。3.2 組裝件 assembly一些元器件或一些分別組裝的元器件連接在一起，形成組裝件。3.3 印制板組裝件 prin ted board assembly完成了元器件電子裝聯(lián)的印制板稱為印制板組裝件。3.4 元件孑 L comp onent hole將元件接線端包括元件引線和引腳固定于印制板并實現(xiàn)電氣 連接

3、的孔。3.5 跨接線 jumper wiri ng印制板上的導電圖形制成后，按原設(shè)計要求，在板上某兩點之間 另外增加的一種電氣連接線。3.6 連接盤焊盤la nd用于電氣連接、元件固定或兩者兼?zhèn)涞哪蔷植繉щ妶D形。3.7 元件面 comp onent side布設(shè)總圖上規(guī)定的裝連構(gòu)件面，通常指印制板上比擬復雜和組裝 件比擬多的一面。3.8 焊接面 solder side與元件面相對的裝連構(gòu)件面。3.9 成形 formi ng施加一外力，改變元器件引線及導線的走向或直徑，使之形成所 要求的幾何形狀。3.10 間距 space成形后元器件及導線的引線間剪切端面的中心之間的距離。4、THT印制板的設(shè)計

4、要求4.1. 一般要求4.1.1 印制板的各項性能應(yīng)滿足 GB4588.1、GB4588.2的要求,同時還應(yīng)滿足：印制板的弓曲和扭曲應(yīng)不大于1.0%;阻焊膜的厚度應(yīng)不大于焊盤的厚度；通孔插裝焊盤的可焊性按 GB 4677.10-84方法測試。4.1.2 印制板生產(chǎn)完畢后72小時內(nèi)應(yīng)進行真空包裝。4.1.3 印制板的焊盤上應(yīng)無字符、阻焊膜和其它污物沾污。4.1.4 印制板應(yīng)能進行再流焊和波峰焊。4.2布局設(shè)計規(guī)那么4.2.1 一般布局設(shè)計規(guī)那么加大元器件布設(shè)密度加大元器件布設(shè)密度，以利于縮短導線長度、控制串擾、減少 板面尺寸。在滿足使用的前提下，力求減少層數(shù)。分區(qū)布設(shè)器件排布分區(qū)布設(shè)，按照高頻信

5、號、電源模塊、數(shù)字信號、模 擬信號區(qū)域進行分區(qū)排布。數(shù)字、模擬元器件及其相應(yīng)布線應(yīng)盡量遠離，并限定在各自的 布線區(qū)域內(nèi)。b數(shù)字元器件應(yīng)集中放置，以減少布線長度。c數(shù)字信號線和模擬信號線應(yīng)盡量垂直，以減少交叉耦合。高頻信號走線應(yīng)減少使用 90 °角彎轉(zhuǎn)，應(yīng)使用平滑圓弧或 45 角。高頻信號走線應(yīng)減少使用過孔連接。e晶振電路應(yīng)盡量靠近其驅(qū)動器件。f所有信號線要遠離晶振電路。均勻布設(shè)布線密度要均勻，整個板面元器件排列應(yīng)整齊有序，盡可能有規(guī)那么地分布排列，以得到均勻的組裝密度。力求層內(nèi)布線均勻，各層布 線密度相近。多層板內(nèi)層有大面積的導電區(qū)，盡可能將其設(shè)置在板的 中心附近。滿足散熱要求發(fā)熱元

6、器件分布要均勻，熱容量大的器件周圍走線應(yīng)增加間隙，并盡量均勻分布在PCB邊緣局部或分布在機箱內(nèi)較通風的位置。大功率元 器件周圍不應(yīng)布設(shè)熱敏元件，與其它元件要有足夠的距離。當印制板功耗密度超過0.155W/cm2同時元器件功耗超過1.0W時, 除自然冷卻外，一般還考慮采用強迫冷卻的方法。對需要風冷、加散熱片或散熱的位置，應(yīng)留出足夠的風道或散熱空間；對液冷方式， 應(yīng)滿足相應(yīng)要求。減少變形需要安裝較重元器件時，應(yīng)盡量安排在靠近印制板支撐點位置，以減少印制板的變形。其它應(yīng)滿足元器件安裝、維修和測試要求。4.2.2 典型插裝器件排布規(guī)那么4.2.2.1 電源模塊電源模塊屬于電源區(qū)域，應(yīng)靠近插座一側(cè)，減少

7、電源線對系統(tǒng)的 干擾。電源局部的器件排布按供電順序排布。422.2 插針插針一般有兩種作用，一為編程頭，在不沖突的情況下其排布應(yīng) 盡量靠近需編程的芯片；二為供調(diào)試用，在減少對布線繞線的前提下， 其排布應(yīng)盡量靠近需測試的器件。4.2.2.3 晶振、晶體多個晶振、晶體不能集中排布，容易引起干擾，應(yīng)盡量靠近其驅(qū) 動器件并分散排布，同時注意器件外殼不能相碰，否那么易造成短路。422.4 變壓器、繼電器變壓器、繼電器是模擬信號器件，應(yīng)與其他器件分開，獨立集中 排布。4.3 印制板設(shè)計工藝夾持邊4.3.1.1 印制板應(yīng)設(shè)計有工藝夾持邊，其寬度不小于3.8 mm離印制板邊3 mm圖1工藝夾持邊4.3.1.2

8、 安裝元件邊緣與外形尺寸邊緣的距離在5 mm以上4.3.2 定位孔對定位孔的要求如下：在印制板的四個角上，應(yīng)至少有三個角各設(shè)置一個定位孔，推薦 四個角各設(shè)置一個，典型的定位孔位置見圖2所示。定位孔的孔徑公差應(yīng)保持在- 0.08 mm之內(nèi)。孑就楓圭找求螢atNingbo Polytechnic圖2定位孔布置PCB導電圖形的設(shè)計PCB布線的取向設(shè)計時，應(yīng)使焊接面所有相互靠近的線系盡可能取與焊接方向平 行或成一個小的夾角，切忌與焊接方向垂直。PCB導線要求線性要求：相鄰兩層導線應(yīng)布成相互垂直、斜交或彎曲走線，避 免相互平行，以減少寄生電容。信號走線盡量粗細一致，利于阻抗匹 配。導線的線形要求平滑均勻

9、漸變過渡，切忌成尖角。印制導線拐彎 夾角小于90。時，導線的拐彎外緣應(yīng)作成圓弧形，防止尖角。如圖3 所示。采用；不采用IIr r lIII圖3長度要求：導線布線應(yīng)盡可能短，特別是高頻信號線、高敏感信 號線更應(yīng)布短線。寬度要求：最小導線寬度應(yīng)不小于 0.127 mm。間距要求：布線間距應(yīng)考慮電氣平安要求，為便于加工和保證可 靠性，最小間距應(yīng)不小于0.127 mm，有條件的情況下應(yīng)盡量加寬,a孑試辭圭裁*燈淀“電子產(chǎn)品分析與制作課程資源庫其中電源線48V的走線與周圍其它走線應(yīng)保持一定距離，間隙應(yīng)大于 2mm在有導軌、導槽情況下，且導軌槽用于接地或供電時，導線邊 緣與導軌槽間距必須大于2.5 mm。

10、電源線層和接地線層雙面板上的公共電源線和接地線應(yīng)盡量布設(shè)在印制板的邊緣部分，分別在相對的兩個面上。其圖形配置要使電源和地線之間呈低的 波阻抗。多層板中可設(shè)置電源層和地線層， 也可以設(shè)置電源和地線共用層。 電源層和地線層應(yīng)設(shè)計成網(wǎng)狀。見圖 4所示。在高速電路或高頻電路中，一般設(shè)置地線層和電源層，采用網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)。同一層的地網(wǎng)和電源網(wǎng)分隔間距應(yīng)大于 2 mm圖4導線和連接盤焊盤的連接要求印制導線與焊盤連接時，應(yīng)從焊盤中間引出，盤線應(yīng)清楚。焊盤與較大面積導電區(qū)相連接時，應(yīng)采用長度不小于0.635 mm的細導線進行熱隔離，如圖5所示。fl 專OC考慮焊接效果，應(yīng)正確選擇導電圖形和設(shè)計連接盤焊盤見表1。d

11、焊盤與相鄰導線的間距應(yīng)不小于 0.127 mm。433.5 焊盤形狀：焊盤取圓形。焊盤形狀與孔的形狀應(yīng)相適應(yīng)。環(huán)寬：對于金屬化孔，最小環(huán)寬為 0.15 mm對于非金屬化孔，最 小環(huán)寬為0.3 mm。詳見4.3.3.6 條。間距：焊盤邊緣之間的間距不小于 0.127mm按印制板行進方向， 兩焊盤之間的最小距離為0.6 mm。4.3.3.6 孔a數(shù)量：應(yīng)該為插裝元器件的每一根引線或端子提供一個單獨的 元器件引線孔。b形狀:元件孔原那么上采用圓形孔，與焊盤應(yīng)是同心圓。防止使 用異形孔?？招你T釘孔直徑：當使用空心鉚釘時，孔的最大直徑應(yīng)比空心鉚 釘圓柱體的外徑增大0.25 mm。非金屬化孔的間隙：在保證

12、元件容易插裝的前提下，為了獲得可靠 的焊接點，非金屬化孔的間隙應(yīng)盡量小些。相鄰機械安裝孔邊緣間距應(yīng)不小于 PCE厚度。4.3.3.7 插裝元器件引線直徑、孔徑、焊盤的尺寸a元器件引線直徑與孔徑的尺寸配合見表 2所示。焊盤與孔徑的配合見表3所示。孑政楓圭該求燈atNingbo Polytechnic表1 導電圖形序號用 采 不1免角 避銳2一丿入 J AO,曰取 線時隔 導過間孑試輕圭找求燈at' Ningbo Polytechnic表2元器件引線直徑與孔徑的尺寸配合單位：mm元器件引線直 徑D<0.50.5 < D< 0.8D>0.8孔徑D+0.150.2D+0

13、.20.3D+0.4表3焊盤與孔徑的尺寸配合單位：mr引線孔直徑0.60.91.01.21.62.0焊盤直徑1.21.51.62.02.53.0元器件布放要求標識印制板上的元件標識符應(yīng)易于看到，有極性元器件極性和IC第一 腳位置應(yīng)標出，且標識符清晰易見。有極性元器件的正極引線的焊盤以方形焊盤標識，IC第一腳的焊 盤也以方形焊盤標識，見圖6所示。假設(shè)需要強調(diào)，那么有極性元器件可 在正極方形焊盤旁增加符號“ +，IC可在第一腳方形焊盤旁增加符 號 “1。Ningbo PolytechnicU1oo OO o OOQQ V2元器件方向元器件排列應(yīng)整齊有序。有極性的插裝元器件一般按統(tǒng)一的極性取向安放，

14、元器件缺口標 志的方向應(yīng)保持一致。相似的元器件排列時一般應(yīng)取向一致。采用波峰焊時，雙列直插式集成電路及小型開關(guān)的焊盤的排列走 向與焊接方向應(yīng)符合圖7的要求。© 1OOOOOOOOO12_5 1圖74.343 元器件安裝孔距元器件跨距設(shè)計安裝孔距時，應(yīng)考慮便于安裝元器件和提供元器件引線成形 時的應(yīng)力消除彎頭的位置對于軸向引線元器件臥式安裝，其安裝孔距要求應(yīng)同時滿足以下 公式：S> L+2I 和 S=n x 2.5mm式中：S 安裝孔距，mmL元器件件體長度，mmI 引線打彎處與引線封口或焊接頭的直線段距離，此距離 至少應(yīng)等于引線的直徑或厚度，同時應(yīng)離開引線封口或焊接頭0.8 mm

15、 以上。見圖8所示。nn為正整數(shù)。S推薦使用12.5 mm系列。引線整形的內(nèi)曲率半徑的要求見圖 9和表4所示。c對于軸向引線元器件立式安裝，其安裝孔距要求使用以下公式：S=2R式中：R引線打彎曲率半徑，mm見表4要求。 立式安裝要注意高度限制問題。對于徑向引線元器件的安裝，其安裝孔距一般與其引線間距相等。 同一尺寸的元器件，安裝孔距應(yīng)統(tǒng)一。圖8表4引線打彎曲率半徑要求引線直徑D 或厚度T打彎曲率半徑要求< 0.8mm引線不扭、不裂1D 仃引線不扭、不裂1.5D (1.5T)> 1.2mm引線不扭、不裂2D (2T)4.344 元器件間距要求插裝元器件之間的間距應(yīng)同時利于手工插裝和機

16、器插裝，相鄰元 器件邊緣間距應(yīng)不小于2mm確定連接盤或接線端子位置時應(yīng)留有空隙，使元器件之間互不遮 蔽。每個元器件在撤除時不必移動其它元器件。裝在印制板組件上的 元器件不允許重疊，圖10所示情況屬不合格設(shè)計。圖10安裝空間不夠的情況4.3.5 阻焊膜圖形4.3.5.1 阻焊盤應(yīng)與焊盤的位置對應(yīng)一致。4.3.5.2 一般阻焊盤的尺寸應(yīng)和焊盤的尺寸相對應(yīng)一致。在印制板尺寸較大、布線密度不高或焊盤與相鄰的導線間距足夠 的情況下，阻焊盤的尺寸可設(shè)計得稍大一些，一般阻焊盤直徑比焊盤直徑大，但最大不得包容焊盤臨近的印制導線。當元件孔為1.6 mn以上，且連接盤直徑大于 4 mnfl寸，阻 焊盤應(yīng)按圖11的

17、形狀進行設(shè)計。圖11435.5 防止使用過小的阻焊圖形，以防阻焊涂覆層涂到連接盤 焊盤上影響焊接。4、元器件的要求根據(jù)設(shè)計和工藝要求，選擇元器件種類、尺寸。元器件的引線應(yīng)涂覆厚度不大于 7.5卩m的錫鉛合金，錫的含量應(yīng) 為 58%- 68%元器件件體要求能耐受12個波峰焊預熱周期，每個周期是120C, 60s。6、工藝材料6.1 焊料焊料應(yīng)符合GB3131中的有關(guān)規(guī)定。清洗劑清洗劑應(yīng)滿足如下要求：與待清洗的元器件、印制板材料及清洗設(shè)備相容性好，對待清洗 的元器件、印制板材料不應(yīng)產(chǎn)生直接的或潛在的損傷。與所使用的焊劑相容性好，有較強的清洗能力，能在一定的清洗 溫度及時間內(nèi)到達預期的清洗效果，清洗

18、容量大。清洗溶劑的化學性能和熱穩(wěn)定性良好，在貯存和使用期間不發(fā)生 分解。清洗溶劑應(yīng)具有平安、無毒或低毒等特性，可操作性能良好。7、生產(chǎn)工序元器件引線成形7.1.1 元器件引線成形，能使元器件在經(jīng)受組裝件的相關(guān)標準規(guī) 定的溫度、振動和沖擊時，在元器件引線界面處不會受到過應(yīng)力。7.1.2 引線正常打彎成形是引線直接打彎 90 °。引線直線段長度及彎頭半徑應(yīng)符合圖12要求。根據(jù)設(shè)計要求，如 果引線的彎折不能符合圖8的要求，應(yīng)在裝配圖中說明。弓I線成形后引線不能有損傷，在外觀、電性能、可焊性和機械強 度等方面仍應(yīng)滿足原技術(shù)要求。圖12引線成形時，應(yīng)使元器件上字符端子外露，字符外露范圍見圖12

19、所示。元器件插裝7.2.1 元器件插裝采用直插。722 方向臥式安裝元器件放置在它們焊盤間的中心位置，元器件的標記清晰可見；對于無極性元件，要求元件標記的排向一致自左至右或從上到下。見圖13所示。722.2 立式安裝非極性元器件標記讀法為自上到下，有極性標記的放在上面。見圖13圖147.2.3 安裝臥式-軸向引線對于重量小于28克，功率小于1瓦的元器件，元器件整體平行地 安放在板面上。見圖15-A所示。對于功率等于或大于 1瓦的元器件，元器件離板面的距離至少為 1.5mm元器件整體應(yīng)與PCB平面平行。見圖15-B所示。圖15臥式-徑向引線元件體平置在板面上，見圖16所示圖16立式-軸向引線元件

20、體和PCB板面垂直；元器件離焊盤的高度“ H'在0.4 mm至1.5 mm之間；安裝后的總高度不超過規(guī)定的高度。見圖17所示。圖17立式-徑向引線器件直立，底面和基板平行；器件底面和板面的間距在0.25 mm和2.0 mm之間。見圖18所示。對于器件包封涂料在引線處是彎月形封口的，安裝時在封口和焊 盤之間要留出適當?shù)母叨?。見圖19所示。圖18圖19雙列直插封裝對于雙列直插封裝DIP器件、雙列直插引線座等，要求所有引腳的架空臺肩都靠在焊盤上，引腳伸長符合要求。見圖20所示。圖20723.6導線/引線 連接端子一接線柱一引線接頭附近的導線應(yīng)呈環(huán)形或弧形，要足以能夠消除振動和熱的應(yīng)力 見圖2

21、1所示。圖21723.7 與導線交叉的引線與導線交叉的引線，應(yīng)加絕緣套管；套管長度適當，沒有碰到焊 點，套管的位置能夠起到絕緣保護的作用。見圖22所示。從元件體伸出的引線應(yīng)該大致和元件體的主軸并行，引線進入插 孔處應(yīng)該大致和基板外表垂直。圖227.3 元器件焊接波峰焊731.1 建議采用帶射流波或帶紊流波與不對稱層流波的雙波 峰焊接設(shè)備。預熱溫度曲線應(yīng)根據(jù)焊劑的類型、元器件的種類及安裝密度、印 制板的厚度等確定。在進行波峰焊的過程中，必須嚴格控制焊劑的密度、活性及焊劑 的涂布參數(shù)。推薦使用如下焊接參數(shù)：預熱區(qū)溫升速率：23 C/s ;預熱區(qū)印制板外表溫度：90110 C;預熱區(qū)元器件外表的最高

22、溫度：汨20 C;焊料槽設(shè)定溫度：240260 C;焊接時間：36s;傾斜角：37。7.3.2 手工焊選用防靜電恒溫電烙鐵。烙鐵溫度實際溫度應(yīng)在 230± 20C范圍之間。烙鐵同時接觸焊盤和器件引線，不得來回摩擦。點焊的每次焊接時間不超過2±0.5s。Ningbo Polytechnic電子產(chǎn)品分析與制作課程資源庫7.4引線修剪引線或?qū)Ь€伸出焊盤面的垂直高度為“L，通常L=1.01.5mm,見圖23。圖23742在厚度大于2.3 mm并且孔金屬化的印制板上插裝引線長度固定的器件時例如DIP插座，允許看不到引線伸出。弓I線修剪時防止物理沖擊，不破壞元件和焊點。經(jīng)過修剪 的引線應(yīng)進行再次焊接或者用10倍放大鏡進行自檢，確保原來的焊 點完好無損，即不產(chǎn)生裂縫。清洗清洗工藝及設(shè)備的選用應(yīng)取決于所采用的焊劑類型及焊接工藝。 中選用免清洗焊劑時，焊后是否清洗按合同規(guī)定。清洗方法一般有噴淋、浸沒、手工清洗等。清洗后的組裝板在