印制電路板設(shè)計(jì)規(guī)范及常見問題

SMT印制電路板的

可制造性設(shè)計(jì)及審核2023/9/212023/9/21

—基板材料選擇—布線—元器件選擇—焊盤—印制板電路設(shè)計(jì)——————測(cè)試點(diǎn)PCB設(shè)計(jì)——可制造（工藝）性設(shè)計(jì)—導(dǎo)線、通孔—可靠性設(shè)計(jì)—焊盤與導(dǎo)線的連接—降低生產(chǎn)成本—阻焊—散熱、電磁干擾等

印制電路板（以下簡稱PCB）設(shè)計(jì)是表面組裝技術(shù)的重要組成之一。PCB設(shè)計(jì)質(zhì)量是衡量表面組裝技術(shù)水平的一個(gè)重要標(biāo)志，是保證表面組裝質(zhì)量的首要條件之一。

PCB設(shè)計(jì)包含的內(nèi)容：可制造性設(shè)計(jì)DFM（DesignForManufacture）是保證PCB設(shè)計(jì)質(zhì)量的最有效的方法。DFM就是從產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)起，就考慮到可制造性和可測(cè)試性，使設(shè)計(jì)和制造之間緊密聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)到制造一次成功的目的。DFM具有縮短開發(fā)周期、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，是企業(yè)產(chǎn)品取得成功的途徑。2023/9/21HP公司DFM統(tǒng)計(jì)調(diào)查表明:產(chǎn)品總成本60%取決于產(chǎn)品的最初設(shè)計(jì)，75％的制造成本取決于設(shè)計(jì)說明和設(shè)計(jì)規(guī)范，70－80％的生產(chǎn)缺陷是由于設(shè)計(jì)原因造成的。2023/9/21新產(chǎn)品研發(fā)過程方案設(shè)計(jì)→樣機(jī)制作→產(chǎn)品驗(yàn)證

→小批試生產(chǎn)→首批投料→正式投產(chǎn)2023/9/21傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法比較

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

串行設(shè)計(jì)重新設(shè)計(jì)重新設(shè)計(jì)生產(chǎn)1#n#

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法

并行設(shè)計(jì)CE重新設(shè)計(jì)生產(chǎn)及DFM1#2023/9/21

SMT工藝與傳統(tǒng)插裝工藝有很大區(qū)別，對(duì)PCB設(shè)計(jì)有專門要求。除了滿足電性能、機(jī)械結(jié)構(gòu)、等常規(guī)要求外，還要滿足SMT自動(dòng)印刷、自動(dòng)貼裝、自動(dòng)焊接、自動(dòng)檢測(cè)要求。特別要滿足再流焊工藝的再流動(dòng)和自定位效應(yīng)的工藝特點(diǎn)要求。SMT具有全自動(dòng)、高速度、高效益的特點(diǎn)，不同廠家的生產(chǎn)設(shè)備對(duì)PCB的形狀、尺寸、夾持邊、定位孔、基準(zhǔn)標(biāo)志圖形的設(shè)置等有不同的規(guī)定。2023/9/21

不正確的設(shè)計(jì)不僅會(huì)導(dǎo)致組裝質(zhì)量下降，還會(huì)造成貼裝困難、頻繁停機(jī)，影響自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備正常運(yùn)行，影響貼裝效率，增加返修率，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和加工成本，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成印制電路板報(bào)廢等質(zhì)量事故。又由于PCB設(shè)計(jì)的質(zhì)量問題在生產(chǎn)工藝中是很難甚至無法解決的，如果疏忽了對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量的控制，在批生產(chǎn)中將會(huì)帶來很多麻煩，會(huì)造成元器件、材料、工時(shí)的浪費(fèi)，甚至?xí)斐芍卮髶p失。2023/9/21內(nèi)容一不良設(shè)計(jì)在SMT生產(chǎn)制造中的危害二目前國內(nèi)SMT印制電路板設(shè)計(jì)中的常見問題及解決措施三.SMT工藝對(duì)PCB設(shè)計(jì)的要求四.SMT設(shè)備對(duì)PCB設(shè)計(jì)的要求五.提高PCB設(shè)計(jì)質(zhì)量的措施六.SMT印制板可制造性設(shè)計(jì)（工藝性）審核2023/9/21一不良設(shè)計(jì)在SMT生產(chǎn)制造中的危害

1.造成大量焊接缺陷。2.增加修板和返修工作量，浪費(fèi)工時(shí)，延誤工期。3.增加工藝流程，浪費(fèi)材料、浪費(fèi)能源。4.返修可能會(huì)損壞元器件和印制板。5.返修后影響產(chǎn)品的可靠性6.造成可制造性差，增加工藝難度，影響設(shè)備利用率，降低生產(chǎn)效率。7．最嚴(yán)重時(shí)由于無法實(shí)施生產(chǎn)需要重新設(shè)計(jì)，導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)品的實(shí)際開發(fā)時(shí)間延長，失去市場(chǎng)競(jìng)爭的機(jī)會(huì)。2023/9/21二目前國內(nèi)SMT印制電路板設(shè)計(jì)中的常見問題及解決措施2023/9/211.PCB設(shè)計(jì)中的常見問題（舉例）(1)焊盤結(jié)構(gòu)尺寸不正確以Chip元件為例：a當(dāng)焊盤間距G過大或過小時(shí)，再流焊時(shí)由于元件焊端不能與焊盤搭接交疊，會(huì)產(chǎn)生吊橋、移位。焊盤間距G過大或過小b當(dāng)焊盤尺寸大小不對(duì)稱，或兩個(gè)元件的端頭設(shè)計(jì)在同一個(gè)焊盤上時(shí)，由于表面張力不對(duì)稱，也會(huì)產(chǎn)生吊橋、移位。2023/9/21(2)通孔設(shè)計(jì)不正確導(dǎo)通孔設(shè)計(jì)在焊盤上，焊料會(huì)從導(dǎo)通孔中流出，會(huì)造成焊膏量不足。印制導(dǎo)線不正確正確導(dǎo)通孔示意圖2023/9/21(3)阻焊和絲網(wǎng)不規(guī)范阻焊和絲網(wǎng)加工在焊盤上，其原因：一是設(shè)計(jì)；二是PCB制造加工精度差造成的。其結(jié)果造成虛焊或電氣斷路。2023/9/21(4)元器件布局不合理a沒有按照再流焊要求設(shè)計(jì)，再流焊時(shí)造成溫度不均勻。2023/9/21深圳貼片網(wǎng)b沒有按照波峰焊要求設(shè)計(jì)，波峰焊時(shí)造成陰影效應(yīng)。2023/9/212023/9/21(5)基準(zhǔn)標(biāo)志(Mark)、PCB外形和尺寸、PCB定位孔和夾持邊的設(shè)置不正確a基準(zhǔn)標(biāo)志(Mark)做在大地的網(wǎng)格上，或Mark圖形周圍有阻焊膜，由于圖象不一致與反光造成不認(rèn)Mark、頻繁停機(jī)。b導(dǎo)軌傳輸時(shí)，由于PCB外形異形、PCB尺寸過大、過小、或由于PCB定位孔不標(biāo)準(zhǔn)，造成無法上板，無法實(shí)施機(jī)器貼片操作。c在定位孔和夾持邊附近布放了元器件，只能采用人工補(bǔ)貼。d拼板槽和缺口附近的元器件布放不正確，裁板時(shí)造成損壞元器件。2023/9/21(6)PCB材料選擇、PCB厚度與長度、寬度尺寸比不合適a由于PCB材料選擇不合適，在貼片前就已經(jīng)變形，造成貼裝精度下降。bPCB厚度與長度、寬度尺寸比不合適造成貼裝及再流焊時(shí)變形，容易造成焊接缺陷，還容易損壞元器件。特別是焊接BGA時(shí)容易造成虛焊。

虛焊2023/9/21(7)BGA的常見設(shè)計(jì)問題a焊盤尺寸不規(guī)范，過大或過小。b通孔設(shè)計(jì)在焊盤上，通孔沒有做埋孔處理

c焊盤與導(dǎo)線的連接不規(guī)范d沒有設(shè)計(jì)阻焊或阻焊不規(guī)范。2023/9/21(8)元器件和元器件的包裝選擇不合適由于沒有按照貼裝機(jī)供料器配置選購元器件和元器件的包裝，造成無法用貼裝機(jī)貼裝。(9)齊套備料時(shí)把編帶剪斷。(10)PCB外形不規(guī)則、PCB尺寸太小、沒有加工拼板造成不能上機(jī)器貼裝……等等。2023/9/212．消除不良設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)DFM的措施(1)首先管理層要重視DFM，編制本企業(yè)的DFM規(guī)范文件。(2)制訂審核、修改和實(shí)施的具體規(guī)定，建立DFM的審核制度。(3)設(shè)計(jì)人員要熟悉DFM設(shè)計(jì)規(guī)范，并按設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行新產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

(4)外協(xié)加工時(shí)，在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)前就要與SMT加工廠建立聯(lián)系，SMT加工廠應(yīng)將本企業(yè)的DFM設(shè)計(jì)規(guī)范交給客戶。必須按照SMT加工廠的DFM設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。以提高從設(shè)計(jì)到制造一次成功率，減少工程變更次數(shù)。(5)工藝員應(yīng)及時(shí)將制造過程中的問題反饋給設(shè)計(jì)人員，不斷改進(jìn)和完善產(chǎn)品的DFM設(shè)計(jì)。2023/9/211.印制板的組裝形式及工藝流程設(shè)計(jì)1.1印制板的組裝形式2023/9/21

1.2工藝流程設(shè)計(jì)1.2.1純表面組裝工藝流程(1)單面表面組裝工藝流程施加焊膏貼裝元器件再流焊。(2)雙面表面組裝工藝流程A面施加焊膏貼裝元器件再流焊翻轉(zhuǎn)PCBB面施加焊膏貼裝元器件再流焊。2023/9/21

1.2.2表面貼裝和插裝混裝工藝流程(1)單面混裝（SMD和THC都在同一面）A面施加焊膏貼裝SMD再流焊A面插裝THCB面波峰焊。(2)單面混裝（SMD和THC分別在PCB的兩面）B面施加貼裝膠貼裝SMD膠固化翻轉(zhuǎn)PCBA面插裝THCB面波峰焊。或：A面插裝THC（機(jī)器）B面貼裝再波峰焊2023/9/21

(3)雙面混裝（THC在A面，A、B兩面都有SMD）A面施加焊膏貼裝SMD再流焊翻轉(zhuǎn)PCBB面施加貼裝膠貼裝SMD膠固化翻轉(zhuǎn)PCBA面插裝THCB面波峰焊。（應(yīng)用最多）2023/9/21

(4)雙面混裝（A、B兩面都有SMD和THC）A面施加焊膏貼裝SMD再流焊翻轉(zhuǎn)PCBB面施加貼裝膠貼裝SMD膠固化翻轉(zhuǎn)PCBA面插裝THCB面波峰焊B面插裝件后附。2023/9/21

1.3選擇表面貼裝工藝流程應(yīng)考慮的因素1.3.1盡量采用再流焊方式，再流焊比波峰焊具有以下優(yōu)越性；(1)元器件受到的熱沖擊小。(2)能控制焊料量，焊接缺陷少，焊接質(zhì)量好，可靠性高；(3)焊料中一般不會(huì)混入不純物，能正確地保證焊料的組分；有自定位效應(yīng)（selfalignment）(4)可在同一基板上，采用不同焊接工藝進(jìn)行焊接；(5)工藝簡單，修板量極小。從而節(jié)省了人力、電力、材料。2023/9/211.3.2一般密度的混合組裝時(shí)

盡量選擇插裝元件、貼片元件在同一面。當(dāng)SMD和THC在PCB的同一面時(shí)，采用A面印刷焊膏、再流焊，B面波峰焊工藝；（必須雙面板）當(dāng)THC在PCB的A面、SMD在PCB的B面時(shí)，采用B面點(diǎn)膠、波峰焊工藝。（單面板）2023/9/211.3.3高密度混合組裝時(shí)

a)高密度時(shí)，盡量選擇表貼元件；b)將阻、容、感元件、晶體管等小元件放在B面，IC和體積大、重的、高的元件（如鋁電解電容）放在A面，實(shí)在排不開時(shí)，B面盡量放小的IC；c)BGA設(shè)計(jì)時(shí)，盡量將BGA放在A面，兩面安排BGA元件會(huì)增加工藝難度。d)當(dāng)沒有THC或只有及少量THC時(shí)，可采用雙面印刷焊膏、再流焊工藝，及少量THC采用后附的方法；e)當(dāng)A面有較多THC時(shí)，采用A面印刷焊膏、再流焊，B面點(diǎn)膠、波峰焊工藝。f)盡量不要在雙面安排THC。必須安排在B面的發(fā)光二極管、連接器、開關(guān)、微調(diào)元器件等THC采用后附的方法。2023/9/21注意：在印制板的同一面，禁止采用先再流焊SMD，后對(duì)THC進(jìn)行波峰焊的工藝流程。2023/9/212．選擇PCB材料a)應(yīng)適當(dāng)選擇Ｔg較高的基材——玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Ｔg是聚合物特有的性能，是決定材料性能的臨界溫度，是選擇基板的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。環(huán)氧樹脂的Tg在125~140℃左右，再流焊溫度在220℃左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PCB基板的Ｔg，高溫容易造成PCB的熱變形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞元件。Tg應(yīng)高于電路工作溫度2023/9/21b)要求CTE低——由于X、Y和厚度方向的熱膨脹系數(shù)不一致，容易造成PCB變形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成金屬化孔斷裂和損壞元件。c)要求耐熱性高——一般要求PCB能有250℃/50S的耐熱性。d）要求平整度好2023/9/21.

e)電氣性能要求——高頻電路時(shí)要求選擇介電常數(shù)高、介質(zhì)損耗小的材料。

——絕緣電阻，耐電壓強(qiáng)度，抗電弧性能都要滿足產(chǎn)品要求。2023/9/213．選擇元器件2023/9/213.1元器件選用標(biāo)準(zhǔn)a元器件的外形適合自動(dòng)化表面貼裝，元件的上表面應(yīng)易于使用真空吸嘴吸取，下表面具有使用膠粘劑的能力；b尺寸、形狀標(biāo)準(zhǔn)化、并具有良好的尺寸精度和互換性；c包裝形式適合貼裝機(jī)自動(dòng)貼裝要求；d具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，能承受貼裝機(jī)的貼裝應(yīng)力和基板的彎折應(yīng)力；2023/9/21e元器件的焊端或引腳的可焊性要符合要求；235℃±5℃，2±0.2s或230℃±5℃，3±0.5s，焊端90%沾錫。f符合再流焊和波峰焊的耐高溫焊接要求；再流焊：235℃±5℃，2±0.2s。波峰焊：260℃±5℃，5±0.5s。g可承受有機(jī)溶劑的洗滌；2023/9/21

3.3選擇元器件要根據(jù)具體產(chǎn)品電路要求以及PCB尺寸、組裝密度、組裝形式、產(chǎn)品的檔次和投入的成本進(jìn)行選擇。

a）SMC的選擇注意尺寸大小和尺寸精度，并考慮滿足貼片機(jī)功能。鉭和鋁電解電容器主要用于電容量大的場(chǎng)合薄膜電容器用于耐熱要求高的場(chǎng)合云母電容器用于Q值高的移動(dòng)通信領(lǐng)域波峰焊工藝必須選擇三層金屬電極焊端結(jié)構(gòu)片式元件2023/9/21b)SMD的選擇?小外形封裝晶體管：SOT23是最常用的三極管封裝，SOT143用于射頻

?

SOP、SOJ：是DIP的縮小型，與DIP功能相似

?QFP：占有面積大，引腳易變形，易失去共面性；引腳的柔性又能幫助釋放應(yīng)力，改善焊點(diǎn)的可靠性。QFP引腿最小間距為0.3mm，目前0.5mm間距已普遍應(yīng)用，0.3mm、0.4mm的QFP逐漸被BGA替代。選擇時(shí)注意貼片機(jī)精度是否滿足要求。

?PLCC：占有面積小，引腳不易變形，但檢測(cè)不方便。?LCCC：價(jià)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問題?BGA、CSP：適用于I/O高的電路中。2023/9/21c)片式機(jī)電元件：用于高密度、要求體積小、重量輕的電子產(chǎn)品。對(duì)于重量和體積大的電子產(chǎn)品應(yīng)選用有引腳的機(jī)電元件。d)THC（插裝元器件） ?大功率器件、機(jī)電元件和特殊器件的片式化尚不成熟，還得采用插裝元器件?從價(jià)格上考慮，選擇THC比SMD較便宜。2023/9/21、

4.SMC/SMD（貼裝元器件）焊盤設(shè)計(jì)

2023/9/21PCB焊盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要滿足再流焊工藝特點(diǎn)“再流動(dòng)”與自定位效應(yīng)

從再流焊與波峰焊工藝最大的差異是：波峰焊工藝是通過貼片膠粘接或印制板的插裝孔事先將貼裝元器件及插裝元器件固定在印制板的相應(yīng)位置上，焊接時(shí)不會(huì)產(chǎn)生位置移動(dòng)。而再流焊工藝焊接時(shí)的情況就大不相同了，元器件貼裝后只是被焊膏臨時(shí)固定在印制板的相應(yīng)位置上，當(dāng)焊膏達(dá)到熔融溫度時(shí)，焊料還要“再流動(dòng)”一次，元器件的位置受熔融焊料表面張力的作用發(fā)生位置移動(dòng)。

2023/9/21

如果焊盤設(shè)計(jì)正確（焊盤位置尺寸對(duì)稱，焊盤間距恰當(dāng)），元器件端頭與印制板焊盤的可焊性良好，元器件的全部焊端或引腳與相應(yīng)焊盤同時(shí)被熔融焊料潤濕時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生自定位或稱為自校正效應(yīng)（selfalignment）——當(dāng)元器件貼放位置有少量偏離時(shí)，在表面張力的作用下，能自動(dòng)被拉回到近似目標(biāo)位置。但是如果PCB焊盤設(shè)計(jì)不正確，或元器件端頭與印制板焊盤的可焊性不好，或焊膏本身質(zhì)量不好、或工藝參數(shù)設(shè)置不恰當(dāng)?shù)仍?，即使貼裝位置十分準(zhǔn)確，再流焊時(shí)由于表面張力不平衡，焊接后也會(huì)出現(xiàn)元件位置偏移、吊橋、橋接、潤濕不良、等焊接缺陷。這就是SMT再流焊工藝最大的特性。2023/9/21

由于再流焊工藝的“再流動(dòng)”及“自定位效應(yīng)”的特點(diǎn)，使再流焊工藝對(duì)貼裝精度要求比較寬松，比較容易實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化與高速度。同時(shí)也正因?yàn)椤霸倭鲃?dòng)”及“自定位效應(yīng)”的特點(diǎn)，再流焊工藝對(duì)焊盤設(shè)計(jì)、元器件標(biāo)準(zhǔn)化有更嚴(yán)格的要求。2023/9/21Chip元件焊盤設(shè)計(jì)應(yīng)掌握以下關(guān)鍵要素：a對(duì)稱性——兩端焊盤必須對(duì)稱，才能保證熔融焊錫表面張力平衡。b焊盤間距——確保元件端頭或引腳與焊盤恰當(dāng)?shù)拇罱映叽?。c焊盤剩余尺寸——搭接后的剩余尺寸必須保證焊點(diǎn)能夠形成彎月面。d焊盤寬度——應(yīng)與元件端頭或引腳的寬度基本一致。

BSA——焊盤寬度AB——焊盤的長度G——焊盤間距GS——焊盤剩余尺寸矩形片式元件焊盤結(jié)構(gòu)示意圖2023/9/21

標(biāo)準(zhǔn)尺寸元器件的焊盤圖形可以直接從CAD軟件的元件庫中調(diào)用，但實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)還必須根據(jù)具體產(chǎn)品的組裝密度、不同的工藝、不同的設(shè)備以及特殊元器件的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。2023/9/21

下面介紹幾種常用元器件的焊盤設(shè)計(jì)：(1)矩形片式元器件焊盤設(shè)計(jì)

(a)0805、1206矩形片式元器件焊盤尺寸設(shè)計(jì)原則(b)1206、0805、0603、0402、0201焊盤設(shè)計(jì)(c)鉭電容焊盤設(shè)計(jì)(2)晶體管（SOT）焊盤設(shè)計(jì)(3)翼形小外形IC和電阻網(wǎng)絡(luò)（SOP）和四邊扁平封裝器件（QFP）(4)J形引腳小外形集成電路（SOJ）和塑封有引腳芯片載體（PLCC）的焊盤設(shè)計(jì)(5)BGA焊盤設(shè)2023/9/21(1)矩形片式元器件焊盤設(shè)計(jì)(a)0805、1206矩形片式元器件焊盤尺寸設(shè)計(jì)原則

LWHB

TAG焊盤寬度：A=Wmax-K電阻器焊盤的長度：B=Hmax+Tmax+K電容器焊盤的長度：B=Hmax+Tmax-K焊盤間距：G=Lmax-2Tmax-K式中：L—元件長度,mm；W—元件寬度,mm；T—元件焊端寬度,mm；H—元件高度(對(duì)塑封鉭電容器是指焊端高度),mm；K—常數(shù)，一般取0.25mm。2023/9/21最新推出01005（0402）

01005C已經(jīng)有樣品,01005R正在試制2023/9/2101005焊盤設(shè)計(jì)0201焊盤設(shè)計(jì)(b)1206、0805、0603、0402、0201焊盤設(shè)計(jì)英制公制A（mil）B(mil)G(mil)182545642507012018124532120701201210322510070801206（3216）6070700508（2012）5060300603（1508）2530250402（1005）202520

0201（0603）1210122023/9/21(c)鉭電容焊盤設(shè)計(jì)代碼英制公制A（mil）B(mil)G(mil)

A12063216506040B14113528906050C231260329090120D281772431001001602023/9/21(2)晶體管（SOT）焊盤設(shè)計(jì)

a單個(gè)引腳焊盤長度設(shè)計(jì)要求2023/9/21W=引腳寬度WL2SOT-232023/9/21SOT-892023/9/21SOT-1432023/9/21

對(duì)于小外形晶體管，應(yīng)在保持焊盤間中心距等于引線間中心距的基礎(chǔ)上，再將每個(gè)焊盤四周的尺寸分別向外延伸至少0.35mm。2.72.60.70.72.00.80.82.93.04.40.81.11.23.8SOT23SOT143SOT89小外形SOT晶體管焊盤示意圖2023/9/21(3)翼形小外形IC和電阻網(wǎng)絡(luò)（SOP）和四邊扁平封裝器件（QFP）

一般情況下：焊盤寬度W2等于引腳寬度W，焊盤長度取2.0mm±0.5mm。

Gb1Lb2L2

b1Lb2

WW2L2

W2

設(shè)計(jì)原則：FL2a)焊盤中心距等于引腳中心距；b)單個(gè)引腳焊盤寬度設(shè)計(jì)的一般原則器件引腳間距≤1.0mm時(shí)：W2≥W，器件引腳間距≥1.27mm時(shí)：W2≤1.2W，L2=L+b1+b2，b1=b2=0.3mm～0.5mm；c)相對(duì)兩排焊盤的距離（焊盤圖形內(nèi)廓）按下式計(jì)算（單位mm）：G=F-K式中：G—兩焊盤之間距離，F(xiàn)—元器件殼體封裝尺寸，K—系數(shù)，一般取0.25mm，d)一般SOP的殼體有寬體和窄體兩種，G值分別為7.6mm、3.6mm。2023/9/21FinePitch（QFP160P=0.635元件焊盤設(shè)計(jì))

PITCH=0.635mm（25mil）單個(gè)焊盤設(shè)計(jì)：長×寬=（60mil~78mil）×（12mil~13.8mil）(1.5mm~2mm）×（0.3mm~0.35mm)

2023/9/21FinePitch

QFP208P=0.5元件焊單個(gè)盤設(shè)計(jì)

Pitch=0.5mm（19.7mil）長×寬=（60mil~78mil）×（10mil~12mil）(1.5mm~2mm）×（0.25mm~0.3mm)

2023/9/21FinePitchPitch=0.4mm或.03mm

元件單個(gè)焊盤設(shè)計(jì)Pitch=0.4mm長×寬=70mil×9mil(1.78mm×0.23mm)Pitch=0.3mm長×寬=50mil×7.5mil(1.27mm×0.19mm)2023/9/21(4)J形引腳小外形集成電路（SOJ）和塑封有引腳芯片載體（PLCC）的焊盤設(shè)計(jì)SOJ與PLCC的引腳均為J形，典型引腳中心距為1.27mm。a)單個(gè)引腳焊盤設(shè)計(jì)（0.50mm～0.80mm）×（1.85mm～2.15mm）；b)引腳中心應(yīng)在焊盤圖形內(nèi)側(cè)1/3至焊盤中心之間；c)SOJ相對(duì)兩排焊盤之間的距離（焊盤圖形內(nèi)廓）A值一般為4.9mm；d)PLCC相對(duì)兩排焊盤外廓之間的距離：J=C+K（單位mm）式中：J—焊盤圖形外廓距離；C—PLCC最大封裝尺寸；K—系數(shù)，一般取0.75。CAAJ引腳在焊盤中央引腳在焊盤內(nèi)側(cè)1/3處J=C+K（K=0.75mm）2023/9/21間距為1.27（50mil）的SOP、SOJ的焊盤設(shè)計(jì)

單個(gè)焊盤：長×寬=75mil×25mil

SOP8~SOP16A=140milSOP14~SOP28A=300milSOJ16~SOJ24A=230milSOJ24~SOJ32A=280mil2023/9/21PLCC焊盤圖單個(gè)焊盤：長×寬=75mil×25milA=C+30mil（C為元件外形尺寸）2023/9/21(5)BGA焊盤設(shè)計(jì)

BGA的分類和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)BGA焊盤設(shè)計(jì)原則焊盤及阻焊層設(shè)計(jì)引線和過孔幾種間距BGA焊盤設(shè)計(jì)表2023/9/21

BGA的分類和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)a)BGA是指在器件底部以球形柵格陣列作為I/O引出端的封裝形式。分為：PBGA（PlasticBallGridArray塑料BGA）CBGA(CramicBallGridArray陶瓷BGA)TBGA（TapeBallGridArray載帶BGA）μBGA（ChipscalePackage微型BGA），又稱CSP。BGA的外形尺寸范圍為7mm～50mm。一般共面性小于0.2mm。b)PBGA是最常用的，它以印制板基材為載體。PBGA的焊球間距為1.50mm、1.27mm、1.0mm、0.8mm，焊球直徑為0.89mm、0.762mm、0.6mm、0.5mm；2023/9/21

c)BGA底部焊球有部分分布和完全分布兩種分布形式部分分布完全分布2023/9/21BGA焊盤設(shè)計(jì)原則a)PCB上每個(gè)焊球的焊盤中心與BGA底部相對(duì)應(yīng)的焊球中心相吻合；b)PCB焊盤圖形為實(shí)心圓，導(dǎo)通孔不能加工在焊盤上；焊盤最大直徑等于BGA底部焊球的焊盤直徑最小直徑等于BGA底部焊盤直徑減去貼裝精度例如：BGA底部焊盤直徑為0.89mm，貼裝精度為±0.1mm，PCB焊盤最小直徑等于0.89mm-0.2mm。（BGA器件底部焊球的焊盤直徑根據(jù)供應(yīng)商提供的資料）c)與焊盤連接的導(dǎo)線寬度要一致，一般為0.15～0.2mm；d)阻焊尺寸比焊盤尺寸大0.1mm～0.15mm。2023/9/21e)導(dǎo)通孔在孔化電鍍后，必須采用介質(zhì)材料或?qū)щ娔z進(jìn)行堵塞（盲孔），高度不得超過焊盤高度；f)在BGA器件外廓四角加工絲網(wǎng)圖形，絲網(wǎng)圖形的線寬為0.2mm～0.25mm。在BGA器件外殼四周加工絲網(wǎng)圖形2023/9/212023/9/215．THC（通孔插裝元器件）焊盤設(shè)計(jì)元件孔徑=D+(0.3~0.5)mm（D為引線直徑）,IC孔徑=0.8mm；元件名孔距R-1/4W、1/2W10mm;12.5mm;17.5mm；R>1/2W(L+(2~3)mm（L為元件身長）IN41487.5mm，10mm，12.5mm1N400系列10mm，12.5mm小瓷片、獨(dú)石電容2.54mm小三極管、￠3發(fā)光管2.54mm2023/9/21THT元件的焊盤設(shè)計(jì)對(duì)于IC、排電阻、接線端子、插座等等：——孔距為5.08mm（或以上）的，焊盤直徑不得小于3mm；——孔距為2.54mm的，焊盤直徑最小不應(yīng)小于1.7mm。電路板上連接220V電壓的焊盤間距，最小不應(yīng)小于3mm。流過電流超過0.5A（含0.5A）的焊盤直徑應(yīng)大于等于4mm。焊盤以盡可能大一點(diǎn)為好，對(duì)于一般焊點(diǎn)，其焊盤直徑最小不得小于2mm。2023/9/216.布線設(shè)計(jì)

布線寬度和間距線寬線間距備注0.010″

0.010″簡便0.007″

0.008

″標(biāo)準(zhǔn)

0.005″0.005″困難0.002″

0.002″極困難2023/9/21外層線路線寬和線距功能*

0.012/0.0100.008/0.0080.006/0.0060.005/0.005線寬0.012″0.008″0.006″0.005″焊盤間距0.010″0.008″0.006″0.005″

線間距0.010″0.008″0.0060.005″線—焊盤間距0.010″0.008″0.006″0.005″環(huán)形圖*0.008″0.008”0.007″0.006″*線寬/間距*為孔邊緣到焊盤邊緣的距離2023/9/21內(nèi)層線路線寬和線距功能0.012/0.0100.008/0.0080.006/0.0060.005/0.005線寬0.012″0.008″0.006″0.005″焊盤間距0.010″0.008″0.006″0.005″

線間距0.010″0.008″0.006″0.005″線—焊盤間距0.010″0.008″0.006″0.005″環(huán)形圖0.008″0.008″0.007″0.006″線—孔邊緣0.018″0.016″0.013″0.010″板—孔邊緣0.018″0.016″0.013″0.010″2023/9/21一般設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)目間距孔—板邊緣大于板厚線—板邊緣≥0.03"焊盤—線min0.075"焊盤--焊盤min0.025"

焊盤—板邊緣≥0.03"2023/9/21

五種不同布線密度的布線規(guī)則一級(jí)布線密度二級(jí)布線密度三級(jí)布線密度四級(jí)布線密度五級(jí)布線密度2023/9/21一級(jí)布線密度2023/9/21二級(jí)布線密度2023/9/21三級(jí)布線密度2023/9/21四級(jí)布線密度2023/9/21五級(jí)布線密度2023/9/217.焊盤與印制導(dǎo)線連接的設(shè)置(1)與矩形焊盤連接的導(dǎo)線應(yīng)從焊盤長邊的中心引出，避免呈一定角度）。(2)當(dāng)焊盤和大面積的地相連時(shí)，應(yīng)優(yōu)選十字鋪地法和45°鋪地法。(3)從大面積地或電源線處引出的導(dǎo)線長大于0.5mm，寬小于0.4mm。0.5mm0.4mm

不正確正確不正確正確不正確正確（a）好不良設(shè)計(jì)不良設(shè)計(jì)好好不良設(shè)計(jì)最好較好不使用可用（b）

圖5焊盤與印制導(dǎo)線的連接示意圖2023/9/21焊盤與印制導(dǎo)線的連接示意圖2023/9/218.導(dǎo)通孔、測(cè)試點(diǎn)的設(shè)置

①采用再流焊工藝時(shí)導(dǎo)通孔設(shè)置a)一般導(dǎo)通孔直徑不小于0.75mm；b)除SOIC、QFP或PLCC等器件之外，不能在其它元器件下面打?qū)祝籧)不能把導(dǎo)通孔直接設(shè)置在焊盤上、焊盤的延長部分和焊盤角上（見圖6）。d)導(dǎo)通孔和焊盤之間應(yīng)有一段涂有阻焊膜的細(xì)線相連，細(xì)線的長度應(yīng)大于0.5mm，寬度小于0.4mm。

＜0.4mm

不正確正確＞0.5mm

圖6再流焊導(dǎo)通孔示意圖

2023/9/21②采用波峰焊工藝時(shí)導(dǎo)通孔應(yīng)設(shè)置在焊盤中或靠近焊盤的位置，有利于排出氣體。一般要求孔與元件端頭相距0.254mm。

0.254mm

圖7波峰焊導(dǎo)通孔示意圖2023/9/21③測(cè)試點(diǎn)(a)PCB上可設(shè)置若干個(gè)測(cè)試點(diǎn)，這些測(cè)試點(diǎn)可以是孔或焊盤。(b)測(cè)試孔設(shè)置與再流焊導(dǎo)通孔要求相同。(c)探針測(cè)試支撐導(dǎo)通孔和測(cè)試點(diǎn)要求:采用在線測(cè)試時(shí)，PCB上要設(shè)置若干個(gè)探針測(cè)試支撐導(dǎo)通孔和測(cè)試點(diǎn),這些孔或點(diǎn)和焊盤相連時(shí),可從有關(guān)布線的任意處引出,但應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

——要注意不同直徑的探針進(jìn)行自動(dòng)在線測(cè)試（ATE）時(shí)的最小間距；——導(dǎo)通孔不能選在焊盤的延長部分，與再流焊導(dǎo)通孔要求相同；——測(cè)試點(diǎn)不能選擇在元器件的焊點(diǎn)上。2023/9/219.阻焊、絲網(wǎng)的設(shè)置①阻焊（a）PCB制作應(yīng)選擇熱風(fēng)整平工藝。（b）阻焊圖形尺寸要比焊盤周邊大0.05mm～0.254mm，防止阻焊劑污染焊盤。（c）當(dāng)窄間距或相鄰焊盤間沒有導(dǎo)線通過時(shí)，允許采用圖4(a)的方法設(shè)計(jì)阻焊圖形；當(dāng)相鄰焊盤間有導(dǎo)線通過時(shí)，為了防止焊料橋接，應(yīng)采用如圖4(b)的方法設(shè)計(jì)阻焊圖形。(a)(b)

圖4阻焊圖形2023/9/21②絲網(wǎng)圖形一般情況需要在絲網(wǎng)層標(biāo)出元器件的絲網(wǎng)圖形，絲網(wǎng)圖形包括絲網(wǎng)符號(hào)、元器件位號(hào)、極性和IC的1腳標(biāo)志。高密度窄間距時(shí)可采用簡化符號(hào)見圖5。特殊情況可省去元器件位號(hào)。

+++C1C1標(biāo)準(zhǔn)絲網(wǎng)符號(hào)簡化絲網(wǎng)符號(hào)

圖5絲網(wǎng)圖形2023/9/2110.元器件整體布局設(shè)置aPCB上元器件分布應(yīng)盡可能均勻，大質(zhì)量器件再流焊時(shí)熱容量較大，過于集中容易造成局部溫度低而導(dǎo)致虛焊；

b大型器件的四周要留一定的維修空隙（留出SMD返修設(shè)備加熱頭能夠進(jìn)行操作的尺寸）；

c發(fā)熱元件應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離其他元器件，一般置于邊角、機(jī)箱內(nèi)通風(fēng)位置。發(fā)熱元件應(yīng)該用其引線或其他支撐物作支撐（如可加散熱片），使發(fā)熱元件與電路板表面保持一定距離，最小距離為2mm。2023/9/21d對(duì)于溫度敏感的元器件要遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。例如三極管、集成電路、電解電容和有些塑殼元件等應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離橋堆、大功率器件、散熱器和大功率電阻。e需要調(diào)節(jié)或經(jīng)常更換的元件和零部件，應(yīng)置于便于調(diào)節(jié)和更換的位置。如電位器、保險(xiǎn)管、開關(guān)、按鍵、插拔器等。f接線端子、插拔件附近、長串端子的中央以及經(jīng)常受力作用的部位設(shè)置固定孔，并且固定孔周圍應(yīng)留有相應(yīng)的空間。2023/9/21g對(duì)于一些體（面）積公差大、精度低，需二次加工的元件、零部件（如變壓器、電解電容、壓敏電阻、橋堆、散熱器等）與其他元器件之間的間隔在原設(shè)定的基礎(chǔ)上再增加一定的富裕量，建議電解電容、壓敏電阻、橋堆、滌綸電容等增加富裕量不小于1mm，變壓器、散熱器和超過5W（含5W）的電阻不小于3mm。h單面混裝時(shí),應(yīng)把貼裝和插裝元器件布放在A面；i采用雙面再流焊的混裝時(shí)，應(yīng)把大的貼裝和插裝元器件布放在A面；2023/9/21j采用A面再流焊，B面波峰焊時(shí)，應(yīng)把大的貼裝和插裝元器件布放在A面(再流焊面)，適合于波峰焊的矩形、圓柱形、SOT和較小的SOP（引腳數(shù)小于28，引腳間距1mm以上）布放在B面（波峰焊接面)。如需在B面安放QFP元件，應(yīng)按45°方向放置。k貴重元器件不要布放在PCB的角、邊緣、或靠近接插件、安裝孔、槽、拼板的切割、豁口和拐角等處，以上這些位置是印制板的高應(yīng)力區(qū)，容易造成焊點(diǎn)和元器件的開裂或裂紋。2023/9/2111.再流焊與波峰焊貼片元件的排列方向設(shè)計(jì)2023/9/21

(1)再流焊工藝的元器件排布方向

為了減少由于元器件兩側(cè)焊端不能同步受熱而產(chǎn)生豎碑、移位、焊端脫離焊盤等焊接缺陷，要求PCB上兩個(gè)端頭的片式元件的長軸應(yīng)垂直于再流焊爐的傳送帶方向；SMD器件長軸應(yīng)平行于傳送帶方向。

再流焊爐傳送帶方向?qū)τ诖蟪叽绲腜CB，為了使PCB兩側(cè)溫度盡量保持一致，PCB長邊應(yīng)平行于再流焊爐的傳送帶方向，因此當(dāng)PCB尺寸大于200mm時(shí)要求：a兩個(gè)端頭Chip元件的長軸與PCB的長邊相垂直;bSMD器件的長軸與PCB的長邊平行；c雙面組裝的PCB兩個(gè)面上的元器件取向一致。2023/9/21(2)波峰焊工藝的元器件排布方向

波峰焊料流動(dòng)方向

PCB運(yùn)行方向

aChip元件的長軸應(yīng)垂直于波峰焊機(jī)的傳送帶方向；SMD器件長軸應(yīng)平行于波峰焊機(jī)的傳送帶方向。b為了避免陰影效應(yīng)，同尺寸元件的端頭在平行于焊料波方向排成一直線；不同尺寸的大小元器件應(yīng)交錯(cuò)放置；小尺寸的元件要排布在大元件的前方；防止元件體遮擋焊接端頭和引腳。當(dāng)不能按以上要求排布時(shí)，元件之間應(yīng)留有3~5mm間距。(3)元器件的特征方向應(yīng)一致如：電解電容器極性、二極管的正極、三極管的單引腳端、集成電路的第一腳等。2023/9/21采用波峰焊工藝時(shí)PCB設(shè)計(jì)的幾個(gè)要點(diǎn)b)為了減小陰影效應(yīng)提高焊接質(zhì)量，波峰焊的焊盤圖形設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)矩形元器件、SOT、SOP元器件的焊盤長度作如下處理：a)高密度布線時(shí)應(yīng)采用橢圓焊盤圖形，以減少連焊。——延伸元件體外的焊盤長度，作延長處理,；——對(duì)SOP最外側(cè)的兩對(duì)焊盤加寬，以吸附多余的焊錫（俗稱竊錫焊盤）；——小于3.2mm×1.6mm的矩形元件，在焊盤兩側(cè)可作45°倒角處理。2023/9/21減小陰影效應(yīng)的措施

延伸元件體外的焊盤長度2023/9/2145°倒角處理竊錫焊盤

c)波峰焊時(shí)，應(yīng)將導(dǎo)通孔設(shè)置在焊盤的尾部或靠近焊盤。導(dǎo)通孔的位置應(yīng)不被元件覆蓋，便于氣體排出。當(dāng)導(dǎo)通孔設(shè)置在焊盤上時(shí)，一般孔與元件端頭相距0.254mm。d)元器件的布排方向與順序：*元器件布局和排布方向應(yīng)遵循較小的元件在前和盡量避免互相遮擋的原則；*波峰焊接面上的大小元器件應(yīng)交錯(cuò)放置，不應(yīng)排成一直線；*波峰焊接面上不能安放QFP、PLCC等四邊有引腳的器。*由于波峰焊接前已經(jīng)將片式元器件用貼片膠粘接在PCB上了，波峰焊時(shí)不會(huì)移動(dòng)位置，因此對(duì)焊盤的形狀、尺寸、對(duì)稱性以及焊盤和導(dǎo)線的連接等要求都可以根據(jù)印制板的實(shí)際情況靈活一些。2023/9/2112.元器件的間距設(shè)計(jì)(1)與元器件間距相關(guān)的因素：——元器件外型尺寸的公差,元器件釋放的熱量;——貼片機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)精度和定位精度;——布線設(shè)計(jì)所需空間,已知使用層數(shù)；——焊接工藝性和焊點(diǎn)肉眼可測(cè)性；——自動(dòng)插件機(jī)所需間隙;——測(cè)試夾具的使用;——組裝和返修的通道；2023/9/21(2)一般組裝密度的焊盤間距2023/9/21元器件間相鄰焊盤最小間距示意圖（單位：mm）PLCCPLCCQFPSOPSOT標(biāo)準(zhǔn)密度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)2023/9/21標(biāo)準(zhǔn)密度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)2023/9/21標(biāo)準(zhǔn)密度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)2023/9/2113.散熱設(shè)計(jì)

由于SMD的外形尺寸小，組裝密度高。必須考慮散熱設(shè)計(jì)。散熱的方式主要有熱傳導(dǎo)、對(duì)流傳導(dǎo)和輻射傳導(dǎo)三種方式。最有效的方式是熱傳導(dǎo)，通過設(shè)置散熱體，使發(fā)熱元件直接接觸散熱體，這種方法散熱效率較高，可使熱阻下降20~50%。(1)器件設(shè)計(jì)時(shí)可采用導(dǎo)熱性好的引線框材料、加大引線框尺寸、在器件底部設(shè)計(jì)散熱片等措施。2023/9/21(2)印制板的散熱設(shè)計(jì)主要從以下幾方面考慮：(a)在允許條件下，布局時(shí)盡量使PCB上的功率分布均勻。(b)采用散熱層的方法。像“三明治”結(jié)構(gòu)那樣夾在印制板電路中間，見圖36。散熱板的材料可采用銅/殷銅/銅或銅/鉬/銅。設(shè)計(jì)時(shí)注意電路板結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，此方法適用于雙面板或多層板。(c)采用散熱通孔的方法。此方法是在具有散熱板的印制電路板上設(shè)置散熱孔和盲孔。再流焊時(shí)焊錫將散熱孔填滿，這樣可以提高導(dǎo)熱能力。(d)單獨(dú)為發(fā)熱元件增加通風(fēng)冷卻的散熱裝置，或?yàn)榕艧嵩黾右粋€(gè)鐵芯。2023/9/21散熱板和散熱通孔設(shè)計(jì)示意圖2023/9/2114.高頻及抗電磁干擾設(shè)計(jì)

經(jīng)驗(yàn)證明，如果在產(chǎn)品開發(fā)階段解決電磁兼容性問題所需的費(fèi)用為1，那么，等到產(chǎn)品定型后再想辦法解決，費(fèi)用將增加10倍；若等到批生產(chǎn)后再解決，費(fèi)用將增加100倍。因此在產(chǎn)品開發(fā)階段應(yīng)同時(shí)進(jìn)行電磁兼容性設(shè)計(jì)。電磁兼容性與有源器件的選擇、電子電路分析、印制電路板設(shè)計(jì)都有關(guān)系。電磁兼容設(shè)計(jì)的基本方法——是指標(biāo)分配和功能分塊設(shè)計(jì)。即把產(chǎn)品的電磁兼容性指標(biāo)要求細(xì)分成產(chǎn)品級(jí)、模塊級(jí)、電路級(jí)、元件級(jí)的指標(biāo)要求，然后進(jìn)行逐級(jí)設(shè)計(jì)。從元器件、連接器的選擇、印制板的布線、接地點(diǎn)的選擇以及結(jié)構(gòu)上的布置等各方面進(jìn)行綜合考慮。2023/9/21印制板設(shè)計(jì)時(shí)可作如下考慮：(1)選用介電常數(shù)高的電路基板材料，如聚四氟乙烯板。(2)優(yōu)先選用多層板，并將數(shù)字電路和模擬電路分別安排在不同層內(nèi)，電源層應(yīng)靠近接地層，騷擾源應(yīng)單獨(dú)安排一層，并遠(yuǎn)離敏感電路，高速、高頻器件應(yīng)靠近印制板連接器。(3)盡量選擇表面貼裝器件SMD器件與DIP器件相比較，由于SMD器件引線的互連長度很短，因此引線的電感、電容和電阻比DIP器件小得多。另外，SMT印制板通孔少，布線可走捷徑，組裝密度高，單位面積上的器件多，器件間的互連長度短，因此采用SMT工藝可改善高頻特性。2023/9/21(4)盡量增加線距。高頻或高速電路應(yīng)滿足2W原則，W是導(dǎo)線的寬度，即導(dǎo)線間距不小于兩倍線寬度，以減少串?dāng)_。此外，導(dǎo)線應(yīng)短、寬、均勻、直、，如遇到轉(zhuǎn)彎，應(yīng)采用45°角，導(dǎo)線寬度不要突變，不要突然拐角。2023/9/21

地線設(shè)置是最重要的設(shè)計(jì)，也是難度最大的一項(xiàng)設(shè)計(jì)。理想的”地”應(yīng)是零電阻的實(shí)體，各接地點(diǎn)之間沒有電位差，但實(shí)際是不存在的。為了減少地環(huán)路干擾，一般可采用切斷地環(huán)路的方法。例如：將信號(hào)地與機(jī)殼地絕緣，形成浮地，高頻時(shí)可以用平衡電路代替不平衡電路，也可以在兩個(gè)電路之間插入隔離變壓共模扼流線圈光電偶合器等。

目前流行的方法是在屏蔽機(jī)殼上安裝濾波器連接器。此外，在兩個(gè)電路之間的連接或電纜上套鐵氧體瓷環(huán)也可以有效濾除高頻共模干擾。2023/9/21(5)地線設(shè)置大型復(fù)雜的產(chǎn)品中往往包含多種電子電路以及各種電機(jī)、電器等騷擾源，這種情況可按以下步驟進(jìn)行：a分析產(chǎn)品內(nèi)各電路單元的工作電平、信號(hào)類型等騷擾特性和騷擾能力；b將地線分類，例如分為信號(hào)地線、騷擾電源地線、機(jī)殼地線等，信號(hào)地線還可以分為模擬地線和數(shù)字地線等；c畫出整體布局圖和地線系統(tǒng)圖。2023/9/21(6)綜合使用接地、屏蔽、濾波等措施。(7)高頻傳輸線的設(shè)計(jì)在低頻電路中，用兩根導(dǎo)線就能把信號(hào)由信號(hào)源送到負(fù)載。而在高頻電路中用兩根普通的導(dǎo)線來傳輸信號(hào)的過程中信號(hào)會(huì)產(chǎn)生反射、電磁偶合和能量輻射等問題，將使信號(hào)受到損失并影響傳輸信號(hào)的精確性。甚至?xí)恋K高速電路性能的實(shí)現(xiàn)。只有按高頻傳輸線設(shè)計(jì)才能合理解決信號(hào)的高頻電磁場(chǎng)的傳輸。2023/9/21

PCB上的布線傳輸高頻信號(hào)時(shí)，除布線本身的電阻外，還存在分布電容、電感，這些參數(shù)的物理特征量在空間是隨時(shí)間按一定規(guī)律分布的，沿線各點(diǎn)的瞬時(shí)電壓、電流值和相位均不同。高頻傳輸線的作用是將分布參數(shù)作等效網(wǎng)絡(luò)處理，計(jì)算出傳輸線的特性阻抗，使特性阻抗值和負(fù)載阻抗相匹配。達(dá)到減小或消除信號(hào)反射的目的。使傳輸線中只存在單行波，或稱為“行波狀態(tài)”。屏蔽體是阻止電磁波在空間傳播的一種措施，為了避免電磁感應(yīng)引起屏蔽效能下降，避免地電壓在屏蔽體內(nèi)造成干擾，屏蔽體應(yīng)單點(diǎn)接地。2023/9/2115.可靠性設(shè)計(jì)在嚴(yán)格執(zhí)行可制造性設(shè)計(jì)規(guī)范的基礎(chǔ)上著重注意以下內(nèi)容：2023/9/21(1)插裝元器件跨距應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化(2)邊線距離要求——導(dǎo)線距邊大于1mm，3mm夾持邊不能布放元器件。(3)高、中頻電路屏蔽盒內(nèi)外的元器件距盒壁應(yīng)有2mm以上的距離。(4)插裝元器件焊盤與引線間隙在0.2~0.3mm之間，自動(dòng)插裝機(jī)的插裝孔比引線大0.4mm。2023/9/21(6)受力強(qiáng)度較大的元件（如連接器等），采取加大焊盤或采取加固件的方法。應(yīng)有利于插、拔。(7)散熱板、屏蔽盒和其它大部件在印制板上的布局，應(yīng)有利于耐沖擊抗振動(dòng)。(8)元器件排列給接插件留有余地。(9)重力分布要求為了防止重力過分集中引起印制板變形，盡量把較重的大元件安排在PCB的四邊上，必要時(shí)加結(jié)構(gòu)件進(jìn)行矯正。(10)靜電敏感元器件（如CMOS器件）應(yīng)標(biāo)有靜電防護(hù)標(biāo)志。2023/9/21(11)安全性要求a）發(fā)熱元件（如大功率電阻、大電流晶體管）的安裝要求距PCB板面的距離≥5mm；b）大電流（如電源部件）的焊盤應(yīng)≥∮3.8mm印制導(dǎo)線的寬度＞2.5mm。c）印制導(dǎo)線間隙耐電壓、印制導(dǎo)線寬度與容許電流見表1、表2。2023/9/21(12)機(jī)箱元器件布局和裝配可靠性要求(a)高頻單元裝配要求高頻單元的元器件及導(dǎo)線的連線應(yīng)盡量短，一般直接裝焊。(b)高壓單元裝配要求高壓單元的元器件之間的距離應(yīng)盡可能大，以確保安全可靠；元器件引線應(yīng)彎成圓弧，杜絕彎成銳角或直角，以免發(fā)生尖銳放電；連線應(yīng)采用耐相應(yīng)高壓導(dǎo)線；裝配焊點(diǎn)應(yīng)圓滑，不允許有拉尖或毛刺。(c)高溫單元裝配要求高溫單元的元器件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離發(fā)熱元器件，連線不應(yīng)貼靠發(fā)熱元器件；發(fā)熱件應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的散熱措施；大功率電阻器距印制板應(yīng)有一定的距離。2023/9/21

(d)地線布局裝配要求接地線應(yīng)短而粗，以減少接地阻抗；當(dāng)電路中同時(shí)存在高低頻率、大小電流源的復(fù)雜情況時(shí)，應(yīng)采用相應(yīng)的防范措施，以防止通過公共地線產(chǎn)生寄生偶合和相互干擾。(e)其它要求在結(jié)構(gòu)和布局設(shè)計(jì)方面應(yīng)考慮裝配的牢固性，機(jī)箱空間的利用和重量分布的合理性；在器件電器連接方面應(yīng)考慮連線布局應(yīng)有利于生產(chǎn)操作和便于調(diào)試、維修；在總體方面應(yīng)考慮適當(dāng)縮小整體體積。2023/9/21(13)CMOS集成電路在使用中防靜電和鎖定措施對(duì)CMOS集成電路應(yīng)特別注意在使用中防靜電和鎖定（可控硅效應(yīng)），在使用中除了嚴(yán)格遵守有關(guān)的防靜電措施外，還應(yīng)注意：(a)不使用的輸入端應(yīng)根據(jù)應(yīng)用要求接電源或接地，不得懸空；輸入部位保護(hù)輸出部位保護(hù)（電路板輸入接口加瞬變電壓抑制二極管并接地）2023/9/21數(shù)字集成電路數(shù)字集成電路16.降低生產(chǎn)成本設(shè)計(jì)2023/9/21四.SMT設(shè)備對(duì)PCB設(shè)計(jì)的要求1.PCB外形、尺寸設(shè)計(jì)2．PCB定位孔和夾持邊的設(shè)置3.基準(zhǔn)標(biāo)志(Mark)設(shè)計(jì)4．拼板設(shè)計(jì)5．選擇元器件封裝及包裝形式6．

PCB設(shè)計(jì)的輸出文件2023/9/211.PCB外形、尺寸設(shè)計(jì)2023/9/21

進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)，首先要考慮PCB外形。PCB的外形尺寸過大時(shí)，印制線條長，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加；過小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。同時(shí)PCB外形尺寸的準(zhǔn)確性與規(guī)格直接影響到生產(chǎn)加工時(shí)的可制造性與經(jīng)濟(jì)性。PCB外形設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：（1）形狀設(shè)計(jì)a)印制板的外形應(yīng)盡量簡單，一般為矩形，長寬比為3：2或4：3，其尺寸應(yīng)盡量靠標(biāo)準(zhǔn)系列的尺寸，以便簡化加工工藝，降低加工成本。b)板面不要設(shè)計(jì)得過大，以免再流焊時(shí)引起變形。2023/9/21（2)PCB尺寸設(shè)計(jì)

PCB尺寸是由貼裝范圍決定的。PCB最大尺寸=貼裝機(jī)最大貼裝尺寸PCB最小尺寸=貼裝機(jī)最小貼裝尺寸在設(shè)計(jì)PCB時(shí)，一定考慮貼裝機(jī)的最大、最小貼裝尺寸。JUKI機(jī)：PCB允許長×寬＝330×250、410×360~50×50510×360、510×460~50×50當(dāng)PCB尺寸小于最小貼裝尺寸時(shí)，必須采用拼板方式。2023/9/21

（3）PCB厚度設(shè)計(jì)a一般貼裝機(jī)允許的板厚：0.5~5mm。PCB厚度一般在0.5~2mm范圍內(nèi)。b只裝配集成電路、小功率晶體管、電阻、電容等小功率元器件，在沒有較強(qiáng)的負(fù)荷振動(dòng)條件下，使用厚度為1．6mm、板的尺寸在500mm×500mm之內(nèi)；C有負(fù)荷振動(dòng)條件下，要根據(jù)振動(dòng)條件采取縮小板的尺寸或加固和增加支撐點(diǎn)的辦法，仍可使用1.6mm的板；d板面較大或無法支撐時(shí)，應(yīng)選擇2~3mm厚的板。e當(dāng)PCB尺寸小于最小貼裝尺寸時(shí)，必須采用拼板方式。2023/9/212.PCB定位孔和夾持邊的設(shè)置

一般絲印機(jī)、貼裝機(jī)的PCB定位有針定位、邊定位兩種定位方式。為保證貼裝精度，自動(dòng)印刷機(jī)和貼裝機(jī)都配有PCB基準(zhǔn)校正用的視覺定位系統(tǒng)。在導(dǎo)軌夾持邊和定位孔附近不能布放元器件。2023/9/21

(a)針定位不能布放元器件的區(qū)域

(b)邊定位不能布放元器件的區(qū)域。

2023/9/21安裝孔如果不是用于接地,安裝孔內(nèi)壁不允許有電鍍層。2023/9/213.基準(zhǔn)標(biāo)志(Mark)設(shè)計(jì)2023/9/21

基準(zhǔn)標(biāo)志(Mark)：是為了糾正PCB加工誤差，用于光學(xué)定位的一組圖形?；鶞?zhǔn)標(biāo)志的種類：分為PCB基準(zhǔn)標(biāo)志和局部基準(zhǔn)標(biāo)志。Mark形狀：實(shí)心圓、三角形、菱形、方形、十字、空心圓等都可以，優(yōu)選實(shí)心圓。Mark尺寸：

1.5mm～

2mm。最小

0.5mm。最大不能超過5mm。Mark表面：裸銅、鍍錫、鍍金均可，但要求鍍層均勻、不要過厚。Mark周圍：考慮到阻焊材料顏色與環(huán)境反差，在Mark周圍有1—2mm無阻焊區(qū)，特別注意不要把Mark設(shè)置在電源大面積地的網(wǎng)格上。(1)基準(zhǔn)標(biāo)志圖示（單位：mm）圖中此區(qū)域內(nèi)不能有任何圖形和銅箔,

1～2

1～21.5～2

1.5～2

2023/9/21(2)基準(zhǔn)標(biāo)志布放位置

基準(zhǔn)標(biāo)志布放位置根據(jù)貼裝機(jī)的PCB傳輸方式?jīng)Q定，直接采用導(dǎo)軌傳輸PCB時(shí)，在導(dǎo)軌夾持邊和定位孔附近不能

布放Mark，具體尺寸根據(jù)貼裝機(jī)而異。

(a)針定位時(shí)基準(zhǔn)標(biāo)志圖形不能布放區(qū)域

(b)邊定位時(shí)，距板邊4mm內(nèi)不能布放基準(zhǔn)標(biāo)志圖形

2023/9/21(3)PCB基準(zhǔn)標(biāo)志——PCB基準(zhǔn)標(biāo)志用于整個(gè)PCB光學(xué)定位的一組圖形

(a)(b)(c)PCB基準(zhǔn)標(biāo)志位置示意圖(4)局部基準(zhǔn)標(biāo)志——是用于引腳數(shù)量多，引腳間距小（中心距≤0.65mm）的單個(gè)器件的一組光學(xué)定位圖形。局部基準(zhǔn)標(biāo)志位置示意圖2023/9/214．拼板設(shè)計(jì)

當(dāng)PCB尺寸小于最小貼裝尺寸時(shí)，必須采用拼板方式。拼板可以提高生產(chǎn)效率，雙面全表面貼裝，并且不采用波峰焊工藝時(shí)，可采用雙數(shù)拼板、正反面各半、兩面圖形完全相同的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)可以采用同一塊模板、節(jié)省編程、生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、提高生產(chǎn)效率和設(shè)備利用率。2023/9/21(1)拼板設(shè)計(jì)要求:a拼板的尺寸不可太大，也不可太小，應(yīng)以制造、裝配、和測(cè)試過程中便以加工，不產(chǎn)生較大變形為宜。根據(jù)PCB厚度確定。(1mm厚度的PCB最大拼板尺寸200mm×150mm)b拼板的工藝夾持邊（一般為10mm）。cMARK點(diǎn)加在每塊小板的對(duì)角上，一般為二個(gè)（一點(diǎn)也可以）。d定位孔加在工藝邊上，其距離為各邊5mm.。e雙面貼裝如果不進(jìn)行波峰焊時(shí)，可采用雙數(shù)拼板正反各半。f拼板中各塊PCB之間的互連有雙面對(duì)刻V形槽和斷簽式兩種方式。要求既有一定的機(jī)械強(qiáng)度，又便于貼裝后的分離。2023/9/21斷簽式和雙面對(duì)刻V形槽互連方式2023/9/21

斷簽式斷簽長度不大于2.54mm，寬度不大于2mm

雙面對(duì)刻V形槽開槽或連接厚度為板厚的1/3，誤差為±0.15mm；角度為30°/45°±5°。5．選擇元器件封裝及包裝形式

a封裝尺寸及包裝形式要符合貼裝機(jī)供料器的配置；b大批量生產(chǎn)時(shí)，SMD器件的包裝盡量選用編帶形式。2023/9/21

e)SMC/SMD包裝選擇 SMC/SMD包裝形式的選擇也是影響自動(dòng)貼裝機(jī)生產(chǎn)效率一項(xiàng)關(guān)鍵因