PCB设计工艺规范

1. 目的和作用

规范产品的PCB工艺设计，使得PCB的设计满足可生产性、工艺性、可测性、维修性、以及安规等方面的要求，提高过波峰焊产品的生产效率和改善产品的焊接质量，在产品设计过程中构建产品的工艺、技术、质量、成本优势。

2. 适用范围

本规范适用于所有电子产品的PCB工艺设计，运用但不限于PCB的设计。

3. 术语定义

DIP:指的是插件技术。与SMT贴片技术相对应。

V-CUT：就是PCB的V形槽，一般双面对刻，深度为板厚的1/3左右,容易分板。

桥接：即是连焊，短路。

过孔（Through via）：从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔。

安装孔（Component hole）：用于元件端子固定于印制板及导电图形电气联接的孔。

4. 引用/参考标准或资料

IPC-A-610C 《电子组装件的验收条件》

IEC60194 《印制板设计、制造与组装术语与定义》

IPC-A-600F 《印制板的验收条件》

《PCB设计工艺规范》等

5. 规范内容

5.1、PCB板材要求

5.1.1 确定PCB使用板材

确定PCB所选用的板材，例如FR-4，铝基板、陶瓷基板、纸芯板等。

5.1.2 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。除非特殊要求，一般不允许有裸铜焊盘出现。

5.2、PCB布线的取向

所有相互靠近的线系尽量取平行于焊接时的运动方向（这样由于液态铅料和他们之间相互运动产生的擦拭作用降低了产生桥接短路的危险性），可以使用“X-Y坐标布线”设计思想。所谓“X-Y坐标布线”即布设在PCB一面的所有导线都与PCB边沿平行，而布设在另一面的所有导线都与先布线的一面导线正交。良好的PCB布线几乎可以完全消除桥接现象。在普通PCB上比较小的间隙也可以很安全地进行波峰焊接。“X-Y坐标布线法”适用于双面或多面PCB，对单面PCB 不完全适应。但设计单面PCB的布线时也必须遵循密集的布线簇的走向，应尽可能取与焊接方向平行或者成一个小的夹角，切忌与焊接方向垂直。

5.3、焊盘的形状

焊盘的形状一般要与孔的形状相适应。即圆孔作圆焊盘；长方孔作长方焊盘。而孔的形状一般要与焊接元件引线（引脚）相对应。即；圆线作圆孔；方线作方孔。否则在波峰焊接中容易产生假焊或孔穴缺陷。另外在大批量生产中，方孔有许多缺陷，所以已趋向于设计成长圆孔（椭

圆孔）。对于长边小于0.8mm的扁平引线由于其尺寸已足够小，所以允许用圆孔与其配合。在设计过程中注意整个板面焊盘要个个分明，不允许有重迭交连。

5.4、直线密集形焊盘

直线密集型焊盘就是指的IC所用的焊盘，对此类焊盘一般采用开圆孔并作圆形焊盘，不宜作长方形或长圆形。

5.5、焊盘与孔的同心度

焊盘与孔必须同心。焊盘与孔不同心，则几乎百分之百产生孔穴缺陷，气孔或吃锡不均匀的毛病。由于金属表面对液体的吸附力，是与表面积的大小有关的，面积大的表面吸附力也大，这就导致了液态焊料是从窄处向宽处流动，窄处的铅料被拉走而出现吃锡量少的现象，如下图所示：

5.6、焊盘与孔直径的配合

插装元器件管脚应与通孔公差配合良好（通孔直径大于管脚直径 0.2—1.0mm），考虑公差可适当增加，确保透锡良好。元件的孔径形成序列化，40mil 以上按 5 mil 递加，即 40 mil、

45 mil、50 mil、55 mil……；40 mil 以下按 4 mil 递减，即 36 mil、32 mil、28 mil、

24 mil、20 mil、16 mil、12 mil、8 mil. 器件引脚直径与 PCB 焊盘孔径的对应关系：

器件引脚直径（D）PCB 焊盘孔径

D≦1.0mm D+0.3mm

1.0mm

2.0mm D+0.4mm

D>2.0mm D+0.5mm

大量的经验表明，焊盘与孔直径配合不当，将严重影响焊点形状的丰满程度。焊点的机械强度主要取决于焊点接合部的合金化程度。只要充分合金化了，焊点所包裹的焊料量的多少对强度的影响不是很明显。此外，孔的中心与焊盘中心的偏离也会影响焊点的质量。为了生产，维修方便，下面推荐一组盘、孔间配合的优选尺寸。

焊盘与孔的尺寸配合关系

5.7、.安装孔的设定标准：

注：a.客户有要求时,优先考虑

b.元件资料中有推荐尺寸时,应仔细探讨、比较后决定

5.8、布局基本要求：

5.8.1：DIP插入元器件脚距：

5.8.1.1：轴向元器件脚距设定基准：

5.8.1.2：其它DIP元器件脚距设计，因供应商，以及各型号规格等多不统一，请参照各供应

商焊盘尺寸设计标准进行制定。

注：脚距的设定种类越少越好，便于生产和减少工装数量。

5.8 2：SMD脚距设置：

5.8.2.1 CHIP元件

5.8.2.2 其它SMD元件，由于规格型号比较多，各供应商规格各不相同，请参照各供应商焊

盘尺寸设计标准以及SMD焊盘尺寸标准进行制定。

5.8.3、需波峰焊工艺的DIP,SMD元器件布局需遵守：

5.8.3.1单板背面元器件不形成阴影效应的安全距离已考虑波峰焊工艺的 SMD元器件距离要

求如下：

a：相同类型元器件距离

b：不同类型元器件距离

5.8.3.2: 经常插拔元器件或板边连接器周围 3mm范围内尽量不布置 SMD元件（如下图），以防止连接器插拔时产生的应力损坏元器件。

5.8.3.3：单列直插和双列直插及小型开关的引出线焊盘的排列方向应与焊接方向垂直，这样引线焊盘之间顺焊接方向有较大的空隙，可明显地减少桥接的可能。也可以在焊盘之间加白色防焊线，防止短路。较轻的元件如二极管和1/4w电阻等，布局时应时其轴线和波峰焊的方向垂直。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。

5.8.3.4:为保证过波峰焊时不连锡，过波峰焊的插件元件焊盘边缘间距应大于 1.0mm（包括元件本身引脚的焊盘边缘间距）。

优选插件元件引脚间距（pitch）≧2.0mm，焊盘边缘间距≧1.0mm。

在元器件本体不相互干涉的前提下，相邻元器件焊盘边缘间距满足下图要求：

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元器件时，当相邻焊盘边缘间距为 0.6mm--1.0mm时，推荐采用椭圆形焊盘或加偷锡焊盘，如下图。

5.8.3.5：BOTTOM 面表贴元器件需过波峰时，贴片元件，阻、容件轴向要与波峰焊传送方向垂直，阻排及SOP（PIN间距大于等于1.27mm）元器件轴向与传送方向平行；PIN间距小于1.27mm的IC,SOJ,PLCC,QFP等有源元件避免使用波峰焊焊接。

a. SOP元器件在过波峰尾端需接增加一对偷锡盘。如下图。

b．SOT 元器件过波峰尽量满足最佳方向。如下图。

5.8.4：可调元器件、可插拔元器件，螺丝孔位，装配/拆卸点周围需留有足够的空间供调试和维修，应根据系统或模块的PCBA安装布局以及可调元器件的调测方式来综合考虑可调元器件的排布方向、调测空间；可插拔元器件周围空间预留应根据邻近元器件的高度决定。

5.8.5：有极性的变压器的引脚尽量不要设计成对称形式。

5.8.6：设计和布局 PCB 时，应尽量允许元器件过波峰焊接。选择元器件时尽量少选不能过波峰焊接的元器件，另外放在焊接面的元器件应尽量少，以减少手工焊接。有过波峰焊接的元器件尽量布置在 PCB 边缘以方便堵孔。

5.8.7：裸跳线不能贴板跨越板上的导线或铜皮，以避免和板上的铜皮短路，绿油不能作为有效的绝缘。

5.8.8：电缆的焊接端尽量靠近 PCB 的边缘布置以便插装和焊接，否则 PCB 上别的元器件会阻碍电缆的插装焊接或被电缆碰歪。

5.8.9：散热要求：

5.8.9.1：发热元件一般要均匀分布，以利于单板或者整机散热。

5.8.9.2：发热元件应有足够的空间以利于散热。热敏元件应远离发热元件。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元件离热源距离要求大于或等于2.5mm。

b. 自然冷条件下，电解电容等温度敏感元件离热源距离要求大于或等于4.0mm。

若因为共建的原因不能达到要求距离，则应通过温度测试保证温度敏感元件的温升在降额范围内。

5.8.9.3：散热器的放置应考虑对流。

5.8.10：大型元器件（如：变压器、直径15.0MM 以上的电解电容、大电流的插座，散热片定位柱等）应加大铜箔及上锡面积.

5.8.11:PCB上如果有Φ12或方形12MM以上的孔, 避免焊接时造成漫锡和板变形，必须先将孔补全，补全部分和原有的 PCB 部分要以单边几点连接，在波峰焊后将之去掉如下图：

5.8.12：跳线不要放在IC 下面或电位器以及其它大体积金属外壳的元件下. 散热器正面下方应无走线或以作绝缘处理（考虑到散热器安装的偏位及安规距离），若需要在散热器下布线，则应采取绝缘措施使散热器与走线绝缘，或确认走线与散热器是同等点位。

5.8.13：设计双面板时要注意，金属外壳的元件，插件时外壳与印制板接触的，顶层的焊盘不可开，一定要用绿油或丝印油盖住。

5.8.14：每一块PCB 上都必须用实心箭头标出过锡炉的方向。（I/O Port朝前过波峰）

5.8.15：丝印

5.8.15.1:所有元器件都必须有丝印框；所有的元器件，安装孔都要有相应的丝印标记，器件位号不应被安装后器件所遮挡；极性元件方向标记清楚，对于电解电容，二极管等极性元器件，在每个功能单元内应尽量保持方向一致（同类行的元件应该在 X或 Y方向上一致。同一类型的有极性分立元件也要力争在 X或 Y方向上一致，以便于生产和调试。）。PCB板名，日期或版本需要有明确的丝印标记，所有字符不可以上盘，要保证装配以后还可以清晰看到字符信息。所有字符在 X 或Y方向上应一致。字符、丝引大小要统一。

5.8.15.2：元件的安放为水平或垂直，丝印字符为水平或右转90 度摆放。应尽量保证PCB 板放在插件线上时丝印是正方向的，便于作业。

5.8.15.3：上锡位不能有丝印油，焊盘中心距小于2.5MM 的,相邻的焊盘周边要有丝印油包裹。

5.8.15.4：安规方面：保险管的安规标识齐全；PCB 上危险电压区域标注高压警示符PCB 的危险电压区域部分应用虚线与安全电压区域隔离，并印上高压危险标识和“ DANGER!HIGH VOTAGE ”，如下图

5.8.16：测试焊盘以Φ2.0MM为标准，最小要Φ1.5mm。工艺做测试治具后的产品，测试焊盘不能移动，非不得已事先要与工艺部门商量。

5.8.17：PCB连扳方式应尽可能采用最经济的方式和最方便生产的方式，连扳的时候要充分考虑PCB半成品后的重量，连扳的承重能力。工艺边的宽度一般为5MM,V-CUT开槽的时候应考虑PCB 承重能力以及分板的难易程度。当PCB尺寸超过350mm*300mm时请事先通知工艺部门。（参考《PCB 工艺边及拼板规范》R/QS292）。

6.结语：

以上设计工艺要求只针对DIP，SMD零件的设计布局，随着波峰焊的导入，以及越来越多的新的零件的导入，会出现更多的工艺要求；双面SMD元件过波峰，涉及到红胶制程，目前暂不考虑。PCB layout的时候请尽量将所有元件放在同一面。

波峰焊接技术是一项系统工程，因此必须在一开始就在设计、制造和规划等方方面面采取各种保护措施，并认真地控制整个相关的生产过程才能从根本上提高产品的可靠性。