PCB设计与可制造性之间的关系
面向电子组装的PCB可制造性设计
【 关键词 】印 制板； 可制 造性 设计； 电子 组装； 焊 盘
■ 鲜 飞 武 汉华 中数 控 股份 有限公 司
１ 。 前言
２ ． Ｄቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＦ Ｍ的概念和作用
Ｄ Ｆ Ｍ （ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｆ ｏ ｒ Ｍ ａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ）技术 ，即可 制造 性 技术 ，主要研 究产 品本 身的物 理设计与制 造系统各部分 之间的相 互关 系，并把 它用于产品设计 中 以便将 整个制
Ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ） 、试制 前分析 （ Ｂ ａ ｓ ｉ ｃ Ｐ ｒ ｅ — Ｒ ｅ ｌ ｅ ａ ｓ ｅ Ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ） 和试制后分析 （ Ｐ ｏ ｓ ｔ — Ｒ ｅ ｌ ｅ ａ ｓ ｅ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ ） 。不同阶段的实施
５ ４ 蔓
黧 ２ ０ １ ３ ￣ － － ２ ， Ｅ Ｊ 第 １ 期
随着 产 品 的微 型化 、复 杂 化 ，Ｐ Ｃ Ｂ（ 印制 板 ）的组 装
以解决 。这种设计概念及设计方法可缩短产 品投放 市场 的时 间、降低成本 、提 高产量 。以往 ，公司通 常的做法 是 ：新产 品从 设计 到生产 乃至 交付用 户使用的过程总是 从 一个部 门提 交到下一个部门，这种 过程是一个顺序工 程 。出于 各环节 串行，生产准 备只能在设计完全结束后 起动 ，延长 了产品开发时间 ，丧失 了占领市场 的机会 。 更严重的是设计与制造的严重分离 ，产 品设计和开发 部 门没有及时吸收制造和工程部 门对新产 品的改进 意见 ，
PCB设计的可制造性ppt
为了提高PCB设计的可制造性，需要进行一系列的优化设计和技术处理，这会增加制造成 本和生产成本。
环保要求提高
随着全球环保意识的提高，对PCB生产过程中的环保要求也越来越高，需要在设计阶段考 虑环保因素，提高PCB设计的可回收性和可降解性。
未来发展趋势与展望
01
智能化设计
利用人工智能、大数据等信息技术，实现PCB设计的智能化和自动化
设计与制程能力
总结词
PCB设计的可制造性要求充分考虑设计与制程能力，确保设 计符合制程规范。
详细描述
设计过程中应考虑制造过程中的各项因素，如加工精度、层 数、线宽和间距等。此外，还应注意PCB尺寸、形状和结构 的设计，以使其符合生产设备和工艺流程的要求。
表面处理与防护
总结词
表面处理和防护对于PCB的可制造性具有重要影响。
自动化设计与制程技术
PCB设计软件
使用具备自动化功能的PCB设计软件，可提高设 计效率和准确性。
CAM软件
通过CAM（计算机辅助制造）软件实现自动化 生产编程，减少人工操作失误。
PCB质量检测
采用自动化检测设备进行质量检测，提高检测效 率和准确性，降低漏检率。
可测试性与可维修性
制定测试计划
在设计初期考虑测试需求，制定合理的测试计划，确保可测试性 。
05
pcb度互联(hdi)板的设计
HDI板特点
高密度、多层、微型化、复杂 化。
设计难点
信号完整性、电源完整性、电 磁屏蔽、散热等问题。
解决策略
采用压合式连接、微孔定位、 精确对位等技术。
案例二：柔性板的设计与制造
01
02
03
柔性板特点
轻、薄、可弯曲、可折叠 。
PCB可制造性设计工艺规范
PCB可制造性设计工艺规范PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）是电子产品中非常常见的一部分。
它是由一种基层材料（通常是玻璃纤维增强复合材料）和通过印刷或压合技术固定在基层上的导电层构成的。
PCB可制造性设计工艺规范是一系列准则和要求，用于确保PCB的设计在生产制造过程中能够达到高质量和可重复性。
首先，对于PCB可制造性设计工艺规范来说，一个重要的方面是布局和布线。
布局指的是元件在PCB上的位置和排列方式，而布线则是指通过导线将元件连接在一起。
在布局方面，应该根据电路的需求和元件的特性进行合理的布局，避免不必要的干扰和噪音。
在布线方面，应该注意导线的长度、走线的宽度和间距，以及阻抗匹配和传输速率等因素。
其次，PCB可制造性设计工艺规范还包括了对于孔的规定。
在PCB制造过程中，通常需要在板上打孔以安装元件。
对于孔的规定，包括孔的类型（如贴片孔、通孔等）、孔的直径和位置等。
这些规定需要考虑到元件的尺寸和安装的要求，以及后续的焊接和连接等操作。
此外，在PCB可制造性设计工艺规范中还包括了对于焊盘和焊接的要求。
焊盘是指用于连接元件和导线的金属圆盘。
对于焊盘的规定，包括焊盘的形状、尺寸和间距等。
而对于焊接的要求，包括焊接的方法、焊点的形状和强度等。
这些规定需要考虑到焊接工艺的可行性和可靠性，以及后续的维修和升级等操作。
最后，PCB可制造性设计工艺规范还应该包括对于阻焊和丝印的要求。
阻焊是一种覆盖在PCB表面的绝缘材料，用于保护导线和焊盘不受外界环境的影响。
对于阻焊的规定，包括阻焊的类型、颜色和厚度等。
丝印则是一种印刷在PCB表面的文字和标记，用于标识元件和线路的位置和功能。
对于丝印的规定，包括丝印的颜色、位置和字体等。
总的来说，PCB可制造性设计工艺规范是为了确保PCB在生产制造过程中能够达到高质量和可重复性而制定的一系列准则和要求。
这些准则和要求涵盖了PCB布局和布线、孔的规定、焊盘和焊接的要求，以及阻焊和丝印等方面。
PCB知识与可制造性设计
PCB知识与可制造性设计主编：陈宏凡1 前言本课程是讲述现代PCB制作工艺简介，规格参数对产品，加工要求及成本的影响，如何综合合理利用这些参数达到我们的设计目标。
使学员了解PCB设计的重要参数及部分设计技巧，引导学员开拓思维，用设计的方法为产品的可靠高效生产服务。
2 目录3.1、PCB名词解释。
3.2、PCB相关概念及生产流程简介。
3.3、PCB的相关参数与讲解。
3.4、PCB生产过程的限制条件和关键管控点。
3.5、贴片，波峰焊，装配对PCB的要求和限制条件。
3.6、PCB可制造性设计之：拼板。
3.7、PCB可制造性设计之：焊盘设计。
3.8、PCB可制造性设计之：绿油防焊。
3.9、PCB可制造性设计之：白油丝印。
3.10、PCB可制造性设计之：过孔。
3.11、PCB可制造性设计之：光学点。
3.12、PCB可制造性设计之：零件选用。
3.13、PCB可制造性设计之：置件布线。
3.14、PCB可制造性设计之：其他技巧与产品优化设计。
3.15、总结3 正文3.1、PCB名词解释。
PCB：印制电路板：printed circuit board (pcb)（亚洲，美洲叫法）PWB：印制线路板：printed wiring board(pwb)（欧洲叫法）。
PCB和PWB都是同一个东西，只是全球各区域的叫法不一样。
在BYD，印制电路板我们还是叫做PCB。
3.2、PCB相关概念及生产流程简介。
3.2.1 PCB的部分概念。
FR-4：玻璃纤维板材的统称。
FR-4里面因为纤维及胶的含量不一致及厚度，厂商不同可以细分出超过1000种板材。
这些板材的特性不一，需要了解其特性，衡量自己本省的实际需求后进行合理选择。
铜箔：附着在FR-4板材上面的金属铜层被叫做铜箔。
铜箔厚度使用“盎司/OZ”作为单位。
其概念为“1OZ=28.35克/平方英尺=35微米=1.35mil”。
表面工艺：PCB表面外露铜箔使用的处理工艺方式。
常见表面工艺有无铅喷锡，有铅喷锡，电金，化金，化银，化锡，OSP。
PCB可制造性设计规范
PCB可制造性设计规范PCB (Printed Circuit Board)的制造性设计规范是指在设计和布局PCB电路板时所需考虑的一系列规范和标准，以确保电路板的制造过程顺利进行并获得可靠性和性能。
一、尺寸规范1.PCB电路板的尺寸要符合制造商的要求，包括最小尺寸、最大尺寸和板上零部件之间的间距。
2.确保电路板的边缘清晰、平整，并防止零部件或钳具与电路板边缘重叠。
二、层规范1.根据设计要求确定所需的层次和层的数量，确保原理图和布局文件的一致性。
2.定义PCB的地平面层、电源层、信号层和垫层、焊盘层等的位置和规格。
三、元件布局规范1. 合理布局元件，以最小化路径长度和EMI (Electromagnetic Interference)，提高电路的可靠性和性能。
2.避免元件之间的相互干扰和干涉，确保元件之间有足够的间距，以便于焊接工序和维修。
四、接线规范1.线路走向应简洁、直接，避免交叉和环形走线。
2.确保信号和电源线路之间的隔离，并使用正确的引脚布局和接线技术。
五、电路可靠性规范1.选择适当的层次和厚度，以确保足够强度和刚度。
2.确保电路板表面和感应部件光滑，以防止划伤和损坏。
六、焊接规范1.在设计中使用标准的焊盘尺寸和间距，以方便后续的手工或自动焊接。
2.制定适当的焊盘和焊缺陷防范措施，以最小化焊接问题的发生。
七、标准规范1. 遵循IPC (Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits)标准，以确保PCB的制造符合国际标准。
2.正确标注和命名电路板上的元件和信号，以方便生产和测试。
八、生产文件和图纸规范1.提供准确和详细的生产文件和图纸，包括层叠图、金属化孔、引线表和拼图图等。
2.确保文件和图纸的易读性和可修改性。
九、封装规范1.选择适当的封装类型和尺寸，以满足电路板的要求。
2.避免使用不常见或过于复杂的封装，以确保可靠的元件焊接和连接。
PCB---可制造性
PCB可制造性一、PCB可制造性概念1、PCB可制造性设计：从广义上讲，包括了产品的制造、测试、返工、维修等产品形成全过程的可行性；狭义上讲是指产品制造的可行性。
2、针对PCB可制造性设计包括两方面：（1）PCB的可制造性 ( DFM：Design for Manufacture )；（2）PCB贴装、组装的可制造性( DFA：Design for Assembly ) ；在设计时需要考虑周全，比如:BGA周围3MM内不要放置元器件，其目的就是为了利于返修BGA。
3、可制造性设计的目的：可制造性设计DFM（Design For Manufacture）就是从产品开发设计时起，就考虑到可制造性和可测试性，使设计和制造之间紧密联系，实现从设计到制造一次成功的目的。
DFM是保证PCB设计质量的最有效的方法。
DFM具有缩短开发周期、降低成本、提高产品质量等优点，是企业产品取得成功的途径。
4、PCB可制造性设计包括以下几个方面:（1）板材的选择；（2）多层板的叠层结构设计；（3）电路图形设计：孔和焊盘的设计要求、线路设计、阻焊设计、字符设计；（4）表面处理工艺的选择。
下面将对PCB可制造性设计的以上四个方面逐一讲解：5、板材的种类：（a）覆铜箔基板（Copper-clad Laminate）简称CCL，由铜箔（皮）、树脂（肉）、增强材料（骨)、功能性添加物（组织）组成，是PCB加工的主要基础物料。
上图所示即经常讲到的芯板，也就是Core。
其上下是有铜箔，中间层是介质材料。
生益FR-4,其中间层是介质材料也是PP片。
（b）树脂类板材：环氧树脂（ epoxy ）、聚亚酰胺树脂（ Polyimide ）、聚四氟乙烯（Polytetrafluorethylene，简称PTFE 或TEFLON）、B一三氮树脂（Bismaleimide Triazine 简称BT、二亚苯基醚树脂(PPO)等6、板材的主要性能指标：（i）Er --- 介电常数：介电常数会随温度变化，在0-70度的温度范围内，其最大变化范围可以达到20%。
通孔插装PCB的DFM可制造性设计
洁 度及 可焊 性等 等 。
好 是 将 所 有板 子 的 尺 寸控 制 在两 三 种之 内 ，这 样 有 助于 在 产 品更 换 时缩 短 调 整导 轨 、重新 摆放 条 形码 阅读 器位 置 等 所 导 致 的 停机 时 间 ，而且 板 面尺 寸 种类 少 还 可 以减 少波 峰 焊温 度 曲线 的数 量 。
邃 电 麝装 善 路与
ｏ Ｏ ③ ⑦ ⑧ Ｏ ＠ ⑧ ｏ ④ Ｏ
Ａ Ｂ
装（ Ｐ 的缺 Ｅ 标记 面 向 同～ 方 向等 等 ，这样 可 以加 快插 装 ＤＩ） ｌ 的速 度 并 更易 于 发现 错误 。 如 图３ 示 ，由于Ａ 采 用 了这 所 板 种方 法 ，所 以能 很容 易地 找 到 反 向 电容 器 ，而Ｂ 查 找 则 板 需要 用较 多时 间 实 际上 一 个公 司可 以对 其制 造 的所 有 线
＿ ｌ
（ ） 照 一 个 栅 格 图样 位 置 以行 和 列 的 形 式 安 排 元 １按
件 ，所 有 轴 向元 件应 相 互 平行 ，这样 轴 向插 装机 在 插 装 时 就 不需 要 旋转 Ｐ ＣＢ。因 为不 必 要 的转 动和 移 动会 大 幅 降低 插 装 机 的 速 度 。像 图２ 这 些 以４ 度 角放 置 的 元 件 ，实 际 中 ５
用 ，这 样 可 减 少 制 作 时 的 钻 孔 工 序 。
１ 排 版 与 布 局 、
在 设计 阶 段排 版得 当可 避免 很 多制造 过程 中的麻烦 。
（ ） 在 板子 的 废边 上 安排 测试 电 路 图样 以便 进行 工艺 ８可
控制 ，在 制 造过 程 中可使 用 该 图样 监 测表 面绝 缘 阻抗 、清 （ ） 大 的 板 子 可 以节 约 材料 ，但 由于 翘 曲和 重 量 原 １用
pcb设计的可制造性
面向制造约束的优化策略
总结词
根据制造工艺和制造成本等因素进行优化， 提高制造效率和产品质量。
详细描述
在PCB设计中，应考虑制造工艺和制造成本 等因素。不同的制造工艺和材料选择会影响 制造成本和产品质量。在面向制造约束的优 化时，应考虑制造流程、材料选择、加工精 度等因素，以实现高效、稳定的PCB制造。 同时，应尽量减少制造过程中的废料和不良
流程优化
对流程中可能存在的瓶颈和问题进行分析和优化，提高生产效率。
流程监控
对制造流程进行实时监控，确保产品质量和生产计划的执行。
制造约束分析
尺寸限制
01
分析PCB板材的尺寸、厚度、孔径等参数，以满足产品的规格
要求。
制造能力限制
02
根据供应商的制造能力，分析产品的可制造性，避免制造过程
中的问题。
材料限制
选择符合制造要求的元件封装， 以确保PCB制造的可行性和可靠
性。
PCB尺寸和形状
根据产品需求和制造能力，确定 PCB的尺寸和形状，以提高制造
效率和降低成本。
定位孔和标识
在PCB上设置合适的定位孔和标 识，以确保PCB在制造过程中的
准确定位和识别。
03
pcb设计的可制造性分析
制造可行性分析
板材选择
THANKS
感谢观看
案例二：高速数字电路pcb的可制造性设计
要点一
总结词
要点二
详细描述
高速数字电路pcb的可制造性设计需要考虑信号的完整性和 时序性，以及如何优化布线和元件布局。
高速数字电路pcb设计需要关注信号的完整性和时序性， 以确保信号在传输过程中不失真或畸变。为了优化信号的 完整性和时序性，需要考虑布线和元件布局的优化。例如 ，合理安排信号线的长度和走向，以减少信号反射和延迟 ；合理安排元件的排列和连接方式，以减少信号干扰和噪 声。
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PCB设计与可制造性之间的关系
摘要：进入到全新的发展时期，相关企业在对电子产品设计环节进行把握的过
程中，积极对贴片元器件等进行广泛的使用，注重PCB设计合理性的把握，不仅
可以有效的提升产品制造的水平，也可以在很大程度上拓展整体的生产规模。
所以，基于这一发展特点，本文主要结合相关的理论知识，对PCB设计以及和制造
性之间的关系进行有效的衡量，以此更加有效的通过理论知识内容的进一步深化，提升企业的生产质量和生产效率。
关键词：PCB设计；可制造性；关系分析
引言：从专业角度来分析，PCB主要指的是电路板的印制，通过电路元器件
的生产，对电器互联工具进行有效的把握。
结合电路原理图对电路设计的相关功
能进行凸显，可以在很大程度上对制造系统各个部分之间的相互关系进行衡量。
所以，从这一层面来分析也可以看到，如果整体的PCB设计不能有效的对可制造
性的要求进行满足，不仅会对PCB的生产质量造成一定的冲击，也会使得整体设
计的电路板无法按时按量的进行生产和制造。
所以，加强PCB质量的有效改善，
并把握PCB设计与可制造性之间的关系是尤为重要的。
一、从外形尺寸分析PCB设计与可制造性的关系
从外形尺寸设计的角度出发，在对PCB设计以及可制造性之间的关系进行探
讨的过程中，一般要注重以下内容：首先，要结合外形设计的原则，对各部分的
设计内容进行全面的深化。
在对PCB的外形进行设计的过程中，一般要对长宽的
比例进行衡量。
类似长方形，要充分把握长宽比例，防止翘曲变形等问题的出现。
产品设计完毕之后，也要注重生产运输事项的严格把握，一般要利用特殊的家具
对其进行固定，原则上要对甲板的尺寸进行控制，一般要控制在23厘米×30厘米左右。
而在对贴片原件的印制板SMB进行设置的过程中，也要注重尺寸厚度、四周倒角等相关元素的严格把握。
根据不同规格和不同型号贴片机的需求，对SMB
的尺寸进行严格的把控，以更好的避免由于尺寸设置不合理而出现生产制造不合
格的问题。
其次，要严格控制PCB的翘曲度。
根据PCB尺寸的不同，要对生产运
输的各个注意事项进行和严格的把握，印制板要平整，要保障腌制板可以进入到
表面安装和芯片安装之中。
在对插件原件进行使用的过程中，要利用原件引线对
部分变形等相关的问题进行解决。
在对印制板进行生产的过程中，也要对印制板
表面最大的翘曲程度进行控制和管理，一般要控制在0.75%左右。
无论是双层还
是多层，都要将其印制板放到检验的平台之中，对技巧尺度巨大的地方进行全面
的测试。
第三个层面，要充分把握PCB的拼板技术，根据smt设备的专家要求，
要在表面进行贴妆，加强拼板技术尺寸的严格把控。
从理论知识的角度来看，拼
板技术主要是将若干个相同单元印制板进行有规则的拼合。
在组合的过程中，要
严格的对其定位孔、基准标志等相关的元素进行整合，以此设置更为严格的基准
标志。
第四个层面也是非常重要的一个层面，要严格把握PCB的负面设计，从电
气性能的角度出发，对其完整独立的PCB设计性能进行考量。
一般要对板块的机
械强度要求进行全面的结合，根据PCB单位面积之中承受元器件质量的不同，综
合考虑产品外形原器件等相关的因素作出权衡。
二、从排版布局角度分析PCB设计与可制造性之间的关系
除了上述内容之外，在实际对PCB的排版布局等相关进行考量的过程中，也
要注重设计与可视操作之间关系的把握。
首先，要对定位孔的设计进行重视。
根
据预留位置的严格把控，对自动装配功能进行优化。
其次，注重基准标志设计准
确性的考量。
不仅要在局部安装基准标志，也要在整个板块之中设置基准标志，使得板与板之间的间距可以更加合理。
最后，在对元器件进行布局的过程中，要对PCB组装件和整机的性能进行考量，利用自动焊接温度的均匀分布，提升焊接质量。
三、从表面贴装工艺角度分析，PCB设计与可制造性之间的关系
在实际对表面集成工艺技术进行组装和应用的过程中，要根据不同方法和模式的契合性，对生产制造过程中产品布局的科学合理性进行严格的把握。
整体的布局要做到工艺最少，工艺性最好。
比如，要利用双面混装技术，对密度、高度等相关的优势进行发挥，以更好的对两道焊接程序的问题进行处理。
而在对引脚距较小的QFP、PLCC等相关的元器件进行选择的过程中，要利用再流焊的工艺，对本单位的生产制造需求进行全面的满足，一般来讲，中心的制造理念主要是利用较少的工艺内容，完成高质量的发展目标。
当然，在对PCB 设计过程进行把握的过程中，也要注重PCB焊盘设计与元件焊盘匹配度与可制造性之间的关系进行了解和分析，通常来讲，要根据不同的逻辑封装，对焊盘图案设计及封装代码等流程进行推进，比如选择SOIC、SOP灯类型的封装代码，通过IPC-SM-782标准的使用，了解具体的制造需求。
另外，对于PCB 表面处理工艺来讲，其与可制造之间也有着重要的联系，根据不同的设计需求，一般要对pcb的表面进行特殊的处理。
比如，国内比较常见的喷锡、沉锡、沉银、化学沉金等相关的工艺，要根据不同的工艺成本选择不同的工艺内容。
结束语：综合以上论述，从目前的发展情况来看，在对PCB设计与可制造性关系进行考量的过程中，相关企业不仅要对电子产品的更新换代频率、多样化发展要求等进行考量，也要着重体现产品体积的小型化制造需求，根据PCB设计原则的不同，对制造生产过程中可能出现的问题进行提前预防与及时解决，以此更加有效的对产品开发的周期进行有效的缩短，不断对产品设计自身的核心竞争力进行有效的提升。
参考文献：
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