PCB设计工艺标准体系 无铅焊接工艺标准 201 317 含ABCD附录.doc
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1、Q/SCWB 2006.7-2012深圳创维RGB电子有限公司企业标准 Q/SCWB 2006.7-2012 PCB设计工艺标准第7部分:无铅焊接工艺标准2012-XX-XX发布 2012-XX-XX实施 深圳创维RGB电子有限公司发布 目 次前 言31 范围42 术语和定义43 PCB尺寸要求44 MARK点设计55 波峰焊方向66 板孔设计67 焊盘设计108 走线设计179 阻焊设计1910 元器件整体布局2011 丝印设计2312 I2C总线调试接口标准2413 测试点及测试定位孔设计2514 拼板工艺要求2515 工艺边要求2816 机插工艺要求28附录A 无铅焊接常见手插元器件焊盘
2、设计图及尺寸设计值29附表B 无铅焊接常见插件电源焊盘设计图及尺寸设计值29附录C 常用几种机贴元器件焊盘形状和尺寸设计值29附录D PCBA组装(混装)工艺流程29前 言本标准是为了规范、统一深圳创维RGB电子有限公司所有无铅电子产品的PCB设计工艺标准,使PCB的设计满足无铅SMT、波峰焊接生产工艺。本标准是深圳创维RGB电子有限公司标准委员会制定的内部产品技术标准,适用于深圳创维RGB电子有限公司内所有无铅电子产品的PCB设计工艺。本标准由深圳创维RGB电子有限公司标准委员会提出并归口。本标准起草单位:深圳创维RGB电子有限公司制造总部工程技术部。本标准主要起草人:吴秀兰、杨波、巫玉兰、
3、覃君妮、钟思萍、王秀芹、郭时偐、龚贵妃、朱其盛、杨军治。本标准批准人:本标准首次发布日期:2012年 月 日PCB设计工艺标准第7部分:无铅焊接工艺标准1 范围 本标准规定了深圳创维-RGB电子有限公司内无铅电子产品的PCB设计的SMT、无铅波峰焊接生产工艺要求。本标准适用于公司内所有电子产品的PCB设计工艺,以及PCB工艺性的评审。2 术语和定义2.1 无铅焊接工艺应全球低碳、环保而进行的电子焊接的一种形式,适用于无铅焊接材料及电子器件的PCB设计的生产工艺。2.2 机贴回流焊接工艺 通过重新熔化预先分配到PCB板焊盘上的膏状软钎焊料,实现表面组装元器件焊端或引脚与PCB板焊盘之间机械与电气
4、连接的软钎焊。回流焊加工的为表面贴装的板,其流程比较复杂,一般可分为两种:单面贴装、双面贴装。2.3 波峰焊接工艺波峰焊是指将熔化的软钎焊料,经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰,使预先装有元器件的印制板通过焊料波峰,实现元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。2.4 混合焊接工艺在混合装配的工艺中,一块电路板要经过回流焊、波峰焊两种焊接工艺,如在电路板元件面上同时有贴装元件和插装元件,那么这种电路板则需先经过回流焊后,再过波峰焊。2.5 焊盘环宽指焊盘尺寸减去板孔尺寸的单边宽度值。3 PCB尺寸要求3.1 机贴回流焊接工艺的PCB板面积采用机贴回流焊接工艺PCB板的最大面
5、积为:450mm*350mm;最小面积为:50mm*50mm。3.2 波峰焊接工艺的PCB板面积采用波峰焊接工艺PCB板的最大面积为:508mm*330mm;最小面积分两种情况,采用机插的,最小面积为:90mm*60mm,采用手插的,最小面积为:50mm*50mm。3.3 混合焊接工艺的PCB板面积采用混合焊接工艺PCB拼板的面积需综合考虑上述情况,满足3.1和3.2项要求。4 MARK点设计4.1 MARK点形状尺寸设计4.1.1 MARK点为无孔单面焊盘,一般形状为圆形或平行于板边的正方形,圆形最佳。详见图1。 多层板上MARK点 单层板上MARK点图14.1.2 圆形MARK点的直径一般
6、采用1.0mm,1.5mm,2.0mm,圆形MARK点直径设计1.5mm最佳,直径过小, MARK点不易被机器识别或识别精度差,影响印刷和贴装元件的精度;过大会超过机器识别的窗口大小,特别是DEK丝印机。4.1.3 单板MARK、组合MARK点直径推荐1.5mm,局部MARK点直径推荐1.0mm。详见图2。图24.2 MARK点位置选择4.2.1 MARK点位置一般设计在PCB板的对角,要求MARK点距离板边5mm,否则MARK点容易被机器夹持装置夹住MARK点部分,导致机器照相机捕获不到MARK点。4.2.2 PCB板面上的对角MARK点不得设计成以PCB板中心位置对称,以防止生产过程中,作
7、业员粗心误将PCB放反,A/B面的MARK点不得在同一个位置,避免误导机器识别,导致机器错误印刷和贴装,给生产带来不必要的损失。4.2.3 MARK点周围5mm的空间内不要存在相似的测试点或焊盘存在,否则,机器会错误的识别和使用MARK点位置补正值,给生产带来损失。4.2.4 每块板需机贴面的对角上需有一对单板MARK点,对于PCB板面有精密IC(QFP、BGA、PLCC等封装)且要做拼板的,需在精密IC的对角上额外增加一对局部MARK点用于拼板误差的补正。4.2.5 需机贴多拼小板的对角上要设计1或2个组合MARK点,以机贴机能识别定位为准。4.2.6 如受空间的限制,较小的单板上无法布下单
8、板MARK点,则在拼板的工艺边上加两个组合MARK点。4.2.7 A面MARK点可以放置在手插元器件的空白处。4.2.8 同一板号PCB(包括不同厂家同一板号)相同位置对应的MARK点的形状尺寸及位置须一致。5 波峰焊方向5.1 波峰焊方向丝印要求5.1.1 需过波峰焊的PCB板都要求标识实心箭头,箭头指示的方向为过波峰焊的方向(即PCB板前进的方向)。5.1.2 实心箭头需放置在PCB板的A面空白处(或工艺边右上角),副板拼板时,实心箭头放置在工艺边右上角即可,无需每块小拼板上放置实心箭头。5.1.3 单层板使用实心的黑箭头标识,双层板使用实心的白箭头标识。5.1.4 如果PCB板可以从两个
9、方向过波峰焊,则用双箭头标识。5.1.5 实心箭头的尺寸要求如图3。图35.2 波峰焊方向选择5.2.1 锡膏工艺生产中波峰焊方向,应与PCB板上多排接插物料平行,若板上出现多个该种物料,则选择排列方向一致较多的作为波峰焊的方向。5.2.2 红胶工艺生产中波峰焊方向选择,通常与板上机贴SOP封装引脚平行,同时与板上机贴SOT封装引脚垂直。6 板孔设计6.1插件元器件对应PCB板孔形状设计原则 插件元器件对应PCB板孔形状有多种,如圆形、正方形、长圆形、长方形等;板孔形状的选取,一般根据元器件引脚横截面形状来选取,例如:AV端子的引脚横截面是长方形,则对应PCB板孔选择长圆形或长方形。6.2插件
10、元器件对应PCB板孔形状对照表1表1物料引脚形状对应PCB板孔形状适用物料举例圆柱引脚条状引脚弹性引脚圆形电解电容、聚酯电容、热敏电阻、变压器、插座、插针、排插的引脚、轻触按键引脚和焊接式线材弹性引脚等片状引脚长圆形(长方形两端半圆构成)AV金属功能脚、HDMI端子固定脚、散热片引脚、屏蔽框引脚等倒钩状塑料引脚方形(板孔内壁不覆铜)AV端子塑料固定脚等备注:条状引脚(例如声表引脚、高频头功能引脚、插座插针引脚、USB功能引脚等)指引脚横截面长宽比例小于2:1的引脚,其引脚“直径”为横截面对角线的大小,以下用直径来描述比较直观。6.3 插件元器件引脚对应PCB板孔尺寸设计原则6.3.1 插件板孔
11、尺寸受限因素 插件板孔尺寸受物料引脚尺寸、相邻引脚中心距、物料引脚特性等因素限制。6.3.2 圆型板孔直径设计一般圆形板孔直径要大于元器件引脚直径0.150.4mm,细引脚(引脚直径0.6mm)对应板孔直径是细引脚直径+0.150.3mm,粗引脚(引脚直径0.6mm)对应板孔直径是粗引脚直径+0.20.4mm。(弹性引脚对应板孔直径除外)。特殊圆形板孔直径要大于元器件引脚直径0.40.7mm,对于元器件引脚中心跨距较大,且引脚中心距不精准元器件(例如:电源板上绕线电感引脚中心跨距5.0mm),其对应板孔直径是引脚直径+0.40.7mm。6.3.3 长圆形或方形板孔尺寸设计 长圆形或方形板孔的长
12、宽尺寸要大于引脚横截面长宽尺寸0.40.7mm,板孔宽度是引脚横截面宽度+0.40.7mm,板孔长度是引脚横截面长度+引脚横截面宽度+0.40.7mm。6.3.4 弹性引脚板孔直径设计 2.0mm间距弹性引脚(排插线材引脚)对应板孔直径为0.85mm,2.5mm间距弹性引脚对应板孔直径为1.0mm。6.3.5插件元器件对应PCB板孔尺寸对照表2表2相邻孔中心距L板孔尺寸(A*B)/引脚尺寸d/L2.5mmL2.5mm适用物料举例d/0.6 mm= d/+0.150.3= d/+0.20.4三极管、晶振、高频头功能引脚、左喇叭插座、单双排插座、直脚耳机端子、USB端子、网络端子、接收头、小跨距电
13、解电容或SQP插件类元器件、光耦等0.6mmd/0.8 mm= d/+0.20.4= d/+0.40.7声表、右喇叭插座、卡拉OK端子、VGA端子功能引脚、大跨距金属氧化膜电阻类元器件、保险管、Y电容、环形电感等0.8 mmd/1.2 mm重低音端子、AV端子引脚、端子类固定引脚、开关变压器、交流插座、薄膜电容(特殊)、磁棒电感等d/1.2 mm弯脚耳机端子、端子类固定引脚、二极管、散热片引脚等备注:一般圆形孔用直径mm表示,长圆形用Amm*Bmm R=B/2半圆表示,长方形用Amm*Bmm表示。例1:主板上相邻引脚跨距为2.0mm的单排插座对应板孔计算方式假设:物料引脚直径=0.56mm,圆
14、型板孔直径=0.56+0.150.3mm,板孔直径(取整数值)=0.75mm或0.8mm或0.85mm。6.4 机插元器件对应PCB板孔直径符合机插的元器件,冲孔(喇叭孔)板的孔径为元件引脚直径(D)+ 0.4 mm;钻孔(直孔)板的孔径为元件引脚直径(D)+ 0.5 mm。 6.5 反贴孔反贴孔为方形,例如:E70键控板上0805机贴LED灯(5704-150A62-0400)反贴孔为1.5mm*1.5mm。6.6 兼容板孔兼容板孔(PCB板上同一位置兼容多种元器件引脚对应板孔)必须完整,不得缺失,否则容易造成半焊或空焊;板孔与板孔相互独立,不能交叉重叠,否则PCB板制板时板孔易被钻针(或冲
15、针)打穿,造成两个板孔打通情况。6.7 合并板孔合并板孔(不同形状板孔合并的综合型板孔)能兼容多种引脚,但与6.7中的兼容板孔不同,此种板孔的特点是同心板孔组合而成,合并板孔尺寸需同时符合两个板孔尺寸要求,具体板孔尺寸设计值参照上面要求。6.8开凿孔工艺要求 PCB板上元器件本体对应位置开孔,使得元器件本体下沉,开孔尺寸需满足整机产品中限高要求,即元器件本体下沉后,本体最高点距离PCB板A面的高度要符合限高要求。元器件本体下沉后,PCB板需要能承载住元器件本体,否则元器件引脚受力,易拉断铜箔,造成焊点脱落,同时为固定住本体不振动,部分元器件本体还需用硅胶固定在PCB板上(例如:电源板上电解电容
16、或变压器等)。 电源板上安全元器件的安全开孔应符合安规设计要求。例如:光耦对应PCB板上需开凿一个1.5mm*10mm的长圆形孔,且开凿孔需位于冷热地引脚中心位置。 为防止焊锡通过开凿孔进入A面来,单层PCB板上宽度10mm的开凿孔对应夹具位置需封起来,为便于夹具的使用,故要求开凿孔边沿距离B面元器件焊盘或散热焊盘的最小距离为2.5mm;多层PCB板上,除进锡孔外的其他开凿孔边沿距离B面任何焊盘的最小距离为2.5mm。6.9 普通螺钉孔普通螺钉孔的孔径为安装螺钉的直径+0.5mm,通常螺钉孔直径设置为3.50.05mm如果螺钉孔内部需要套支架,则螺钉孔的孔径为支架孔外壁直径+0.5mm。6.1
17、0铆钉孔铆钉孔的孔径分两种,大铆钉(2901-020030-00)的内径为2.0mm,外径为2.5mm,设置大铆钉孔的直径为2.25mm;小铆钉(6100-001632-00)的内径为1.3mm,外径为1.6mm,设置小铆钉孔的直径为1.85mm。6.11 扎线孔和定位孔扎线孔、支柱孔、测试定位孔、安装定位孔等孔内壁不覆铜,在多层板AB面(单层板B面)不设焊盘,扎线孔的孔径采用4mm*5mm的椭圆孔(PCB板上扎线孔边沿距离板边35mm,同时距离板上插座50mm,该扎线孔固定磁环后磁环不得碰板上元器件);支柱孔的孔径采用直径5.5mm的圆孔;测试定位孔为直径3.50.05mm圆孔(通常情况下可
18、借助螺钉孔作为测试定位孔使用);安装定位孔为直径为2.0mm圆孔(标准Q/SCWB2024-2008)。6.12 过孔工艺要求 为防止出现多层板上的过孔在SMT回流焊接时有焊料渗透现象,或在PCB板面过孔附近形成锡珠,影响锡膏印刷且易造成短路,过孔设计在焊盘上或距离焊盘过近导致元器件虚焊等质量隐患,故需对多层板中过孔做工艺要求。 过孔通常设置为圆形孔,孔内壁覆铜;目前过孔有起散热作用的散热孔、起到电气连接作用的电气孔、起进锡使得散热效果好的进锡孔等。过孔的直径要求为:0.25mm 直径 0.5mm(但有一种进锡孔除外,如下面第项中要求)。 机贴IC底下用于散热进锡的大孔直径最大为2.5mm。
19、过孔严禁设计在机贴焊盘上面,设计在焊盘周围时,与普通电阻、电容、电感、磁珠焊盘边沿的距离0.15mm;与IC、SOT、大型电感、电解电容、二极管、连接器等焊盘边沿的距离0.5mm(因为这类元件在设计钢网时,尺寸会外扩一些),防止元件回流时,锡膏从过孔流失。 过孔需通过外延线与其他元器件引脚相连,外延线的宽度0.4mm,过孔与插件焊盘的距离0.5mm。 没有机贴元器件的多层板,过孔不用绿油堵孔,带有机贴元器件的多层板的过孔(除散热孔和进锡孔外),需用绿油封孔。过孔(散热孔和电气孔)工艺标准图见图4。图46.13 板孔位置和数量板孔数量和孔中心位置必须与元器件引脚数量和中心位置一致,若中心位置不一
20、致,易造成高脚或接插不到位等情况,若位数量不一致,少孔则造成元器件无法接插,多孔则造成焊锡浪费。7 焊盘设计7.1插件焊盘工艺要求7.1.1 焊盘形状设计原则插件焊盘形状选取原则,焊盘形状的选取受到板孔形状、相邻板孔中心距、板孔布局、物料引脚特性的限制,一般情况下圆形板孔对应的焊盘形状有圆形、长圆形、正方形;正方形板孔对应的焊盘形状有圆形、长圆形;长圆形板孔对应的焊盘形状有长方形、长圆形;长方形板孔对应的焊盘形状有长圆形、长方形,还有部分板孔根据需要采用异型焊盘。7.1.2常见插件焊盘形状对照表3表3布局和 中心距孔型相邻板孔在一条直线上相邻板孔不在一条直线上相邻板孔中心距离2.5mm相邻板孔
21、中心距离2.5mm相邻板孔中心距离2.5mm相邻板孔中心距离2.5mm圆形圆形、长圆形方形、异型圆形、长圆形方形圆形、方形圆形、(正)方形长圆形长圆形、方形长圆形、方形长圆形、方形方形方形、长圆形异型方形、长圆形异型7.1.3 常用元器件引脚焊盘插件焊盘尺寸主要体现在焊盘环宽,焊盘环宽的大小受板孔尺寸、相邻板孔中心距、板孔布局、焊盘边沿间距和板材特性等因素限制,就目前使用到元器件现况,常用几种元器件引脚对应焊盘形状和尺寸推荐设计详见【附录A 无铅焊接常见手插元器件焊盘设计图及尺寸设计值】。7.1.4焊盘环宽设计原则一般焊盘环宽设计原则,根据焊盘环宽限制因素的约束条件,要求金属化孔焊盘边沿间距0
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