铝基板焊盘及布线设计规范.doc

铝基板焊盘及布线设计技术规范

前 言

本技术规范起草部门：技术与设计部
本技术规范起草人：杨俊昌
本技术规范审核人：石艳伟
本技术规范批准人：唐在兴
本技术规范于2014年11月首次发布 2016-7-28首次修改

铝基板焊盘及布线设计规范

1 适用范围
本技术规范适用于铝基板贴片封装焊盘设计及布线设计。
2 引用标准或文件
PIC2221-印制板通用设计标准
3 术语、定义
3.1、印制电路板的走线：印制电路板的走线即印制电路板上的导线,是指PCB板上起各个元器件电气导通作用的连线.印制电路板的走线具有长度、宽度、厚度等属性。
3.2、PCB封装：PCB封装就是把实际的元器件各种参数（比如元器件的大小，长宽，直插，贴片，焊盘的大小，管脚的长宽，管脚的间距等）用图形的方式表现出来
3.3、焊盘：焊盘是电路板上用来焊接元器件或电线等的铜箔；
3.4、Mark点：Mark点也叫基准点，是电路板设计中PCB应用于自动贴片机上的位置识别点；
3.5、V-CUT：又名PCB板V槽刀，主要用于V-CUT机上面对印制线路板(PCB板)上切削加工出V形槽的刀具，以方便单个电路板的加工成型。
4 设计原则
4.1、铝基板走线耐压设计（包括爬电距离、电气间隙等）应遵循公司内JSGF/HYW 004-2013-耐压设计技术规范；
4.2、为保证贴片元件焊接可靠，避免虚焊、短路问题，在选择公司已有的LED光源时，先选用公司内部LED焊盘库中已有的封装《铝基板焊盘库-A》；如焊盘库中没有合适的封装，需采用LED光源规格书中推荐焊盘大小设计；
4.3、根据实物设计焊盘如下：
4.3.1、 焊盘长度
在焊点可靠性中，焊盘长度所起的作用比焊盘宽度更为重要，焊点的可靠性主要取决于焊盘长度，其尺寸的选择，要有利于焊料融入时能够形成良好的弯月轮廓，还要避免焊料产生侨连现象，以及兼顾元件的物理尺寸偏差；
如图1所示，焊盘的长度B等于焊端的长度T，加上焊端内侧的延伸长度b1，再加上焊端外侧的延伸长度b2，即B=T+b1+b2；其中b1的长度（约为0.05mm～0.6mm），有利于焊料熔融时能形成良好的弯月形轮廓的焊点；b2的长度（0.25mm～1.5mm）主要以保证形成最佳的弯月形轮廓的焊点为宜；

4.3.2、 焊盘宽度
對于LED元件,焊盘的宽度一般在元件引脚宽度的基楚上加数值的范围在0.1~0.25mm之间. 焊盘的宽度应等于或稍大于焊端的宽度

焊盘长度B=T+b1+b2
焊盘内侧间距G=L-2T-2b1
焊盘宽度A=W+K
焊盘外侧间距D=G+2B
式中 ： L为元件长度；W为元件宽度；T为焊端长度；b1为焊端内侧延伸长度；b2为焊端外侧延伸长度；K为焊盘宽度修正量；
对于矩形元器件焊盘延伸长度的典型值：
b1=0.05mm，0.10mm，0.15mm，0.20mm，0.30mm其中之一，元件长度越短取值越小
b2=0.25mm，0.35mm，0.50mm，0.60mm，0.90mm，1.00mm元件厚度越薄取值应越小；
K=0mm，0.1mm，0.2mm其中之一，元件宽度越窄取值越小
4.3.3、 焊盘连线的处理要求
为提高焊盘与导线连接机械强度，避免因导线受到拉扯将焊盘拽掉，应该在印制板焊点附近钻孔，让导线从板的焊接面穿绕过通孔，在从焊接面焊接将导线排列或捆扎整齐，通过线卡或其他紧固件将线与板（或是灯具壳体）固定，避免导线因移动而折断，避免导线在受外力时将焊盘拽脱落，移动便携式灯具由于铝基板和空间小不做此要求；

正确的设计图示
不正确的设计图示

4.3.3
用紧固件将线固定在灯具壳体或铝基板上；避免焊接线处受外力冲击

焊接线没有固定，当焊接线受外力时（灯具在开盖时或是灯具跌落时），焊盘被拉脱落

4.3.4、 字符、图形的要求
字符、图形等标志符号不得印在焊盘上,标志符号离开焊盘边缘的距离应大于0.5mm；以避免因印料侵染焊盘引起焊接不良.

正确的设计图示
不正确的设计图示

4.3.4
在焊盘设计过程中，应考虑焊盘丝印与焊盘之间距离≥0.5mm

丝印层走线与焊盘重合；其间距离<0.5mm

4.4、印制导线的走向及形状要求
4.4.1、导线拐弯处理要求
4.4.2、单线穿过焊盘处理要求

正确的设计图示
不正确的设计图示
4.4.1
导线走向不能有急剧的拐弯和尖角；拐弯采用2个135度

拐弯不得小于90度

4.4.2
导线通过两个焊盘之间保持最大而相等的间距

导线通过两个焊盘之间没有保持最大而相等的间距

4.5、布线与电流和温升之间关系：
4.5.1、走线的载流能力取决于：线宽、线厚、容许温升；计算公式为I=KT(0.44)A(0.75)，括号里面的是指数；K为修正系数，覆铜线在铝基板上取值0.048；T为最大温升（单位℃）；A为覆铜截面积（单位mil）；设计中可参考下图

4.5.2 、采用覆铜设计对温升的影响

NFC9760铝基板
NNFC9760铝基板A版,不采用覆铜设计

NNFC9760铝基板B版，采用覆铜设计

NFC9760铝基板B版在相同的条件下测试要比NFC9760铝基板A版温升低3℃

4.6、LED测试点设计
项目
设计要求
备注及图片
1、节温测试点与LED间距
节温测试点应靠近LED封装；

2、节温测试点大小
节温测试点采用圆形设计，直径大小等于LED封装中间铜箔宽度

3、测试焊盘
测试点为圆形，直径优选用1.2mm，以便于在线测试，标明LED“+”“-”极

4.7、Mark点设计
为提高贴片元器件贴装的准确性应在贴片层放置校正标记（Marks）；Mark点主要包括拼板、整板、局部三种（如下图所示）

4.7.1、Mark点画法（单面板）：Top layer（顶层）加实心焊盘（如直径为1mm），Top solder（顶层阻焊层）加与顶层大的实心焊盘（如直径为3mm），pcb厂家就知道是Mark点；
4.7.2、Mark点设计要求：
项目
设计要求
备注及附图
1、形状
要求Mark标记为实心圆

2、组成
一个完整的Mark包括：标记点和空旷区域

3、位置
位于电路板或组合板对角线，相对位置尽可能位置分开，最好分布在最长对角线的位置

4、尺寸
最小直径1mm，最大直径3mm；

5、边缘距离
Mark点边缘与PCB板边距离至少3.5mm

6、空旷度要求
空旷区圆半径r≥2R（R为Mark点半径）

7、Mark点与字符要求
在Mark点内不允许有字符
字符不应放在Mark点内
4.7.3、对于有IC芯片的铝基板且引脚间距小于0.8mm时，要求在零件的单位对角加两个标记，作为该零件的校正标记，如下图所示：

4.8、V-CUT设计
一般原则：V-CUT设计在PCB中Mechanical机械层；当PCB单元板的尺寸小于50x50mm时，须做拼板；作为PCB的传送的两边分别留出≥3.5mm（138mil）的宽度，传送边正反面在离边3.5mm（138mil）的范围内不能有元器件或焊点；边缘走线宽度小于0.5mm，线路距离V-CUT槽有2mm以上间距，边缘走线宽度大于1mm时，此距离不能小于0.5mm，以防止开V槽时划伤走线或撕断线路。从减少焊接时PCB的变形，对不作拼版的PCB，一般将其长边方向作为传送方向；对于拼版也应将长边方向作为传送方向。

4.9、铝基板元器件面丝印层必须有项目号、图号、版本号标志（如下图所示）。排版根据铝基板实际大小设计，排版位置应选择在铝基板下边缘位置；若采用透镜，排版位置应避免穿过透镜能看见文字符号。

版本号
图号
项目号

5.0、导线焊盘与LED的间距
在实际生产中，需用电烙铁焊接驱动的﹢、﹣导线到铝基板的焊盘，如果此焊盘与周围的LED间距比较近，则会损坏LED或焊接过程中的助焊剂沾到LED，LED寿命缩减。所以此2个焊盘与周围的LED需保持一定的间距，最少2.5mm。

LED与焊盘2.9mm
LED与电烙铁距离近

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