PCB设计基本工艺要求.doc

1 PCB设计基本工艺要求
1.1 PCB制造基本工艺及目前的制造水平
PCB设计最好不要超越目前厂家批量生产时所能达到的技术水平，否则无法加工或成本过高。也就是所谓的DFM.
1.1.1 层压多层板工艺
技术指标
批量生产工艺水平
1
一般指标
基板类型
FR-4（Tg=140℃）
FR-5（Tg=170℃）
2
最大层数
24
3
最大铜厚 外层
内层
3 OZ/Ft2
3 OZ/Ft2
4
最小铜厚 外层
内层
1/3 OZ/Ft2
1/2 OZ/Ft2
5
最大PCB尺寸
500mm(20'') x 860mm(34'')
6
加工能力
最小线宽/线距 外层
内层
0.1mm(4mil)/0.1mm(4mil) 0.075mm(3mil)/0.075mm(3mil)
7
最小钻孔孔径
0.25mm(10mil)
8
最小金属化孔径
0.2mm(8mil)
9
最小焊盘环宽 导通孔
元件孔
0.127mm(5mil)
0.2mm(8mil)
10
阻焊桥最小宽度
0.1mm(4mil)
11
最小槽宽
≥1mm(40mil)
12
字符最小线宽
0.127mm(5mil)
13
负片效果的电源、地层隔离盘环宽
≥0.3mm(12mil)
14
精度指标
层与层图形的重合度
±0.127mm(5mil)
15
图形对孔位精度
±0.127mm(5mil)
16
图形对板边精度
±0.254mm(10mil)
17
孔位对孔位精度（可理解为孔基准孔）
±0.127mm(5mil)
18
孔位对板边精度
±0.254mm(10mil)
19
铣外形公差
±0.1mm(4mil)
20
尺寸指标
翘曲度 双面板/多层板
<1.0%/<0.5%。
21
成品板厚度公差 板厚>0.8mm
板厚≤0.8mm
±10%
±0.08mm(3mil)
层压多层板工艺是目前广泛使用的多层板制造技术，它是用减成法制作电路层，通过层压—机械钻孔—化学沉铜—镀铜等工艺使各层电路实现互连，最后涂敷阻焊剂、喷锡、丝印字符完成多层PCB的制造。目前国内主要厂家的工艺水平如表3所列。
表3 层压多层板国内制造水平
1.1.2 BUM（积层法多层板）工艺*
BUM板（Build-up multilayer PCB）,是以传统工艺制造刚性核心内层，并在一面或双面再积层上更高密度互连的一层或两层，最多为四层，见图1所示。BUM板的最大特点是其积层很薄、线宽线间距和导通孔径很小、互连密度很高，因而可用于芯片级高密度封装，设计准则见表4。
对于1＋C＋1,很多家公司均可量产。2 + C + 2 很少能量产，设计此类型的PCB时应与厂家联系，了解其生产工艺情况。

图1 BUM板结构示意图

设计要素
标准型
精细型Ⅰ
精细型Ⅱ
精细型Ⅲ
积层介电层厚（d1）

40-75

外层基铜厚度（c1）

9-18

线宽/线距
100/100
75/75
75/75
50/50
30/30
内层铜箔厚度

35

微盲孔孔径(v)
300
200
150
100
50
微盲孔连接盘(c)
500
400
300
200
75
微盲孔底连接盘(t)
500
400
300
200
75
微盲孔电镀厚度

>12.7

微盲孔孔深/孔径比

<0.7:1

应用说明

用于n层与n-2层
用于n层与n-1层
一般含IVH(inner via hole)的基板
安装Flip chip、MCM、BGA、CSP的基板
I/O间距
0.8mm
I/O间距
0.5mm
>500引脚
>1000引脚
注： 精细型Ⅱ和精细型Ⅲ，目前工艺上还不十分成熟，暂时不要选。

表4 BUM板设计准则 单位：μm

1.2 尺寸范围*
从生产角度考虑，理想的尺寸范围是“宽（200 mm～250 mm）×长（250 mm～350 mm）”。
对PCB长边尺寸小于125mm、或短边小于100mm的PCB，采用拼板的方式，使之转换为符合生产要求的理想尺寸，以便插件和焊接。
1.3 外形***
a）对波峰焊，PCB的外形必须是矩形的（四角为R=1 mm～2 mm圆角更好，但不做严格要求）。偏离这种形状会引起PCB传送不稳、插件时翻板和波峰焊时熔融焊料汲起等问题。因此，设计时应考虑采用工艺拼板的方式将不规则形状的PCB转换为矩形形状，特别是角部缺口一定要补齐，如图2（a）所示，否则要专门为此设计工装。
b）对纯SMT板，允许有缺口，但缺口尺寸须小于所在边长度的1/3，应该确保PCB在链条上传送平稳，如图2（b）所示。
<1/3L
L
工艺拼板

（a）工艺拼板示意图 （b）允许缺口尺寸
图2 PCB外形

c）对于金手指的设计要求见图3所示，除了插入边按要求设计倒角外，插板两侧边也应该设计（1～1.5）×45o的倒角或R1～R1.5的圆角，以利于插入。

1×450
30-400
0.5mm

图3 金手指倒角的设计

1.4 传送方向的选择
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。对于短边与长边之比大于80％的PCB，可以用短边传送。

1.5 传送边
作为PCB的传送边的两边应分别留出≥3.5mm（138mil）的宽度，传送边正反面在离边3.5 mm（138 mil）的范围内不能有任何元器件或焊点；能否布线视PCB的安装方式而定，导槽安装的PCB一般经常插拔不要布线，其他方式安装的PCB可以布线。

1.6 光学定位符号（又称MARK点）***
1.6.1 要布设光学定位基准符号的场合
a）在有贴片元器件的PCB面上，必须在板的四角部位选设3个光学定位基准符号，以对PCB整板定位。 对于拼版，每块小板上对角处至少有两个。
b）引线中心距≤0.5 mm（20 mil）的QFP以及中心距≤0.8 mm（31 mil）的BGA等器件，应在通过该元件中心点对角线附近的对角设置光学定位基准符号，以便对其精确定位。
如果上述几个器件比较靠近(<100mm)，可以把它们看作一个整体，在其对角位置设计两个光学定位基准符号。
c）如果是双面都有贴装元器件，则每一面都应该有光学定位基准符号。
1.6.2 光学定位基准符号的位置
光学定位基准符号的中心应离边5mm以上，如图4所示。
1.6.3 光学定位基准符号的尺寸及设计要求
光学定位基准符号设计成Ф1 mm（40 mil）的圆形图形，一般为PCB上覆铜箔腐蚀图形。考虑到材料颜色与环境的反差，留出比光学定位基准符号大1 mm（40 mil）的无阻焊区，也不允许有任何字符，见图5。
同一板上的光学定位基准符号其内层背景要相同，即三个基准符号下有无铜箔应一致。
周围10mm无布线的孤立光学定位符号应设计一个内径为3mm环宽1mm的保护圈。
特别注意，光学定位基准符号必须赋予坐标值（当作元件设计），不允许在PCB 设计完后以一个符号的形式加上去。

IC
基准点
光学定位基准符号
Ф3

图4 光学定位基准符号的应用 图5 光学定位基准符号设计要求

1.7 定位孔
每一块PCB应在其角部位置设计至少三个定位孔，以便在线测试和PCB本身加工时进行定位。关于定位孔位置及尺寸要求，详见Q/ZX 04.100.3。
如果作拼板，可以把拼板也看作一块PCB，整个拼板只要有三个定位孔即可。
1.8 挡条边
对需要进行波峰焊的宽度超过200 mm（784 mil）的板，除与用户板类似的装有欧式插座的板外，一般非送边也应该留出≥3.5mm(138mil)宽度的边；在B面（焊接面）上，距挡条边8mm范围内不能有元件或焊点，以便装挡条。
如果元器件较多，安装面积不够，可以将元器件安装到边，但必须另加上工艺挡条边（通过拼板方式）。

1.9 孔金属化问题
定位孔、非接地安装孔，一般均应设计成非金属化孔。

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v 设 计 能 力 v

最高速信号：3.125G差分信号
最高设计层数：44层（HDI工艺22层）
最大Connections：18564
最大PIN数目：26756
最小过孔：3MIL(0.065mm埋盲孔)
最小线宽：3MIL
最小线间距：3MIL
最小BGA PIN间距：0.3mm
一块PCB板最多BGA数目：30
最大的板面积：508mm*558.8mm

v 涉 及 产 品 v

网络产品：以太网交换机、高端路由器等
数据通讯：VOIP、xDSL、接入服务器等
计算机产品：高端服务器主板、显卡等
多媒体产品：液晶显示器主板
无线产品：手机板、基站设备
工控板：各系列工控板、冷板

v 支 撑 技 术 v

板极ＥＭＣ设计（器件选择、信号定义、布线方案...)
信号完整性仿真分析（阻抗控制、匹配方案、拓扑结构、时序计算...）
电源地完整性分析（电容选择、电容布局、电容数量...）
熟练的EDA使用技巧；

v 业 务 简 介 v

高速PCB Layout设计

·电子、通信产品的高速、高密、数模混合等PCB设计;
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SI仿真&分析设计

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EMI分析&调试

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热设计

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