電路板(PCB)設(shè)計(jì)與可制造性(DFM)

電路板(PCB)設(shè)計(jì)與可制造性(DFM)目錄1.概述2.設(shè)計(jì)與制造常見矛盾3.PCB設(shè)計(jì)的一般要求4.參考資料1.1電路板(PCB)的定義

PCB是英文(PrintedCircuieBoard)印制線路板的簡稱。通常把在絕緣材上，按預(yù)定設(shè)計(jì)，制成印制線路、印制元件或兩者組合而成的導(dǎo)電圖形稱為印制電路。而在絕緣基材上提供元器件之間電氣連接的導(dǎo)電圖形，稱為印制線路。這樣就把印制電路或印制線路的成品板稱為印制線路板，亦稱為印制板或印制電路板。

1.2.概述

印制電路板的設(shè)計(jì)與其他產(chǎn)品設(shè)計(jì)一樣,同樣存在設(shè)計(jì)與可制造性之間的差異.印制電路板制造能力受以下條件的限制:1)過程設(shè)計(jì)的水平

2)設(shè)備本身的制造能力

3)過程控制能力

4)人員素質(zhì)即作業(yè)員的熟練程度等等然而,電路圖形的設(shè)計(jì)能力遠(yuǎn)超過制造能力2.設(shè)計(jì)與制造常見矛盾事例1設(shè)計(jì)要求:銅厚2OZ,最小線寬0.1mm因銅厚要求,在電路圖形電鍍時(shí),面銅鍍銅時(shí)間長,產(chǎn)生電鍍突沿和壓膜現(xiàn)象,電路圖形腐蝕時(shí),形成難消除的水池效應(yīng),產(chǎn)生嚴(yán)重側(cè)腐蝕腐蝕形成的結(jié)果,線幼的失效風(fēng)險(xiǎn)很高,造成大量不良和報(bào)廢抗腐蝕鍍層或涂層2.設(shè)計(jì)與制造常見矛盾事例2設(shè)計(jì)要求:

網(wǎng)格大小0.05×0.05mm在圖形轉(zhuǎn)移時(shí),經(jīng)曝光后,顯影過程中因顯影液沖擊和側(cè)顯影,和曝光過程中光線的散射,使網(wǎng)格形成失效風(fēng)險(xiǎn)很高顯影后的結(jié)果,圖形轉(zhuǎn)移時(shí),網(wǎng)格未形成3.PCB設(shè)計(jì)的一般要求3.1導(dǎo)體外觀3.2金手指外觀3.3板邊緣設(shè)計(jì)要求3.4板面線路布局隱憂3.5V槽板外形尺寸結(jié)構(gòu)3.6沖切板外形尺寸結(jié)構(gòu)3.7板厚標(biāo)準(zhǔn)3.8整板厚度結(jié)構(gòu)3.9孔到板邊的距離3.10孔尺寸結(jié)構(gòu)3.11圖形尺寸3.12-15導(dǎo)體斷面積,銅厚,電壓與電流等之間關(guān)系3.1導(dǎo)體外觀外觀痕跡來源

1)表面處理磨板時(shí)的工藝磨紋

2)操作過程的擦花痕跡可接受的狀態(tài)導(dǎo)電電路電路針孔,劃痕,邊緣粗糙,劃傷等缺點(diǎn)不能使原導(dǎo)體的寬度減小20%

同時(shí),上述缺點(diǎn)的組合不能超過導(dǎo)體長度的10%或13mm3.2.金手指外觀金手指功能區(qū)域金手指非功能區(qū)域功能區(qū):

表面的凹痕/鋸齒不能超過0.15mm.

缺點(diǎn)數(shù)量小于3點(diǎn)不超過金手指數(shù)量的30%理想狀態(tài)功能無缺點(diǎn),達(dá)設(shè)計(jì)要求3..3板邊緣設(shè)計(jì)要求圖形到板邊緣的距離最小0.4.沖切加工的板最好與板厚尺寸一樣3.4板面線路布局隱憂兩面的線路盡量不要平行,否則,圖形腐蝕后,因兩面銅箔應(yīng)力釋放,易產(chǎn)生板翹走線時(shí),不要形成直角,銅箔腐蝕時(shí),易形成應(yīng)力集中,導(dǎo)致斷線孔或孔環(huán)不要太靠近板邊,沖切成型時(shí),易損傷或受大力沖擊產(chǎn)生隱患銅箔上開有焊環(huán)的孔,焊環(huán)與銅箔的間距不能太小,否則易出現(xiàn)短路或防焊漆上焊環(huán)PCB3.5V槽板外形尺寸結(jié)構(gòu)符號(hào)說明設(shè)計(jì)公差A(yù)V槽后未切割厚度,即V±0.08槽深度偏差

B板厚度方向中心到板面±0.08

的距離

C上下V槽刀的偏移距離±0.08DV槽線的寬度偏差±0.08EV槽刀角度偏差±2°FV槽位置偏差D/2+累積G板厚

H連片V槽線中心距±0.08加

累積偏差

按上表和圖說明 測量: V槽板的測量以V槽線中心為基準(zhǔn)建議:外形公差±0.25mm

3.6沖切板外形尺寸結(jié)構(gòu)說明:1.“A”為模芯與模體之間間隙0.05mm電路板(PCB)屬非金屬材料.硬度小.與金屬相比物質(zhì)結(jié)構(gòu)比較疏松,從比重小這一點(diǎn)可體現(xiàn),沖切時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大毛刺3.毛刺的大小將隨板厚的增加而變大A公頂導(dǎo)柱模芯上模下模沖板外形尺寸公差板厚公差≤0.8mm±0.1>1.0mm±0.153.7板厚相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

IPC4101覆銅板絕緣基材厚度標(biāo)準(zhǔn)厚度范圍A級(jí)B級(jí)C級(jí)0.786～1.039mm±0.165±0.10±0.0751.040～1.674mm±0.190±0.13±0.075說明:基材覆銅板的公差標(biāo)準(zhǔn)指不含銅板厚標(biāo)稱尺寸公差.

建議在板厚設(shè)計(jì)中考慮以上因素3.8整板厚度結(jié)構(gòu)流程沉電銅電路電鍍防焊制作文字合計(jì)板料最大上偏差總厚度加成0.0050.050.020.030.1050.13

0.235成品厚度:板厚T+加成總厚度結(jié)論:成品板厚易超規(guī)格3.9孔到板邊的距離如上圖所示:

電鍍前元件孔和導(dǎo)通孔(包括金屬化槽孔)的孔壁離板邊的距離g應(yīng)不小于1.5mm,同時(shí)應(yīng)不小于板厚t可靠性疑問:1)板邊的機(jī)械強(qiáng)度降低

2)孔環(huán)一旦受到損傷,錫墊不完整

3)斷面金屬層即使不裸露,沖切加工時(shí),孔壁鍍層將受到更大力沖擊.

等等加工困難:

在PCB制造過程為盡量避免對(duì)孔的作用,不得不調(diào)整工藝,本可以沖切即可完成,但需先銑后沖.無端增加成本和加工周期3.10孔尺寸結(jié)構(gòu)說明:1.尺寸a:成品孔徑

2.尺寸b:一次鍍銅后的孔徑

3.尺寸c:鉆孔后的孔徑.此孔徑尺寸=設(shè)計(jì)值+工藝損耗值abc基材銅箔一次銅二次銅

類型銅厚工藝放大值金板鍍錫板≤1OZ0.10.15≤2OZ0.150.2上圖顯示在PCB制造過程中,孔經(jīng)在不斷變小孔徑規(guī)格A級(jí)B級(jí)C級(jí)0<Ф≤0.8mm±0.10±0.08±0.050.81≤Ф≤1.6mm±0.15±0.10±0.051.61≤Ф≤5.0mm±0.20±0.15±0.10IPC-D-300G金屬化孔成品公差標(biāo)準(zhǔn)3.11圖形尺寸印制插頭接觸片的中心距(m,mn).公差±0.1mm當(dāng)印制插頭接觸片的中心距大于100mm時(shí),每增加20mm,增加公差0.01mm3.11導(dǎo)體圖形尺寸電路板導(dǎo)體圖形在制造過程中,電路圖形腐蝕時(shí),因側(cè)腐蝕導(dǎo)體尺寸將變小,底銅越厚,變小趨勢越大,應(yīng)有允許偏差10%3.11兩面圖形位置尺寸印制插頭正反面接觸片錯(cuò)位公差m:±0.1mm電路板制造過程中:

鉆孔孔位置/電路圖形轉(zhuǎn)移時(shí)圖形位置/阻焊圖形轉(zhuǎn)移時(shí)圖形位置之間有相對(duì)位置移動(dòng),它們之間應(yīng)有一個(gè)容差3.12耐壓安距要求若兩