为什么要了解和学习PCB生产工艺和设计
了解常规工艺、复杂工艺、各工艺价格、提炼出各工艺的特点优势:
最小参数通常代表制造商工艺的极限。但是此时并不保证良品率,同时超出极限参数会导致生产过程中的复杂性增加和失败率提高。所以通常建议使用常规参数,确保品质质量。
PCB设计与制造行业,“常规参数”是指根据这些参数设计和选用1oz成品铜厚的材料,(重量1oz的铜均匀平铺在1平方英尺的面积上所达到的厚度,35um),PCB生产厂商制造难度小,且无需增加额外加工成本。
合理的成本控制有利于产品研发和市场推广,工程师将制造工艺融入设计,能实现研发效率和经济效率的提升。
了解生产工艺:有利于提高产品良品率,根据不同的工艺设计,规避品质隐患。
过孔设计
过孔盖油工艺(也成为连塞带印):常规工艺、免费工艺,无特殊情况也建议使用此工艺。过孔大小建议直径在0.3mm-0.5mm之间。最省钱,效果最好。
非金属化槽孔
PCB制造商在加工非金属化槽孔时通常采用锣刀加工。最小槽宽应不小于1.0mm。
短槽设计,槽孔的长宽应尽量设计成槽宽比不小于2。
金属化槽孔的最小槽宽为0.5mm
拼板&工艺边&邮票孔&V割&mark点
在批量出货时,拼板优先于单片。同时零距离拼板是最好的,但元器件安装弱互相干涉,就要用间隔拼板,间隔拼板间距至少大于1.6mm
邮票孔5-8个为一组,相邻邮票孔边缘间距推荐参数为0.35-0.4mm,邮票孔应设计在板内,孔边与外形边缘相切,或者将邮票孔设计在外形线上,孔中心与外形线重叠。邮票孔设计指导原则:电路板连接越稳,总板越能缩小面积,掰开后毛刺越少效果越好邮票孔与内部导体保持至少12mil/0.3mm的间距。工艺边超出要用邮票孔连接超出部分。
V割:由于V割导轨槽限制,电路板尺寸最小7cm*7cm,可以算拼板尺寸。最大不超过47.5cm,板厚大于0.6mm。
电路板突出部分设计:建议宽度应大于等于3mm且长度小于10mm,以确保锣板加工过程中的稳定性和产品的整体质量。
工艺边需大于等于5mm;工艺边上添加4个(最少3割)位置不对称(防呆)且直径为1mm的Mark点,Mark点中心离工艺边外侧间距为3.85mm,工艺边上有4个位置不对称直径为2mm的定位孔,mark点与PCB边缘不低于0.4mm
丝印
丝印工艺优先使用免费的:字符打印或网版印刷;为保证字符清晰可见,字符高度与厚度之比应大于6:1。(即高度与宽度的比值);建议:对于英文常规使用高45mil,线宽6mil;对于汉字就用大一点,因为笔画之间太密容易看不清;二维码:根据项目需要,生产需要合理选择与放置即可
线宽线距
1oz铜厚线宽线距能用4mil,但建议使用6mil。过孔塞油的过孔与焊盘建议建议大于14mil,防止绿油到焊盘上。线圈板若开窗应大于10mil线距;禁止锐角走线,蛇形走线最小间距不小于10mil,即同一网络上的焊盘与铜皮,最小间距应不小于10mil(防止干膜脱落,出现开短路隐患)。
焊盘直径=孔径+焊环宽度*2;金属化插件孔,单边焊环建议设计为10mil;非金属化孔单边焊环单边焊环宽度应不小于0.45mm/18mil;过孔与过孔,外径之间最小4mil,内径之间最小8mil
非金属化过孔最小尺寸建议0.2mm
槽孔与相邻圆孔的间距应大于1mm,避免锣板时将相邻的板锣断。
可在PCB空旷区域铺铜,作为防伪标记
公差标准:
实际值与理论值存在公差,现实的产品就要考虑到公差的影响。
线宽线距公差标准:使导体宽度的减小量小于等于最小宽度的20%。
锣边锣槽公差:±0.2mm;精锣:0.1mm,需要3个使用直径最小为2mm的销钉进行定位
V割公差:0.4mm
插件孔孔径公差:+0.13/-0.08mm,所以元件封装插件元件的的孔径比实际引脚宽0.1mm。
成品PCB板厚公差范围:板厚≥1.0mm时,成品板厚公差为±10%;板厚≤1.0mm时,成品板厚公差为±0.1mm
其他:
天线铜:细小的天线铜直接去掉。
压接孔不建议使用;
缝合孔建议行距列距200mil,不要过密。
透气孔:释放PCB内部因温度过高产生的气体,防止铜皮与基板分离。可设置导通孔、非金属透气孔、开槽等。
螺丝孔:要有应力孔+螺帽能覆盖的范围铺铜开窗
泪滴:细导线需要(对常规的线来说,6mil都不算细导线)
残铜率越高越好,所以在不影响电气性能的情况下,尽量铺铜硬板非特殊情况采用实心铺铜,而非网格铺铜。
阻焊设计:阻焊开窗通常要比焊盘单边大0.05mm,以减少阻焊对位公差对产品良率造成影响。QFP和QFN的阻焊桥制作可以具体看每个厂商的阻焊桥生产能力。
板厂采用正片工艺还是负片工艺,其实与设计端关系不大,只要板子能够正常使用。
打样验证没问题,建议采用返单,减少误操作。
钢网制造:第一个是对位要精准,第二个是板厚要合适(因为要上锡膏),钢网由助焊层文件制作。
减少R角可以在矩形槽四个角采用非金属化过孔
散热在焊盘的铺铜上,考虑到散热问题,采用十字花焊盘,10mil发散间距10mil线宽。优先于焊盘直连
特殊工艺:高频板、彩色丝印、铜基板、铝基板、包边、半孔
高速电路板需考虑参数:板材、介电常数、阻抗匹配、阻燃值
金手指
金手指采用斜边工艺,斜边工艺最小边长是5cm,金手指内部铺铜需要镂空
金手指部分阻焊开通窗
V1.0版本,后续应加上设计指导。