PCB板的设计规范是什么?具体有哪些要求?

印刷电路板的设计

SMT线路板是表面贴装设计中不可缺少的组成之一.SMT线路板是电子产品中电路元件与器件的支撑件,它实现了电路元件和器件之间的电气连接.随著电子技术发展,PCB板的体积越来越小,密度也越来越高,并且PCB板层不断地增加,因此,要求PCB在整体布局,抗干扰能力,工艺上和可制造性上要求越来越高.

印刷电路板设计的主要步骤

1:绘制原理图.

2:元件库的创建.

3:建立原理图与印制板上元件的网路连接关系.

4:布线和布局.

5:创建印制板生产使用资料和贴装生产使用资料.

印制电路板的设计过程中要考虑以下问题:

要确保电路原理图元件图形与实物相一致和电路原理图中网路连接的正确性.

印制电路板的设计不仅仅是考虑原理图的网路连接关系,而且要考虑电路工程 的一些要求,电路工程的要求主要是电源线,地线和其他一些导线的宽度,线路的连接,一些元件的高频特性,元件的阻抗,抗干扰等.

印制电路板整机系统安装的要求,主要考虑安装孔,插头,定位孔,基准点等

都要满足要求,各种元件的摆放位置和准确地安装在规定的位置,同时要便於安装,系统调试,以及通风散热.

印制电路板的可制造性上和它的工艺性上的要求,要熟悉设计规范和满足生产

工艺要求,使设计出的印制电路板能顺利地进行生产.

在考虑元器件在生产上便於安装,调试,返修,同时印制电路板上的图形,焊

盘,过孔等要标准,确保元器件之间不会碰撞,又方便地安装.

设计出印制电路板的目的主要是应用,因此我们要考虑它的实用性和可靠性,

同时减少印制电路板的板层和面积,从而来降低成本,适当大一些的焊盘,通孔,走线等有利於可靠性的提高,减少过孔,优化走线,使其疏密均匀,一致性好,使板面的整体布局美观一些.

一,要使所设计的电路板达到预期的目的,印刷电路板的整体布局,元器件的摆放位置起著关键作用,它直接影响到整个印刷电路板的安装,可靠性,通风散热,布线的直通率.

PCB上的元件位置和外形确定后,再考虑PCB的布线

二,为了使所设计的产品更好有效地工作,PCB在设计中不得不考虑它的抗干扰能力,并且与具体的电路有著密切的关系.

三,线路板的元件和线路设计完成后,接上来要考虑它的工艺设计,目的将各种不良因素消灭在生产开始之前,同时又要兼顾线路板的可制造性,以便生产出优质的产品和批量进行生产.

前面在说元件得定位及布线时已经把线路板的工艺方面涉及到一些.线路板的工艺设计主要是把我们设计出的线路板与元件通过SMT生产线有机的组装在一起,从而实现良好电气连接达到我们设计产品的位置布局.焊盘设计,布线以抗干扰性等还要考虑我们设计出的板子是不是便於生产,能不能用现代组装技术-SMT技术进行组装,同时要在生产中达到不让产生不良品的条件产生设计高度.具体有以下几个方面:

1:不同的SMT生产线有各自不同的生产条件,但就PCB的大小,pcb的单板尺寸不小於200*150mm.如果长边过小可以采用拼版,同时长与宽之比为3:2或4:3电路板面尺寸大於200×150mm时,应考虑电路板所受的机械强度.

2:当电路板尺寸过小,对於SMT整线生产工艺很难,更不易於批量生产,最好方法采用拼板形式,就是根据单板尺寸,把2块,4块,6块等单板组合到一起,构成一个适合批量生产的整板,整板尺寸要适合可贴范围大小.

3:为了适应生产线的贴装,单板要留有3-5mm的范围不放任何元件,拼板留有3-8mm的工艺边,工艺边与PCB的连接有三种形式:A无搭边,有分离槽,B有搭边,又有分离槽,C有搭边,无分离槽.设有冲裁用工艺搭国.根据PCB板的外形,有途等适用不同的拼板形式.对PCB的工艺边根据不同机型的定位方式不同,有的要在工艺边上设有定位孔,孔的直径在4-5厘米,相对比而言,要比边定位精度高,因此有定位孔定位的机型在进行PCB加工时,要设有定位孔,并且孔设计的要标准,以免给生产带来不便.

4:为了更好的定位和实现更高的贴装精度,要为PCB设上基准点,有无基准点和设的好与坏直接影响到SMT生产线的批量生产.基准点的外形可为方形,圆形,三角形等.并且直径大约在1-2mm范围之内,在基准点的周围要在3-5mm的范围之内,不放任何元件和引线.同时基准点要光滑,平整,不要任何污染.基准点的设计不要太靠近板边,要有3-5mm的距离.

5:从整体生产工艺来说,其板的外形最好为距形,特别对於波峰焊.采用矩形便於传送.如果PCB板有缺槽要用工艺边的形式补齐缺槽,对於单一的SMT板允许有缺槽.但缺槽不易过大应小於有边长长度的1/3.

总之,不良品的产生是每一个环节都有可能,但就PCB板设计这个环节,应该从 各个方面去考虑,让其即很好实现我们设计该产品目的,又要在生产中适合SMT生产线的批量生产,尽力设计出高质量的PCB板,把出现不良品的机率降到最低.

PCB线路板有关质量检测标准一览表:

目 录 题 目

IPC-SC-60A 锡焊后溶剂清洗手册

IPC-SA-61 锡焊后半水溶剂清洗手册

IPC-AC-62A 锡焊后水溶液清洗手册

IPC-CH-65A 印制板及组装件清洗导则

IPC-FC-234 单面和双面印制电路压敏胶粘剂组装导则

IPC-D-279 高可靠表面安装印制板组装件技术设计导则

IPC-A-311 照相版制作和使用的过程控制

IPC-D-316 高频设计导则

IPC-D-317A 采用高速技术电子封装设计导则

IPC-C-406 表面安装连接器设计及应用导则

IPC-CI-408 使用无焊接表面安装连接器设计及应用导则

IPC-TR-579 印制板中小直径镀覆孔可靠性评价联合试验

IPC-A-600F中文版 印制板验收条件

IPC-QE-605A 印制板质量评价

IPC-A-610C中文版 印制板组装件验收条件

IPC-ET-652 未组装印制板电测试要求和指南

IPC-PE-740A 印制板制造和组装的故障排除

IPC-CM-770D 印制板元件安装导则

IPC-SM-780 以表面安装为主的元件封装及互连导则

IPC-SM-782A 表面安装设计及连接盘图形标准（包括修订1和2）

IPC-SM-784 芯片直装技术实施导则

IPC-SM-785 表面安装焊接件加速可靠性试验导则

IPC-SM-786A 湿度/再流焊敏感集成电路的特性分级与处置程序

IPC-CA-821 导热胶粘剂通用要求

IPC-SM-839 施加阻焊前及施加后清洗导则

IPC-1131 印制板印制造商用信息技术导则

IPC/JPCA-2315 高密度互连与微导通孔设计导则

IPC-4121 多层印制板用芯板结构选择导则（代替IPC-CC-110A）

IPC/JPCA-6801 积层/高密度互连的术语和定义、试验方法与设计例

IPC-7095 球栅阵列的设计与组装过程的实施

IPC-7525 网版设计导则

IPC-7711 电子组装件的返工

IPC-7721 印制板和电子组装的修复与修正

IPC-7912 印制板和电子组装件的DPMO（每百万件缺陷数）和制造指数的计算

IPC-9191 实施统计过程控制（SPC）的通用导则

IPC-9201 表面绝缘电阻手册

IPC-9501 电子元件的印制板组装过程模拟评价（集成电路预处理）

IPC-9502 电子元件的印制板组装焊接过程导则

IPC-9503 非集成电路元件的湿度敏感度分级

IPC-9504 非集成电路元件的组装过程模拟评价（非集成电路元件预处理）

J-STD-012 倒装芯片及芯片级封装技术的应用

J-STD-013 球栅阵列及其它高密度封装技术的应用

IPC/EIA J-STD-026 倒装芯片用半导体设计标准

IPC/EIA J-STD-028 倒装芯版面及芯片凸块结构的性能标准

IPC/JEDEC J-STD-035 非气密封装电子元件用声波显微镜

IPC-HDBK-001 已焊接电子组装件的要求手册与导则

IPC-T-50F 电子电路互连与封装术语和定义

IPC-L-125A 高速高频互连用覆箔或未覆箔塑料基材规范

IPC-DD-135 多芯片组件内层有机绝缘材料的鉴定试验

IPC-EG-140 印制板用经处理E玻璃纤维编织物规范（包括修改1及修改2）

IPC-SG-141 印制板用经处理S玻璃纤维织物规范

IPC-A-142 印制板用经处理聚芳酰胺纤维编织物规范

IPC-QF-143 印制板用经处理石英（熔融纯氧化硅）纤维编织物规范

IPC-CF-148A 印制板用涂树脂金属箔

IPC-CF-152B 印制线路板复合金属材料规范

IPC-FC-231C 挠性印制线路用挠性绝缘基底材料（包括规格单修改）

IPC-FC-232C 挠性印制线路和挠性粘结片用涂粘接剂绝缘薄膜（包括规格单修改）

IPC-FC-241C 制造挠性印制线路板用挠性覆箔绝缘材料（包括规格单修改）

IPC-D-322 使用标准在制板尺寸的印制板尺寸选择指南

IPC-MC-324 金属芯印制板性能规范

IPC-D-325A 印制板、印制板组装件及其附图的文件要求

IPC-D-326 制造印制板组装件的资料要求

IPC-NC-349 钻床和铣床用计算机数字控制格式

IPC-D-356A 裸基板电检测的数据格式

IPC-DW-424 封入式分立布线互连板通用规范

IPC-DW-425A 印制板分立线路的设计及成品要求（包括修改1）

IPC-DW-426 分立线路组装规范

IPC-OI-645 目视光学检查工具标准

IPC-QL-653A 印制板、元器件及材料检验试验设备的认证

IPC-CA-821 导热粘接剂通用要求

IPC-CC-830A 印制板组装件用电绝缘复合材料的鉴定与性能（包括修改1）

IPC-SM-840C 永久性阻焊剂的鉴定及性能（包括修改1）

IPC-D-859 厚膜多层混合电路设计标准

IPC-HM-860 多层混合电路规范

IPC-TF-870 聚合物厚膜印制板的鉴定与性能

IPC-ML-960 多层印制板用预制内层在制板的鉴定与性能规范

IPC-1902/IEC 60097 印制电路网格体系

IPC-2221 印制板设计通用标准（代替IPC-D-275）（包括修改1）

IPC-2222 刚性有机印制板设计分标准（代替IPC-D-275）

IPC-2223 挠性印制板设计分标准（代替IPC-D-249）

IPC-2224 PC卡用印制电路板分设计分标准

IPC-2225 有机多芯片模块（MCM-L）及其组装件设计分标准

IPC-2511A 产品制造数据及其传输方法学的通用要求

IPC-2524 印制板制造数据质量定级体系

IPC-2615 印制板尺寸和公差

IPC-3406 表面贴装导电胶使用指南

IPC-3408 各向异性导电胶膜的一般要求

IPC-4101 刚性及多层印制板用基材规范

IPC/JPCA-4104 高密度互连（HDI）及微导通孔材料规范

IPC-4110 印制板用纤维纸规范及性能确定方法

IPC-4130E 玻璃非织布规范及性能确定方法

IPC-4411 聚芳基酰胺非织布规范及性能确定方法

IPC-DR-570A,IPC-4562,IPC6016 印制线路用金属箔（代替IPC-MF-150F）

IPC-6011中文版 印制板通用性能规范（代替IPC-RB-276）

IPC-6012A中文版 刚性印制板的鉴定与性能规范（包括修改1）

IPC-6013 挠性印制板的鉴定与性能规范（包括修改1）

IPC-6015 有机多芯片模块（MCM-L）安装及互连结构的鉴定与性能规范

IPC-6016 高密度互连（HDI）层或印制板的鉴定与性能规范

IPC-6018 微波成品印制板的检验和测试（代替IPC-HF-318A）

IPC/JPCA-6202 单双面挠性印制板性能手册

J-STD-001C 电气与电子组装件锡焊要求

IPC/EIA J-STD-002A 元件引线、端子、焊片、接线柱及导线可焊性试验

J-STD-003 印制板可焊性试验（代替IPC-S-804A）

J-STD-004 锡焊焊剂要求（包括修改1）

J-STD-005 焊膏技术要求（包括修改1）

J-STD-006 电子设备用电子级锡焊合金、带焊剂及不带焊剂整体焊料技术要求（包括修改1）

IPC/JEDEC J-STD-020A 非密封固态表面贴装器件湿度/再流焊敏感度分类

IPC/JEDEC J-STD-033 对湿度、再流焊敏感表贴装器件的处置、包装、发运和使用

PCB是国内外标准化程度较高的产品之一。从PCB设计、使用的基材到PCB产品和验收方法都有国际统一的系列标准和不同国家的国家/行业标准。

国外主要标准

国际上和PCB有关的标准主要有：国际电工委员会(IEC)249和326系列标准美国IPC-4001系列标准、IPC 6010系列标准、IPC TM

650标准及军标MIL系列标准日本JPCA 5010系列标准英国的BS 9760系列标准等。

国内主要标准

我国有关印制板的标准分为国标、国家军用标准和行业标准三个系列。

国标主要有：GB 4721～4725等系列的材料标准GB 4588系列的产品和设计有关标准GB 4677系列的试验方法标准。

《GB/T 4588.3-2002 印制板的设计和使用》目录

国家军用标准主要有：GJB 362A(总规范)和GJB 2424(基材)系列标准。

行业标准主要有：SJ系列标准(电子行业)和QJ系列标准(航天行业)等。

我国PCB主要引用标准如下表所示：

▲我国PCB主要引用标准

备注：

① 国标GB 4588系列标准中规定了印制板各项性能和要求，但是没有质量保证要求。

② IPC标准系列配套性好，适用性强。我国的PCB标准制订工作正在向这方面努力。

③

在IPC的印制板验收标准中，IPC-A-600F以验收要求的图解说明为主，图文并茂，技术要求直观，主要说明了能直接观察到的或通过放大和显微剖切能观察到的印制板内部和外部质量状况，但是没有通过其他方法测量的技术要求和质量保证条款。

④ IPC-6011系列标准对印制板的各项技术要求全面，也有质量保证条款。

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