PCB制板工藝中的DFM通用技術(shù)要求

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DFM（Design for manufacturability ）即面向制造的設(shè)計(jì)，它是并行工程的核心技術(shù)。設(shè)計(jì)與制造是產(chǎn)品生命周期中最重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)，并行工程就是在開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮產(chǎn)品的可制造性和可裝配性等因素。所以DFM又是并行工程中最重要的支持工具。它的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)信息的工藝性分析、制造合理性評(píng)價(jià)和改進(jìn)設(shè)計(jì)的建議。本文我們就將對(duì)PCB工藝中的DFM通用技術(shù)要求做簡(jiǎn)單介紹。
一、 一般要求
1、 本標(biāo)準(zhǔn)作為pcb設(shè)計(jì)的通用要求，規(guī)范PCB設(shè)計(jì)和制造，實(shí)現(xiàn)CAD與CAM的有效溝通。
2、 我司在文件處理時(shí)優(yōu)先以設(shè)計(jì)圖紙和文件作為生產(chǎn)依據(jù)。
二、 PCB材料
1、 基材
PCB的基材一般采用環(huán)氧玻璃布覆銅板，即FR4。（含單面板）
2、 銅箔
a）99.9％以上的電解銅；
b）雙層板成品表面銅箔厚度≥35?m（1OZ）；有特殊要求時(shí)，在圖樣或文件中指明。
三、 PCB結(jié)構(gòu)、尺寸和公差
1、 結(jié)構(gòu)
a） 構(gòu)成PCB的各有關(guān)設(shè)計(jì)要素應(yīng)在設(shè)計(jì)圖樣中描述。外型應(yīng)統(tǒng)一用Mechanical 1 layer（優(yōu)先） 或keep out layer 表示。若在設(shè)計(jì)文件中同時(shí)使用，一般keep out layer用來(lái)屏蔽，不開(kāi)孔，而用mechanical 1表示成形。
b）在設(shè)計(jì)圖樣中表示開(kāi)長(zhǎng)SLOT孔或鏤空，用Mechanical 1 layer 畫(huà)出相應(yīng)的形狀即可。
2、 板厚公差
3、 外形尺寸公差
PCB外形尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣的規(guī)定。當(dāng)圖樣沒(méi)有規(guī)定時(shí)，外形尺寸公差為±0.2mm。（V-CUT產(chǎn)品除外）
4、 平面度（翹曲度）公差
PCB的平面度應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣的規(guī)定。
四、 印制導(dǎo)線和焊盤(pán)
1、 布局
a)印制導(dǎo)線和焊盤(pán)的布局、線寬和線距等原則上按設(shè)計(jì)圖樣的規(guī)定。但我司會(huì)有以下處理：適當(dāng)根據(jù)工藝要求對(duì)線寬、PAD環(huán)寬進(jìn)行補(bǔ)償，單面板一般我司將盡量加大PAD，以加強(qiáng)客戶(hù)焊接的可靠性。
b)當(dāng)設(shè)計(jì)線間距達(dá)不到工藝要求時(shí)（太密可能影響到性能、可制造性時(shí)），我司根據(jù)制前設(shè)計(jì)規(guī)范適當(dāng)調(diào)整。
c)我司原則上建議客戶(hù)設(shè)計(jì)單雙面板時(shí)，導(dǎo)通孔（VIA）內(nèi)徑設(shè)置在0.3mm以上，外徑設(shè)置在0.7mm以上，線間距設(shè)計(jì)為8mil，線寬設(shè)計(jì)為8mil以上。以最大程度的降低生產(chǎn)周期，減少制造難度。
d)我司最小鉆孔刀具為0.3，其成品孔約為0.15mm。最小線間距為6mil。最細(xì)線寬為6mil。（但制造周期較長(zhǎng)、成本較高）
2、 導(dǎo)線寬度公差
印制導(dǎo)線的寬度公差內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)為±15%
3、 網(wǎng)格的處理
a)為了避免波峰焊接時(shí)銅面起泡和受熱后因熱應(yīng)力作用PCB板彎曲，大銅面上建議鋪設(shè)成網(wǎng)格形式。
b)其網(wǎng)格間距≥10mil(不低于8mil)，網(wǎng)格線寬≥10mil（不低于8mil）。
4、 隔熱盤(pán)（Thermal pad）的處理
在大面積的接地（電）中，常有元器件的腿與其連接，對(duì)連接腿的處理兼顧電氣性能與工藝需要，做成十字花焊盤(pán)（隔熱盤(pán)），可使在焊接時(shí)因截面過(guò)分散熱而產(chǎn)生虛焊點(diǎn)的可能性大大減少。
五、 孔徑（HOLE）
1、 金屬化（PHT）與非金屬化（NPTH）的界定
a) 我司默認(rèn)以下方式為非金屬化孔：
當(dāng)客戶(hù)在Protel99se高級(jí)屬性中（Advanced菜單中將plated項(xiàng)勾去除）設(shè)置了安裝孔非金屬化屬性，我司默認(rèn)為非金屬化孔。
當(dāng)客戶(hù)在設(shè)計(jì)文件中直接用keep out layer或mechanical 1層圓弧表示打孔（沒(méi)有再單獨(dú)放孔），我司默認(rèn)為非金屬化孔。
當(dāng)客戶(hù)在孔附近放置NPTH字樣，我司默認(rèn)為此孔非金屬化。
當(dāng)客戶(hù)在設(shè)計(jì)通知單中明確要求相應(yīng)的孔徑非金屬化（NPTH），則按客戶(hù)要求處理。
b) 除以上情況外的元件孔、安裝孔、導(dǎo)通孔等均應(yīng)金屬化。
2、 孔徑尺寸及公差
a) 設(shè)計(jì)圖樣中的PCB元件孔、安裝孔默認(rèn)為最終的成品孔徑尺寸。其孔徑公差一般為±3mil（0.08mm）；
b) 導(dǎo)通孔（即VIA 孔）我司一般控制為：負(fù)公差無(wú)要求，正公差控制在+ 3mil（0.08mm）以?xún)?nèi)。
3、 厚度
金屬化孔的鍍銅層的平均厚度一般不小于20?m，最薄處不小于18?m。
4、 孔壁粗糙度
PTH孔壁粗糙度一般控制在≤ 32um
5、 PIN孔問(wèn)題
a)我司數(shù)控銑床定位針最小為0.9mm，且定位的三個(gè)PIN孔應(yīng)呈三角形。
b)當(dāng)客戶(hù)無(wú)特殊要求，設(shè)計(jì)文件中孔徑均＜0.9mm時(shí)，我司將在板中空白無(wú)線路處或大銅面上合適位置加PIN孔。
6、 SLOT孔(槽孔)的設(shè)計(jì)
a) 建議SLOT孔用Mechanical 1 layer（Keep out layer）畫(huà)出其形狀即可；也可以用連孔表示，但連孔應(yīng)大小一致，且孔中心在同一條水平線上。
b) 我司最小的槽刀為0.65mm。
c) 當(dāng)開(kāi)SLOT孔用來(lái)屏蔽，避免高低壓之間爬電時(shí)，建議其直徑在1.2mm以上，以方便加工。
六、 阻焊層
1、 涂敷部位和缺陷
a)除焊盤(pán)、MARK點(diǎn)、測(cè)試點(diǎn)等之外的PCB表面，均應(yīng)涂敷阻焊層。
b)若客戶(hù)用FILL或TRACK表示的盤(pán)，則必須在阻焊層（Solder mask）層畫(huà)出相應(yīng)大小的圖形，以表示該處上錫。（我司強(qiáng)烈建議設(shè)計(jì)前不用非PAD形式表示盤(pán)）
c)若需要在大銅皮上散熱或在線條上噴錫，則也必須用阻焊層（Solder mask）層畫(huà)出相應(yīng)大小的圖形，以表示該處上錫。
2、 附著力
阻焊層的附著力按美國(guó)IPC-A-600F的2級(jí)要求。
七、 字符和蝕刻標(biāo)記
1、 基本要求
a) PCB的字符一般應(yīng)該按字高30mil、字寬5mil 、字符間距4mil以上設(shè)計(jì)，以免影響文字的可辨性。
b) 蝕刻（金屬）字符不應(yīng)與導(dǎo)線橋接，并確保足夠的電氣間隙。一般設(shè)計(jì)按字高30mil、字寬7mil以上設(shè)計(jì)。
c) 客戶(hù)字符無(wú)明確要求時(shí)，我司一般會(huì)根據(jù)我司的工藝要求，對(duì)字符的搭配比例作適當(dāng)調(diào)整。
d) 當(dāng)客戶(hù)無(wú)明確規(guī)定時(shí)，我司會(huì)在板中絲印層適當(dāng)位置根據(jù)我司工藝要求加印我司商標(biāo)、料號(hào)及周期。
2、 文字上PAD\smt的處理
盤(pán)(PAD)上不能有絲印層標(biāo)識(shí)，以避免虛焊。當(dāng)客戶(hù)有設(shè)計(jì)上PAD\SMT時(shí)，我司將作適當(dāng)移動(dòng)處理，其原則是不影響其標(biāo)識(shí)與器件的對(duì)應(yīng)性。
八、 層的概念及MARK點(diǎn)的處理層的設(shè)計(jì)
1、雙面板我司默認(rèn)以頂層（即Top layer）為正視面，topoverlay絲印層字符為正。
2、單面板以頂層（Top layer）畫(huà)線路層（Signal layer）,則表示該層線路為正視面。
3、單面板以底層（Top layer）畫(huà)線路層（Signal layer），則表示該層線路為透視面。
MARK點(diǎn)的設(shè)計(jì)
4、當(dāng)客戶(hù)為拼板文件有表面貼片（SMT）需用Mark點(diǎn)定位時(shí)，須放好MARK，為圓形直徑1.0mm。
5、當(dāng)客戶(hù)無(wú)特殊要求時(shí)，我司在Solder 1.5mm的圓弧來(lái)表示無(wú)阻焊劑，以增強(qiáng)可識(shí)別性。FMask層放置一個(gè)
6、當(dāng)客戶(hù)為拼板文件有表面貼片有工藝邊未放MARK時(shí)，我司一般在工藝邊對(duì)角正中位置各加一個(gè)MARK點(diǎn)；當(dāng)客戶(hù)為拼板文件有表面貼片無(wú)工藝邊時(shí)，一般需與客戶(hù)溝通是否需要添加MARK。
九、 關(guān)于V-CUT (割V型槽)
1、V割的拼板板與板相連處不留間隙.但要注意導(dǎo)體與V割中心線的距離。一般情況下V-CUT線兩邊的導(dǎo)體間距應(yīng)在0.5mm以上，也就是說(shuō)單塊板中導(dǎo)體距板邊應(yīng)在0.25mm以上。
2、V-CUT線的表示方法為：一般外形為keep out layer (Mech 1)層表示，則板中需V割的地方只需用keep out layer(Mech 1) 層畫(huà)出并最好在板連接處標(biāo)示V-CUT字樣。
3、如下圖，一般V割后殘留的深度為1/3板厚，另根據(jù)客戶(hù)的殘厚要求可適當(dāng)調(diào)整。
4、V割產(chǎn)品掰開(kāi)后由于玻璃纖維絲有被拉松的現(xiàn)象，尺寸會(huì)略有超差,個(gè)別產(chǎn)品會(huì)偏大0.5mm以上。
5、V-CUT 刀只能走直線，不能走曲線和折線；且可拉線板厚一般在0.8mm以上。
十、 表面處理工藝
當(dāng)客戶(hù)無(wú)特別要求時(shí)，我司表面處理默認(rèn)采用熱風(fēng)整平（HAL）的方式。（即噴錫：63錫/37鉛）
以上DFM通用技術(shù)要求（單雙面板部分）為我司客戶(hù)在設(shè)計(jì)PCB文件時(shí)的參考，并希望能就以上方面達(dá)成某種一致，以更好的實(shí)現(xiàn)CAD與CAM的溝通，更好的實(shí)現(xiàn)可制造性設(shè)計(jì)（DFM）的共同目標(biāo)，更好的縮短產(chǎn)品制造周期，降低生產(chǎn)成本。
十一、 結(jié)束語(yǔ)
以上DFM通用技術(shù)要求（單雙面板部分）僅為深圳宏力捷為客戶(hù)在設(shè)計(jì)PCB文件時(shí)的提供的參考，并希望能就以上方面相互協(xié)商調(diào)和，以更好的實(shí)現(xiàn)CAD與CAM的溝通，更好的實(shí)現(xiàn)可制造性設(shè)計(jì)（DFM）的共同目標(biāo)，縮短產(chǎn)品制造周期，降低生產(chǎn)成本。