PCB工艺设计要考虑的基本问题

　　一、PCB工艺设计要考虑的基本问题
　　PCB的工艺设计非常重要，它关系到所设计的PCB能否高效率、低成本地制造出来。新一代的SMT装联工艺，由于其复杂性，要求设计者从一开始就必须考虑制造的问题。因为一旦设计完成后再进行修改势必延长转产时间、增加开发成本。即使改SMT元件一个焊盘的位置也要进行重新布线、重新制作PCB加工菲林和焊膏印刷钢板，硬成本至少要两万元以上。
　　对模拟电路就更加困难，甚至要重新进行设计、调试。但是，如果不进行修改，批量生产造成的损失就会更大，所付出的代价将是前一阶段修改成本的数十倍以上。因此，设计者必须从设计工作开始起就重视工艺问题，问题越早解决对公司也越有利。
　　工艺性设计要考虑：
　　a）自动化生产所需的传送边、定位孔、光学定位符号；
　　b）与生产效率有关的拼板；
　　c）与焊接合格率有关的元件封装选型、基板材质选择、组装方式、元件布局、焊盘设计、阻焊层设计；
　　d）与检查、维修、测试有关的元件间距、测试焊盘设计；
　　e）与PCB制造有关的导通孔和元件孔径设计、焊盘环宽设计、隔离环宽设计、线宽和线距设计；
　　f）与装配、调试、接线有关的丝印或腐蚀字符；
　　g）与压接、焊接、螺装、铆接工艺有关的孔径、安装空间；
　　h）与热设计、EMC等可靠性设计有关的焊盘、导线要求。
　　二、印制板基板
　　1、常用基板性能
　　根据公司产品的特点，一般推荐采用FR-4基板。表1列出了几种常用基板材料，供需要时参考。

　　2、PCB厚度
　　PCB厚度，指的是其标称厚度（即绝缘层加铜箔的厚度）。
　　推荐采用的PCB厚度：0.5mm，0.7mm，0.8mm，1mm，1.5mm，1.6mm，（1.8mm），2mm，2.2mm，2.3mm，2.4mm，（2.45mm），（2.8mm），（3.0mm），3.2mm，4.0mm，（4.5mm），（5.0mm），（5.9mm），6.4mm，（7.0mm）。
　　0.7mm和1.5mm板厚的PCB用于带金手指双面板的设计。
　　PCB厚度的选取应该根据板尺寸大小和所安装元件的重量选取。注：其中1.8mm、3.0mm为非标准尺寸，尽可能少用。
　　3、铜箔厚度
　　PCB铜箔厚度指成品厚度，图纸上应该明确标注为成品厚度（Finished Conductor Thickness）。
　　工艺上要注意的是铜箔厚度要与设计的线宽/线距相匹配，表2列出了基铜厚度（底铜厚度）可蚀刻的最小线宽和线间距，供选择时参考。

　　注：外层成品厚度一般为：基铜厚度+（0.5~1）0Z/Ft；内层厚度基本与基铜厚度相等。
　　5.4PCB制造技术要求
　　PCB制造技术要求一般标注在钻孔图上，主要有以下项目（根据需要取舍）：
　　a）基板材质、厚度及公差
　　b）铜箔厚度
　　注：铜箔厚度的选择主要取决于导体的载流量和允许的工作温度，可参考IPC-D-275第3.5条中的经验曲线确定。
　　c）焊盘表面处理
　　注：一般有以下几种：
　　1）一般采用喷锡铅合金HASL工艺，锡层表面应该平整无露铜。只要确保6个月内可焊性良好就可以。
　　2）如果PCB上有细间距器件（如0.5mm间距的BGA），或板厚≤0.8mm，可以考虑化学（无电）镍金（Ep.Ni2.Au0.05）。还有一种有机涂覆工艺（Organic Solderability Preservative简称0SP），由于还存在可焊期短、发粘和不耐焊等问题，暂时不宜选用。
　　3）对板上有裸芯片（需要热压焊或超声焊，俗称Bonding）或有按键（如手机板）的板，就一定要采用化学镀镍/金工艺（Et.Ni5.Au0.1）。有的厂家也采用整板镀金工艺（Ep.Ni5.Au0.05）处理。前者表面更平整，镀层厚度更均匀、更耐焊，而后者便宜、亮度好。
　　从成本上讲，化学镀镍/金工艺（Et.Ni5.Au0.1）比喷锡贵，而整板镀金工艺则比喷锡便宜。
　　4）对印制插头，一般镀硬金，即纯度为99.5%-99.7%含镍、钻的金合金。一般厚度为0.5~0.7um，标注为：Ep.Ni5.Au0.5。
　　镀层厚度根据插拔次数确定，一般0.5um厚度可经受500次插拔，1um厚度可经受1000次插拔。
　　d）阻焊剂
　　注：按公司协议执行。
　　e）丝印字符
　　注：要求对一般涂敷绿色阻焊剂的板，采用白色永久性绝缘油墨；对全板喷锡板，建议采用黄色永久性绝缘油墨，以便看清字符；对于RO4350板材，无阻焊情况下，字符建议采用绿色或红色永久性绝缘油墨。
　　f）成品板翘曲度
　　注：请参照Q/ZX12.201.1中的6.1.4.1的“表7印制板的翘曲度”的要求。
　　g）成品板厚度公差
　　注：公司规定板厚〈0.8mm，士0.08mm；板厚≥0.8mm，±10%。
　　h）成品板离子污染度
　　注：公司规定按照IPC-TM-650的2.3.25和2.3.26方法进行离子污染物试验，试验时用于清洗试样的溶剂的电阻率不小于2x10欧姆/厘米，或相等于≤1.56ug/cm2的NaCI含量。
　　电脑主板PCB丝印规范图：





原作者： 志博君 志博PCB