PCB工藝DFM技術(shù)要求綜述

中信華

    DFM（Designformanufacturability）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環(huán)節(jié)，并行工程就是在開始設(shè)計(jì)時就要考慮產(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、制造合理性評價和改進(jìn)設(shè)計(jì)的建議。本文我們就將對PCB工藝中的DFM通用技術(shù)要求做簡單介紹。
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( U$ C' ^* F; ~/ v    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。
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    2、我司在文件處理時優(yōu)先以設(shè)計(jì)圖紙和文件作為生產(chǎn)依據(jù)。

5 ?8 i6 J1 ?8 {    二、PCB材料

: v- a+ m, A; y+ f7 M    1、基材

6 S. F- L% I# D7 m0 l: T    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，在圖樣或文件中指明。

    三、PCB結(jié)構(gòu)、尺寸和公差
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7 n% M) e8 c  C" q    1、結(jié)構(gòu)
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+ W4 }7 X% W7 o    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Mechanical1layer（優(yōu)先）或Keepoutlayer表示。若在設(shè)計(jì)文件中同時使用，一般keepoutlayer用來屏蔽，不開孔，而用mechanical1表示成形。

) w, I& }9 ~: _    b）在設(shè)計(jì)圖樣中表示開長SLOT孔或鏤空，用Mechanical1layer畫出相應(yīng)的形狀即可。
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- i) U/ B& p+ x! l! p- W    2、板厚公差
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8 o8 _) e' W! E8 |9 v) B    3、外形尺寸公差

* a1 K4 X  R3 D& M2 f6 d    PCB外形尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣的規(guī)定。當(dāng)圖樣沒有規(guī)定時，外形尺寸公差為±0.2mm。（V-CUT產(chǎn)品除外）

3 k" x) X1 q& P( e0 U    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。當(dāng)圖樣沒有規(guī)定時，按以下執(zhí)行
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    四、印制導(dǎo)線和焊盤

    1、布局

    a)印制導(dǎo)線和焊盤的布局、線寬和線距等原則上按設(shè)計(jì)圖樣的規(guī)定。但我司會有以下處理：適當(dāng)根據(jù)工藝要求對線寬、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)客戶焊接的可靠性。
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+ E4 e; P3 P- W" t6 [$ @    b)當(dāng)設(shè)計(jì)線間距達(dá)不到工藝要求時（太密可能影響到性能、可制造性時），我司根據(jù)制前設(shè)計(jì)規(guī)范適當(dāng)調(diào)整。
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    c)我司原則上建議客戶設(shè)計(jì)單雙面板時，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。
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    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、成本較高）

; ]" S$ R5 c- m- j2 L, v    2、導(dǎo)線寬度公差
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, Q* ]3 e% u4 F2 |- G7 ], ?5 z    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。
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" E* P  ^* S- V    b)其網(wǎng)格間距≥10mil(不低于8mil)，網(wǎng)格線寬≥10mil（不低于8mil）。
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* k7 ]5 V4 V5 Y+ @( M- E8 W0 G2 C) W    4、隔熱盤（Thermalpad）的處理

- J, c) t% `# C7 B7 O    在大面積的接地（電）中，常有元器件的腿與其連接，對連接腿的處理兼顧電氣性能與工藝需要，做成十字花焊盤（隔熱盤），可使在焊接時因截面過分散熱而產(chǎn)生虛焊點(diǎn)的可能性大大減少。
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9 d) b3 n" \3 p" e# U    五、孔徑（HOLE）
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! \3 H( g" z6 }2 S8 e7 z5 }  ^+ ]    1、金屬化（PHT）與非金屬化（NPTH）的界定
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" m+ |9 @4 A1 D5 P    a)我司默認(rèn)以下方式為非金屬化孔：

7 O. N7 J' j3 `' K    當(dāng)客戶在Protel99se高級屬性中（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)客戶在設(shè)計(jì)文件中直接用keepoutlayer或mechanical1層圓弧表示打孔（沒有再單獨(dú)放孔），我司默認(rèn)為非金屬化孔。

    當(dāng)客戶在孔附近放置NPTH字樣，我司默認(rèn)為此孔非金屬化。
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5 k: q, \) K. V    當(dāng)客戶在設(shè)計(jì)通知單中明確要求相應(yīng)的孔徑非金屬化（NPTH），則按客戶要求處理。

- h  U' [3 O$ J' P1 [3 q9 s  V2 K, K    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

4 [' Z8 E( q& C$ m% f    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)公差無要求，正公差控制在+3mil（0.08mm）以內(nèi)。
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    3、厚度
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' g+ a, O* I, E- V# [$ g2 Z    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。

/ R. [! H- s. K- q; M! H* t    4、孔壁粗糙度

    PTH孔壁粗糙度一般控制在≤32um
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- X3 E  y3 m: d3 \% S% S: O    5、PIN孔問題
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* J* s1 s3 F1 y; b* j1 U$ E$ ^4 y    a)我司數(shù)控銑床定位針最小為0.9mm，且定位的三個PIN孔應(yīng)呈三角形。

    b)當(dāng)客戶無特殊要求，設(shè)計(jì)文件中孔徑均＜0.9mm時，我司將在板中空白無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Mechanical1layer（Keepoutlayer）畫出其形狀即可；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。
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    b)我司最小的槽刀為0.65mm。
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* E, I5 t& {" @' o! ]+ J    c)當(dāng)開SLOT孔用來屏蔽，避免高低壓之間爬電時，建議其直徑在1.2mm以上，以方便加工。

    六、阻焊層
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    1、涂敷部位和缺陷
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    a)除焊盤、MARK點(diǎn)、測試點(diǎn)等之外的PCB表面，均應(yīng)涂敷阻焊層。

4 G, Y+ {  @6 v! J% L8 Q9 d    b)若客戶用FILL或TRACK表示的盤，則必須在阻焊層（Soldermask）層畫出相應(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）

* }7 |. t- W, D, f$ [    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（Soldermask）層畫出相應(yīng)大小的圖形，以表示該處上錫。
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    2、附著力

    阻焊層的附著力按美國IPC-A-600F的2級要求。

/ F* l1 q; ]/ F) }6 W. W$ Z  X    3、厚度
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    阻焊層的厚度符合下表:

/ N1 f& h0 Y5 c* m: a# I0 `    七、字符和蝕刻標(biāo)記

    1、基本要求
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9 v7 n5 F% D) J8 U1 t    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。
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    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)。
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0 f  c' m9 E: O! y    c)客戶字符無明確要求時，我司一般會根據(jù)我司的工藝要求，對字符的搭配比例作適當(dāng)調(diào)整。
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    d)當(dāng)客戶無明確規(guī)定時，我司會在板中絲印層適當(dāng)位置根據(jù)我司工藝要求加印我司商標(biāo)、料號及周期。
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  I: \) z' B1 w" c. v    2、文字上PAD\smt的處理

! u# w$ V, l2 y" f    盤(PAD)上不能有絲印層標(biāo)識，以避免虛焊。當(dāng)客戶有設(shè)計(jì)上PAD\SMT時，我司將作適當(dāng)移動處理，其原則是不影響其標(biāo)識與器件的對應(yīng)性。
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+ K9 U- N8 X) ~& K+ x2 D% {    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Toplayer）為正視面，topoverlay絲印層字符為正。
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9 |7 i8 @  M% V: L, F& E) ^- N    2、單面板以頂層（Toplayer）畫線路層（Signallayer）,則表示該層線路為正視面。

3 q6 U% _' D/ S' t9 E    3、單面板以底層（Toplayer）畫線路層（Signallayer），則表示該層線路為透視面。

    MARK點(diǎn)的設(shè)計(jì)
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    4、當(dāng)客戶為拼板文件有表面貼片（SMT）需用Mark點(diǎn)定位時，須放好MARK，為圓形直徑1.0mm。

: t$ X  i) N/ m& X    5、當(dāng)客戶無特殊要求時，我司在Solder1.5mm的圓弧來表示無阻焊劑，以增強(qiáng)可識別性。FMask層放置一個

    6、當(dāng)客戶為拼板文件有表面貼片有工藝邊未放MARK時，我司一般在工藝邊對角正中位置各加一個MARK點(diǎn)；當(dāng)客戶為拼板文件有表面貼片無工藝邊時，一般需與客戶溝通是否需要添加MARK。

- j+ T8 G, v4 N7 ]  Q    九、關(guān)于V-CUT(割V型槽)
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    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keepoutlayer(Mech1)層表示，則板中需V割的地方只需用keepoutlayer(Mech1)層畫出并最好在板連接處標(biāo)示V-CUT字樣。

( N( \$ N4 V( U! r- W# y/ A, D    3、一般V割后殘留的深度為1/3板厚，另根據(jù)客戶的殘厚要求可適當(dāng)調(diào)整。

    4、V割產(chǎn)品掰開后由于玻璃纖維絲有被拉松的現(xiàn)象，尺寸會略有超差,個別產(chǎn)品會偏大0.5mm以上。
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0 R% g# s) d9 ?9 u    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。

3 J3 p; n2 R6 F/ p6 r. j$ B    十、表面處理工藝

2 U2 a0 m9 I! l! U% q4 E    當(dāng)客戶無特別要求時，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）

$ K  e' ]+ G3 r7 k    以上DFM通用技術(shù)要求（單雙面板部分）為我司客戶在設(shè)計(jì)PCB文件時的參考，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。

6 G9 }+ |* ]0 ?* k    十一、結(jié)束語
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9 y* P/ Q3 i5 F( C) J7 T; ], ?( I    以上DFM通用技術(shù)要求（單雙面板部分）僅為世紀(jì)芯為客戶在設(shè)計(jì)PCB文件時的提供的參考，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。

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