DFM(design for manufacturability)即面向制造的設(shè)計(jì),是并行工程的核心技術(shù)。 PCB設(shè)計(jì)和制造是產(chǎn)品生命周期中最重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)。 并行工程是在設(shè)計(jì)之初就考慮產(chǎn)品的可制造性和可組裝性等因素。 因此,DFM是并行工程中最重要的支撐工具。 其關(guān)鍵是設(shè)計(jì)信息的過(guò)程分析、制造合理性的評(píng)價(jià)和改進(jìn)設(shè)計(jì)的建議。 本文將簡(jiǎn)要介紹PCB工藝中DFM的一般技術(shù)要求。
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)范了PCB設(shè)計(jì)與制造,實(shí)現(xiàn)了CAD與CAM的有效溝通。
2、我司在加工文件時(shí)優(yōu)先以設(shè)計(jì)圖紙和文件作為制作依據(jù)。
二、PCB材料
1、基材
PCB的基材一般為環(huán)氧玻璃布覆銅板,即FR4。 (包括單面板)
2、銅箔
a) 99.9%以上的電解銅;
b) 成品雙層板表面銅箔厚度≥35mil(1OZ);如有特殊要求,應(yīng)在圖紙或文件中注明。
三、PCB結(jié)構(gòu)、尺寸及公差
1、結(jié)構(gòu)
a) 構(gòu)成PCB的所有相關(guān)設(shè)計(jì)元素應(yīng)在設(shè)計(jì)圖紙中說(shuō)明。 外觀應(yīng)統(tǒng)一由 MechanICal 1 層(優(yōu)先級(jí))或 Keep out 層表示。 如果在設(shè)計(jì)文件中同時(shí)使用,一般用keep out layer屏蔽不開(kāi)孔,用mechanical 1成型。
b) 在設(shè)計(jì)圖中,表示開(kāi)長(zhǎng)SLOT孔或鏤空,可用機(jī)械1層畫出相應(yīng)的形狀。
2、板厚公差
3、外形尺寸公差
PCB的外形尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖的規(guī)定。 圖紙未注明時(shí),外形尺寸公差為±0.2mm。 (V-CUT 產(chǎn)品除外)
4、平面度(翹曲)公差
PCB的平面度應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖的規(guī)定。 圖紙無(wú)規(guī)定的,按下列規(guī)定執(zhí)行
四、印制導(dǎo)線及焊盤
1、布局
a) 印制線和焊盤的布局、線寬、線距原則上應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)定。 但我司會(huì)有如下處理:線寬和PAD環(huán)寬會(huì)根據(jù)工藝要求適當(dāng)補(bǔ)償。 對(duì)于單面板,我司一般會(huì)盡可能增加PAD,以增強(qiáng)客戶焊接的可靠性。
b) 當(dāng)設(shè)計(jì)線距達(dá)不到工藝要求時(shí)(太密可能影響性能和工藝性),我司將根據(jù)制造前的設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
c) 原則上建議客戶設(shè)計(jì)單雙面板時(shí),過(guò)孔(VIA)內(nèi)徑設(shè)置在0.3mm以上,外徑設(shè)置在0.7mm以上,線距8mil,走線 寬度為 800 萬(wàn)。 盡量減少生產(chǎn)周期和制造難度。
d) 我公司最小鉆孔刀具為0.3,成品孔約0.15mm。 最小行間距為 6mil。 最細(xì)的線寬為6mil。 (但制造周期長(zhǎng),成本高)
2、導(dǎo)體寬度公差
印制線寬度公差內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)為±15%
3、網(wǎng)格處理
a) 為避免波峰焊時(shí)銅面起泡,加熱后因熱應(yīng)力導(dǎo)致PCB彎曲,建議將大銅面呈網(wǎng)格狀鋪設(shè)。
b) 網(wǎng)格間距≥10mil(不小于8mil),網(wǎng)格線寬≥10mil(不小于8mil)。
4、導(dǎo)熱墊的處理
在大面積接地(電)中,常有元器件的腿與之相連。 連接腳的處理考慮了電氣性能和工藝需要,做成十字形焊盤(隔熱焊盤),可以大大降低焊接時(shí)因截面散熱過(guò)多而產(chǎn)生虛焊點(diǎn)的可能性。
五、孔徑(HOLE)
1、金屬化(PHT)和非金屬化(NPTH)的定義
a) 非金屬開(kāi)孔我司默認(rèn)采用以下方法:
當(dāng)客戶在Protel99se高級(jí)屬性中設(shè)置安裝孔為非金屬屬性時(shí)(Advanced菜單中去掉勾選項(xiàng)),我司默認(rèn)為非金屬孔。
當(dāng)客戶直接在設(shè)計(jì)文件中使用keep out layer或mechanical 1 layer arc表示打孔時(shí)(不單獨(dú)設(shè)置孔),我司默認(rèn)為非金屬孔。
當(dāng)客戶在孔附近標(biāo)注NPTH字樣時(shí),我司默認(rèn)為非金屬孔。
當(dāng)客戶在設(shè)計(jì)通知中明確要求相應(yīng)的孔徑非金屬化(NPTH)時(shí),按客戶要求處理。
b) 除上述情況外,元件孔、安裝孔、通孔等應(yīng)進(jìn)行金屬化處理。
2、孔徑尺寸及公差
a) 設(shè)計(jì)圖中的PCB元器件孔和安裝孔默認(rèn)為成品最終孔徑。 孔徑公差一般為±3mil(0.08mm);
b)通孔(即VIA孔)一般控制為:負(fù)公差不要求,正公差控制在+3mil(0.08mm)以內(nèi)。
3、孔壁粗糙度
PTH孔壁粗糙度一般控制在≤32um
4、PIN孔問(wèn)題
a) 我們數(shù)控銑床的最小定位銷是0.9mm,三個(gè)PIN孔應(yīng)該是三角形的。
b) 當(dāng)客戶無(wú)特殊要求且設(shè)計(jì)文件孔徑小于0.9mm時(shí),我司會(huì)在空白無(wú)線路徑處或板內(nèi)大銅面適當(dāng)位置加PIN孔。
5、SLOT孔(槽孔)的設(shè)計(jì)
a) 建議SLOT孔用機(jī)械1層(Keep out layer)繪制; 也可用連接孔表示,但連接孔應(yīng)大小相同,孔心在同一水平線上。
b) 我公司最小切槽刀為0.65mm。
c) 為避免高低壓漏電而開(kāi)SLOT孔屏蔽時(shí),建議直徑大于1.2mm,以方便加工。
六、阻焊層
1、鍍層位置及缺陷
a) PCB除bonding pad、MARK point和test point以外的表面均需涂阻焊層。
b) 如果客戶使用FILL或TRACK來(lái)表示圓盤,則必須在Solder mask層上繪制相應(yīng)尺寸的圖形來(lái)表示鍍錫層。 (本公司強(qiáng)烈建議設(shè)計(jì)前不要使用非PAD演示板)
c) 如果需要在大銅皮上散熱或在線帶上噴錫,還必須繪制相應(yīng)尺寸的帶有阻焊層的圖形,以指示鍍錫層。
2、附著力
阻焊層附著力應(yīng)符合美國(guó)IPC-A-600F 2級(jí)要求。
3、厚度
耐焊層厚度應(yīng)符合下表規(guī)定:
七、文字及蝕刻標(biāo)記
1、基本要求
a) PCB字符一般設(shè)計(jì)為字符高30mil,字符寬度5mil,字符間距大于4mil,避免影響字符的可讀性。
b) 蝕刻(金屬)字符不應(yīng)與導(dǎo)體橋接,應(yīng)確保足夠的電氣間隙。 一般字高30mil,字寬7mil以上。
c) 如果客戶對(duì)字符沒(méi)有具體要求,我司一般會(huì)根據(jù)我方工藝要求調(diào)整字符的匹配比例。
d) 當(dāng)客戶無(wú)明確規(guī)定時(shí),我司將按我司工藝要求在版材絲印層適當(dāng)位置印上我司商標(biāo)、料號(hào)、周期。
2、PADSMT的文字處理
PAD不得標(biāo)示絲印層,以免虛焊。 當(dāng)客戶設(shè)計(jì)一個(gè)PADSMT時(shí),我司會(huì)做適當(dāng)?shù)囊苿?dòng),原則是不影響其logo與器件的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
八、層的概念及MARK點(diǎn)處理層的設(shè)計(jì)
1、對(duì)于雙面板,我司默認(rèn)以頂層為正視圖,頂層覆屏層的字符為正面。
2、對(duì)于單面板,Top層用于繪制Signal層,即該層的走線為正視圖。
3、單面板使用頂層繪制信號(hào)層,也就是說(shuō)這一層的線是透視面。
MARK點(diǎn)設(shè)計(jì)
4、當(dāng)客戶有SMT做面板文件,需要用Mark點(diǎn)定位時(shí),MARK一定要放好,圓直徑1.0mm。
5、當(dāng)客戶無(wú)特殊要求時(shí),我司采用Solder 1.5mm的圓弧來(lái)表示無(wú)阻焊劑,以增強(qiáng)識(shí)別性。 將一個(gè)放在 FMask 層上
6、當(dāng)客戶沒(méi)有在面板文件的表面貼片工藝邊緣放置MARK時(shí),我司一般在工藝邊緣對(duì)角線的中心加一個(gè)MARK點(diǎn); 當(dāng)客戶對(duì)面板文件有無(wú)工藝邊緣的表面貼片時(shí),一般需要與客戶溝通是否需要加MARK。
九、關(guān)于V-CUT
1、V切面板與面板之間沒(méi)有縫隙,但要注意導(dǎo)體與V切中心線的距離。 一般情況下,V-CUT線兩側(cè)的導(dǎo)體間距應(yīng)大于0.5mm,即單板導(dǎo)體間距距板邊應(yīng)大于0.25mm。
2、V-CUT線一般用keep out layer(Mech 1)層表示,所以板子中需要V-cut的部分只需要用keep out layer(Mech 1)層畫出來(lái), 最好在板連接處標(biāo)注V-CUT字樣。
3、V切后的剩余深度一般為板厚的1/3,可根據(jù)客戶對(duì)剩余厚度的要求適當(dāng)調(diào)整。
4、V-cut產(chǎn)品尺寸會(huì)因玻璃纖維斷裂后被拉伸現(xiàn)象而略有超差,部分產(chǎn)品會(huì)大于0.5mm。
5、V-CUT刀只能走直線,不能走曲線和折線; 拉線板的厚度一般在0.8mm以上。
十、表面處理工藝
當(dāng)客戶無(wú)特殊要求時(shí),我司默認(rèn)采用熱風(fēng)整平(HAL)方式進(jìn)行表面處理。 (即噴錫:63錫/37鉛)
以上DFM通用技術(shù)要求(單雙面板)供廣大客戶設(shè)計(jì)PCB文件時(shí)參考,希望能就以上幾方面達(dá)成共識(shí),更好的實(shí)現(xiàn)CAD與CAM的互通,更好的實(shí)現(xiàn) 可制造性設(shè)計(jì)(DFM)的共同目標(biāo),更好地縮短產(chǎn)品制造周期,降低生產(chǎn)成本。
十一、結(jié)語(yǔ)
以上DFM通用技術(shù)要求(單雙面板)僅是世紀(jì)芯在設(shè)計(jì)PCB文件時(shí)為客戶提供的參考,希望通過(guò)以上方面的協(xié)商和調(diào)解,更好的實(shí)現(xiàn)CAD與CAM的互通,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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