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PCB设计时应考虑以下问题,你知道吗?

2018-04-17 10:44 来源:互联网 编辑:Angelina

随着PCB行业的蓬勃发展,越来越多的工程技术人员加入PCB的设计和制造中来,但由于PCB制造涉及的领域较多,且相当一部分PCB设计工程人员(Layout人员)没有从事或参与过PCB的生产制造过程,导致在设计过程中偏重考虑电气性能及产品功能等方面的内容,但下游PCB加工厂在接到订单,实际生产过程中,有很多问题由于设计没有考虑造成产品加工困难,加工周期延长或存在产品隐患,现就此类不利于加工生产的问题做出以下几点分析,供PCB设计和制作工程人员参考:

为便于表达,从开料、钻孔、线路、阻焊、字符、表面处理及成形七个方面分析:

一、开料主要考虑板厚及铜厚问题:

板料厚度大于0.8MM的板,标准系列为:1.0 1.2 1.6 2.0 3.2  MM,板料厚度小于0.8MM不算标准系列,厚度可以根据需要而定,但经常用到的厚度有:0.1 0.15 0.2 0.3 0.4 0.6MM,这此材料主要用于多层板的内层。

外层设计时板厚选择注意,生产加工需要增加镀铜厚度、阻焊厚度、表面处理(喷锡,镀金等)厚度及字符、碳油等厚度,实际生产板金板将偏厚0.05-0.1MM,锡板将偏厚0.075-0.15MM。例如设计时成品要求板厚2.0 mm时,正常选用2.0mm板料开料时,考虑到板材公差及加工公差,成品板厚将达到2.1-2.3mm之间,如果设计一定要求成品板厚不可大于2.0mm时,板材应选择为1.9mm非常规板料制作,PCB加工厂需要从板材生产商临时订购,交货周期就会变得很长。

内层制作时,可以通过半固化片(PP)的厚度及结构配置调整层压后的厚度,芯板的选择范围可灵活一些,例如成品板厚要求1.6mm,板材(芯板)的选择可以是1.2MM也可以是1.0MM,只要层压出来的板厚控制在一定范围内,即可满足成品板厚要求。

另外就是板厚公差问题,PCB设计人员在考虑产品装配公差的同时要考虑PCB加工后板厚公差,影响成品公差主要是三个方面,板材来料公差、层压公差及外层加厚公差。现提供几种常规板材公差供参考:(0.8-1.0)±0.1 (1.2-1.6)±0.13 2.0±0.18 3.0±0.23 层压公差根据不同层数及板厚,公差控制在±(0.05-0.1)MM 之间。特别是有板边缘连接器的板(如印制插头),需要根据与连接器匹配的要求确定板的厚度和公差。

表面铜厚问题,由于孔铜需要通过化学沉铜及电镀铜完成,如果不做特殊处理,在加厚孔铜时表面铜厚会随着一起加厚。根据IPC-A-600G标准,最小铜镀层厚度,1、2级为20um ,3级为25um。因此在线路板制作时,如果铜厚要求1OZ(最小30.9um)铜厚时,开料有时会根据线宽/线距选择HOZ(最小15.4um)开料,除去2-3um的允许公差,最小可达33.4um,如果选择1OZ开料,成品铜厚最小将达到47.9um。其它铜厚计算可依次类推。

二、钻孔主要考虑孔径大小公差、钻孔的预大,孔到板边线边、非金属化孔的处理问题及定位孔的设计:

目前机械钻孔最小的加工钻嘴为0.2mm,但由于孔壁铜厚及保护层厚,生产时需要将设计孔径加大制作,喷锡板需要加大0.15mm 金板需要加大0.1mm,这里的关键问题是,如果孔径加大以后,此类孔到线路、铜皮的距离是否达到加工要求?本来设计的线路焊盘的焊环够不够?例如,设计时过孔孔径为0.2mm,焊盘直径为0.35mm,理论计算可知,焊环单边有0.075mm是完全可以加工的,但按锡板加大钻嘴后生产,就已经没有焊环了。如果焊盘由于间距问题,CAM工程人员无法再加大的话,此板就无法加工生产。

孔径公差问题:目前国内钻机大部分钻孔公差控制在±0.05mm,再加上孔内镀层厚度的公差,金属化孔公差控制在±0.075mm,非金属化孔公差控制在±0.05mm。

另外容易忽略的一个问题是钻孔到多层板内层铜皮或线的隔离距离,由于钻孔定位公差为±0.075mm,层压时内层压板后图形伸缩变形有±0.1mm的公差变化。因此设计时孔边到线或铜皮的距离4层板保证在0.15mm以上,6层或8层板保证在0.2mm以上的隔离才可方便于生产。

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标签: PCB 设计 焊盘

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