PCB制板工藝中的DFM通用技術要求

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DFM（Design for manufacturability ）即面向制造的設計，它是并行工程的核心技術。設計與制造是產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計時就要考慮產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。它的關鍵是設計信息的工藝性分析、制造合理性評價和改進設計的建議。本文我們就將對PCB工藝中的DFM通用技術要求做簡單介紹。
一、 一般要求
1、 本標準作為pcb設計的通用要求，規(guī)范PCB設計和制造，實現(xiàn)CAD與CAM的有效溝通。
2、 我司在文件處理時優(yōu)先以設計圖紙和文件作為生產依據(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，在圖樣或文件中指明。
三、 PCB結構、尺寸和公差
1、 結構
a） 構成PCB的各有關設計要素應在設計圖樣中描述。外型應統(tǒng)一用Mechanical 1 layer（優(yōu)先） 或keep out layer 表示。若在設計文件中同時使用，一般keep out layer用來屏蔽，不開孔，而用mechanical 1表示成形。
b）在設計圖樣中表示開長SLOT孔或鏤空，用Mechanical 1 layer 畫出相應的形狀即可。
2、 板厚公差
3、 外形尺寸公差
PCB外形尺寸應符合設計圖樣的規(guī)定。當圖樣沒有規(guī)定時，外形尺寸公差為±0.2mm。（V-CUT產品除外）
4、 平面度（翹曲度）公差
PCB的平面度應符合設計圖樣的規(guī)定。
四、 印制導線和焊盤
1、 布局
a)印制導線和焊盤的布局、線寬和線距等原則上按設計圖樣的規(guī)定。但我司會有以下處理：適當根據(jù)工藝要求對線寬、PAD環(huán)寬進行補償，單面板一般我司將盡量加大PAD，以加強客戶焊接的可靠性。
b)當設計線間距達不到工藝要求時（太密可能影響到性能、可制造性時），我司根據(jù)制前設計規(guī)范適當調整。
c)我司原則上建議客戶設計單雙面板時，導通孔（VIA）內徑設置在0.3mm以上，外徑設置在0.7mm以上，線間距設計為8mil，線寬設計為8mil以上。以最大程度的降低生產周期，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。最細線寬為6mil。（但制造周期較長、成本較高）
2、 導線寬度公差
印制導線的寬度公差內控標準為±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力作用PCB板彎曲，大銅面上建議鋪設成網(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（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生虛焊點的可能性大大減少。
五、 孔徑（HOLE）
1、 金屬化（PHT）與非金屬化（NPTH）的界定
a) 我司默認以下方式為非金屬化孔：
當客戶在Protel99se高級屬性中（Advanced菜單中將plated項勾去除）設置了安裝孔非金屬化屬性，我司默認為非金屬化孔。
當客戶在設計文件中直接用keep out layer或mechanical 1層圓弧表示打孔（沒有再單獨放孔），我司默認為非金屬化孔。
當客戶在孔附近放置NPTH字樣，我司默認為此孔非金屬化。
當客戶在設計通知單中明確要求相應的孔徑非金屬化（NPTH），則按客戶要求處理。
b) 除以上情況外的元件孔、安裝孔、導通孔等均應金屬化。
2、 孔徑尺寸及公差
a) 設計圖樣中的PCB元件孔、安裝孔默認為最終的成品孔徑尺寸。其孔徑公差一般為±3mil（0.08mm）；
b) 導通孔（即VIA 孔）我司一般控制為：負公差無要求，正公差控制在+ 3mil（0.08mm）以內。
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孔問題
a)我司數(shù)控銑床定位針最小為0.9mm，且定位的三個PIN孔應呈三角形。
b)當客戶無特殊要求，設計文件中孔徑均＜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)的設計
a) 建議SLOT孔用Mechanical 1 layer（Keep out layer）畫出其形狀即可；也可以用連孔表示，但連孔應大小一致，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
1、 涂敷部位和缺陷
a)除焊盤、MARK點、測試點等之外的PCB表面，均應涂敷阻焊層。
b)若客戶用FILL或TRACK表示的盤，則必須在阻焊層（Solder mask）層畫出相應大小的圖形，以表示該處上錫。（我司強烈建議設計前不用非PAD形式表示盤）
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）層畫出相應大小的圖形，以表示該處上錫。
2、 附著力
阻焊層的附著力按美國IPC-A-600F的2級要求。
七、 字符和蝕刻標記
1、 基本要求
a) PCB的字符一般應該按字高30mil、字寬5mil 、字符間距4mil以上設計，以免影響文字的可辨性。
b) 蝕刻（金屬）字符不應與導線橋接，并確保足夠的電氣間隙。一般設計按字高30mil、字寬7mil以上設計。
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調整。
d) 當客戶無明確規(guī)定時，我司會在板中絲印層適當位置根據(jù)我司工藝要求加印我司商標、料號及周期。
2、 文字上PAD\smt的處理
盤(PAD)上不能有絲印層標識，以避免虛焊。當客戶有設計上PAD\SMT時，我司將作適當移動處理，其原則是不影響其標識與器件的對應性。
八、 層的概念及MARK點的處理層的設計
1、雙面板我司默認以頂層（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）畫線路層（Signal layer），則表示該層線路為透視面。
MARK點的設計
4、當客戶為拼板文件有表面貼片（SMT）需用Mark點定位時，須放好MARK，為圓形直徑1.0mm。
5、當客戶無特殊要求時，我司在Solder 1.5mm的圓弧來表示無阻焊劑，以增強可識別性。FMask層放置一個
6、當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；當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。
九、 關于V-CUT (割V型槽)
1、V割的拼板板與板相連處不留間隙.但要注意導體與V割中心線的距離。一般情況下V-CUT線兩邊的導體間距應在0.5mm以上，也就是說單塊板中導體距板邊應在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) 層畫出并最好在板連接處標示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)客戶的殘厚要求可適當調整。
4、V割產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,個別產品會偏大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
當客戶無特別要求時，我司表面處理默認采用熱風整平（HAL）的方式。（即噴錫：63錫/37鉛）
以上DFM通用技術要求（單雙面板部分）為我司客戶在設計PCB文件時的參考，并希望能就以上方面達成某種一致，以更好的實現(xiàn)CAD與CAM的溝通，更好的實現(xiàn)可制造性設計（DFM）的共同目標，更好的縮短產品制造周期，降低生產成本。
十一、 結束語
以上DFM通用技術要求（單雙面板部分）僅為深圳宏力捷為客戶在設計PCB文件時的提供的參考，并希望能就以上方面相互協(xié)商調和，以更好的實現(xiàn)CAD與CAM的溝通，更好的實現(xiàn)可制造性設計（DFM）的共同目標，縮短產品制造周期，降低生產成本。