DFM(Design for manfacturability)是面向制造的设计,是并行工程的核心技术。设计和制造是产品生命周期中最重要的两个阶段,并行工程开始设计时要考虑产品的制造性和组装性等因素。因此DFM也是并行工程中最重要的支持工具。其关键是设计信息的工艺性分析、制造合理性评价和设计改善的建议。本文简要介绍PCB过程中的DFM通用技术要求。
一、一般要求
1、本标准作为PCB设计的共同要求,与PCB设计规范制造,实现CAD和CAM的有效交流。
2、文件处理时优先以设计图纸和文件为生产依据。
二、PCB材料
1、基材
PCB的基材一般用环氧玻璃覆盖铜板,即FR4。(包括单面板)
2、铜箔
a)99.9%以上电解铜;
b)双层板成品表面铜箔厚度ge;35m(1OZ);如有特殊要求,可指定为图纸或文件。
三、PCB结构、尺寸、公差
1、结构
a)结构PCB的各相关设计要素应记载在设计图样中。外形应该统一地用Mechanical1layer(优先)或者keepout layer来表示。在设计文件中同时使用的情况下,一般地keepout layer被用于屏蔽,不开孔而用Mechanical1成形。
b)在设计图样中表示开长SLOT孔或水印,用Mechanical1layer描绘对应的形状即可。
2、板厚公差
3、外形尺寸公差
PCB外形尺寸必须符合设计图样的规定。在附图中没有规定的情况下,外形尺寸公差为plusmn。0.2mm。(V-CUT产品除外)
4、平面度(弯曲)公差
PCB的平面度必须符合设计图样的规定。
四、印刷布线和焊接盘
1、布局
a)印刷布线和衬垫的布局、线宽和线距离等原则上遵循设计图样的规定。但是,根据工序要求适当地补偿线宽、PAD环宽度,单板一般有为了强化客户焊接的可靠性而尽量加大PAD的处理。
b)设计线间距未达到工程要求时(过密可能影响性能、制造性时),根据制造前的设计规范进行适当调整。
c)原则上,在客户推荐设计单双面板的情况下,导通孔VIA内径为0.3mm以上,外径为0.7mm以上,线间距为8mil,线宽为8mil以上。最大限度降低生产周期,降低制造难度。
d)最小钻头工具为0.3,其完成孔约为0.15mm。最小线间距是6mil。最细的线宽是6mil。(但是,制造周期长,成本高)
2、导线宽度公差
打印线的宽度公差内控制基准是plusmn。15%
3、网格处理
a)为了避免峰值焊接时铜面的发泡或热后热应力作用PCB板弯曲,建议在大铜面上采用网状物形式。
b)其网格间隔ge;10mil(8mil以下),网格线宽度ge;10mil(8mil以下)。
4、绝热盘Thermal pad的处理
在大面积的接地(电)中,连接常有元装置的脚,使连接脚的处理既有电性能又有工艺需求,通过制作交叉花垫(绝热盘),可以大幅减少焊接时由于断面过度散热而产生虚焊点的可能性。
五、孔径HOLE
1、金属化PHT和非金属化NPTH的定义
a)默认情况下,以下方法为非金属化孔。
如果客户在protel99 se的详细属性Advanced菜单中退出plated项目)中设置了安装孔非的金属化属性,默认为非金属化孔。
客户在设计文件中直接用keepout layer或Mechanical1层的圆弧表示打孔时(不能再打开孔时),默认为非金属化孔。
如果客人在洞附近配置NPTH字样,则默认情况下会金属化。
客户在设计通知书中明确要求对应孔径的非金属化NPTH时,将按照客户的要求进行处理。
b)除以上情况外,元件孔、安装孔、导通孔等应金属化。
2、孔径尺寸及公差
a)设计图样的PCB元件孔,安装孔沉默视为最终的成品孔径尺寸。其孔径公差一般为plusmn。3mil(0.08mm);
b)导通孔(即VIA孔)一般不要求负公差,将正公差控制在+3mil(0.08mm)以内。
3、厚度
金属化孔镀铜层的平均厚度一般不小于20m,最薄的部分不小于18米。
4、孔壁粗糙度
pTH孔壁粗糙度通常由le控制。32um
5、PIN漏洞问题
a)数控铣床定位针最小0.9mm,定位的三个PIN孔应为三角形。
b)对客户无特殊要求,设计文件中的孔径小于0.9mm时,在板中空白线路或大铜面适当位置加孔PIN。
6、SLOT孔(凹槽)的设计
a)提案SLOT孔可以用Mechanical1layerkeepout layer来描绘其形状。也可以用连孔表示,但是连孔的大小一致,孔的中心必须在同一水平线上。
b)最小的插槽刀为0.65mm。
c)为了避免高压之间的通电而打开SLOT孔进行屏蔽时,为了便于加工,建议直径在1.2mm以上。
六、阻焊层
1、涂抹部位和缺陷
a)除焊盘、MARK点、测试点等PCB表面均应涂抹阻焊层。
b)在客户使用FILL或TRACK表示的盘的情况下,阻焊层Solder mask)必须描绘与层对应的大小的图形,并表示锡乘坐在那里。(强烈推荐设计前不以非PAD形式显示磁盘)
c)如果需要在铜皮上散热、在线上喷洒锡,则必须在阻焊层Solder mask层上画出对应大小的图形,在那里显示锡。
2、附着力
阻焊层的附着力遵循美国IPC-A-600F的2级要求。
七、文字和蚀刻标记
1、基本要求
a)PCB的文字为了不影响文字的判别性,一般设计在字高30mil、字宽5mil、文字间隔4mil以上。
b)蚀刻(金属)文字不被引线桥接,必须确保足够的电间隙。一般的设计是字高30mil,字宽7mil以上的设计。
c)如果客户的文字没有明确的要求,一般根据工艺要求,适当调整文字组合的比例。
d)如果客户没有明确规定,则在板中丝绸印刷层的适当位置按工艺要求印刷商标、材料编号及周期。
2、字符上PADSMT的处理
为了避免假焊接,不能在磁盘PAD上标记屏幕。在客户在设计上PADSMT的情况下,原则上进行适当的移动处理,不影响其识别和设备的对应性。
八、层概念及MARK点处理层的设计
1、双面板的默认将顶层(即Toplayer)设为正视图,topoverlay丝印层设为正文字。
2、单板在最顶层(Toplayer)描绘线路层(Signallayer),表示该线路是正视图。
3.当在下层(Toplayer中描绘线路层(Signallayer)时,单面板表示该线路是透视面。
MARK点的设计
4、客户使用补丁文件的表面贴片SMT在MARK点定位时,放置圆形直径1.0mm的MARK。
5、对客户没有特别要求的情况下,用Solder1.5mm的圆弧表示无电阻焊接剂,提高识别性。FMask层放置1个
6、如果客户在补丁文件的表面贴片上没有放置处理边缘MARK,一般在处理边缘的对角中间的位置分别添加一个MARK点。如果客户在补丁文件的表面贴片上没有处理边缘,则需要与客户沟通是否需要追加MARK。
九、V-CUT(关于割V型槽)
1、V切块的贴片和板的连接处不留间隙。但是,请注意导体和V割中心线的距离。通常V-CUT线的两侧的导体间距在0.5mm以上,即单块板导体节距板边在0.25mm以上。
2、V-CUT线的显示方法一般在外形用keepout layerMech1)层表示的情况下,在板中需要V切割的地方最好用keepout layerMech1)层描绘,在板连接上显示V-CUT的文字。
3、如下图所示,一般V切割后残留的深度为1/3板厚,并且能够根据客人的余厚要求适当调整。
4、除掉V折制品后,玻璃纤维的线会出现松弛现象,尺寸稍差,一部分产品会变大0.5mm以上。
5、V-CUT小刀只能走直线,不能走曲线和折线。另外,可拉伸的板厚一般在0.8mm以上。
十、表面处理工段
在客户没有特别要求的情况下,表面处理的默认值是热风整平HAL。(即锡喷射:63锡/37铅)
以上DFM通用技术要求(单双面板部分)希望作为客户设计PCB文件时的参考,更好地实现CAD和CAM的交流,更好地实现可制造性设计DFM的共同目标,更好地缩短产品的制造周期,降低生产成本。
十一、结束语
以上DFM的共同技术要求(单双面板部分)是作为客户设计PCB文件时的参考而提供的,能够更好地实现CAD和CAM的交流,更好地实现可制造性设计DFM的共同目标,缩短产品的制造周期希望降低生产成本。