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印制板可制造性设计

发布一份印制板可制造性设计指南,有需要的大家可以参考学习一下>


印 制 板 的 可 制 造 性 设 计
Design for manufacture

印制板的可制造性设计(DFM)(Design for manufacture 或Design for manufacturability)在最新的《印制电路术语汇编》中是这样解释的:指在电路设计时应按照设计规范与标准进行电路图形的构思与设想,并结合实际制造能力进行设计的要求。
印制电路板(PCB板)是电子产品中电路元器件的支撑件,并提供电路元器件之间的电气连接。随着电子技术的飞速发展,PCB的密度越来越高,精度越来越高,它本身的技术含量越来越多,在电子产品中所起的作用也越来越大,对不少产品而言,PCB板的质量影响甚至决定了电子产品的质量。印制板制造业的特点是由生产厂家按照设计单位提供的设计进行生产,因此,一块高质量的PCB板的产生应是两方面共同努力的结果。所有的用户都希望厂家能提供短周期、高质量、低价位的成品板,厂家也愿意在制造阶段,能以最短的时间周期、并以最低的成本达到最高的合格率。据统计产品总成本的60%以上是由设计过程决定的,(例:打孔问题:大小、种类 )70%的缺陷可归之于设计方面的问题,(例:图形设计不均匀,有可能造成图形电镀时电流分布不均匀,影响镀层均匀,甚至造成印制板翘曲;又例:孔径/管脚比过大,在焊接时会造成元件面多锡或焊接面缺锡,影响焊接质量)。由于设计所引起的产品质量问题在生产中是很难克服的,因此说“产品质量是设计出来的”。作为生产厂家,我们无权随意更改用户的设计,所以我们就十分希望从事印制板设计的工程技术人员在新产品开发的概念阶段就对印制板的可制造性给予充分的重视和全盘考虑。
从事印制板设计的工程技术人员在设计时应注意以下几点:
首先必须熟悉并深刻了解印制板的设计规范及相关标准,在进行印制板设计时要考虑以下基本原则:
1电气连接的准确性:印制板上印制导线的连接关系应与电原理图导线关系相一致,尤其是没有提取网络表的用户,比较容易产生飞线、交叉线或焊盘与线短路等,使电气连接不正确。
2 可靠性:影响印制板可靠性的因素很多,印制板的结构、基材的选择、印制板的制造和装联工艺以及印制板布线、导线宽度和间距等都会影响印制板的可靠性。设计时必须综合考虑以上因素,还要根据产品在整机中的重要程度留有适当的安全系数进行设计。
3工艺性:设计印制板时应考虑印制板的制造工艺和装联工艺要求,尽可能有利于制造、装配和维修。
4经济性:印制板设计应考虑其设计方法、选择的基材、制造工艺等成本最低的原则,在满足使用的安全性和可靠性要求的前提下,力求经济实用。
在设计前最好能参看有关的标准。(例: GB4588.3-88《印制电路的设计和使用》,中国航天工业总公司发布的航天工业行业标准中《印制电路板设计规范》等)。先确定自己产品的性能等级(1、2、3级,国标、军标、航军标等),再参照相关的标准进行设计。
其次要了解所用的布线软件,如:它所能设计的最大尺寸,所能包括的层次,各层的定义,(如:顶层和电地层的区别),元素的属性定义,菜单中各项的具体含义,(例:FILL网格的线宽和格距)过孔的接电地性等等。要了解软件的优点和缺点,充分发扬软件的优点来优化设计,例:加泪滴,打开电气吸咐功能(就是当一个元素走到另一个元素(走线、焊盘、过孔)一定距离时,它就自动吸咐到该元素的中心或端点,保证了元素之间的连接),出统计报告,进行DRC检查等。要小心地避开软件的不足之处,如不少软件对电源、地层只能从逻辑上检查是否接通,而不能识别物理意义上的错误,(TEMP.PCB 切割线压上、FILL块盖上、有其他的焊盘、花焊盘堵死等),因此在处理电地层时就要特别注意。对于软件的BUG也要注意防范。例PROTEL 查焊盘的孔径而不能查过孔的孔径,防范措施:打开焊盘及过孔的孔径显示。(能查非金属化而不能查零孔径)。软件的升级是很快的,无论是用高版本读低版本的文件,还是将高版本的文件下存为低版本的文件(这是我们不主张的),一定要考虑版本间的兼容问题,如PROTEL FOR98读DOS或PFW文件,就会把电地层丢失;会把DOS文件中HIDE的字体显示出来。对新版本新增的功能要花点功夫去研究,(举例PROTEL 99SE新增的排层序功能)。从CAD到CAM,我们用的是同一个布线软件,大家都遵守该软件的约定,互相之间就好沟通,就不会产生误解。
最后,还要了解生产厂家的加工能力、生产工艺要求及其它要求等。例:能加工的最大面积、最多层数、最小线宽和间距、最小环宽、最小孔径、最大板厚/孔径比、外形加工的误差、接受何种格式的数据等等。要注意厂家的常规加工能力和极限能力,(举例:层数与线宽、间距的考虑)。有特殊要求最好事先和厂家沟通一下,(如:有特性阻抗要求的,在计算特性阻抗时,需要介电常数,最好能问一下厂家,还有半固化片的厚度等)。设计时要为印制板的生产,器件焊接,调试等作考虑,要尽可能为方便生产多创造条件,多留余地。最好能给厂家发一个书面文件,把制作要求一一列明:层数、板厚、各层铜箔厚度、加工数量、基材类型、多层板层序排列、质量标准、阻焊要求、字符要求、插头镀金及倒角要求、特性阻抗、排钻或异型孔……,使厂家能按要求快速、准确地为你加工PCB板。
一、规范印制板设计流程:
1 印制板设计从CAD(Computer Aided Design)到EDA(Electronic Design Automation),对规范设计有更高的要求;
2 印制板制造工艺逐步溶于设计技术中,生产、装配自动化程度的提高对PCB板的设计要求就越来越苛刻,越来越需要统一化、规范化。

规范设计程序,先画好逻辑图一出网络表,要按所用的布线软件的格式来出,同时要把器件的封装定下来一定义板框线一调入网络表一设置布线规则(既要考虑功能上的要求,也要考虑生产工艺要求)一布局一布线一DRC检查一出生产数据,这样能保证布线的正确性。




印制板设计流程图

二、 我们所需要的生产数据
在生产一种印制板的时候,必须有一套相应的照相底版,我们是用激光光绘机来产生底片,激光光绘机接受的是GERBER数据。
A)光绘数据 (GERBER数据) GERBER格式是一项工业标准,即RS-274格式,他是由GERBER SCIENTIFIC公司所发展的格式,这种格式是由许多操作指令、D码和坐标所构成的,文件是ASCII码格式,用文字来描述图形,线条、焊盘等,例:D105(C 63mil)X1Y1D3X2Y2D3D106(C 8mil)X3Y3D1X4Y4X5Y5D2*X6Y6D1……这几句话描述出的图形如下:


GERBER文件需要一个配套的D码文件,D码文件内容通常包括:D码号(D10、D11);D码形状(圆形、方形、长方形、椭圆、花焊盘、八角形……);X方向尺寸;Y方向尺寸;用于画焊盘/画线/还是两者皆有;有些D码表中还有D码的位置,用该D码的元素个数,是否用于电
地层等。所有的布线软件都具有生成GERBER数据的功能,生成的文件在实质内容上是一样的,所以人们常说GERBER无国界,但不同软件生成的GERBER文件在文件头,文件尾以及D码形状的描述上还是有差别的;专门处理GERBER数据的软件(如V2000、CAM350等)对常用软件出的GERBER数据都能认读。

光绘数据包括
各走线层:顶层(Top)、底层(Bottom)、内层(Mid)、电地层(Internal Plane),
丝印层(Silkscreen):为了装配和维修上的方便,印制板上往往要设计上各种文字和符号,这些文字和符号是由丝网漏印(网印)工艺技术制作出来的,所以叫网印字符,或称丝印层。
阻焊层(Solder Mask)就是所谓的绿漆,是在电路板上,除了要焊接的地方,都上一层阻焊漆,阻焊层的焊点要比焊盘稍大一点,通常在4-8mil之间,视布线间距而定。元件插入电路板,切除过长引脚后,即可过锡炉,没有阻焊漆的地方将自动焊接,而上漆的地方,焊锡就沾不上了,
助焊层(Paste Mask)也叫锡膏层,他是针对表面粘着元件SMD而设的,该层 上只有SMD焊点,有可能比表层上的焊点小一点,通常小0-4mil,利用该层做一块钢板,钢板上挖空的地方就是要焊接SMD引脚的位置,将此钢板紧密对准电路板,然后以熔化的高温丝网印刷焊膏倒在钢板上,再刮去钢板上多出的锡膏,锡膏将通过钢板上的挖空位置,均匀地涂布在电路板的SMD引脚上,然后再进行贴装。
光绘数据以1:1比例出,不要镜像,每层都应带边框线;
光绘数据存为RS-274格式。英制、绝对坐标、2.3格式,最大D码值为1000mil,文件最好不带弧,并需提供D码文件。若存为RS-274X格式时,特殊D码或自定义D码有可能读不正确,对采用光栅式自动填充模式的多边形有时读不正确。
绘图机类型选择,应选激光光栅式光学绘图机(Raster)不要选向量式光学绘图机。
如果有有关的说明性文件,也应提交,以利正确解读GERBER数据。有些软件自动出一些说明文件、如布线软件版本,制式,格式,每个文件相对应的层等。对制造上有特殊要求的,如:开槽、排钻、有压接器件、有阻抗匹配要求、邮票版、沉孔等,都应给一个详细的文字说明。

B)钻孔数据 (NC DRILL数据)
钻孔数据是提供给数控钻床,在印制板上打孔用的。钻孔数据的格式也有多种,最常用的是EXCELLON格式,这是美国EXCELLON公司的标准格式。钻孔文件通常有文件头(说明数据码: ASCII/EIA/EBCDIC、数据单位 :公/英制、坐标形式 :绝对/相对、数据形式: 省前零/省后零/定长、数据格式:小数点的前后位数);刀具号(T01等);每个孔的坐标位置,还有一些其他的辅助命令 如文件开始、结束、磁带回零、重复……,与钻孔文件相对应的是刀具表文件,它的主要内容有刀具号、孔径尺寸、孔的个数,有些还有孔径的正负公差,是否孔金属化,每把刀总的钻孔路径长度等。钻孔文件选用何种格式应以数控钻床的接收格式为准,有些软件还具有钻孔路径优化功能,能缩短钻孔路径,节约钻孔时间。
我们要求钻孔文件为EXCELLON格式,英制、绝对坐标、2.4格式,同时提供刀具表。孔径值应为成品孔孔径。

C)铣外形文件及测试文件等,一般由厂家从光绘数据中提取。



三、用户设计中需要注意的地方、常出现的问题及解决方法:

A) 外形尺寸: 一要准确,二要明确。
外形尺寸线应放在软件规定的层上,尤其是有切口或中间开槽的,如果放在字符层或者禁布层,就很可能被厂家忽略,中间开槽或铣圆的最好能画上十字交叉线。如果有机械加工图纸,文件中的尺寸与图中的尺寸应尽量一致,图纸上的尺寸要标注清楚,不要互相矛盾,公差要求应符合有关标准,不宜过严,印制板外形加工属于塑料加工,通常精度控制在0.15mm。边框线最好是封闭型的,不要用角标,边框线不要过宽,以0.2mm左右为好,一般厂家在外形铣时,是以边框线的中线为基准的。有些用户喜欢把外形线做在禁布层(Keep Out),禁布层与机械层是有区别的,机械层在出GERBER时能套加到每一层,禁布层主要用来限定自动元件布局或布线的范围。内部图形与板框要保持一定的距离,通常外层为0.5mm,内层为0.8mm,这个距离要求大于我们的布线间距,规范的作法是在边框线内侧画禁布线,以保证内部图形与板框保持一定的距离。
外形加工有特殊要求的,一定要有说明,如铣邮票版、等。对焊装工艺要求的夹持边的宽度,MARK点的大小、位置都要有说明。开V型槽的板子,最后尺寸可能有正公差。

B) 焊盘、孔径与环宽 :焊盘设计是PCB线路设计的极其关键部分,因为它确定了元器件在印制板上的焊接位置,而且对焊点的可靠性、焊接过程中可能出现的焊接缺陷、可清洗性、可测试性和检修量等起着显著作用。用户应为厂家提供成品孔孔径,通常要求焊盘直径比成品孔孔径大18mil(0.45mm)以上(民品),或20 mil(0.5mm)以上(军品);单面板30 mil(军品),民品是24 mil。检查并修改孔径与环宽是我们CAM工作中耗费时间最多的一项工作,随着板子的密度越来越高,达到环宽要求确实有一定的困难。我们接的文件中大约有80一90%环宽不够,但实际上这其中绝大部分是可以够的,关键是要有一个正确的参数估算和设置程序。首先要把孔径设置正确,必须先了解器件腿的实际尺寸,一般圆形腿量直径,方形腿量对角线,如果不十分清楚,宁大勿小,也不要认为从器件库里调出来的孔径就一定是正确适用的;再根据线宽、间距、密度估算等来确定焊盘的大小,一般在两个中心距为2.54mm的焊盘间如果走一根线,通常焊盘可以做到1.57一1.6mm,孔径可以在0.7~1.1mm,这种情况下可以达到12mil线宽、12mil间距,如果走两根线,8mil线宽,8mil间距,焊盘可以做到1.4一1.5mm,孔径也能做到0.9~1.0mm。现在采用计算机自动布线的多,一旦给定间距布完线后,再加大焊盘就会造成间距不够,调整走线也很费劲,所以,一定要在布线前设定好孔径和焊盘。
孔径种类不要太多;孔径间隔不小于0.1mm;一般SMD焊盘孔径应为0;板厚/孔径比(Aspect Ratio 印制板的厚度与其钻孔直径之比)不宜过大,常规在6,最高可以达到10,因为受电镀线深镀能力的限制,再高就很难保证小孔的镀层质量,从我们生产实践来看,过孔做成32mil的焊盘以上,打孔质量更好保证一些。但这是最低限度,如果有可能,要尽量把环宽做大,尤其是军品。
长方形孔:(打排钻)目前还没有哪个软件能把孔径定义成长方的,如果需要打长方形孔,你先做一个长方形的或椭圆形的焊盘,如要打1 X 3mm的孔,焊盘至少是1. 5 X 3.5mm,这个焊盘的孔径置成1mm,这就定好了孔径和孔中心位,然后再告诉厂家孔的长度就可以了,排钻的长/宽比例不要太小,应大于2:1,否则无法正确排列,有可能两面孔径不一样大,我们在钻孔文件中给出打排钻的指令,(G85)给出起点和终点坐标,钻机自己去排孔。排钻的最小孔径为0.6mm,小于0.6mm时钻头间距排列不均匀、排出的孔不在一条直线上,且加工过程中容易折刀。
安装孔:(包括穿线孔或其他的散孔)应以焊盘的方式给出孔位和孔径,而不应在字符层或其他层放置一个圆圈来表示,这样能直接生成打孔数据,避免手工编辑产生的误差或差错,有电地层的多层印制板也能在电地层直接生成隔离盘,大部分软件都可以在焊盘属性中定义是否要孔金属化,光孔的焊盘应比孔径略小,当孔径与焊盘等大时,会由于生产误差形成一个细金属半环,在后续加工过程中,此金属环极易脱落,会在多层板内层造成短路。要放焊盘(PAD)而不是过孔(VIA),就PROTEL软件来讲:过孔不能定义成非金属化,DRC检查时不能避开过孔孔径。
压接器件:(Press-fit) 如果PCB上有压接器件,应向厂家特别指明。压接器件在安装时不是焊上去的,而是靠外力压插进去的,压接器件的成品孔径不应有正公差,孔壁要相应厚一些,厂家对有压接器件的PCB板在加工过程中都要做个别处理,由于压接器件没有明显特征,厂家无法识别,要求用户特别指明。
挠性板焊盘:挠性材料的收缩性比刚性板要大,因此挠性板的焊盘要尽可能的大,在布线空间有限时,可以将焊盘做成椭圆形,从焊盘的长方向走线。

C) 线宽与间距: 导线宽度的确定依据是导线的载流量,这是用户决定的,在设计布线空间允许和导线最小间距不违背设计的电气间距的前提下,应设计较宽的导线,间距也尽可能大,并且保持均匀。当布线密度很高时,线与线、线与焊盘、焊盘与焊盘之间可根据不同情况区别对待,线与线之间,尤其是大把的平行线之间的间距应尽可能保障。
侧腐蚀与加厚镀:采用减成法或半加成法工艺制造电路图形,侧腐蚀是不可避免的,通常铜箔厚度在18~70µm,这时侧腐蚀所造成的线细在误差允许范围内,如果需要更厚的铜箔,则应考虑侧腐蚀。一般侧腐蚀的补偿值可按 铜箔厚度 X 1.33 来计算,线条和焊盘都应加补偿。最好能向厂家咨询一下,确定一个合适的补偿值,如果留给厂家去加,就要加大布线间距,为补偿值留有余地。如果对导线线宽有较严格的要求,即使不加厚镀,也要在设计中对导线宽度进行补偿,并向厂家说明。
要特别注意光孔和非金属化孔的间距,通常这种孔的焊盘和孔径一样大,或者比孔径还要小,如果采用自动布线,有可能线离孔比较近,最好用一个禁布层的圆把非金属化孔隔离起来,保证一个较大的间距。
孔与孔的间距:如果两个孔之间的距离过近,在钻孔时很容易引起钻孔偏或断刀,因此要求孔间距(一个孔的中心到另一个孔的中心距离)应等于或大于两个孔的半径之和。大多数情况下葫芦孔的形成都是由于手工调整走线引起的,只要打开电气吸咐功能就可以避免。

D) SMD焊盘:SMD(Surface Mounted Devices)是近来新起的器件,它不是通过在焊盘上打孔再焊接的方法安装器件,而是采用表面粘着技术将元件粘贴在PCB板上,所以SMD焊盘不应有孔径,即孔径为0,如果要打孔,应该是放过孔,否则一是有可能DRC检查时因逻辑关系混乱而不能正确检查,二是多层板不能产生正确的电地隔离盘。由于SMD器件还没有形成系列标准,有些器件在元件库里没有,用户就自己做,在做SMD器件时,有的就用线条或FILL块来做SMD焊盘,尤其是按键开关一类的器件,这在出阻焊层和助焊层时都会出错,造成该器件无法焊接,飞针探测仪也不能正确地识别该焊盘。
有些QFP器件的PIN间距过小,只有0.1mm,也就是3.94mil,其实库里提供的是该类器件的主体结构,你需要根据实际使用的器件的PIN的宽度来正确定义焊盘。我们要求QFP器件的PIN间距不小于0.15mm。
BGA器件:目前这种器件也用的越来越多,最常见的是50mil间距的,Intel公司建议做成25mil的焊盘,中间可以走两根5mil的线,间距为5mil。如果板子焊盘中间只走一根线,我们建议,焊盘设在26一28mil,中间走线为6一8mil,保证间距在8mil,盘间过孔可以做到26mil,打0.3mm的孔,这样的设置在生产上是比较有把握的。对于1mm间距的BGA,18-20mil的焊盘,20mil-24mil的过孔,0.8mm间距的,16mil的焊盘, 16-18mil的过孔;这种情况下都应加泪滴,我们目前的加工能力可以保证连通,但不保证焊盘有边。

E) 走线的连接:走线的连接要规范,尽量走135度角或圆形角,线应从盘的中心连出。不规范的走线使人不容易分辨线与盘是否应连通,线与盘之间过窄的间隙不容易腐蚀开,也容易残留一些化学药剂。线与线之间连接不好,在光绘时有可能出现断开。

F) 电地层:电地层是特殊定义的层,是负性层,在文件中该层上的焊盘或线条在实际做 出来的板子上是没有铜的,在文件中没有图形的地方,在实际的PCB板上是铜箔。不同的软件定义电地层的方式不同,有些软件是直接指定层,如PROTEL有Internal Plane层,也有些软件是随层定义,PowerPCB、MENTOR等,一旦定义了,这些层的功能都是一样的。电地层采取负性定义,数据量小,图形简洁,后期编辑比较容易。
电地层是由整面铜箔构成的,如果一个焊盘不连接该层,在对应处挖一个大一点的孔,保证不与铜膜相连,这就是我们常讲的电地隔离,连接该层的焊盘通过直接和间接两种方式连入该层,直接连入的在该层对应处看不到任何东西,间接连入的在该层对应处是一个Thermal类型的焊盘,也就是我们常说的花焊盘。当我们把某条NET指定给电地层时,所有接入该层的通透孔都自动在该层形成花焊盘,如果是SMD焊盘,必须从该焊盘引出走线,再放上过孔或通层焊盘,才能接到电地层。焊盘采用何种方式接地,应由用户决定,间接接地是为避免焊接时散热太快,影响焊接质量,需要焊接的器件孔大多采用间接接地,对需要通过大电流的焊盘也可以直接接地,过孔直接接地的话,由于过孔排列不规则,堵死后不容易发现。

需要注意的问题:1)隔离问题:电地层隔离盘的要求比环宽的要求要大,常规比孔径大1mm左右,由于电地层隔离小造成短路,危害性大,且不可修复,即使未造成短路,过小的间距也会降低板子的可靠性;但是隔离盘也不是越大越好,隔离盘过大易造成隔离盘间形成碎铜,影响电地性能;对于 PGA器件、三排孔以上的接插件隔离盘过大会造成花焊盘被堵死,(T2)。软件只在有孔径的地方自动生成隔离盘,因此,凡在机加工图上标注打孔,或者在字符层或其他层画圈示意打孔,以及板中有开槽、铣圆等处,(包括打排钻的焊盘),都要做好电地层的隔离。电地层边框线应为1-2mm宽的线,即里外各0.5-1mm无铜区,以避免在生产、安装、调试及使用过程中意外短路。有的用户自己配打安装孔,在设计时,对可能的安装孔位置处,要预先做好电地隔离。
2)电地层的连通:电地层是靠花焊盘来连通的,在花焊盘上不能放Fill块,不能放隔离盘,花焊盘不要紧靠板边,很多软件的DRC只能检查逻辑上的通断错误,对物理意义上的错误不能查出。如果在电地层切割后造成不连通,应设法在其他层连接。另外在过孔密集地区也容易堵死花焊盘;在放置接电地的过孔时,一定要留有余地。 要特别注意BGA器件中电地孔的连通, 0.8mm以下间距BGA中间接电地的孔很容易被隔离盘堵死,所以在设计中遇到此类BGA器件时,不要在所有的对角线中心位置都放上过孔,一定要给花焊盘留出通路,或者在其他层进行连接。最好能向厂家咨询一下最小电地隔离盘的要求。
3)电地切割:当需要在一个电地层上放不同网络时,就需要进行切割,有切割功能的软件,在切割完成后,程序自动把该网络的焊盘接到某层,同时释放切割区域内其他网络焊盘,以避免两条网络短路,没有切割功能的软件,靠人工去切割,就没有这种保障。切割线不可以压在花焊盘上,切割线可以重叠,但不要交叉,尤其不要在一块已划定的切割区域内再进行切割,这样会造成逻辑关系混乱。在切割时应确保花焊盘之间互相连通,由于是负性层,可能用户看不习惯,切割线的位置摆放不合适,往往从逻辑关系上看,切割关系是对的,实际做出板子来,同一条网络上的花焊盘就没有连接上,(T1)这种电地切割中花盘的堵死用DRC是检查不出来的。一般来说,让切割线沿着焊盘的中心走,而不是在两个焊盘之间走,就能保证大部分切割正确。切割线以0.5mm为好,至少要有0.3mm。

4)花焊盘的要求:为使花焊盘既能有效的阻止散热过快,又能可靠地连接铜箔,对花焊盘的外径、隔热线(Air-Gap)的宽度、引出线的宽度(Conductor Width或 Web)都有要求,基于GERBER软件的原因,我们只要求用户把花焊盘的外径做好就可以了,常规花焊盘的外径和隔离盘一样大。

G) 以内层充当电地层:如无走线,最好不要用内层来出电地。在内层用大面积铺铜的办法来代替电地层,生成的文件数据量大,如一个220X170(mm)的板子,大约有930个孔,电地层的数据量在18K左右,而用内层铺铜来做,以20mil宽的线来铺,数据量达到295K,它还不好编辑,隔离不够时不好加大,花焊盘的引出线也不容易加宽,两块铜箔间距离近了也无法加宽。但有时走线层只差几根线走不开,只能在电地层上走,而在电地层上走线是非常的不方便,只好以内层来画电地层,这时一定要参考电地层的要求去做:1)电地层边框线应为1-2mm宽的线,即里外各0.5-1mm无铜区,确保电地层之间不意外短路,铺铜应缩进边框0.5-1mm ;2)电地切割线宽应为20mil以上,铺铜块与铺铜块之间距离不要小于20mil;3)电地层的隔离盘最好大于孔径40mil以上,铺铜间距(指铜箔与焊盘、走线之间的距离)最好要有10mil,而对没有留焊盘边的孔,铺铜离孔边至少12 mil;4)花焊盘的引出线宽也是有要求的,相对应的是铺铜与相同网络焊盘的连接线宽,PROTEL的默认值是10 mil,可以做个参考。(T3,T4)








H) 铺铜:大面积铺铜是电路板设计后期处理的重要一步,它对印制板制作后的电磁性能起关键作用。尤其对速率较高的电路,大面积铺铜更是必不可少。铺铜时要考虑以下方面:1)铜皮与板边的距离;2)铜皮与不同网络元素(焊盘、线条等)之间的距离;3)铜皮与相同网络焊盘连接线的宽度;4)不同网络铜皮之间的距离,5)铜皮有两种形式:实心的和网状的,如果要铺实心的,线宽(Track Width)最好比格距(Grid size)大1mil,因为在数据转换时有可能累积出1mil的误差;如果是网格状铺铜,线宽和间距最好能符合8mil-8mil的要求,网格线间距过小在图形转移工序中显影后产生碎膜,容易造成断线,增加加工难度。在PROTEL铺铜菜单中,Grid size 是指线中心到线中心的距离,而不少用户都理解成线与线之间的净距离,造成网格线间距过小,我们经常看到用户在铺铜设置里(PLANE SETTINGS)有如下设置:Grid size 10 Track Width 8或 Grid size 0 Track Width 8,这都是对Grid size的理解错误;6)还有 minimum primitive size参数,有的用户设置过大,造成铺铜残缺不全。一般铺铜工作都放在最后,铺铜前应做好孔径、环宽的检查,加好泪滴等,再根据需要重新设置各类参数,(Clearance Constraint)铺铜间距应大于布线间距,以10-12mil为好,铺铜时要特别注意一下光孔(焊盘与孔径一般大或焊盘小于孔径),因为没有边,这种孔最容易引起间距问题,强烈推荐在每一个光孔处放置一个禁止布线层的圆圈,有利于保证走线间距和铺铜间距。大电流的连接线最好手工加粗。

I) 阻焊:阻焊层也是一个负性层,阻焊加大为4mil-8mil ,视间距而定,原则是既不露线条又不上焊盘。由于印制阻焊时有一定的对位偏差,因此目前做不到零阻焊。布线软件处理阻焊有以下几种方式:1)在出GERBER数据时统一加大,这是比较简单、便捷的;2)在零件库里做阻焊,出GERBER时不能改动,这种软件出来的阻焊数据最乱;3)介于两者之间,出GERBER时根据需要选择。一般软件都有阻焊加大的默认值,通常在8-10mil,对于小间距的PCB板,必须重新设置。有些QFP器件由于腿间距较小,当生成的阻焊宽度不够0.2 mm 时,印出的阻焊容易脱落,我们在生产过程中是把过细的阻焊去掉的,如果用户希望某些QFP器件腿间有阻焊,应适当放小该器件的阻焊加大值,确保PIN间的阻焊≥0.2mm。凡设有阻焊层的软件应将阻焊要求直接做在阻焊层上,如:有时为了散热或接地的需要,某块敷铜上不需要盖阻焊,这时就应在相应的阻焊层上的相应位置放置FILL块。不要在阻焊层上放置文字、图标等。有特殊的阻焊要求,在软件中不容易体现出来的,一定要书面向厂家提出,最好有图形表示,如:BGA器件下的过孔阻焊等。

J) 字符:字高最好要有35mil。如果太小的话,印出的字符就不容易看清楚了;字符线宽最好大于等于8mil,目前我们最小可以做到20 mil的字高,4 mil的字符线宽。字符不应压在焊盘上,字符压在SMD焊盘上,将无法焊接,字符料进入金属化孔内,则容易造成虚焊或插入困难;字符压焊盘经常是发生在器件排列较密时,器件之间字符互相压,所以布完线后,要检查一下字符的排列,做一些手工调整。当字符压焊盘时,软件是不能自动移开字符的,处理GERBER数据的软件只能做“字符截修”,把压在焊盘上的部分删掉。由于印制板在布线过程中是从上往下透视放置的,所以B面和B面字符层上的字应镜像放置(在PCB文件中,我们看到的B面和B面字符层上的字应该是反字)。
字符层上不要放垃圾线,有些用户在顶层和字符层放相同的字,重叠在一起,印刷时不容易对准,效果特别不好。关于字符摆放的合适位置并没有一个成文的规定,在不压焊盘、不重叠的前提下,尽量做到使所有器件的字符都处于相对于器件的相同位置,也就是保持风格的统一,如:相同器件的字符都排在相应位置;字符方向要一致,如:横排是0度,竖排是90度。字符的质量虽然不影响印制板的性能,但美观整齐的字符能为印制板增色。

K)单面板设计:布设时应始终从印制板的主面往下看。(见IPC-D-310。)常规的设计是B面走线,A面印字符,元器件从A面插下去,在B面焊接;有一些用户把板子画反了,是由于忽略了印制板在布线软件中是透视放置的,B面的图形和文字都要镜像放置;单面板不做孔金属化,因此对环宽的要求比双面板要大。



L)盲孔和埋孔:(Blind & Buried)
设计埋盲孔板的意义:① 提高多层板的密度30%以上,减少多层板的层数及缩小尺寸。② 改善PCB性能,特别是特性阻抗的控制(导线缩短,孔数减少)。③ 提高PCB设计自由度。④ 降低原材料及成本,有利于环境保护。
设计中存在的问题:① 非对称性结构 一层经过多次电镀,镀层太厚;板子容易翘曲。② 出现交叉的情况无法加工。
以一个六层板为例:


推荐的:














不推荐的: 无法加工的;
















TEMP.PCB
1 外形尺寸,边框线,尺寸标注,禁止布线层
2 排钻,排钻下的电地隔离,(左边)
3 表面焊盘打孔,(B面的插头上部)
4 BGA下电地过孔堵死,电地切割线堵死,FILL块堵死,(电3层)
5 DRC查焊盘孔径,不查过孔孔径,(上部)
6 光孔(焊盘和孔径一样大)应用禁止布线层的圈保护起来,(中上部)
7 走线连接,规范,(内2层)
8 铺铜格距过小,(A面左上)
9 铺铜间距重置,(内1层)


V20001文件
T1 电地切割线的走法
T2 PGA或3排以上插座的电地隔离盘大小,
T3 T4以内层充当电地层
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