PCBA的可制造性设计规范 -THT培训 Through Hole Technology通孔插装技术/工艺,工艺部 PCBA-冯涛,破 冰,注 意,1.本规范所涉及的内容不能保证其完整性，但是对产品设计有一定的约束力。 2.本规范内容不一定是标准的，但是对于我们的产品相对适用。 3.本规范内容不是最终的，因为产品不断更新，电子行业不断进步，规范内容也会 ”与时俱进“。,大 纲,PCBA制造工艺选择,PCBA布局设计,PTH/NPTH通孔与焊盘设计,PCB表面处理方法,PCB表面丝印、标识,THD元件的选择、设计,PCBA拼板、工艺边设计,第一节PCBA装联的工艺选择,返回大纲,PCBA装联的工艺选择,常见的PCBA装联工艺常见的PCBA 装联方式有以下几种： 1.单面纯SMD贴装PCB仅一面贴装SMD元件。 制造工艺：印刷-贴片-回流焊接-下一工序,PCBA装联的工艺选择,2.单面纯THD插装-PCB仅一面分部插装类器件。 制造工艺：插件-波峰焊接-下一工序,PCBA装联的工艺选择,3.双面SMD贴装-PCB两面均为SMD贴装器件。 制造工艺：印刷-贴片-回流焊接-印刷-贴片-回流焊接-下一工序,PCBA装联的工艺选择,4.单面SMD与THD元件混装-SMT与THD元件分部在PCB板的同一面 制造工艺：印刷-贴片-回流焊接-插件-波峰焊接-下一工序,PCBA装联的工艺选择,5.双面THD 与SMD元件混装-PCB一面为THD插装元件,另一面为SMD贴装元件。 制造工艺：印刷-贴片-回流焊接-插件-波峰焊接-下一工序,PCBA装联的工艺选择,6.双面SMD与THD混装PCB两面均分布SMD贴装元件，其中一面同时分部THD插装元件。 制造工艺：印刷-贴片-回流焊接-印刷-贴片-回流焊接-插件-波峰焊接-下一工序,PCBA装联的工艺选择,7.双面纯THD插装-PCB两面均分布THD插装类元件。 制造工艺：插件-波峰焊接-插件-手工焊接-下一工序,PCBA装联的工艺选择,8.双面THD与SMD混装PCB两面均分部THD类插装元件，其中一面同时分部SMD贴装元件。 制造工艺：印刷-贴片-回流焊接-插件-波峰焊接-插件-手工焊接-下一工序,PCBA装联的工艺选择,9.双面THD与SMD混装2PCB两面均分部THD类插装元件，两面面同时分部SMD贴装元件。 制造工艺：印刷-贴片-回流焊接-印刷-贴片-回流焊接-插件-波峰焊接-插件-手工焊接-下一工序,PCBA装联的工艺选择,以上9种PCBA装联方式依照制造工艺特点，其装联难度不一，设计时应优先考虑较为简单的制造工艺（顺序1.2.39），尽量使用自动化装联程度高的工艺，避免手工作业程序。,详细排序,第二节THD元件的选择、设计,返回大纲,THD元件的选择、设计,1.同功能元件，除经常使用的插座、插头，如有SMD类型封装，不应使用THD插装类元件。 2.原则上跳线不可用于PCB表面电器、线路连接导通作用。如必须使用，跳线本体须做绝缘处理.,THD元件的选择、设计,3.有高震动要求，或者重量超过15g的轴向元件，应有专用的支架，支撑固定。（例如：保险管）,THD元件的选择、设计,4.工作频率较高或工作稳定较高的有浮高要求的元件，应选择元件本身有支撑装置或元件引脚有定位设计。（例如：压敏电阻，三极管),THD元件的选择、设计,5.通孔插装的元件应选用底部（与PCB结合部位）有有透气设计的元件，以免造成“瓶塞效应”，造成焊接不良。 瓶塞效应：指由于元件与PCB结合过紧，导致焊接时，PCB内部受热产生气体无法排出（焊接面与焊锡完全结合），导致焊点产生针孔，炸锡或焊接高度不够等不良现象。,THD元件的选择、设计,6.元件引脚直径大于（长或宽取较大值）1.2mm,或引脚为钢针等较硬的材质，元件的引脚高度应设计为标准高度 3.5mm+/-0.5mm（仅仅适合厚度为1.6mm,2.2mm的PCB).以避免剪脚作业。例如：变压器，电感,3.5mm+/-0.5mm,THD元件的选择、设计,7.使用双面混装工艺的PCBA,PCB底面SMD元件的高度不可超过3mm。,3 mm,THD元件的选择、设计,8.SMD类元件的耐温必须达到260摄氏度以上，且包装方式必须满足防潮，防震，放挤压，防静电的要求以满足产品制造过程。 THD类元件的耐温必须达到120摄氏度以上及260度，6s/3次以上的要求，其包装方式必须满足防潮，防震，放挤压，防静电的要求，以满足产品制造过程。同时应首先选择编带式的封装方式，以提高元件的加工效率。,THD元件的选择、设计,9.SOJ,PLCC,BGA和引脚间距小于0.8mm 等贴片类元件不可以采用波峰焊接方式。,PLCC,SOJ,THD元件的选择、设计,10.导线尽量不要直接与PCB连接，进行焊接作业。以确保其可操作性，同时避免导线绝缘层损害。应使用连接器或插座，利用其焊接机理，进行机械连接。,THD元件的选择、设计,11.如板面有连接器、插座、插针类得元件，其顶端应做倒角设计，以方便插装。且元件与PCB结合部位必须做透气设计。 倒角的大小视元件插孔或引脚大小决定，这里不做规定,THD元件的选择、设计,12.PCB组件与PCB装联的方式尽量避免使用螺钉连接，可设计为定位柱，利用波峰焊接进行机械连接，可有效提高装配效率，同时减低材料使用。 例如：散热器,THD元件的选择、设计,13.散热器设计 a.散热器上组装的元件，必须保证组装后，组件的引脚在同一水平线上，以利于插装作业。,同一水平,THD元件的选择、设计,b.散热器上的元件的类别应尽量为1种，如有特殊原因，也应保证同一散热器本体上组件的类别在3种以下，且从外观上容易区分，以防止装配性错误。 c.同一散热器上的元件最多应保持在45个，以防止组装中的公差叠加，导致插装作业难度增加，影响产品整体制造速度以及造成质量隐患。,THD元件的选择、设计,14.对于DIP类多引脚，且本身有方向要求的元件，其本身应做“防反向”设计，设计的方法多采用去除无功能脚，增加定位柱等方法，这里不做限制。以下为一种防反向设计：,增加定位柱，以保证反向无法插装,THD元件的选择、设计,15.PCB表面尽量不要使用”踢脚”成型类元件设计，如必须使用时，应依照我公司现有加工能力，其踢脚的宽度（X）必须为3.9mm.,THD元件的选择、设计,16.过波峰焊的SIP/DIP类插座长度尽量不超过40mm，以免焊接过程中，元件本体受热，翘曲，导致浮高。 例如：插座，插针 注：元件越长，变形的曲度越大。,THD元件的选择、设计,17.插装类双引脚元件，尽量采用编带式封装，以便于成型加工，提升加工效率（三级管等管状物料除外） 例如，压敏电阻，色环电阻，LED.,第三节PTH、NPTH通孔/焊盘设计,返回大纲,PTH、NPTH通孔/焊盘设计,术语： PTH金属化的导通孔； 元件孔：用于插装元件的导通孔。 过锡孔：从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔。 接地孔：起接地作用的一种金属化孔。 盲孔：一种未延伸至PCB另外一面的金属化孔。,埋孔,PTH、NPTH通孔/焊盘设计,元件孔、插装孔： 1.用于插装元件的PTH通孔直径（D），应依照元件引脚的直径，适当放大0.30.5mm，以利于插装，焊接。如下：,以上均为金属化后的尺寸,PTH、NPTH通孔/焊盘设计,2，对与通孔插装，回流焊接的元件，其孔径与元件引脚的配合尺寸也应做适当放大，具体如下：,以上均为金属化后的尺寸,PTH、NPTH通孔/焊盘设计,3，矩形插装孔设计 如元件引脚为矩形，插装孔的设计形状也应设计为矩形，且依照各方向横截面得宽度，依照通孔插装元件孔设计规则设计。例如：,PCB,通孔,元件脚,以上均为金属化后的尺寸,PTH、NPTH通孔/焊盘设计。,接地孔 1.从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔，与内部线路导通，通常用螺丝与外界固定。 2.接地孔径一般为螺钉直径+0.3mm,过小将无法安装，接地孔通常用作定位用，所以不宜过大，过大将影响定位精度。 例如：直径为3mm的螺钉，螺钉孔的直径应该为3.3mm,以上均为金属化后的尺寸,PTH、NPTH通孔/焊盘设计。,过锡孔 1.从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔，通常在PCB表面铜箔较大，较为密集的地方开设，其目的是提升区域面积内的热膨胀速度，减缓区域面积内的散热速度。 2.过锡孔的孔径一般为0.60.8mm,过小将影响孔内镀铜效果，过大容易溢锡。 3.过锡孔可作为测试孔使用。,以上均为金属化后的尺寸,PTH、NPTH通孔/焊盘设计。,盲孔 1.盲孔一般多用在多层板设计，用以连接PCB内部与PCB一个表面的电器连接，是一种金属化孔。 2.为保证盲孔的镀层，开孔的孔径应保持在0.6mm以上。 （直径小于0.6mm的孔做镀层的效果不好，具体可根据供应商能力调整）,以上均为金属化后的尺寸,PTH、NPTH通孔/焊盘设计,术语： NPTH非金属化的导通孔； 定位孔用于PCB定位或安装的一种非金属化孔。 应力孔用于减少PCB表面张力的一种非金属化孔。 隔离孔、槽用于隔离强弱电之间爬电现象的一种非金属化孔。,PTH、NPTH通孔/焊盘设计,定位孔通常不做金属化处理,如作为接地用，可做金属化,并做表面处理。 定位孔孔径为3.03.2mm,PTH、NPTH通孔/焊盘设计,应力孔用来减少区域面积内应力作用的非金属化孔。 应力孔孔径为0.60.8mm,PTH、NPTH通孔/焊盘设计,强电隔离孔、槽通常用于强电、弱电区域隔离位置，用于隔离两者之间的爬电现象。 强电隔离设计不受外形，尺寸约束。 强电隔离孔、槽须开设应保证边缘与最近的焊接位置有2mm以上的空间。 强电隔离孔、槽不可损伤焊盘、线路等。 注：为保证制造的可操作性，不建议采用此方法进行电气隔离。,PTH、NPTH通孔/焊盘设计,其它要求： 通孔必须保证与PCB垂直 同一通孔的内径必须保证一致,正确的,错误的,焊盘设计- THT,焊盘的作用是将已经安装的元件借助焊接材料，以特有的方式达到与PCB内部线路导通，实现产品设计的功能 。 焊盘的设计一般视元件孔的直径尺寸，元件的外形，适当增加可焊接区域，称为焊盘。,焊盘设计- THT,焊盘的材料一般为纯度为99.9%以上的电解铜，一般的厚度多为35um，如有特殊要求，可适当调整。,焊盘设计- THT,一般圆形焊盘的设计规则如下：,焊盘设计- THT,矩形焊盘 如果元件孔的外形为矩形，焊盘应视每个横截面宽度的不同，设计焊接带。,焊盘设计- THT,特殊焊盘设计热焊盘设计 如焊盘分布在大面积铜箔区域，为保证焊点的焊接质量，应进行热隔离设计。如图 ：(工作电流在5A 以上的焊接位置，不能采用隔热焊盘设计)。,焊盘设计- THT,特殊焊盘设计窥锡焊盘 为防止直径在3mm以上的焊盘焊接后产生锡珠，焊盘可采用”窥锡焊盘”设计，如图,X,注意：X的间距视整体焊盘的周长而定，一般不超过孔周长的25%。 开槽的方向必须与PCB运行的方向一致。,焊盘设计- THT,特殊焊盘设计应力保护设计 易产生应力的焊点，应加大焊接带的大小，确保受到外力时不会轻易起铜皮。 工作电流较大的焊点，为确保其在工作中的机械强度，在工作中不被融化；应增加焊点的焊接带。 可参考以下设计：,注意：灰色部分的方向与相连导线的方向一致。 灰色部分的大小可视焊盘本身的大小进行调整，一般长度与焊盘的直径相等。,菱形,泪滴形,焊盘设计- THT,特殊焊盘设计拖锡焊盘 拖锡焊盘是为了防止焊点短路而增加的“假焊盘”，它虽然与焊盘的材质相同，但是不与内部线路导通。多在DIP/SIP/SOP/QFP类多引脚元件焊盘和引脚间距过密的区域焊接终止端增设。（间距小于1.0mm) 拖锡焊盘的与元件焊盘的间距一般保持在0.50.8mm左右 拖锡焊盘的外形与元件焊盘的宽度保持一致，长