PCB CAD设计规范－－布局

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PCB CAD设计规范－－布局

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4.2 布局

4.2.1一般原则

在设计条件许可的情况下，器件的布局尽可能做到同类元器件的方位角一致；相同功能的模块集中在一起布置；相同封装的元器件等间距排放；所有器件都放置在同一面。

在正常的情况下，元件的布局必须满足以下准则：

o 单板的尺寸要满足我司现有设备能加工的最大和最小尺寸。

目前我司设备能加工的最大PCB尺寸为550mm×508mm，最小PCB尺寸为

50mm×50mm。（具体参见 附录A 生产设备参数表）因此设计的单板尺寸（母板除外）都必须满足此设备能力范围，对小于最小尺寸的单板，可采用拼板的方式。

o 单板上至少要有一个对边留有足够的传送带位置空间。

单板加工时，一般以较长的对边作为工艺边（即以此边作为传送带的传送边）,

在传送带的范围内，不能有器件及焊脚干涉，否则会影响单板的正常传送。

对于单面元件的单板，工艺边的宽度应不小于3mm；双面元件的单板，工艺边

的宽度为5mm。若单板的布局无法满足此点时，应采用加辅助边或拼板的方法。具体参见4.7 拼板。

o 为防止传送时卡板，单板都要有圆弧角。一般标准用户板（11025mil×9188mil）的圆弧角半径为197mil（5mm）。较小的单板可做适当的调整。拼板或加有辅助边的单板，只要在辅助边上做有圆弧角即可。

o 元件体之间要有一定的安全距离。

所有元件之间必须要有一定的空间距离，才能保证加工的可靠性及维修性。根据目前我司设备的加工精度及可维修能力，要求SMD器件之间的距离不小于0.3mm，插件周围0.7mm范围内不能有其他器件。

o 单板上的器件的不能高于拉手条高出板面的距离（包括正反两面），并要求留

有一定的余量。

4.2.2 QFP、PLCC

此两种器件都是方形四边引脚封装，所不同的是引脚外形有区别。此类器件组装密度较大，引脚较多，在我司单板上普遍应用。

设计此类器件的布局时，应考虑到以下几点：由于是四边引脚，因此不能采用波峰焊接技术（国外有此应用，但我司尚无此方面试验）；一般适合放置在正面，采用回流工艺进行加工；该类器件也不能采用点胶，因为点胶后使器件与PCB基板的共面性受到影响，使器件焊盘不能与基板完全良好接触，因此若是有放于背面进行回流加工的器件，其重量必须满足：每平方英寸焊脚接触面的承重量应小于等于30克的要求，否则不能放置在背面。

4.2.3 BGA

BGA的应用目前在我司各类产品中都较为广泛。一般常用的是1.27mm间距，1.0mm及0.8mm间距的目前也正在应用试验阶段。

BGA的布局主要考虑其维修性。由于BGA维修台的热风罩所需空间限制，要求BGA周围5.0mm范围内不能有其他器件。正常情况下BGA不允许放置背面，当布局空

间限制不得已放背面时，其重量必须满足前述要求。

考虑到BGA维修时采用人工对位比较多，而其锡球又为不可见，因此要求在BGA器件的对角要有一对明显的直角走线标识，精度误差为＋/－0.2mm。

4.2.4 SOICs

小外形封装的芯片有多种型号，有SO、SOM、SOL、SOP、SSOP、TSOP等，其共同点都是对边引脚封装。

此类器件都适合回流工艺技术，也有部分类型的可采用波峰焊工艺。采用回流工艺的SOIC，其布局要求与QFP相同。

采用波峰焊工艺时，应注意器件参数及布局需满足以下几点：

o 芯片引脚间距需大于50mil（1.27mm）。

小于此引脚间距的IC在过波峰时容易引起连锡。

o Standoff值大于0.2mm的IC，不能放置背面过波峰。

由于点胶或刷胶对元件的Standoff有一定的要求，若Standoff值大于规定的范围，元器件就不能被可靠地固定，过波峰时容易产生掉件。

o 器件的轴向要与过波峰方向一致。

为避免过波峰焊时自身产生的阴影效应，此类器件在背面的放置其轴向应与过波峰方向一致。

o 偷锡焊盘（Solder thieves）应用。

在SOIC器件过波峰时，经常容易在器件的尾端产生连锡现象。在生产中为避免这种缺陷，需要在器件的尾部加一对虚拟焊盘，即偷锡焊盘，来牵引熔锡，避免连锡现象。偷锡焊盘的尺寸可参考如图所示：

· 设计案例介绍

偷锡焊盘的目的主要是为了在器件过波峰时对焊锡起牵引作用，当在PCB背面布有多个SOIC时，可将它们串行排列，再在末端加一对偷锡焊盘，可同样解决连锡问题。设计如图所示，此案例在H302ASU单板上经过应用试验，效果良好。

4.2.5 SOTs、DPAKs

SOTs可适用于回流工艺及波峰工艺，因此在布局时可放置正面及背面。DPAKs一般只适用于回流，原因在于其背面有较大面积的不可见焊盘，且此类器件一般重量较大。

SOTs在过波峰时的放置方向应如图所示：

4.2.6 片式CHIP元件

片式CHIP元件主要为片式电阻、电容、电感等无源器件。根据引脚端子的形状不同，有全端子器件（即器件引线端子覆盖整个焊端）和非全端子器件，一般的普通电阻与电容为全端子器件，而象钽电容之类则为非全端子。

CHIP元件在单板上的使用量最多，其可适用于回流焊和波峰焊两种工艺。

当此类元件在正面采用回流工艺加工时，应注意陶瓷电容等脆性材料片式元件的布局。由于陶瓷电容等元件的抗拉能力差，而单板在过高温设备时，都易受热产生变形，在冷却时便对元件产生应力，严重可导致元件崩裂。因此在布局时，尽量将此种元件布在板边，且平行于进板方向，以减少所受的应力。如图：

CHIP元件在背面布置且采用波峰焊工艺时，应注意以下几点：

o 全端子引脚的器件对布局方向没特殊要求。即其轴向既可以垂直于进板方向布置，也可以平行于进板方向布置。

o 对钽电容、电感等非全端子器件，布局时要求与进板方向平行。

o 元件体之间要有一定的距离，以防止元件之间造成的阴影效应，尤其对于高低不同的器件。

不同布置的CHIP要求间距如下：（均为元件体之间距离）

1） 两种元件为同种型号，封装尺寸在1206或1206以下时，要求：

d1 ≥1mm d2 ≥2mm d3 ≥2mm d4≥3mm

2） 两种元件为同种型号，封装尺寸在1206以上时，要求：

d1 ≥1.5mm d2 ≥2.5mm d3 ≥2.5mm d4≥3.5mm

3） 两种元件为不同型号时，须满足先接触波峰那种器件的距离要求。

o 小于0603封装的片式元件，不宜放背面过波峰。

因过小的元件无法采用点胶或点胶强度不够容易使元件在过波峰时脱落，所以对小于0603尺寸封装的元件，不能用波峰工艺。

o Standoff值大于0.2mm的CHIP元件，不能放置背面过波峰。

standoff大于0.2mm的元件因点胶高度不够，因此无法固定在背面过波峰。

o 虚拟走线（ Dummy Tracks）的应用。

阻容片式元件在背面过波峰时，要求在器件焊盘中间尽量布线，其目的是减小器件的standoff值，抬高胶点高度，增加器件的固定强度。若是没有走线，要求在相应位置尽量加上虚拟走线。

4.2.7 常规通孔插件（SIP、DIP、IC CAN、PGA）

o 所有通孔插件除结构有特别要求之外，都必须放置在正面。

o 通孔插件除了接口器件特殊需要外，其他器件本体都不能超出PCB边缘，引脚焊端要满足工艺布局一般原则中工艺边的要求。

o 单排插件引脚数较多时，按照过波峰的方向，尽量采取单板脱离焊锡面积最小的原则布置。即以焊盘排列方向平行于进板方向布置，如图：

当焊脚间距较小时，可在尾端同样采取加假焊盘的方法以防止焊脚连锡。

o 有极性的插件，要求同类极性插件在X或Y上方向一致。

o 插装电阻、二极管等轴向元件引脚孔最小间距为400mil，大功率元件引脚孔间距的增加以100mil为单位。元件库的选用要保证元件成型后元件两头到引脚弯折点的距离大于80mil（2mm)。

o 金属壳体的元器件如散热器、屏蔽罩等不能与其他元器件相碰。

4.2.8 压接件

压接是区别于SMT和波峰焊接的一种装配工艺，是由弹性的可变形的插针，或实体（刚性）的插针与PCB的金属化孔配合而形成的一种连接。在插针与金属化孔之间形成紧密的接触点。

各种压接件对孔径尺寸的要求见下表：

压接件在CAD设计中要满足的工艺要求有：

o 器件禁布区。

压接件的装配需要专用的模具进行压接，如果在压接件较近周围有较高的器件，压接时便有可能损坏该器件。因此，布局时规定：压接件正面3mm范围内不允许有任何器件，5mm内不允许有插件或高于3.0mm的贴片；反面5mm内不允许有任何器件。

o 压接定位孔的要求。

有压接器件的单板要求单板上有压接定位孔。定位孔要求为两个非金属化孔，可与ICT定位孔兼用。若没有该两个定位孔，则优先在有压接件的一边布上定位孔。

o 欧式连接器上的铆接孔应为非金属化孔，孔径为2.5～2.6mm。

4.2.9 拉手条

公司常用的拉手条材料有塑料和铝型材两种。根据拉手条的宽度，有单槽位拉手条和双槽位拉手条，单槽位拉手条宽度为22.86mm，双槽位拉手条宽度为45.70mm。

拉手条在CAD设计中要考虑的工艺问题有以下几点：

o 所有元器件的布置都不能在拉手条安装范围内，否则会影响拉手条的装配。

o 元器件的丝印位号不允许被拉手条覆盖，要求所有丝印位号在安装拉手条后为可见。

o 塑料拉手条的铆接孔必须为非金属化孔；金属拉手条的铆接孔如无特殊接地要求也必须为非金属化孔。

o 金属拉手条接触PCB区域内严禁布线。

4.2.10 屏蔽罩

屏蔽罩在我司的无线产品中应用较多，按照其与PCB板的连接工艺来分，可分为两类，一类采用波峰焊焊接工艺；另一类采用回流焊焊接工艺。两者在结构上有着不同的要求。

o 波峰焊接的屏蔽罩

此类屏蔽罩用在ETS450等工作频率相对较低的系统中，材料一般为薄的冷轧钢板，制造工艺采用冲压折弯，这种屏蔽罩有较多的焊接引脚，外形如下图所示：

PCB上相应引脚的过孔为金属化孔，而屏蔽罩的对角线上楔状钩的长方形孔无需金属化。过孔与引脚的配合要求:过孔的直径尺寸比定位脚的对角线尺寸大10mil。

o 回流焊接的屏蔽罩

此类屏蔽罩用在DECT，GSM900/1800等工作频率相对较高的系统中，往往对屏蔽提出更高的要求。某些电路如VCO（Voltage controlled Oscillator）则要求完全屏蔽。对于有这样要求的屏蔽罩，只能采用通过回流焊接将屏蔽罩的下底面完全焊在PCB上的方法。

此类屏蔽罩要求PCB上有相应的连续焊盘，还有用于手工插装时定位用的定位孔。 定位引脚的过孔为金属化孔，过孔与引脚的配合要求：过孔的直径尺寸比定位脚的对角线尺寸大10mil。

同时为防止锡膏在回流时流失，要求在屏蔽罩的焊盘上不允许布过孔。

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xygongkui

非常详细，谢谢楼主

zc333

这资料很不错

chloeyee

非常感谢~学习了~

490024678

那么3225的薄膜电容焊盘怎样设计才能满足侧面上锡要求，且不会出现原件立碑空焊呢？

瞪郜望源_21

very good !!!   excellent professional classical datas !!!  thanks for your sharing !!!

Pencil

请问图片里的波峰是什么？贴片也过波峰焊吗？

知足的龙少

部分红胶工艺现阶段用的多吗

瞪郜望源_21

很好的资料，很有技术含量专业深度，学下