【硬见小百科】PCB可制造性设计（一）

前言：
可制造性设计dfm（design formanufacture）是保证pcb设计质量的最有效的方法。dfm就是从产品开发设计时起，就考虑到可制造性和可测试性，使设计和制造之间紧密联系，实现从设计到制造一次成功的目的。
dfm具有缩短开发周期、降低成本、提高产品质量等优点，是企业产品取得成功的途径。
hp公司dfm统计调查表明:产品总成本60%取决于产品的最初设计，75％的制造成本取决于设计说明和设计规范，70－80％的生产缺陷是由于设计原因造成的。
一、pcb简介及工艺流程
二、可制造性设计
2.1. 多层板叠层设计
ø可靠性
通常pp介质厚度的设计不要低于80um，介质太薄耐压性相应减弱，可能会出现电击穿的现象。不同材料的pcb产品，其介质层耐电压能力情况如下表：
序号
介质层材料类型
耐电压能力/(v/mil)
1
环氧树脂材料
500
2
陶瓷材料
700
3
bt材料
1000
4
pi材料
1000
ø 对称性
多层板叠层设计不论从叠层材料厚度（板材、pp、铜箔）还是布线设计（信号层、电源层、地层）、钻孔设计均需保证对称性，以避免pcb翘曲
钻带设计对称：盲孔设计时，避免不对称结构设计
线路图形分布的对称：处于对称结构位置的线路层，图形面积不能差距太大，如6层板，1层和6层，2层和5层分别处于对称结构的位置，同张芯板两面图形面积不能差距太大，否则很容易导致板弯曲超标，影响贴片（如遇到如下图所示的情况，可在图2空旷区域铺上铜，减少图形面积的差异）。
ø 其他（多层板叠层厚度设计）
普通多层板叠层厚度应该比成品厚度小0.1mm（如下图示），因层压后还需要电镀、印刷绿油等，会增加板厚。
2.2. 钻孔设计
ø 最小钻咀及孔径公差（孔直径小于6.3mm的孔）
•机械钻孔的最小钻咀：0.15mm
• pth孔公差：
插件孔：常规+/-4mil（非常规可做到+/-3mil ）
压接孔： +/-2mil
• npth孔公差：+/-2mil
ø 孔径纵横比
•纵横比（如下图示）：纵横比过大，在沉铜工序或电镀工序药水在孔内交换困难，会产生薄铜或局部缺铜，影响产品可靠性。
ø 背钻孔设计要求
•背钻可以减少过孔的的等效串联电感，这对高速背板加工非常重要。
背钻孔尺寸比pth孔径大0.3mm，深度控制公差+-0.1mm
ø 盘中孔设计要求
盘中孔：指焊接焊盘上的导通孔，即起到导通孔的电气性能连接作用，同时不影响到表面焊接。
图1为常见bga设计，过孔打在引线焊盘上；
图2即为盘中孔设计，过孔打在bga焊点中央，可增加布线密度，节省空间。
2.3. 线路设计
ø 线路pad设计
•过孔焊环标准5mil（非常规可做到3mil）；
•元件孔焊环≥6mil。
焊环
•过孔pad设计；
①、过孔塞孔推荐a类设计；
②、b与c因过孔相交或相切易产生甩油上焊盘--不推荐；
•如pad位需要设计在大铜皮上，建议设计时优化为图b蓝色框圈住的形状（即pad位四周热隔离---掏开铜皮，然后用线路再连接起来），这样设计有以下好处：
①、在焊锡时，由于大铜皮上pad散热过快，与独立pad的升温速率不一样，很容易出现大铜皮上pad位的假焊，如图b所示的热隔离设计，则可以避免该问题的出现；
②、pcb加工后，会保证与独立pad位一样大小，不会因为在大铜皮上因开窗过大导致pad位实际尺寸大于设计的理论尺寸。
ø 线路到外形距离
•线路到外形线：10mil以上（如图1）；
•线路到v-cut线：16mil以上（如图2）.
ø 线路图形分布
•线路图形分布均匀，有利于控制板弯曲和电镀铜的均匀性；
•以下线路图形面积差距较大，pcb生产过程中存在以下品质隐患：
①. 会导致板弯曲过大，影响贴片；
②. 容易导致线路稀少的一面，在电镀过程中夹膜或烧板报废。
•外层线路图形大铜面较多（如图1），不建议做电镀金表面处理，因为在大金面上印刷阻焊油，容易导致油墨起泡（结合力不好），有以下两个建议：
①. 更改表面处理为沉金或其他；
②. 如要做电镀金的表面处理，建议将大面积铜的位置改成网格，可以增加阻焊油的结合力（如图2）.
ø 内层隔离环
•以下隔离环大小，是衡量多层板加工能力的关键指标：
ø 工艺边及mark点
•工艺边：非电金表面处理的板，建议在工艺边铺铜皮，以平衡电流，保证电镀铜厚的均匀性（如图1）；
•mark点如果处于比较孤立的位置（即mark点周围没有线路），建议加保护环，以平衡电流，避免电镀时电流过大，导致mark点烧焦（如图2）.
关于云创硬见
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