解读铝基板pcb制作规范及设计规则
01
到⽬前为⽌，尚未见国际上有铝基覆铜板标准。我国由704⼚负责起草了电⼦⾏业军⽤标准《阻燃型铝基覆铜层压板规范》。
主要技术要求有：
尺⼨要求，包括板⾯尺⼨和偏差、厚度及偏差、垂直度和翘曲度；外观，包括裂纹、划痕、⽑刺和分层、铝氧化膜等要求；性能⽅⾯，包括剥离强度、表⾯电阻率、最⼩击穿电压、介电常数、燃烧性和热阻等要求。
铝基覆铜板的专⽤检测⽅法：
⼀是介电常数及介质损耗因数测量⽅法，为变Q值串联谐振法，将试样与调谐电容串联接⼊⾼频电路，测量串联回路的Q值的原理;
⼆是热阻测量⽅法，以不同测温点之间温差与导热量之⽐来计算。
02
铝基板线路制作
(1)机械加⼯：铝基板钻孔可以，但钻后孔内孔边不允许有任何⽑刺，这会影响耐压测试。铣外形是⼗分困难的。⽽冲外形，需要使⽤⾼级模具，模具制作很有技巧，作为铝基板的难点之⼀。外形冲后，边缘要求⾮常整齐，⽆任何⽑刺，不碰伤板边的阻焊层。通常使⽤操兵模，孔从线路冲，外形从铝⾯冲，线路板冲制时受⼒是上剪下拉，等等都是技巧。冲外形后，板⼦翘曲度应⼩于0.5%。
(2)整个⽣产流程不许擦花铝基⾯：铝基⾯经⼿触摸，或经某种化学药品都会产⽣表⾯变⾊、发⿊，这都是绝对不可接收的，重新打磨铝基⾯客户有的也不接收，所以全流程不碰伤、不触及铝基⾯是⽣产铝基板的难点之⼀。有的企业采⽤钝化⼯艺，有的在热风整平(喷锡)前后各贴上保护膜……⼩技巧很多，⼋仙过海，各显神通。
(3)过⾼压测试：通信电源铝基板要求100%⾼压测试，有的客户要求直流电，有的要求交流电，电压要求1500V、1600V，时间为5秒、10秒，100%印制板作测试。板⾯上脏物、孔和铝基边缘⽑刺、线路锯齿、碰伤任何⼀丁点绝缘层都会导致耐⾼压测试起⽕、漏电、击穿。耐压测试板⼦分层、起泡，均拒收。
03
石达开之死
铝基板pcb制作规范
1.铝基板往往应⽤于功率器件，功率密度⼤，所以铜箔⽐较厚。如果使⽤到3oz以上的铜箔，厚铜箔的蚀刻加⼯需要⼯程设计线宽补偿，否则，蚀刻後线宽就会超差。 2.铝基板的铝基⾯在PCB加⼯过程中必须事先⽤保护膜给予保护，否则，⼀些化学药品会浸蚀铝基⾯，导致外观受损。且保护膜极易被碰伤，造成缺⼝，这就要求整个PCB加⼯过程必须插架。
3.玻纤板锣板使⽤的铣⼑硬度⽐较⼩，⽽铝基板使⽤的铣⼑硬度⼤。加⼯过程中⽣产玻纤板铣⼑转速快，⽽⽣产铝基板⾄少慢了三分之⼆。
4.电脑铣边玻纤板只是使⽤机器本⾝的散热系统散热就可以了，但是加⼯铝基板就必须另外的针对锣头加酒精散热。
04
PCB⼯艺规范及PCB设计安规原则
1.⽬的
规范产品的PCB⼯艺设计，规定PCB⼯艺设计的相关参数，使得PCB的设计满⾜可⽣产性、可测试性、安规、EMC、EMI等的技术规范要求，在产品设计过程中构建产品的⼯艺、技术、质量、成本优势。
贵州师范大学学报
2.适⽤范围
本规范适⽤于所有电⼦产品的PCB⼯艺设计，运⽤于但不限于PCB的设计、PCB投板⼯艺审查、单板⼯艺审查等活动。
本规范之前的相关标准、规范的内容如与本规范的规定相抵触的，以本规范为准。
3.定义
导通孔(via)：⼀种⽤于内层连接的⾦属化孔，但其中并不⽤于插⼊元件引线或其它增强材料。
盲孔(Blindvia)：从印制板内仅延展到⼀个表层的导通孔。
埋孔(Buriedvia)：未延伸到印制板表⾯的⼀种导通孔。
过孔(Throughvia)：从印制板的⼀个表层延展到另⼀个表层的导通孔。
元件孔(Componenthole)：⽤于元件端⼦固定于印制板及导电图形电⽓联接的孔。
Standoff：表⾯贴器件的本体底部到引脚底部的垂直距离。
4.引⽤/参考标准或资料
TS—S0902010001《《信息技术设备PCB安规设计规范》》
TS—SOE0199001《《电⼦设备的强迫风冷热设计规范》》
TS—SOE0199002《《电⼦设备的⾃然冷却热设计规范》》
IEC60194《《印制板设计、制造与组装术语与定义》》(PrintedCircuitBoarddesign
manufactureandassembly-termsanddefiniTIons)
IPC—A—600F《《印制板的验收条件》》(Acceptablyofprintedboard)
IEC60950
5.规范内容
5.1PCB板材要求
5.1.1确定PCB使⽤板材以及TG值支持向量机
确定PCB所选⽤的板材，例如FR—4、铝基板、陶瓷基板、纸芯板等，若选⽤⾼TG值的板材，应在⽂件中注明厚度公差。
5.1.2确定PCB的表⾯处理镀层
确定PCB铜箔的表⾯处理镀层，例如镀锡、镀镍⾦或OSP等，并在⽂件中注明。
5.2热设计要求
5.2.1⾼热器件应考虑放于出风⼝或利于对流的位置
PCB在布局中考虑将⾼热器件放于出风⼝或利于对流的位置。
5.2.2较⾼的元件应考虑放于出风⼝，且不阻挡风路
5.2.3散热器的放置应考虑利于对流
5.2.4温度敏感器械件应考虑远离热源
对于⾃⾝温升⾼于30℃的热源，⼀般要求：
a.在风冷条件下，电解电容等温度敏感器件离热源距离要求⼤于或等于2.5mm。
b.⾃然冷条件下，电解电容等温度敏感器件离热源距离要求⼤于或等于4.0mm。
若因为空间的原因不能达到要求距离，则应通过温度测试保证温度敏感器件的温升在降额范围内。
为了保证透锡良好，在⼤⾯积铜箔上的元件的焊盘要求⽤隔热带与焊盘相连，对于需过5A。
5.2.6过回流焊的0805以及0805以下⽚式元件两端焊盘的散热对称性
为了避免器件过回流焊后出现偏位、⽴碑现象，地回流焊的0805以及0805以下⽚式元件。两端焊盘应保证散热对称性，焊盘与印制导线的连接部宽度不应⼤于0.3mm(对于不对称焊盘)
5.2.7⾼热器件的安装⽅式及是否考虑带散热器
确定⾼热器件的安装⽅式易于操作和焊接，原则上当元器件的发热密度超过0.4W/cm3，单靠元器件的引线腿及元器件本⾝不⾜充分散热，应采⽤散热⽹、汇流条等措施来提⾼过电流能⼒，汇流条的⽀脚应采⽤多点连接，尽可能采⽤铆接后过波峰焊或直接过波峰焊接，以利于装配、焊接；对于较长的汇流条的使⽤，应考虑过波峰时受热汇流条与PCB热膨胀系数不匹配造成的PCB变形。 为了保证搪锡易于操作，锡道宽度应不⼤于等于2.0mm，锡道边缘间距⼤于1.5mm。
5.3器件库选型要求
5.3.1已有PCB元件封装库的选⽤应确认⽆误
PCB上已有元件库器件的选⽤应保证封装与元器件实物外形轮廓、引脚间距、通孔直径等相符合。
5.3.2新器件的PCB元件封装库存应确定⽆误
5.3.2新器件的PCB元件封装库存应确定⽆误
PCB上尚⽆件封装库的器件，应根据器件资料建⽴打捞的元件封装库，并保证丝印库存与实物相符合，
特别是新建⽴的电磁元件、⾃制结构件等的元件库存是否与元件的资料(承认书、图纸)相符合。新器件应建⽴能够满⾜不同⼯艺(回流焊、波峰焊、通孔回流焊)要求的元件库。
5.3.3需过波峰焊的SMT器件要求使⽤表⾯贴波峰焊盘库
5.3.4轴向器件和跳线的引脚间距的种类应尽量少，以减少器件的成型和安装⼯具。
5.3.5不同PIN间距的兼容器件要有单独的焊盘孔，特别是封装兼容的继电器的各兼容焊盘之间要连线。
张代远 南京邮电大学
5.3.6锰铜丝等作为测量⽤的跳线的焊盘要做成⾮⾦属化，若是⾦属化焊盘，那么焊接后，焊盘内的那段电阻将被短路，电阻的有效长度将变⼩⽽且不⼀致，从⽽导致测试结果不准确。
5.3.7不能⽤表贴器件作为⼿⼯焊的调测器件，表贴器件在⼿⼯焊接时容易受热冲击损坏。
5.3.8除⾮实验验证没有问题，否则不能选⽤和PCB热膨胀系数差别太⼤的⽆引脚表贴器件，这容易引起焊盘拉脱现象。
5.3.9除⾮实验验证没有问题，否则不能选⾮表贴器件作为表贴器件使⽤。因为这样可能需要⼿焊接，效率和可靠性都会很低。
5.3.10多层PCB侧⾯局部镀铜作为⽤于焊接的引脚时，必须保证每层均有铜箔相连，以增加镀铜的附着强度，同时要有实验验证没有问题，否则双⾯板不能采⽤侧⾯镀铜作为焊接引脚。
5.4基本布局要求
5.4.1PCBA加⼯⼯序合理
制成板的元件布局应保证制成板的加⼯⼯序合理，以便于提⾼制成板加⼯效率和直通率。
PCB布局选⽤的加⼯流程应使加⼯效率最⾼。
5.4.2波峰焊加⼯的制成板进板⽅向要求有丝印标明
5.4.3两⾯过回流焊的PCB的BOTTOM⾯要求⽆⼤体积、太重的表贴器件需两⾯都过回流焊的PCB，第⼀次回流焊接器件重量限制如下：
A=器件重量/引脚与焊盘接触⾯积
⽚式器件：A≦0.075g/mm2
翼形引脚器件：A≦0.300g/mm2
J形引脚器件：A≦0.200g/mm2
⾯阵列器件：A≦0.100g/mm2
若有超重的器件必须布在BOTTOM⾯，则应通过试验验证可⾏性。
5.4.4需波峰焊加⼯的单板背⾯器件不形成阴影效应的安全距离已考虑波峰焊⼯艺的SMT器件距离
5.4.5⼤于0805封装的陶瓷电容，布局时尽量靠近传送边或受应⼒较⼩区域，其轴向尽量与进板⽅向平⾏，尽量不使⽤1825以上尺⼨的陶瓷电容。
5.4.6经常插拔器件或板边连接器周围3mm范围内尽量不布置SMD，以防⽌连接器插拔时产⽣的应⼒损坏器件。
5.4.7过波峰焊的表⾯贴器件的standoff符合规范要求
过波峰焊的表⾯贴器件的standoff应⼩于0.15mm，否则不能布在B⾯过波峰焊，若器件的standoff在0.15mm与0.2mm之间，可在器件本体底下布铜箔以减少器件本体底部与PCB表⾯的距离。
5.4.8波峰焊时背⾯测试点不连锡的最⼩安全距离已确定
为保证过波峰焊时不连锡，背⾯测试点边缘之间距离应⼤于1.0mm。
5.4.9过波峰焊的插件元件焊盘间距⼤于1.0mm
为保证过波峰焊时不连锡，过波峰焊的插件元件焊盘边缘间距应⼤于1.0mm(包括元件本⾝引脚的焊盘边缘间距)。
优选插件元件引脚间距(pitch)≧2.0mm，焊盘边缘间距≧1.0mm。
5.4.10BGA周围3mm内⽆器件
为了保证可维修性，BGA器件周围需留有3mm禁布区，最佳为5mm禁布区。⼀般情况下BGA不允许放置背⾯(两次过回流焊的单板地第⼀次过过回流焊⾯)；当背⾯有BGA器件时，不能在正⾯BGA5mm禁布区的投影范围内布器件。
5.4.11贴⽚元件之间的最⼩间距满⾜要求
同种器件：≧0.3mm
异种器件：≧0.13*h+0.3mm(h为周围近邻元件最⼤⾼度差)
只能⼿⼯贴⽚的元件之间距离要求：≧1.5mm。
5.4.12元器件的外侧距过板轨道接触的两个板边⼤于、等于5mm
5.4.13可调器件、可插拔器件周围留有⾜够的空间供调试和维修应根据系统或模块的PCBA安装布局以及可调器件的调测⽅式来综合考虑可调器件的排布⽅向、调测空间；可插拔器件周围空间预留应根据邻近器件的⾼度决定。
5.4.14所有的插装磁性元件⼀定要有坚固的底座，禁⽌使⽤⽆底座插装电感
5.4.15有极性的变压器的引脚尽量不要设计成对称形式
5.4.16安装孔的禁布区内⽆元器件和⾛线(不包括安装孔⾃⾝的⾛线和铜箔)
5.4.17⾦属壳体器件和⾦属件与其它器件的距离满⾜安规要求
⾦属壳体器件和⾦属件的排布应在空间上保证与其它器件的距离满⾜安规要求。
5.4.18对于采⽤通孔回流焊器件布局的要求
a.对于⾮传送边尺⼨⼤于300mm的PCB，较重的器件尽量不要布置在PCB的中间，以减轻由于插装器
件的重量在焊接过程对PCB变形的影响，以及插装过程对板上已经贴放的器件的影响。
b.为⽅便插装，器件推荐布置在靠近插装操作侧的位置。
c.尺⼨较长的器件(如内存条插座等)长度⽅向推荐与传送⽅向⼀致。
d.通孔回流焊器件焊盘边缘与pitch≦0.65mm的QFP、SOP、连接器及所有的BGA的。
丝印之间的距离⼤于10mm。与其它SMT器件间距离》2mm。
e.通孔回流焊器件本体间距离》10mm。有夹具扶持的插针焊接不做要求。
f.通孔回流焊器件焊盘边缘与传送边的距离》10mm；与⾮传送边距离》5mm。
5.4.19通孔回流焊器件禁布区要求
a.通孔回流焊器件焊盘周围要留出⾜够的空间进⾏焊膏涂布，具体禁布区要求为：对于欧式连接器靠板内的⽅向10.5mm不能有器件，在禁布区之内不能有器件和过孔。
b.须放置在禁布区内的过孔要做阻焊塞孔处理。
5.4.20器件布局要整体考虑单板装配⼲涉器件在布局设计时，要考虑单板与单板、单板与结构件的装配⼲涉问题，尤其是⾼器件、⽴体装配的单板等。5.4.21器件和机箱的距离要求
器件布局时要考虑尽量不要太靠近机箱壁，以避免将PCB安装到机箱时损坏器件。特别注意安装在PCB边缘的，在冲击和振动时会产⽣轻微移动或没有坚固的外形的器件：如⽴装电阻、⽆底座电感变压器等，若⽆法满⾜上述要求，就要采取另外的固定措施来满⾜安规和振动要求。
5.4.22有过波峰焊接的器件尽量布置在PCB边缘以⽅便堵孔，若器件布置在PCB边缘，并且式装夹具做的好，在过波峰焊接时甚⾄不需要堵孔。
5.4.23设计和布局PCB时，应尽量允许器件过波峰焊接。选择器件时尽量少选不能过波峰焊接的器件，另外放在焊接⾯的器件应尽量少，以减少⼿⼯焊接。
5.4.24裸跳线不能贴板跨越板上的导线或铜⽪，以避免和板上的铜⽪短路，绿油不能作为有效的绝缘。
5.4.25布局时应考虑所有器件在焊接后易于检查和维护。
5.4.26电缆的焊接端尽量靠近PCB的边缘布置以便插装和焊接，否则PCB上别的器件会阻碍电缆的插装焊接或被电缆碰歪。
5.4.26电缆的焊接端尽量靠近PCB的边缘布置以便插装和焊接，否则PCB上别的器件会阻碍电缆的插装焊接或被电缆碰歪。
5.4.27多个引脚在同⼀直线上的器件，象连接器、DIP封装器件、T220封装器件，布局时应使其轴线和波峰焊⽅向平⾏。美国俄亥俄州
5.4.28较轻的器件如⼆级管和1/4W电阻等，布局时应使其轴线和波峰焊⽅向垂直。这样能防⽌过波峰焊时因⼀端先焊接凝固⽽使器件产⽣浮⾼现象。5.4.29电缆和周围器件之间要留有⼀定的空间，否则电缆的折弯部分会压迫并损坏周围器件及其焊点。
5.5⾛线要求
5.5.1印制板距板边距离：V-CUT边⼤于0.75mm，铣槽边⼤于0.3mm
为了保证PCB加⼯时不出现露铜的缺陷，要求所有的⾛线及铜箔距离板边：V—CUT边⼤于0.75mm，铣槽边⼤于0.3mm(铜箔离板边的距离还应满⾜安装要求)。
5.5.2散热器正⾯下⽅⽆⾛线(或已作绝缘处理)
为了保证电⽓绝缘性，散热器下⽅周围应⽆⾛线(考虑到散热器安装的偏位及安规距离)，若需要在散热器下布线，则应采取绝缘措施使散热器与⾛线绝缘，或确认⾛线与散热器是同等电位。
5.5.3⾦属拉⼿条底下⽆⾛线
为了保证电⽓绝缘性，⾦属拉⼿条底下应⽆⾛线。
5.5.4各类螺钉孔的禁布区范围要求
各种规格螺钉的禁布区范围(此禁布区的范围只适⽤于保证电⽓绝缘的安装空间，未考虑安规距离，⽽且只适⽤于圆孔)。
5.5.5要增加孤⽴焊盘和⾛线连接部分的宽度(泪滴焊般)，特别是对于单⾯板的焊盘，以避免过波峰焊接时将焊盘拉脱。
5.6固定孔、安装孔、过孔要求
5.6.1过波峰的制成板上下需接地的安装孔和定位孔应定为右⾮⾦属化孔。
5.6.2BGA下⽅导通孔孔径为12mil。
5.6.3SMT焊盘边缘距导通也边缘的最⼩距离为10mil，若过孔塞绿油，则最⼩距离为6mil。
5.6.4SMT器件的焊盘上⽆导通孔(注：作为散热⽤的DPAK封装的焊盘除外)。
5.6.5通常情况下，应采⽤标准导通孔尺⼨。
网球大师
5.6.6过波峰焊接的板，若元件⾯有贴板安装的器件，其底下不能有过孔或者过孔要盖绿油。
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