多層厚銅箔PCB設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)v1.0

1、多層厚銅箔多層厚銅箔P PCBCB設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) _修訂信息表修訂信息表版本修訂人修訂時(shí)間修訂內(nèi)容目目 錄錄 前前 言言.41. 目目 的的 . 52. 適用范圍適用范圍. 53. 引用引用/參考標(biāo)準(zhǔn)或資料參考標(biāo)準(zhǔn)或資料. 54. 名詞解釋名詞解釋. 55. 規(guī)范簡(jiǎn)介規(guī)范簡(jiǎn)介. 56. 規(guī)范內(nèi)容規(guī)范內(nèi)容. 56.1 含電磁繞組（磁芯粘結(jié)工藝）的多層厚銅箔PCB設(shè)計(jì).56.1.1 設(shè)計(jì)原則. 56.1.2 確定表面處理工藝 . 56.1.3 確定PCB板厚. 56.1.4 確定變壓器原副邊繞組的層分配方式.66.1.5 確定電感的繞組方式. 66.1.6 選擇電流密度.66.1.7 確定變

2、壓器和電感繞組打孔數(shù). 66.1.8 變壓器原副邊走線 . 66.1.9 繞組寬度確定.66.1.10 原副邊銅皮疊層處理（平面貼片變壓器除外）.66.1.11 絕緣距離要求. 66.1.12 同一網(wǎng)絡(luò)過(guò)孔孔邊間距的設(shè)計(jì)要求.76.2 平面貼片變壓器的多層厚銅箔PCB設(shè)計(jì) . 76.2.1 主板上的磁芯開(kāi)槽尺寸設(shè)計(jì). 76.2.2 側(cè)面鍍銅的焊盤(pán)尺寸和焊盤(pán)間距要求.76.2.3 過(guò)孔離開(kāi)表貼焊盤(pán)的距離要求. 76.3 其他要求 . 76.3.1 銅箔覆蓋率. 76.3.2 鋼網(wǎng)開(kāi)口設(shè)計(jì).86.3.3 拼板方式的選擇 . 8前前 言言本規(guī)范由公司研發(fā)部發(fā)布實(shí)施，適用于PCB的設(shè)計(jì)活動(dòng)。1. 目

3、的在產(chǎn)品的多層厚銅箔PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中，指導(dǎo)PCB的設(shè)計(jì)，降低加工成本，降低廠家加工難度，提高成品率，縮短加工周期，提高可靠性，在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)產(chǎn)品的成本和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。2. 適用范圍本指導(dǎo)書(shū)適用于公司所有的多層厚銅箔PCB設(shè)計(jì)。本指導(dǎo)書(shū)由公司研發(fā)部電子工藝部主管或其授權(quán)人員，負(fù)責(zé)解釋、維護(hù)、發(fā)布，研發(fā)部QA負(fù)責(zé)監(jiān)督執(zhí)行。3. 引用/參考標(biāo)準(zhǔn)或資料TS-M0E04001 PCB電流密度設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)TS-S0E0102003 PCB工藝設(shè)計(jì)規(guī)范4. 名詞解釋導(dǎo)通孔導(dǎo)通孔(Via)：一種用于內(nèi)層連接的金屬化孔，但其中并不用于插入元件引線或其它增強(qiáng)材料。過(guò)孔過(guò)孔(Through via)：從印制板的一個(gè)表層延展

4、到另一個(gè)表層的導(dǎo)通孔。銅箔厚度銅箔厚度（Copper thickness）：在PCB設(shè)計(jì)加工中，常用盎司(oz)作為銅箔厚度的單位，1oz銅厚的定義為1 平方英尺面積內(nèi)銅箔的重量為1盎司，對(duì)應(yīng)的物理厚度為35um；2oz銅厚為70um，以此類(lèi)推。5. 規(guī)范簡(jiǎn)介本指導(dǎo)書(shū)主要依據(jù)外協(xié)廠PCB制造能力以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，用以指導(dǎo)設(shè)計(jì)時(shí)降低加工成本，降低廠家加工難度，提高成品率，縮短加工周期，提高可靠性。6. 規(guī)范內(nèi)容6.1 含電磁繞組（磁芯粘結(jié)工藝）的多層厚銅箔PCB設(shè)計(jì)6.1.1 設(shè)計(jì)原則在滿足散熱要求和電流密度要求的前提下，盡量降低線路銅厚和孔壁厚度，盡量采用全通孔的設(shè)計(jì)方式：6.1.1.1

5、表層銅皮不超過(guò)2OZ，內(nèi)層銅皮推薦使用4OZ，不能超過(guò)5OZ。6.1.1.2 孔壁銅厚推薦使用35um，不能超過(guò)50um。6.1.1.3 盡量不要采用埋盲孔設(shè)計(jì)，推薦采用全通孔的設(shè)計(jì)方式。如果需要采用埋盲孔，那么埋盲孔只能分布在孤立芯板上，不允許使用貫通超過(guò)兩層的埋盲孔。6.1.2 確定表面處理工藝由于熱風(fēng)整平時(shí)錫的溫度很高，瞬間的溫度沖擊非常大，對(duì)PCB的外層和次外層之間的絕緣層的傷害比較大，所以對(duì)厚銅箔多層PCB（變壓器電感PCB除外），推薦使用ENIG(化學(xué)鎳金)的表面處理方式。6.1.3 確定PCB板厚根據(jù)PCB制成能力規(guī)范要求和PCB工藝設(shè)計(jì)規(guī)范確定板厚。6.1.4 確定變壓器原副邊

6、繞組的層分配方式一般為原邊和副邊繞組交錯(cuò)夾繞，具體分配必須由電氣工程師確定。為便于絕緣，表面兩層必須為同屬原邊或同屬副邊。6.1.5 確定電感的繞組方式設(shè)計(jì)時(shí)盡量采用串繞方式，減少每層匝數(shù)，以減小空間浪費(fèi)，盡量避免出現(xiàn)半匝問(wèn)題。6.1.6 選擇電流密度 對(duì)于工作條件相對(duì)比較理想的，比如說(shuō)制成板自帶散熱器的，銅皮的電流密度選擇不能超過(guò)35A/ mm，對(duì)于工作條件相對(duì)比較惡劣的，銅皮的電流密度選擇不能超過(guò)25A/ mm；過(guò)孔的對(duì)流密度不是特別敏感，只要不超過(guò)50A/ mm；在MOS功率管等特別熱的器件焊盤(pán)和銅皮上，則應(yīng)盡可能的多放幾個(gè)過(guò)孔，有利于功率管等高熱器件的散熱。具體電流密度選擇參見(jiàn)TS-M

7、0E04001-PCB電流密度設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)。6.1.7 確定變壓器和電感繞組打孔數(shù)由于PCB面積有限，打孔數(shù)推薦為1-3個(gè)孔，孔徑優(yōu)先選用20/35mil，32/50mil。6.1.8 變壓器原副邊走線變壓器磁芯一般看做原邊（當(dāng)然也可以看成副邊），副邊通孔距離原邊需要滿足安規(guī)要求，但是在內(nèi)層，由于原副邊距離要求很寬，設(shè)計(jì)時(shí)副邊過(guò)孔和磁芯槽之間通常可以走一匝繞組，以節(jié)省空間，如下圖所示；6.1.9 繞組寬度確定 根據(jù)電流密度，磁芯窗口，安規(guī)距離確定變壓器繞組和電感繞組所占的寬度，以確定變壓器電感的相對(duì)位置。6.1.10 原副邊銅皮疊層處理（平面貼片變壓器除外）因?yàn)殂~厚的特殊原因，厚銅產(chǎn)品層與層之間

8、的應(yīng)力相對(duì)比較大，如果層與層之間的原副邊銅皮疊層方式處理不好，有可能會(huì)因?yàn)閼?yīng)力問(wèn)題而造成層間原副邊絕緣層被擊穿的現(xiàn)象。為了避免這種情況，在設(shè)計(jì)時(shí)要遵循下面的規(guī)則：6.1.10.1外層和次外層之間原副邊之間的銅皮不允許疊在一起，需要錯(cuò)開(kāi)最少0.5mm。6.1.10.2內(nèi)層的層與層之間，原副邊銅皮盡量不要疊在一起，錯(cuò)開(kāi)至少0.5mm，如果設(shè)計(jì)上必須疊在一起，那么重疊部分的寬度必須2mm。 6.1.11 絕緣距離要求考慮到銑槽時(shí)和長(zhǎng)期存儲(chǔ)后，因?yàn)閼?yīng)力問(wèn)題對(duì)磁芯銑槽邊的絕緣強(qiáng)度會(huì)有影響，若是基本絕緣，設(shè)計(jì)時(shí)銅皮走線距離變壓器磁芯槽要做到0.5mm，距離電感磁芯距離要做到0.4mm。如果板上有接地孔，走

9、線距離接地孔邊緣距離要做到1mm。以上都是內(nèi)層，外層按照正常安規(guī)距離要求。6.1.12 同一網(wǎng)絡(luò)過(guò)孔孔邊間距的設(shè)計(jì)要求若同一網(wǎng)絡(luò)中為了增加過(guò)孔的過(guò)電流能力，需要將過(guò)孔放的很近的，那么過(guò)孔孔壁之間的最小距離一定要滿足要求，過(guò)孔與過(guò)孔的孔壁間的最小間距必須12mil。（因?yàn)榧庸r(shí)一般需要鉆一個(gè)比實(shí)際尺寸大4mil的孔，而孔的定位偏差是3mil，再加2mil的裕量，所以為2223212mil）。6.2 平面貼片變壓器的多層厚銅箔PCB設(shè)計(jì)6.2.1 主板上的磁芯開(kāi)槽尺寸設(shè)計(jì)如果變壓器和電感等是做成平面貼片型的，那么在主板上開(kāi)磁芯槽時(shí)，就要考慮應(yīng)該采用機(jī)器貼片的方式。推薦：槽的設(shè)計(jì)尺寸磁芯的最大尺寸0

10、.150.3（其中0.3是設(shè)計(jì)裕量）。若有特殊公差要求，則需按實(shí)際計(jì)算為準(zhǔn)。6.2.2 側(cè)面鍍銅的焊盤(pán)尺寸和焊盤(pán)間距要求 對(duì)于需要進(jìn)行側(cè)面鍍銅的平面變壓器和電感，在設(shè)計(jì)時(shí)需要注意側(cè)面焊盤(pán)的最小設(shè)計(jì)尺寸和焊盤(pán)間距；如下圖所示意：最小設(shè)計(jì)焊盤(pán)尺寸1.5mm，最小焊盤(pán)間距1.3mm。6.2.3 過(guò)孔離開(kāi)表貼焊盤(pán)的距離要求對(duì)于平面貼片變壓器或者是電感，因?yàn)樽儔浩鲝S家有一道浸錫的工序，為了在PCBA加工時(shí)不出現(xiàn)冒錫珠的問(wèn)題，就要在設(shè)計(jì)時(shí)控制過(guò)孔離開(kāi)焊盤(pán)的距離，保證變壓器廠家在浸錫時(shí)錫不進(jìn)入過(guò)孔，在PCBA回流焊接時(shí)也不出現(xiàn)冒錫珠的問(wèn)題；如圖3.2所示。對(duì)于平面貼片變壓器或者是電感，過(guò)孔不允許打在表貼焊盤(pán)上，過(guò)孔邊緣離開(kāi)表貼焊盤(pán)的間距2.5mm，過(guò)孔散熱主要依靠與其相連的銅箔，對(duì)應(yīng)銅箔散熱面積對(duì)過(guò)孔載流能力影響很大。6.3 其他要求6.3.1 銅箔覆蓋率6.3.1.1 為了滿足可加工性，每層的銅皮覆蓋率盡量高。6.3.1.2 為了在PCB加工時(shí)更好的控制PCB厚度，提高絕緣可靠性，在滿足安規(guī)要求的前提下，內(nèi)層的銅皮覆蓋率盡量高。6.3.2 鋼網(wǎng)開(kāi)口設(shè)計(jì)若采用的是低成本的平面貼片變壓器方式，考慮貼片變壓器和電感焊盤(pán)鋼網(wǎng)開(kāi)口設(shè)計(jì)。為了避免在回流焊接時(shí)大量出現(xiàn)錫珠現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)鋼網(wǎng)時(shí)，在保證錫量的情況下，盡量減少被壓在焊盤(pán)底下的錫膏。如下圖所示，具體鋼網(wǎng)的開(kāi)口尺寸根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)情況而定。6.3.3