高可靠PCB/PCBA禁用设计与禁限用工艺
一、概述
“高可靠PCB/PCBA禁用设计与禁用安装工艺”是从产品的高可靠性要求出发进行换位思考。电子产品电路设计师不仅要遵守相关设计标准,使电路设计符合可制造性设计的要求,还要遵守相关工艺标准,尤其是禁限用工艺的规定,这是确保设计正确性和可制造性的基本原则。同时,电子产品的工艺师们必须把上述PCB/PCBA禁用设计与禁用安装锲入可制造设计的ERP,或者编制CBB提交给电子产品电路设计师,通过程序控制在可制造性设计或可制造性分析阶段一丝不苟地把违反禁用设计与禁用安装要求的错误设计消灭在设计的前期阶段。
二、什么是禁用工艺
禁用工艺是指在产品研制生产中,违反国家法规、严重污染环境、危害生产安全、不能保证产品质量,应淘汰或采用其他工艺方法替代的工艺。
三、什么是限用工艺
1.产品研制生产中,产品质量保证难度大或对环境保护有影响,但采取措施后,在一定条件下可以满足产品质量或使用要求的工艺。
2.从保证产品质量、环境和技术安全的角度出发应予以禁止,但就近期实际使用情况而言,尚无成熟替代工艺,在一定期限内采取规定控制手段的前提下还可使用,但长期必须或逐步淘汰的工艺。
四、高可靠PCB/PCBA禁用设计与禁用安装工艺72条
1.禁止焊盘两端不对称。
2.除高频微波电路板外,禁止任何元器件和导线公用焊盘。
3.禁止印制导线与元器件焊盘重叠设计。
4.禁止丝印设计在焊盘上。
5.禁止丝印设计在大面积焊接面上。
6.禁止在工艺边、夹持边或印制电路板边缘5mm内布放元器件。
7.印制电路板组件不允许有跨接线。
8.禁止分立式元器件引脚间距与PCB上设计的对应孔距不一致时强行成形安装。
9.焊盘内不允许设置导通孔和过孔。
10.不允许在元器件底部设置导通孔和过孔。
11.元器件焊端与焊端间距、焊端与元器件体间距不允许违反最小电气间隙要求。
12.不允许元器件跨接或叠焊。
13.不允许在PCB上进行硬安装。
14.不允许元器件贴板形成气密性安装。
15.不允许功率三极管、整流二极管、续电器、电源模块、插针及电连接器等元器件直径大于或等于1.3mm的引线和回火引线与PCB焊盘直接焊接造成硬连接。
16.不允许用接长元器件引线的方法进行安装。
17.印制电路板上元器件到印制电路板边缘的距离不得小于1.6mm。
18.不允许表面贴装元器件立式安装。
19.除高频微波电路板外,不允许插装元器件贴装安装焊接。
20.不允许插装元器件垂直安装。
21.除高频微波电路板外,不允许元器件引线搭接在焊盘上。
22.不允许元器件引线搭接在其他元器件引线上。
23.禁止导线与其他元器件引脚合用一个金属化孔。
24.禁止元器件引线公用一个金属化孔。
25.禁止元器件焊端作为连接点或过孔作为连接点。
26.禁止元器件焊盘直接设计在接地区。
27.禁止径向元器件贴板安装。
28.禁止潮湿敏感元器件未进行烘烤去湿处理就直接安装焊接。
29.禁止非贴板安装的有引线元器件插装金属化孔单面焊盘。
30.禁止将阻焊膜作为绝缘层使用。
31.禁止元器件引脚与金属化孔的间隙超出0.2~0.4mm范围。
32.禁止采用扩孔或缩小引脚尺寸的方法达到间隙符合要求。
33.印制电路板焊盘表面镀金层厚度不得超过0.45μm。
34.印制电路板表面可焊性镀层不应选择OSP和化学镀镍金工艺。
35.禁止过孔作为紧固件的安装孔。
36.不允许元器件安装用座垫与板面不接触或倾斜及座垫反装阻塞金属化孔。
37.接线端子、铆钉不应用作界面或层间连接。
38.禁止压接测试插针、压接连接器用作界面或层间连接。
39.禁止空心铆钉用于电气连接。
40.禁止在起界面连接作用的金属化孔(导通孔)安装元器件。
41.元器件的安装不得阻碍焊料流向金属化孔顶侧的焊盘。
42.除高频电路外,不允许在印制导线上搭接其他元器件。
43.不允许在元器件引线搭接其他元器件。
44.不允许用接长元器件引线的方法进行安装。
45.扁平封装集成电路装联时严禁反装。
46.片式元器件不应重叠或侧立安放。
47.片式元器件不应桥接在其他元器件(如导线引出端或其他正确安装的元器件)的空隙上。
48.翘曲度大于0.5%的印制电路板组件,严禁进行矫正或反变形安装。
49.禁止F型封装功率元器件引脚直接与焊点硬连接。
50.禁止绝缘导线直接接触焊点上方、紧固件或任何测试点的焊盘。
51.禁止将导线(线束)布设、黏固在元器件上。
52.除微波电路外,禁止单面引线元器件(如TO封装三极管、金属封装插装续电器、滤波器,晶振等)未进行绝缘隔离设计的贴板插孔安装。
53.禁止在有接触电阻要求的接触面上涂覆导电硅脂等绝缘材料。
54.禁止表贴片状瓷介电容手工焊未预热直接焊接。
55.禁止对装有印制电路板组件的产品进行锤击操作(包括橡皮锤)。
56.禁止轴向元器件垂直安装。
57.射频电连接器等微波元器件与微带电路板平行焊接时,与微带线的间隙不允许超过0.2~0.05mm。
58.不允许对大于0.2mm的间隙采取填充金片等方法进行焊接。
59.活动的射频电连接器内导体不允许直接焊接在微带电路板上。
60.不允许射频电连接器插针焊接端与微带电路板上微带线垂直硬安装焊接。
61.印制电路板组装件不允许使用超声波清洗。
62.禁止使用氟里昂(F113)为清洗液。
63.皂化清洗剂禁止使用于装有铝质元器件的PCBA上。
64.禁止印制电路板组件和线缆焊点不经清洗直接使用。
65.除射频电路板和微波电路板外,禁止任何印制电路板组件不进行三防处理直接装机使用。
66.禁止任何印制电路板组件在清洁度不符合标准的条件下进行三防处理。
67.禁止使用有损于元器件及组件的黏接剂。
68.禁止使用对组装件有腐蚀作用的灌封材料。
69.功耗1W及1W以上的线绕电阻不允许灌封和黏接。
70.禁止直径大于8mm的线束仅用硅橡胶黏固。
71.禁止带有磁芯的线圈(质量3.5g以上)、变压器及其他非支撑引线的元器件等仅用硅橡胶黏固。
72.禁止侧倒安装晶体仅用硅橡胶进行黏固的方式。
五、高可靠电子设备限用工艺与设计
1.不宜使用免清洗焊剂。
2.印制电路板组件焊接不宜使用非锡铅共晶焊料。
3.导线绝缘层的剥除一般应使用热控型剥线工具,限制使用机械冷剥。机械剥线应采用不可调钳口的精密剥线钳,并做到钳口与导线规格选择的唯一性(当前限制于使用进口精密剥线钳剥进口标准导线)。
4.剪切多余的导线或引线,不应使用普通剪线钳,剪切多余导线或引线应使用留屑钳。
5.元器件引线的成形一般应由专门工具保证,不应使元器件本体破裂、密封损坏或开裂,也不应使元器件内部连接断开。元器件引线成形应使用专门成形钳,不允许使用镊子或钳子等普通工具。
6.元器件引线线径大于1.3mm时,一般不可弯曲成形,以免损伤元器件密封剂引线与内部的连接。但对于线径小于1.3mm的硬引线(回火引线),限制使用弯曲成形,必须弯曲时,要有防止元器件损伤措施(如工装保护)。
7.水平安装轴向引线元器件两端引出的直线长度最小各为0.75mm,最大各为19mm,两端之和不得超过25mm;弯曲半径不得小于引线的直径或厚度。
8.除非一个元器件或部件专门设计或允许另一个元器件与它成一体,否则部件或元器件不应叠装。
9.印制电路板元器件孔的孔径与引线直径应有0.2~0.4mm的合理间隙;不论导线还是元器件引线,插入任何一个印制电路板安装孔不应超过一根。
10.轴向引线元器件的安装应采用水平安装。非轴向引线元器件进行侧装或倒装时,元器件本体应黏固或用某种方法固定在印制电路板上防止冲击和振动时产生位移。
11.集成电路应焊接在印制电路板上,一般不应采用插座进行连接。
12.集成电路应焊接在PCB上,一般不应采用插座进行连接。
13.元器件本体下面没有印制导线时,该元器件允许贴印制板安装;元器件一般不贴印制导线安装,若必须贴印制导线安装时,则应与印制导线绝缘。
14.易损插装元器件(如玻璃二极管)需三防漆保护时不宜贴板安装,一般应抬高0.25~1.0mm的距离安装。
15.片式元器件黏接在印制电路板上时,应确保黏接部位无印制导线。
16.除动态焊料波外,不允许在金镀层上直接进行锡铅焊接。
17.采用焊剂芯或液态焊剂时,应采用符合GB 9491的R型或RMA焊剂。导线、电缆的焊接不应使用RA型焊剂,其他场合使用RA型焊剂应得到有关部门的批准。
18.接线端子焊杯上的短接跨接线一般使用多股导线。
19.导线芯线总的截面积不应超过每个焊杯内径截面积。每个接线端子上一般不应超过3根导线。当焊杯内安装一根导线时,导线芯线的直径与焊杯内径之比一般为0.6~0.9。
20.对有缺陷的焊点允许返工,每个焊点的返工次数不得超过3次。
21.为避免片式元器件过热及PCB局部过热,应先对片式元器件的一个电极焊接,待全部片式元器件的一个电极焊接完毕,再焊接另一个电极。
22.导线在塔形接线柱上缠绕最少1/2圈,但不应超过1圈。对于直径小于0.3mm的导线,最多可缠绕3圈。
23.印制电路板上一般不用跨接线,若必须使用时,应尽量短。
24.走线不得妨害元器件或其他跨接线的更换。
25.跨接线最长每隔25mm在印制电路板上应有一个固定点。
26.跨接线不应穿越其他元器件(包括跨接线)的上部或下部。
27.最多允许把两根跨接线连接到任意一个空着的元器件的焊盘上。
28.跨接线要沿X-Y轴的方向进行走线,并且在导线上不应有扭伤或裂痕。
29.跨接线要尽量短,不得在元器件的上、下面走线。
30.跨接线接触的长度不得小于元器件金属化端子长度或高度的1/2。
31.环氧胶不应遮盖焊盘、不得流向元器件引线和其他与黏接无关的地方。
32.易损坏元器件(玻璃二极管等)在不采取保护措施的情况下,不能采用环氧胶黏接。
33.使用QD 231硅橡胶灌封的产品在固化并清理后7小时内,不宜进行机械振动、冲击、抗电强度等项试验,也不应密封包装。
34.使用GD 414单组硅橡胶或3140RTV单组分硅酮黏固的产品在固化并清理后3小时内,不宜进行机械振动、冲击、抗电强度等项试验。
35.对于元器件和部件,有特殊需要时,应进行裹覆或灌封,但裹覆或灌封不应影响其工作性能和对其性能的检查。对功能模块一般不应进行裹覆和灌封。
36.环氧树脂胶为限制使用黏接剂。元器件引线、焊点不允许使用环氧树脂胶黏固。需使用环氧树脂黏固的部位,应合理设计黏固部位与周围元器件的间隔距离。
37.不宜使用环氧胶黏固元器件工艺。
38.变压器、阻流圈、续电器等大质量元器件不宜采用硅橡胶黏固。
39.超声波清洗时应采取保护措施。
40.超声波清洗不应用于清洗电气或电子部件、元器件或装有电子元器件的部件。
41.印制电路板组装件应在焊接后1小时内进行清洗。
42.清洗过的组装件烘干温度不应超过75℃,有禇半导体元器件的组装件其烘干温度不应超过53℃。
43.不宜使用汽相清洗。
44.对任何一块印制电路板组装件,修复的总数不得超过6处;任何一块印制电路板上任意25cm2面积内,改装总数应不超过两处。
45.清除焊点的焊料应使用带真空泵的连续吸锡装置。
46.每个印制电路板的焊盘应以解焊一次为限制条件(即只允许更换一次元器件)。
47.对有缺陷的焊接点允许返工,每个焊接点的返工次数不得超过3次。
48.一般不能用电烙铁清除焊接点的焊料,应使用带真空泵的连续吸锡装置。
49.航天器产品限制在印制电路板紧固安装中不使用金属垫片直接安装螺钉、螺母。
50.限制绝缘导线穿过元器件顶部、底部。
51.不宜在导线中间串接元器件。
52.表面安装元器件一般应采用专门返修装置进行拆除;当采用电烙铁拆除时,应使用与元器件尺寸相匹配的专用烙铁头。
53.采用专门返修装置拆除时,应确保与元器件尺寸匹配,拆除前,应对元器件周围的元器件进行保护,以避免影响操作。
54.对PCBA因修复和改装增加跨接线的规定。
a)跨接线应走最短路径。
b)跨接线应不跨越或穿过元器件。
c)跨接线应不跨越或穿过用作测试点的图形或导通孔。
d)跨接线应不跨越或穿过元器件引线区域或焊盘。
e)跨接线长度大于25mm时,应沿导线长度方向进行黏固。
55.坑压式压接连接一个压线筒内最多允许压接2根导线。
56.模压式压接连接一个压线筒内最多允许压接3根导线。
57.一个压线筒内压接2根以上不同截面积导线时,较小截面积导线的线截面积应不小于较大截面积的60%。
58.穿过环境密封电连接器护孔环的导线应为1根。
59.装配过程中一般不允许再机械加工;若必须加工,应规定专门的工艺措施及加工场地,以及预防和控制多余物的方法。
60.限制多层印制电路板支撑孔与导通孔合并使用。