印制電路可制造性設(shè)計

印制電路可制造性設(shè)計2007.12.主要內(nèi)容1概述2可制造性概念3.印制板可制造性設(shè)計的特點4.印制板各要素可制造性設(shè)計（基材選擇、尺寸公差焊盤、過孔等要素）5.印制板熱設(shè)計6.電磁兼容設(shè)計7.印制板表面的涂層、鍍層8.布局、布線與可制造性9裝聯(lián)中常見的印制板故障分析10.印制板的發(fā)展趨勢1.概述

電子元器件的飛速發(fā)展和電子產(chǎn)品對小型化、多功能、高可靠的要求，大大促進(jìn)了元器件安裝和支撐用的印制電路板（簡稱印制板，英文縮寫為PCB）有了迅速的發(fā)展。印制板的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，制造和安裝的技術(shù)也有了巨大進(jìn)步，印制板設(shè)計與制造和安裝技術(shù)的聯(lián)系更為緊密，并且相互制約。印制板的可制造性已成為廣大印制板設(shè)計、制造和電子安裝人員十分關(guān)注的課題。印制板的質(zhì)量和可靠性對電子產(chǎn)品的性能和可靠性有重要影響，同時也影響電子產(chǎn)品的成本。

1.概述（續(xù)）印制電路板的設(shè)計決定印制板的固有性能，而生產(chǎn)制造、測試和檢驗是設(shè)計思想的實現(xiàn)保證。設(shè)計的可制造性影響制造工藝、決定產(chǎn)品的加工難易程度、影響產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率及成本。所以在進(jìn)行設(shè)計時，就應(yīng)充分考慮印制板各加工工藝的要求，將這些制造系統(tǒng)的要求融合在設(shè)計中一起進(jìn)行總體優(yōu)化，使設(shè)計的產(chǎn)品更便于制造，因而能保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量。這就是印制板可制造性所必須考慮和研究的問題。2.可制造性的概念產(chǎn)品的可制造性即產(chǎn)品的工藝性是產(chǎn)品設(shè)計必須考慮的重要因素?？芍圃煨栽O(shè)計又稱為DFM(DesignForManufacturing),它是研究產(chǎn)品本身的物理（電氣、機(jī)械）設(shè)計與制造系統(tǒng)各部分之間的相互關(guān)系，并將其用于產(chǎn)品設(shè)計中，以便將整個制造系統(tǒng)要求融合在一起進(jìn)行總體優(yōu)化。使設(shè)計的產(chǎn)品便于制造，能更順利地投入生產(chǎn)，大大減少制造過程中的質(zhì)量缺陷，從而達(dá)到縮短產(chǎn)品研制或生產(chǎn)周期、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的目的。2.可制造性的概念（續(xù)）產(chǎn)品的可制造性從廣義上講，應(yīng)包括產(chǎn)品的制造、測試、返工和維修等產(chǎn)品形成的全過程可行性；從狹義上講是只指產(chǎn)品本身制造的可行性。如果產(chǎn)品的可制造性不好，將會影響產(chǎn)品的合格率和生產(chǎn)效率，甚至?xí)?dǎo)致所設(shè)計的產(chǎn)品無法制造出來，或者即使制造出來也不能保證產(chǎn)品質(zhì)量能穩(wěn)定生產(chǎn)、易于測試和返工，因而產(chǎn)品的可制造性設(shè)計，是廣大設(shè)計人員在產(chǎn)品設(shè)計中必須重視并認(rèn)真考慮的設(shè)計通用的基本要求之一。3.PCB可制造性設(shè)計的特點3.1特點：印制板設(shè)計是一種特殊的基礎(chǔ)電子產(chǎn)品設(shè)計，設(shè)計圖的質(zhì)量直接影響電子產(chǎn)品的質(zhì)量。一項設(shè)計同時用于兩種不同技術(shù)領(lǐng)域的工藝，設(shè)計的印制板圖形一旦確定，既要用于印制板的制造，又要用于印制板的安裝，在生產(chǎn)中不能改變導(dǎo)電圖形和阻焊圖形或字符圖形的結(jié)構(gòu)。PCB的設(shè)計需要考慮到兩個方面的可制造性要求;

一是印制板本身的可制造性；二是印制板的安裝即印制板組裝件的可制造性要求。3.PCB可制造性設(shè)計的特點（續(xù)1）印制板的制造和安裝分屬于兩個有上、下游聯(lián)系的不同制造專業(yè)，其制造的工藝方法和設(shè)備有很大的差別，制造要求大不相同，它們的質(zhì)量卻是互為影響，對PCB設(shè)計的要求也不相同，所以在進(jìn)行PCB設(shè)計時，必須兼顧這兩方面的可制造性要求，缺一不可。PCB的設(shè)計、制造和安裝分屬于三個不同的專業(yè)技術(shù)，要把三者的要求有機(jī)的融合在一起，總體優(yōu)化體現(xiàn)在同一套設(shè)計圖上，不是很容易的事，需要有豐富的設(shè)計經(jīng)驗和能夠了解或掌握三項技術(shù)聯(lián)系的能力。3.PCB可制造性設(shè)計的特點（續(xù)2）3.2PCB設(shè)計應(yīng)掌握的知識和技術(shù)：熟悉電路設(shè)計、熱設(shè)計、電磁兼容和布局布線規(guī)則，能對設(shè)計軟件進(jìn)行熟練操作；了解印制板所用的基材種類和特性；了解印制板的制造和安裝工藝方法；熟悉制造和安裝的工藝要求；了解所選用的元器件的特性和基本的尺寸；了解安裝和焊接時所用的焊料、焊劑的特性。3.3印制板光板的可制造性設(shè)計3.3.1印制板光板：是指沒有安裝電子元器件的印制板（又稱裸板），對印制板的可制造性設(shè)計主要考慮印制板制造工藝對設(shè)計的要求。印制板有許多種類，不同種類不同的加工方法，其設(shè)計的可制造性要求是不同的，所以在進(jìn)行印制板設(shè)計時，必須根據(jù)所需要的印制板的結(jié)構(gòu)特點，了解相應(yīng)的印制板生產(chǎn)工藝要求，進(jìn)行可制造性設(shè)計考慮。譬如：多層剛性印制板與單面或雙面印制板的可制造性要求就大不相同，剛性板與撓性板的可制造性要求也不相同。3.3印制板光板的可制造性設(shè)計－1印制板的可制造性的具體指標(biāo)要求，隨著印制板的制造工藝技術(shù)的發(fā)展和提高而改變，并隨不同工藝水平的印制板制造廠商而變化。譬如：導(dǎo)線寬度為0.1mm，最小通孔直徑為0.3mm的印制板，對有些生產(chǎn)廠就不能加工，而對一些設(shè)備和工藝條件較好的生產(chǎn)廠就可以加工。所以在考慮設(shè)計的可制造性技術(shù)指標(biāo)時，要根據(jù)當(dāng)前的印制板加工的工藝水平和預(yù)計要選定的印制板生產(chǎn)廠商的工藝要求來確定，不然所設(shè)計的產(chǎn)品將難以制作或制作不了。3.3印制板光板的可制造性設(shè)計-2對于新產(chǎn)品必須要滿足的特殊要求，制造工藝應(yīng)滿足其需要，如果這些設(shè)計要求超出當(dāng)前的正常工藝水平，則就需要進(jìn)行工藝研究，改進(jìn)和提高制造工藝水平，這會增加研制周期、提高產(chǎn)品成本。設(shè)計需求可以促進(jìn)印制板制造工藝水平的提高，印制板技術(shù)的進(jìn)步也正是電子元器件的發(fā)展和安裝技術(shù)進(jìn)步要求的推動，但是這不屬于設(shè)計可制造性要求的概念,而是一種新產(chǎn)品的研制或開發(fā)。產(chǎn)品能設(shè)計出來不一定就能制造出來，能否制造出來不只是生產(chǎn)和工藝的事。設(shè)計的可制造性就是要保證3.3印制板光板的可制造性設(shè)計-3印制板既能設(shè)計出來，就應(yīng)能制造出來。在實踐中經(jīng)常由于設(shè)計的可制造性考慮不周，而引起一些質(zhì)量問題，甚至產(chǎn)生設(shè)計與生產(chǎn)方對產(chǎn)品質(zhì)量的爭議。3.3.2PCB可制造性要素：盡管印制板的種類繁多，制造方法不盡相同，但是體現(xiàn)在產(chǎn)品上的工藝要求的項目主要反映在以下通用設(shè)計要素上：（1）印制板的外形尺寸和精度，受設(shè)備加工尺寸和精度要求限制。設(shè)計時應(yīng)考慮最大和最小加工尺寸、尺寸精度和工藝余量的尺寸。3.3印制板光板的可制造性設(shè)計-4（2）選用基材的類型和規(guī)格，應(yīng)考慮印制板的加工方法、基材的種類和尺寸規(guī)格盡量選用在標(biāo)準(zhǔn)系列之內(nèi)的基材。（3）板的結(jié)構(gòu)和厚度。首先由印制板的電氣和機(jī)械性能要求而定，但必須考慮制造的可能性。如：多層印制板的最高層數(shù)，中間介質(zhì)層和板的總厚度，都受生產(chǎn)加工能力的制約，板的導(dǎo)電層數(shù)越高加工難度越大。在確定這一參數(shù)時應(yīng)與生產(chǎn)商協(xié)調(diào)一致。3.3印制板光板的可制造性設(shè)計-5（4）板厚與孔徑比

印制板的總厚度與導(dǎo)通孔直徑的比值，是制約可制造性的重要指標(biāo)，印制板生產(chǎn)受金屬化孔工藝的制約，孔徑越小，基板越厚，其孔金屬化的難度越大，所以應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)陌搴衽c孔徑比（一般為6：1，盲孔為1：1），以有利于孔的金屬化處理和電鍍。Δ（5）最小孔徑、孔的最小間距。受生產(chǎn)設(shè)備和孔金屬化能力的制約，設(shè)計時應(yīng)考慮與生產(chǎn)能力和水平相適應(yīng)（主要是：鉆孔、孔金屬化和電鍍加工能力）。

(6)焊盤圖形的形式最小連接盤寬度，受印制板的安裝、焊接要求和3.3印制板光板的可制造性設(shè)計－6印制板制作精度限制，設(shè)計時應(yīng)綜合考慮這兩個方面的可制造性要求。(7)印制導(dǎo)線的寬度、導(dǎo)線間距及其精度，受印制板的制作中的圖形轉(zhuǎn)移和蝕刻工藝水平制約，并且影響印制板導(dǎo)線間的耐電壓、絕緣電阻和印制板的特性阻抗等性能，應(yīng)認(rèn)真綜合考慮設(shè)計。(8)布局、布線等設(shè)計要素，影響電子元器件的安裝、板制造精度和耐電壓及絕緣電阻等性能和印制板的電磁兼容性。布線的均勻程度會影響印制板的翹曲度等機(jī)械性能。進(jìn)而影響表面安裝元器件焊接的可靠性。Δ3.3印制板光板的可制造性設(shè)計－7

此外，對不同類型的印制板還有一些特殊的可制造性考慮，如撓性印制板、高密度互連板（HDI）等，留待印制板各要素設(shè)計中詳細(xì)敘述。確定印制板的可制造性設(shè)計指標(biāo)的原則：應(yīng)不超過印制板當(dāng)前的制造工藝極限.考慮預(yù)選的生產(chǎn)商的生產(chǎn)能力極限。必要時應(yīng)與預(yù)選的印制板制造商進(jìn)行工藝協(xié)商。對供應(yīng)商進(jìn)行生產(chǎn)能力考核認(rèn)證以確認(rèn)印制板的合格供應(yīng)商。

3.4印制板組裝件的可制造性設(shè)計3.4.1印制板組裝件可制造性設(shè)計的含義印制板組裝件是指：安裝或焊接了電子元器件的印制板組件（英文縮寫為PCA）。印制板組裝件的可制造性，在印制板圖形設(shè)計時就基本上確定了元器件安裝、焊接以及產(chǎn)品測試、維修的難易程度。因為在印制板設(shè)計中，布局、布線時就確定了元器件的安裝位置和密度以及連接的走線關(guān)系，對元器件安裝合理與否，能否便于檢測和維修有決定性作用，所以在印制板設(shè)計時就應(yīng)考慮產(chǎn)品的安裝、焊接、維修和測試的可制造性。3.4印制板組裝件的可制造性設(shè)計－1如果設(shè)計時考慮不周，在生產(chǎn)中去修改、彌補(bǔ)，既浪費工時又難于保證良好的質(zhì)量。據(jù)國外有關(guān)資料統(tǒng)計在SMT產(chǎn)品生產(chǎn)的初期，由于設(shè)計不合理造成的質(zhì)量問題約占全部故障率的50~60%,而由于材料、工藝和其他因素造成的故障率只占40％左右，可見設(shè)計可制造性的重要。印制板安裝的可制造性，隨元器件的安裝方式的不同設(shè)備不同而有很大區(qū)別，設(shè)計時考慮可制造性應(yīng)隨安裝方式的不同而變化。3.4印制板組裝件的可制造性設(shè)計－23.4.2印制板的安裝方式：根據(jù)元器件的封裝形式，通常分為三種安裝方式：.通孔安裝（THT）、表面安裝（SMT）、微組裝（MCM）或芯片直接封裝。目前采用最多的是前兩種安裝方式，即THT和SMT技術(shù)，MCM技術(shù)在高可靠的尖端電子產(chǎn)品中采用的較多。不同的安裝方式對印制板的基材和復(fù)雜程度要求不同，因而對印制板的設(shè)計可制造性要求也不相同。如通孔安裝方式，對元件孔的設(shè)計要求比較嚴(yán)格，而表面安裝就不需要元件安裝孔，只有導(dǎo)通孔，但是對焊盤圖形的設(shè)計卻有嚴(yán)格要求。3.4印制板組裝件的可制造性設(shè)計－33.4.3PCA的可制造性與元器件焊接的方式關(guān)系焊接的方式有：手工焊接、波峰焊接和再流焊接（回流焊）以及壓焊（又稱打線和bonding）。手工焊接可以采用阻焊膜也可以不用阻焊膜，波峰焊接和再流焊接必須采用阻焊膜，并考慮焊接設(shè)備的特點，以防焊接時產(chǎn)生橋連和短路。再流焊接的印制板設(shè)計還需要設(shè)計網(wǎng)印焊膏用的模版（提供焊盤數(shù)據(jù)可以由工藝設(shè)計）。采用壓焊連接時應(yīng)考慮焊盤表面涂（鍍）層的匹配問題，不同的焊接方法，對鍍層的種類和厚度要求不同，匹配不當(dāng)將會引起焊接質(zhì)量或產(chǎn)生缺陷。3.4印制板組裝件的可制造性設(shè)計－4連接盤和焊盤圖形設(shè)計是保證連接（焊接）質(zhì)量的重要因素，在進(jìn)行圖形設(shè)計時必須了解安裝方式和連接（焊接）的特點和形成合格的焊點（連接點）的工藝要求。3.4.4PCA可制造性要素：無論采用哪一種安裝方式或哪一種焊接方法，對于PCA來說，其可制造性的通用要求一般應(yīng)考慮以下設(shè)計要素：1）布局時考慮元器件的安裝間距和與板邊緣距離應(yīng)符合安裝、維修和測試的要求。2）元器件（含插針）的安裝孔應(yīng)有足夠的插裝和焊接的間隙。3.4印制板組裝件的可制造性設(shè)計－53）焊盤和最小環(huán)寬尺寸應(yīng)能滿足焊接后形成可靠的連接點的要求。Δ4）焊盤尺寸和位置應(yīng)滿足安裝和焊接質(zhì)量的要求。5）需要加固或需要外加散熱器的元器件周圍，應(yīng)留出加固和安裝散熱器的空間位置。Δ6）根據(jù)元器件的發(fā)熱情況，按熱設(shè)計要求，確定元器件是貼板或離板安裝，或外加散熱器，元器件的布局和排列方向應(yīng)有利于散熱。Δ7）元器件的安裝位置和極性標(biāo)志應(yīng)清楚準(zhǔn)確與電原理圖要求相符，網(wǎng)印的標(biāo)識應(yīng)滿足網(wǎng)印工藝要求。3.4印制板組裝件的可制造性設(shè)計－68）元件體下面的過孔和其他不需焊接的孔應(yīng)有阻焊覆蓋，以防焊接時焊料流到元件體上，損壞元器件或使金屬殼的元件體短路。Δ9）超大規(guī)模元器件或發(fā)熱元件周圍在規(guī)定的范圍內(nèi)，不允許布設(shè)其他元器件或過孔。10）印制板上的測試點盡量設(shè)置在板的邊緣，或不易被其他元件遮擋的地方，以便于測試。11）元器件的布局應(yīng)充分考慮電磁兼容問題。

3.5

設(shè)計的可測試性概念

3.5.1產(chǎn)品設(shè)計的可測試性：

可測試性：英文Designfortestability簡稱DFT，是產(chǎn)品可制造性的主要內(nèi)容，從生產(chǎn)角度考慮也是設(shè)計的工藝性之一。可測試性含義：在設(shè)計時考慮產(chǎn)品性能能夠檢測的難易程度。也就是說設(shè)計產(chǎn)品時，應(yīng)考慮如何以最簡單的方法對產(chǎn)品的性能和加工質(zhì)量進(jìn)行檢測，或者產(chǎn)品的設(shè)計盡量能使產(chǎn)品容易按規(guī)定的方法對其性能和質(zhì)量進(jìn)行檢測。尤其是電子產(chǎn)品的設(shè)計，對產(chǎn)品的性能測試是必不可少的。3.5.1產(chǎn)品設(shè)計的可測試性－1DFT好的產(chǎn)品設(shè)計，可以簡化生產(chǎn)過程中檢驗和產(chǎn)品最終檢測的準(zhǔn)備工作，提高測試效率、減少測試費用，并且容易發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的缺陷和故障，進(jìn)而保證產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性和可靠性。DFT設(shè)計不好的產(chǎn)品不僅要增加測試的時間和費用，甚至難于測試而無法保證產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。所以對產(chǎn)品設(shè)計與測試的方法和設(shè)備相兼容的可測試性設(shè)計，是電子產(chǎn)品設(shè)計必須考慮的重要內(nèi)容之一。3.5.2印制板設(shè)計的可測試性內(nèi)容印制板的可測試性設(shè)計與可制造性同屬于印制板的工藝性設(shè)計，其內(nèi)容包含兩個部分：印制板制造過程及成品印制板（光板）的可測試性印制板組裝件的可測試性。這兩部分的測試方法和內(nèi)容完全不同，但是要在同一塊印制板的設(shè)計中反映出來，對設(shè)計者來說，既需要了解印制板上需要測試的性能和方法，又要了解印制板組裝件的安裝測試要求和方法。3.5.2印制板設(shè)計的可測試性內(nèi)容－續(xù)1印制板光板的測試方法和性能要求有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，相關(guān)印制板的主要標(biāo)準(zhǔn)：GB4588（技術(shù)要求）GB4677（試驗方法）IPC-6012B(剛性板規(guī)范)IPC-6013B（撓性板規(guī)范）IPC-TM-650（試驗方法）

3.5.3印制板和組裝件的測試

3.5.3.1印制板的光板測試印制板的光板測試是保證待安裝元器件的印制板質(zhì)量的重要手段，也是保證印制板組裝件質(zhì)量和減少返修、返工及廢品損失的有力措施，光板測試的質(zhì)量有保證，可以提高印制板的安裝效率、降低成本。在國內(nèi)外的電子行業(yè)都非常重視對印制板的各項性能的測試，制定了許多檢測標(biāo)準(zhǔn)和方法。主要的檢測項目有：外觀檢測、機(jī)械性能測試、電氣性能測試、物理化學(xué)性能測試和可靠性（環(huán)境適應(yīng)性）測試等方面。印制板光板的測試項目很多，但對設(shè)計的限制較少。3.5.3.1印制板的光板測試－續(xù)1外觀檢測：一般是在成品印制板上通過目檢或適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)儀器進(jìn)行檢測，主要是檢查制造的質(zhì)量，外觀檢測對設(shè)計的可測試性要求不多。電氣性能測試：對印制板設(shè)計的布局布線影響最大，它包括：耐電壓、絕緣電阻、特性阻抗、電路通斷等測試項目和測試點設(shè)計應(yīng)符合測試要求。3.5.3.1印制板的光板測試－續(xù)2電路通斷測試：是保證印制板質(zhì)量的關(guān)鍵性能，需要對每塊印制板進(jìn)行100％的邏輯通斷測試。進(jìn)行印制板設(shè)計時，應(yīng)考慮測試時可能采用的測試設(shè)備的測試探頭（針床式、飛針式）與測試電路的物理尺寸的匹配問題，否則將會由于印制板上被測點的位置和尺寸誤差，引起測試的差錯或測試的可重復(fù)性差的問題。3.5.3.1印制板的光板測試－續(xù)3有破壞性的機(jī)械、物理、化學(xué)性能測試：一般采取從同批產(chǎn)品中抽樣或設(shè)計專用的試驗板或附連試驗板按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗和評定，設(shè)計時應(yīng)當(dāng)熟悉測試板和附連試驗板的設(shè)計及測試要求和方法。測試方法：按GB4677或IPC-T-M6503.5.3印制板和組裝件的測試

3.5.3.2印制板組裝件的測試性PCA的測試：是指對安裝了元器件后的印制板進(jìn)行的電氣和物理測試。影響印制板組裝件測試的因素很多，其檢測的方法要比印制板的光板檢測復(fù)雜得多。對組裝件的可測試性設(shè)計應(yīng)可包括系統(tǒng)的可測試性問題，系統(tǒng)的可測試性功能要求應(yīng)提交整機(jī)總體設(shè)計的概念進(jìn)行評審。印制板組裝件可測試性必須與設(shè)計的集成、測試、和維護(hù)的完整性相兼容。應(yīng)根據(jù)電路和結(jié)構(gòu)的特性和要求由設(shè)計人員通盤考慮，在布局布線時采取適當(dāng)措施合理設(shè)置測試點，或者將測試分解在安裝工序中進(jìn)行。3.5.3.2印制板組裝件的測試性－續(xù)1隨著電子產(chǎn)品的小型化，元器件的節(jié)距越來越小，安裝密度越來越大，可供測試的電路節(jié)點越來越少，因而對印制板組裝件的在線測試的難度也越來越大，所以設(shè)計時應(yīng)充分考慮印制板可測試性的電氣條件和物理、機(jī)械條件以及采用適當(dāng)?shù)臋C(jī)械電子設(shè)備。

PCB組裝件的可測試性在設(shè)計開始之前，應(yīng)會同印制板的制造、安裝和測試等技術(shù)人員進(jìn)行評審，以保證可測試性的效果。評審的內(nèi)容應(yīng)涉及電路圖形的可視程度、安裝密度、測試操作方法、測試區(qū)域的劃分、特殊的測試要求以及測試的規(guī)范等。3.5.3.2印制板組裝件的測試性－21）PCB組裝件的測試主要類型：在印制板設(shè)計時就應(yīng)考慮印制板組裝件的測試兼容性，如果不考慮采用的測試方法和必要的測試機(jī)械規(guī)則，即使在電氣方面具有良好的可測試性電路，在印制板組裝件上也比較難于測試，如測試點的位置、大小以及測試點的節(jié)距與測試探頭或針床的匹配問題，在線測試時電氣條件設(shè)置問題，防止測試對元器件的損壞等都是測試性要考慮和解決的問題。測試的類型有：生產(chǎn)過程檢測和PCA產(chǎn)品檢測3.5.3.2印制板組裝件的測試性－32）PCA的測試方法：人工檢測和儀器自動測試。人工測試：通過目檢或用萬用表、數(shù)字電壓表、絕緣電阻測試儀等儀器進(jìn)行檢測，效率低、記錄和數(shù)據(jù)處理復(fù)雜，并且受組裝密度的限制，小型化的高密度組裝的印制板靠人工難于檢測。自動化儀器檢測具有精度高、可靠性好、重復(fù)性好、效率高的特點，并且有的儀器還具有自動判定、記錄、顯示和自動故障分析的能力。常用的自動化測試技術(shù)有：自動光學(xué)檢測（AOI）、自動X射線檢測（AXI）、在線測試（ICT）和功能測試等。3.5.3.2印制板組裝件的測試性－4（1）組裝件的光學(xué)檢測光學(xué)檢測對設(shè)計沒有明確的制約，只要保持電路有一定的可視性就可以檢測，主要檢查安裝和焊接的質(zhì)量。常用的方法是：放大鏡或AOI系統(tǒng)觀察。（2）在線測試：采用轉(zhuǎn)用的在線測試設(shè)備（針床式或飛針式），對印制板的限制主要是測試點應(yīng)設(shè)計在坐標(biāo)網(wǎng)格上能與測試針床匹配，并且能在焊接面測試；如果用飛針測試，既要保證測試點位于坐標(biāo)網(wǎng)格上，又要在布局時保持有足夠的空間能使探頭（飛針）接觸被測試點，3.5.3.2印制板組裝件的測試性－5飛針測試可在板的兩面進(jìn)行測試，主要檢測組裝焊接質(zhì)量和加工中元器件有無損壞而影響電路的通斷。（3）功能測試：有獨立電氣功能的組裝件進(jìn)行功能測試，在組裝件的輸入端施加預(yù)定的激勵信號，通過監(jiān)測輸出端的結(jié)果來確認(rèn)設(shè)計和安裝是否正確。（4）X-射線檢測：直射式和斷層式。主要檢查目測難于觀測到的焊點質(zhì)量。設(shè)計時應(yīng)避免在板的兩面對稱式安裝元件，影響X－ray照射的清晰度。3.6印制板組裝件的可維修性

3.6.1產(chǎn)品的維修性概念：產(chǎn)品維修性：是指在規(guī)定的條件下使用的產(chǎn)品出現(xiàn)故障后，在規(guī)定的時間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法進(jìn)行維修，能保持或恢復(fù)到完成功能的能力。產(chǎn)品在整個壽命周期內(nèi)要能完好的完成規(guī)定功能的能力，必然要涉及到產(chǎn)品的可靠性和可維修性兩方面。從某種意義上講，維修性可以補(bǔ)充產(chǎn)品可靠性的不足。所以可維修性設(shè)計是一般產(chǎn)品設(shè)計必需要考慮的問題。印制板的可維修性設(shè)計主要是指考慮組裝件的可維修性，可維修性好的產(chǎn)品可以提高印制板組裝件的可靠性、延長產(chǎn)品的使用壽命、降低使用成本。3.6.2可維修性考慮的要素：1）對印制板上容易出現(xiàn)故障的元器件，在布局時應(yīng)留有檢測、拆卸、更換裝配和調(diào)整的空間位置。不然一旦有元器件損壞無法拆卸和維修，那會造成整個印制板組裝件的報廢，其損失更大。2）調(diào)試元件：需要在整板電路加電調(diào)試時才能確定其具體參數(shù)的元器件，為了防止因為反復(fù)更還元器件而損壞焊盤或金屬化孔，對這類元器件安裝的焊盤應(yīng)設(shè)計有并聯(lián)的調(diào)試元件焊盤，以便將選定參數(shù)后的元器件焊接在新的并聯(lián)焊盤上。3）對在使用過程中出現(xiàn)故障無法進(jìn)行維修的產(chǎn)品（如人造衛(wèi)星、某些軍用武器系統(tǒng)上的印制板）只能提高產(chǎn)品的可靠性設(shè)計和試驗來保證產(chǎn)品的可靠性。

4.印制板各要素可制造性設(shè)計影響印制板可制造性的設(shè)計要素幾乎包括印制板的所有要素，設(shè)計時重點應(yīng)考慮以下幾個方面：1）基材的選擇2）印制板的結(jié)構(gòu)（布線層數(shù)）、尺寸和公差3）孔、板厚與孔徑比及環(huán)寬4）焊盤圖形5）導(dǎo)線寬度和間距6）涂、鍍層的選擇7）熱學(xué)設(shè)計和電磁兼容考慮8）布局、布線4.1印制板基材的選擇印制板的的許多特性是由基材決定，了解基材特性、選好基材用好基材是印制板設(shè)計的主要內(nèi)容。基材選擇不當(dāng)不僅會影響產(chǎn)品的某些性能，如耐熱性、產(chǎn)品的工作溫度、絕緣電阻、介質(zhì)損耗等，甚至還會影響制造工藝和成本，不同的材料適應(yīng)于不同的制造工藝，不同類型的基材成本相差很大，因而合理地選擇基材是印制板設(shè)計需要認(rèn)真考慮的內(nèi)容之一。4.1印制板基材的選擇（續(xù)）選材時應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的特性要求和使用環(huán)境選擇能滿足使用要求的基材，工藝人員往往不了解所設(shè)計的產(chǎn)品特性要求，因而無法準(zhǔn)確地把握材料的適應(yīng)能力，設(shè)計如果對基材選擇不當(dāng)，制作出的印制板達(dá)不到設(shè)計預(yù)期的技術(shù)性能要求，可能會造成批次性報廢，此類情況在實際設(shè)計和生產(chǎn)中也時有發(fā)生。所以在印制板的設(shè)計過程中必須要認(rèn)真選擇基材。4.1.1印制板用基材的性能和分類

4.1.1.1基材的主要性能（1）機(jī)械特性：銅箔與基體樹脂的粘結(jié)性（剝離強(qiáng)度）、機(jī)械強(qiáng)度（如彎曲強(qiáng)度）、抗沖擊性、尺寸穩(wěn)定性、彎曲性、熱變形性、基板加工性（沖、鉆性能）等。（2）電氣特性：絕緣電阻、耐電場強(qiáng)度（耐電壓）、介電性（介電常數(shù)、介質(zhì)損耗因數(shù)等）、耐離子遷移性、耐漏電痕跡和銅箔質(zhì)量電阻等。（3）物理特性：熱膨脹系數(shù)（CTE）、燃燒性（阻燃性）、基板平整度即翹曲度（弓曲和扭曲）、吸濕性等。

4.1.1印制板用基材的性能和分類－14.1.1.1基材的主要性能（4）化學(xué)特性：耐熱性、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、可焊性、耐化學(xué)藥品能力（耐酸、耐堿和耐溶劑性）等。（5）耐環(huán)境性：耐霉性、耐濕、耐蒸煮、耐溫度沖擊等性能。（6）環(huán)保性：適合RoHS指令規(guī)定的不含鉛、鹵素等有害物質(zhì)的基材。雖然在一些高可靠要求的產(chǎn)品中，目前尚未要求必須采用無鉛焊接，但是從環(huán)境保護(hù)的角度考慮，在條件成熟時盡量采用無污染或低污染的材料。4.1.1印制板用基材的性能和分類－2

4.1.1.2印制板用的基材分類覆銅箔層壓板（簡稱覆銅箔板）：在絕緣材料的一面或兩面覆有銅箔的層壓材料，用于減成法制造印制板。根據(jù)絕緣材料的機(jī)械物理特性，基材分類為：剛性板基材：絕緣材料是剛性。撓性板基材：絕緣材料可以撓曲、彎曲。覆樹脂銅箔（RCC）：銅箔的一面涂有樹脂，用于制造高密度互連印制板（HDI）。4.1.1印制板用基材的性能和分類－3

4.1.1.2印制板用的基材分類印制板制作的中間材料：半固化片（粘結(jié)片）：由增強(qiáng)材料與樹脂構(gòu)成的預(yù)浸漬材料（預(yù)烘干的半固化態(tài)樹脂）用于制造多層印制板的中間粘結(jié)絕緣材料。感光性樹脂或薄膜：含有感光劑的樹脂或薄膜，用于加成法和制造HDI印制板。目前最廣泛使用的是以減成法（銅箔蝕刻法）制造印制板所用的基材——覆銅箔層壓板，簡稱覆銅箔板，它是目前國內(nèi)外用量最大的PCB基材。以下將對這種材料作簡單介紹。4.1.1.2印制板用的基材分類

（1）覆銅箔基材的分類

覆銅箔基材結(jié)構(gòu)：增強(qiáng)材料浸以樹脂粘合劑（如：酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、BT樹脂等），經(jīng)高溫高壓使樹脂固化制成的層壓材料。由于電子產(chǎn)品的需求不同，覆箔板又根據(jù)所用的樹脂、增強(qiáng)材料不同，以及所用的銅箔和板的厚度不同分為許多種類和規(guī)格。覆銅箔層壓板根據(jù)基材的機(jī)械彎曲特性分為：剛性覆銅箔板和撓性覆銅箔板兩大類。4.1.1.2印制板用的基材分類

（1）覆銅箔基材的分類1）剛性覆銅箔板剛性覆銅箔板是由增強(qiáng)材料浸漬樹脂，預(yù)烘干使樹脂呈半固化狀態(tài)后（稱為半固化片），再與銅箔疊合在一起進(jìn)行加熱層壓，待樹脂完全固化后而制成的層壓板。所以對剛性板一般按其基材中的增強(qiáng)材料不同，分為以下主要四類：1.紙基板：以浸漬樹脂的纖維紙作為增強(qiáng)材料。.紙基覆銅箔層壓板主要品種有：a)阻燃型覆銅箔酚醛紙層壓板（FR-1型）b)阻燃型覆銅箔改性酚醛紙層壓板（FR-2型）；c)阻燃覆銅箔環(huán)氧紙層壓板（FR-3型）。4.1.1.2印制板用的基材分類

（1）覆銅箔基材的分類－12.玻璃布基板：以玻璃纖維紡織而成的布浸漬樹脂作為增強(qiáng)材料。玻璃布基覆銅箔層壓板主要品種有：a)覆銅箔環(huán)氧玻璃纖維布層壓板（G10型）；b)阻燃型覆銅箔改性環(huán)氧玻璃纖維布層壓板（FR-4或IPC-4101/21）；Δc)熱強(qiáng)度保留型阻燃覆銅箔環(huán)氧玻璃纖維布層壓板（FR-5型）；d)熱保留型阻燃覆銅箔改性環(huán)氧玻璃布層壓板（G11或IPC-4101/22）；e)阻燃覆銅箔雙馬來酰胺/三嗪/環(huán)氧玻璃布層壓板（BT樹脂板）；f)阻燃覆銅箔聚酰亞胺玻纖布層壓板（GPY）等。4.1.1.2印制板用的基材分類

（1）覆銅箔基材的分類－23.復(fù)合基板：采用兩種以上的增強(qiáng)材料的基板。復(fù)合基層壓板常見的主要有兩種：a）CEM-1（美國NEMA/ANSI標(biāo)準(zhǔn)中型號）：玻璃布浸漬環(huán)氧作為面層，纖維紙浸漬環(huán)氧樹脂作為芯層的阻燃型覆銅箔環(huán)氧－玻纖布面、紙芯復(fù)合基層壓板b)CEM-3（NEMA/ANSI標(biāo)準(zhǔn)中型號）：玻璃布浸漬環(huán)氧作為面層,玻璃纖維紙浸漬環(huán)氧樹脂作為芯層的阻燃型覆銅箔環(huán)氧玻璃布面－玻纖紙芯復(fù)合基層壓板，性能與FR-4基材相當(dāng)。4.1.1.2印制板用的基材分類

（1）覆銅箔基材的分類－3復(fù)合基覆銅箔板的機(jī)械性能和制造成本介于覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板（FR-4型）與覆銅箔酚醛紙質(zhì)層壓板之間，既可以沖孔又可以鉆孔，并且在耐漏電痕跡性（CTI）、板的尺寸精度和穩(wěn)定性等方面優(yōu)于一般阻燃型覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板（NEMA標(biāo)準(zhǔn)中的FR-4型,IPC標(biāo)準(zhǔn)中4101/21）。由于復(fù)合基材CEM-3可以沖、鉆孔加工，電性能與FR-4相似，但價格低于FR-4板材，所以在歐美和日本等國家已廣泛地采用CEM-3代替FR-4板材，用于高檔家電等許多民用產(chǎn)品。4.1.1.2印制板用的基材分類

（1）覆銅箔基材的分類－44.特殊材料基板：采用金屬、陶瓷或耐熱熱塑性基板的材料。常見的.特殊基材層壓板主要有以下三類：a)金屬芯基覆銅箔板由金屬層、絕緣層和導(dǎo)體層（銅層）構(gòu)成。是制作金屬芯印制板的基材。金屬芯部分一般采用：鋁板、銅板、鋼板、覆銅因瓦鋼（俗稱因鋼）或鉬板。4.1.1.2印制板用的基材分類

（1）覆銅箔基材的分類－5金屬芯覆銅箔制成的印制板：該基材的特點是散熱性好，機(jī)械強(qiáng)度和韌性高，有電磁屏蔽作用，在板材厚度方向的熱膨脹系數(shù)與銅箔接近，有利于提高金屬化孔的質(zhì)量和可靠性；鐵基芯的基材有磁力特性，可以用于磁帶錄像機(jī)和軟盤驅(qū)動器等的小型精密電機(jī)上作為電機(jī)的定子基板。金屬芯絕緣層銅導(dǎo)體金屬化孔4.1.1.2印制板用的基材分類

（1）覆銅箔基材的分類－6b)耐熱熱塑性基板：雙馬來酰胺三嗪樹脂（BT樹脂）、氰酸酯樹脂（CE樹脂）、聚酰亞胺樹脂（PI樹脂）和聚四氟乙烯等。這些材料多數(shù)有較低的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗，較高的Tg，是高頻、高速電路的優(yōu)選材料。較低的X、Y方向熱膨脹系數(shù)和較高Tg的材料又是制作表面安裝印制板和IC器件封裝基板的優(yōu)良材料。c)陶瓷基板：陶瓷基板有較高的彈性模量，較高的強(qiáng)度/重量比，良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和絕緣性，是制作IC基板和微組裝器件及多芯片組件（MCM）的基體材料。4.1.1.2印制板用的基材分類

（1）覆銅箔基材的分類－7除此之外還有芳酰胺纖維布、玻璃纖維無紡布、石英纖維布等增強(qiáng)的材料。另外還有適合于制作高密度互連（HDI）印制板的覆樹脂銅箔和有利于環(huán)境保護(hù)的無鹵素阻燃型覆銅箔基材等新型材料；每一類材料又以所用的樹脂粘合劑不同分為許多品種，如：覆銅箔酚醛紙質(zhì)層壓板、覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板、覆銅箔聚酰亞胺玻璃布層壓板等。各種層壓板按阻燃性能又分為：阻燃與非阻燃型板4.1.1.2印制板用的基材分類

（1）覆銅箔基材的分類－8阻燃型板：在基材的樹脂中填加了阻燃劑，一般不易燃燒，按美國保險商試驗室的UL標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，將印制板基材分為四個不同阻燃等級：UL94—V0級、UL94—V1級、UL94—V2級以及UL—HB級。按UL標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的垂直燃燒法試驗達(dá)到最佳等級要求的為V0級，稱作阻燃板（俗稱V0板）；非阻燃性覆銅板：達(dá)到阻燃UL—HB級的（俗稱HB板）。阻燃板內(nèi)層印有紅色標(biāo)記，可與其他非阻燃型板材區(qū)別，價格稍高于非阻燃板，目前應(yīng)用最多的是阻燃型覆銅箔層壓板。4.1.1.2印制板用的基材分類

（1）覆銅箔基材的分類－9覆箔板的銅箔面數(shù)：有單面板、雙面板和用于制造多層板的薄型單面或雙面板。按照覆箔板的厚度和銅箔的厚度不同又有多種規(guī)格，具體的板材厚度和銅箔厚度、尺寸規(guī)格可參照材料供應(yīng)商的產(chǎn)品說明書。（二）撓性覆銅箔板撓性覆銅箔板是由銅箔與絕緣聚合物薄膜（又稱介電基片）加溫壓合而成。所用的銅箔一般為高延展性的壓延銅箔或電解銅箔（延展性12％以上）。絕緣聚合材料主要有：聚酯薄膜、聚酰亞胺薄膜、氟碳乙烯薄膜、以及芳香族聚酰胺紙等。4.1.1.2印制板用的基材分類

（1）覆銅箔基材的分類－10根據(jù)制造工藝的不同撓性覆銅箔板分為：二層法和三層法撓性覆銅箔板。1.三層法撓性覆銅箔材料：三層法是在銅箔和絕緣材料之間有粘結(jié)膜壓合而成，是目前制作撓性板使用較多的一種材料。2.二層法撓性覆銅箔材料：二層法是新的工藝方法。在薄膜上直接化學(xué)鍍銅然后再電鍍加厚而形成的撓性覆銅箔板，它不用粘合劑；在聚酰亞胺薄膜（膜厚18～70μm）上涂覆熱熔性樹脂再與銅箔一起高溫真空壓合；在銅箔上直接涂覆聚酰亞胺樹脂，經(jīng)干燥固化形成撓性覆銅板。4.1.1.2印制板用的基材分類

（1）覆銅箔基材的分類－11二層法與三層法生產(chǎn)的撓性基材相較，具有厚度薄、重量輕、撓曲性和阻燃性好，尺寸穩(wěn)定性好，特性阻抗更易匹配等優(yōu)點。因為不用粘合劑更有利于金屬化孔的加工，更適合于制作剛撓結(jié)合的多層板。無粘結(jié)劑型的二層法撓性覆銅箔板是制作撓性多層和剛撓性印制板的主要基材。目前在實際生產(chǎn)中應(yīng)用的基材主要有：覆銅箔聚酯薄膜、覆銅箔聚酰亞胺薄膜（PI板）和覆銅箔聚酰亞胺氟碳乙烯薄膜等，用的最多的是前兩種。4.1.1.2印制板用的基材分類

（1）覆銅箔基材的分類－12

半固化片（又稱粘結(jié)片）：常用的主要有FR-4型的環(huán)氧樹脂玻璃布半固化片，既可用于剛性多層印制板，又可以用于剛撓結(jié)合型的印制板。聚酰亞胺半固化片主要用于撓性或剛撓型的多層板；撓性板常用的粘結(jié)膜有：丙烯酸類、聚酰亞胺類和環(huán)氧樹脂類。4.1.1.2印制板用的基材分類

（2）常用的覆銅箔基材常用的剛性基材主要有：覆銅箔酚醛紙質(zhì)層壓板（阻燃型FR-2）覆銅箔環(huán)氧紙質(zhì)層壓（阻燃型FR-3）覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板（阻燃型FR-4/FR-5和非阻燃型G10，相當(dāng)于國標(biāo)的CEPGC-31/32F）覆銅箔BT樹脂玻璃布層壓板覆銅箔聚四氟乙烯玻璃布層壓板覆銅箔聚酰亞胺玻璃布層壓板和覆銅箔聚酰亞胺芳酰胺布層壓板以及覆銅氰酸酯樹脂等。常用的撓性基材主要有：覆銅箔聚酯薄膜和覆銅箔聚酰亞胺薄膜等。4.1.1.2印制板用的基材分類

常用基材特性及應(yīng)用范圍表4－1項目名稱基材型號國家標(biāo)準(zhǔn)號MIL/NEMA標(biāo)準(zhǔn)基材特性應(yīng)用范圍覆銅箔酚醛紙質(zhì)層壓板CPFCP-6FGB4723FR-2有較好的電氣性能和冷沖加工性，吸濕性差、工作溫度較低、價格低1級板如收音機(jī)、收錄機(jī)、黑白電視機(jī)等民用電子產(chǎn)品覆銅箔環(huán)氧紙質(zhì)層壓板CEPCP-22FGB4724PX/FR-3機(jī)電性能優(yōu)于酚醛板，吸濕性較小但價格略高工作環(huán)境較好的電子儀器、彩電等民用電子等1、2級產(chǎn)品覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板CEPGC-31GB4725GE/G10機(jī)、電性能良好、吸濕性小工作溫度在120℃以下一般工業(yè)產(chǎn)品、計算機(jī)外圍設(shè)備及通訊設(shè)備等2級產(chǎn)品4.1.1.2印制板用的基材分類

常用基材特性及應(yīng)用范圍表4－2阻燃型覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板CEPGC-32FGB4725GF/FR-4機(jī)電性能優(yōu)良，工作溫度較高且有阻燃性機(jī)、電性能優(yōu)良，耐熱、尺寸穩(wěn)定，計算機(jī)、通訊設(shè)備、高級家電及軍用、航空航天等3級產(chǎn)品耐熱型阻燃覆銅環(huán)氧玻璃布層壓板CEPGC待制定FR-5機(jī)電性能優(yōu)良，工作溫度高達(dá)170℃通訊設(shè)備、精密武器及航空、航天等高可靠電子產(chǎn)品撓性覆銅聚酰亞胺薄膜CPIGB13555PI有良好的可撓性，尺寸穩(wěn)定性、耐熱性好，可在200℃下連續(xù)工作工作空間小、溫度較高、有彎折要求的2、3級電子產(chǎn)品撓性覆銅薄聚酯薄膜CUPGB13556PET可撓性、介電性好，吸濕性小成本低，熔點低工作溫度在105℃以下工作空間小、溫度不高，需要彎折的民用產(chǎn)品及帶狀電纜常用基材特性及應(yīng)用范圍表4－3覆銅薄聚四氟乙烯玻璃布層壓板CTFGC待制定（已有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）PTFE/GTεr

和tgδ小、化學(xué)穩(wěn)定性好、工作范圍寬，但剛性稍差、成本高微波、高頻電路的電子產(chǎn)品覆銅箔聚酰亞胺玻璃布層壓板CPIGCGB/T16317GI/GPY機(jī)電性能好、耐熱、工作溫度高（200℃），阻燃性好但成本高工作環(huán)境溫度高或靠近熱源工作的和高性能的軍用電子產(chǎn)品FR-4板材的主要性能指標(biāo)－1(4-4)序號項目單位處理條件剛性板技術(shù)典型標(biāo)準(zhǔn)值薄型板（多層板用）技術(shù)典型標(biāo)準(zhǔn)值1抗彎縱向強(qiáng)度橫向N/mm2A≥413557.5≥344449.42剝離常溫強(qiáng)度熱應(yīng)力后高溫時暴露工藝N/mmAAE-1/125A≥1.41.76≥1.41.70≥0.91.55≥1.31.70≥0.91.75≥1.11.70≥0.91.55≥0.91.703熱沖擊試驗sAE-2/150≥10≥30≥10≥204阻燃性A(UL-94)V0V0V0V0FR-4板材的主要性能指標(biāo)－2(表4－4續(xù))序號項目單位處理條件剛性板技術(shù)典型標(biāo)準(zhǔn)值薄型板（多層板用）技術(shù)典型標(biāo)準(zhǔn)值5體積濕熱處理后電阻率高溫下Ω.cmC96/35/90E24/125≥10121013≥1091012≥10121013≥10910126表面濕熱后電阻高溫MΩC96/35/90E-24/125≥104106≥103104≥104106≥1031047

介質(zhì)擊穿強(qiáng)度(平行層)KVD48/50+D0.5/23≥40≥60——89抗電弧性（耐電?。┙殡姵?shù)

1MHz時ΔD0.5/23C40/23/60≥60155≤5.44.5≥6070≤5.44.5FR-4板材的主要性能指標(biāo)－3（表4－4續(xù)）序號項目單位處理條件剛性板技術(shù)典型標(biāo)準(zhǔn)值薄型板（多層板用）技術(shù)典型標(biāo)準(zhǔn)值10介質(zhì)損耗角正切值

1MHz時Ω.cmC40/23/60≤0.030.017≤0.0350.02011玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）

℃C40/23/60120～150120～15012熱穩(wěn)定性蝕刻后

熱處理后mm/mmE-1/105E-1/1050.000250.00040.00050.000150.00050.0003013

最高使用溫度℃130130幾種常用和特殊基材的主要性能性能材料Tg℃X.Y軸CTE10－6/℃Z軸

CTE10-6/℃熱導(dǎo)率W/m.℃25℃以下介電常數(shù)1MHz25℃體電阻率Ω.cm25℃表面絕緣電阻Ω吸濕性W%最大環(huán)氧玻璃纖維12513480.164.8101210130.8聚酰亞胺玻璃纖維2501257.90.364.4101310121.0環(huán)氧芳酰胺纖維1256.8~0.124.1101210132.0聚酰亞胺芳酰胺纖維2503～7~0.153.6101210133.5聚四氟乙烯玻璃纖維7555－－2.210141014～氧化鋁陶瓷－6.86.821.0810141014－環(huán)氧氧化鋁芯板12515－－0.16/2.1101110130.1覆銅因瓦－3～6－150XY－106－4.1.1.2印制板用的基材分類

微波及高速電路用基材－1在高速和高頻微波電路的設(shè)計中，對印制板基材的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗的考慮十分重要。信號的傳輸速度與介質(zhì)的介電常數(shù)關(guān)系如下：

V=C/√εr

式中：V-傳輸速度；C-光速；εr－相對介電常數(shù)。（在空氣中介電常數(shù)為1）在FR-4型印制板中電信號的傳輸只有光速的60％左右。4.1.1.2印制板用的基材分類

微波及高速電路用基材－2高頻、微波電路用的印制板，應(yīng)根據(jù)特性阻抗要求，選擇介電常數(shù)（εr）合適、介質(zhì)損耗小（tanδ）的基材。常用基材的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值見表4－5。εr低有利于降低介質(zhì)厚度。表4－5PCB基材的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值基板材料FR-4環(huán)氧/玻璃BT樹脂/玻璃聚酰亞胺/玻璃聚四氟乙烯/玻璃介電常數(shù)εr1MHz/100MHz4.4～5.4/4.14.5/4.04.3/4.12.2~2.8/2.2介質(zhì)損耗tanδ0.0270.0070.0120.0194.1.1.2印制板用的基材分類

微波及高速電路用基材－3從表中可以看出相同的材料在不同的頻率下測量的結(jié)果是不同的，在高頻時采用時域反射計（DTR）,測量信號在線路中的實際時延可以確定εr的精確值。所以在高頻電路中計算線路的特性阻抗采用100MHz下測量的εr值更為準(zhǔn)確。一般工作頻率在100MHz以下的印制板根據(jù)頻率的高低和介質(zhì)損耗要求，分別可以采用FR-4覆銅箔板、BT樹脂覆銅箔板、聚酰亞胺覆銅箔板。4.1.1.2印制板用的基材分類

微波及高速電路用基材－4對頻率≥100MHz的微波電路，應(yīng)選擇聚苯醚（PPE）、聚四氟乙烯等類型的低介電常數(shù)、低介質(zhì)損耗板材更好，既有良好的介電性能減少傳輸損耗，又可以減少介質(zhì)層的厚度。聚四氟乙烯類基材Tg較低，親水性差不易金屬化孔，孔金屬化前對基材需要進(jìn)行活化處理成本高。一般的高速電路可以選擇FR-4、BT等基材，成本低又容易加工。4.1.1.3選擇基材的依據(jù)

根據(jù)PCB的使用條件和機(jī)械、電氣性能要求從有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中選擇材料的型號和規(guī)格。高頻和微波電路應(yīng)選擇介電常數(shù)適合(或按需要選擇)和低介質(zhì)損耗的基材。對特性阻抗要求嚴(yán)格的板，應(yīng)注意介質(zhì)損耗，并根據(jù)阻抗要求計算，選擇相應(yīng)介電常數(shù)的材料。根據(jù)預(yù)計的印制板結(jié)構(gòu)確定基材的覆銅箔面數(shù)（不同規(guī)格的單面、雙面覆銅箔板或多層板用薄板）；根據(jù)印制板的尺寸、單位面積承載元器件重量，確定基材板的厚度。多層板應(yīng)根據(jù)導(dǎo)電層數(shù)、板總厚度和層間絕緣層厚度要求確定薄型的覆銅板及粘接片的數(shù)量和厚度。

4.1.1.3選擇基材的依據(jù)-1不同類型材料的成本相差很大，選用的基本依據(jù)：

1）滿足PCB使用的電氣、機(jī)械和物理要求。

2）滿足使用環(huán)境要求，切勿寧高勿低、以低代高。

3）環(huán)保要求：滿足歐洲WEEE和ROHS及我國相應(yīng)的規(guī)定（“廢舊家電及電子產(chǎn)品回收處理體系”和“電子信息產(chǎn)品污染防治管理辦法”），選擇基材應(yīng)考慮：不能選用PBB和PBDE等含鹵素類化合物作為阻燃劑的板材；應(yīng)選無鹵素類阻燃劑的板材（目前已有含磷含氮或含硼類化合物的阻燃劑但成本高）。4.1.1.3選擇基材的依據(jù)-14)裝聯(lián)工藝要求：無鉛焊接應(yīng)用的基材，因為焊接溫度高，應(yīng)選用熱穩(wěn)定性好或耐熱性好的材料，具體體現(xiàn)在材料的如下幾項參數(shù)：Tg

：樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度應(yīng)當(dāng)高（≥150℃）；CTE：基材的熱膨脹系數(shù)相對要小(XY、Z向)；Td（decompocition）：板材中樹脂材料的最高熱分解溫度應(yīng)當(dāng)高。在此溫度下材料的一些物理、化學(xué)性能降低，產(chǎn)生不可逆的變化，應(yīng)通過一些熱應(yīng)力試驗后的樹脂狀態(tài)變化和機(jī)電性能變化來反映。4.1.1.3選擇基材的依據(jù)-2對于FR-4板材熱失重5％時的熱分解溫度≥340℃。T288

：熱分層時間,表示基材的耐熱性能。

IPC對無鉛焊用板材的方案中規(guī)定FR-4板材的

T288≥30min。通常用在288℃下耐熱應(yīng)力試驗的時間來考核（在規(guī)定的時間10秒內(nèi)板材不起泡、不分層、銅箔的抗剝力符合規(guī)定的要求等）。含鉛焊料焊接時間大于60秒，用無鉛焊料的T288應(yīng)大于5分鐘。目前改進(jìn)的FR4、FR5、PI和BT樹脂等基材，對采用無鉛焊接工藝基本上可以滿足要求，但還需要開發(fā)耐溫性更好的基材。4.2印制板的結(jié)構(gòu)尺寸印制板的結(jié)構(gòu)外形尺寸及公差板的厚度坐標(biāo)網(wǎng)絡(luò)和參考基準(zhǔn)導(dǎo)線寬度和間距孔與連接盤（焊盤）槽與缺口尺寸接插區(qū)和印制插頭（金手指）4.2.1印制板的結(jié)構(gòu)設(shè)計印制板結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)：電路特性、布線密度要求；整機(jī)給予印制板的空間尺寸和安裝要求；機(jī)械、電氣性能和物理性能要求；電磁兼容性考慮：Δ

當(dāng)時鐘電路的頻率超過5MHz時或者器件的上升時間小于5ns時，增加采用多層板的可能性，盡管布線密度不高，也要選擇多層板的結(jié)構(gòu)，有利于電磁兼容性（即5/5規(guī)則）。選擇的板型：單面板、雙面板、多層板或撓性板或剛撓性板。在雙面板布線密度很高的情況下，采用雙面板還不如采用布線密度較低的多層板。因為低層次、低密度的多層板的可靠性和可制造性要優(yōu)于高密度的雙面板。4.2.2外形尺寸及公差1.PCB的外形：原則上可以是任意的,但是考慮到美觀和加工的難易，在滿足整機(jī)空間布局要求的前提下，外形力求簡單，一般為長寬比例不太懸殊的長方形。允許有圓形和其他異形；由在整機(jī)中的安裝尺寸和布線密度要求決定；長寬比例較大或面積較大的印制板，容易產(chǎn)生翹曲變形，需要增加板的厚度或采取增加支撐點和邊框加固等措施。（一般長寬比為3～4：1）4.2.2外形尺寸及公差－續(xù)12.公差：印制板設(shè)計的外形尺寸和機(jī)械安裝孔尺寸公差可采用雙向公差，但是一般情況按IPC-6215標(biāo)準(zhǔn)提倡采用幾何尺寸和公差（位置公差），幾何尺寸公差的優(yōu)點在于：1.實際定位的公差允許范圍比雙向公差至少增加了57％，提高了印制板的可制造性，有利于采用自動化安裝；2.保證了配合部件的可互換性，有利于印制板組裝件的維修；3.生產(chǎn)圖紙上的加工標(biāo)注便于統(tǒng)一，減少供需雙方的爭議。4.2.2外形尺寸及公差－續(xù)2因為印制板的基材是樹脂型，所以PCB的機(jī)械加工公差應(yīng)按塑料加工的公差，不能像金屬加工的公差那樣嚴(yán)。一般從0.2mm、0.1mm、0.05mm三個級別中選一種，盡量采用較寬的公差。外形尺寸公差：應(yīng)根據(jù)板的大小從下表選取，通常采用B級。表4－6外形尺寸的公差

公差等級

A級（用于1、2級板）

B級（用于1、2、3級板）

C級（用于2、3級板）公差范圍±0.40mm±0.25～0.20mm±0.15mm4.2.3印制板的厚度PCB的厚度：應(yīng)根據(jù)以下要求以及從相關(guān)基材的厚度標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列中，選取合適厚度的基材。印制板的總厚度取決于：使用時對板的機(jī)械強(qiáng)度要求；有邊緣連接器時與連接器匹配需要；PCB上單位面積承受的元器件重量；多層板各層間絕緣層厚度匹配和電氣性能要求（耐壓、絕緣電阻、特性阻抗的要求）的需要。

4.2.3印制板的厚度－續(xù)1盡量不選非標(biāo)準(zhǔn)厚度的基材，以免增加成本；在能滿足安全使用的前提下，不要選擇過厚的基材，以減輕產(chǎn)品重量和降低成本。在多層板兩相鄰導(dǎo)電層之間絕緣層厚度：一般至少應(yīng)有0.09mm厚的絕緣層（HDI板≥0.03mm），并且其粘結(jié)片不少于兩片，在粘結(jié)層中最好使用同一種厚度的粘結(jié)片。4.2.3印制板的厚度－續(xù)2微波電路和高速電路用的多層板層間介質(zhì)層厚度應(yīng)根據(jù)電路特性阻抗要求，需要進(jìn)行嚴(yán)格計算而確定。撓性板厚度：當(dāng)使用附加鍍（涂）覆層、覆蓋層或膠粘劑時，板的總厚度會遠(yuǎn)大于撓性覆銅箔基材的厚度(基材、覆蓋層厚度通常都為0.025mm基礎(chǔ)上遞增)，所以對其尺寸公差應(yīng)盡可能寬松4.3坐標(biāo)網(wǎng)格和定位基準(zhǔn)4.3.1坐標(biāo)網(wǎng)格為了確定孔和導(dǎo)電圖形的位置，應(yīng)采用GB1360（印制電路坐標(biāo)網(wǎng)格）規(guī)定的網(wǎng)格系統(tǒng)，基本格子為2.54mm，輔助格子為1.27mm和0.635mm或者更小。公制尺寸元器件用2.5mm系列格子，節(jié)距小于0.635mm的，都采用公制格子（0.5、0.4······等）。參考基準(zhǔn)：作用是為在制造和檢查導(dǎo)電圖形時定位用。它是兩條正交的基準(zhǔn)直線，交點為坐標(biāo)原點，在同一塊板上有幾個圖形時，所有的圖形都應(yīng)使用相同的參考基準(zhǔn)。4.3.2定位基準(zhǔn)參考基準(zhǔn)設(shè)置在板內(nèi)或板外由設(shè)計者決定，并且標(biāo)出印制板的邊緣到基準(zhǔn)線的尺寸和公差。對于SMT用印制板，若在具有自動光學(xué)定位系統(tǒng)的高精度表面安裝設(shè)備上安裝時，應(yīng)在印制板元件面的兩角或三個角上各設(shè)置一個Ф1.6mm的圓形或邊長為2.0mm的方形光學(xué)定位標(biāo)志作為基準(zhǔn)，在大尺寸或細(xì)節(jié)距的IC焊盤圖形的對角線或中心位置上各設(shè)置一個基準(zhǔn)標(biāo)志。標(biāo)志上面不允許有阻焊膜覆蓋，以作為安裝元器件時定位。4.3.2定位基準(zhǔn)－續(xù)1ABCDEFGHIJKLEFGHijKL123456789101112BGA焊盤BGA焊盤BGA焊盤圖5－3BGA器件安裝定位標(biāo)志4.4印制導(dǎo)線寬度和間距

4.4.1導(dǎo)線寬度印制導(dǎo)線寬度的確定應(yīng)滿足以下要求：導(dǎo)線的寬度由導(dǎo)線的負(fù)載電流、允許的溫升和銅箔的附著力決定。一般印制板的導(dǎo)線寬度不小于0.10mm（3級板≥0.13mm）。

SMT印制板的導(dǎo)線寬度根據(jù)布線密度需要可小于0.2mm，高密度板（HDI）的導(dǎo)線寬度可小于0.1mm，導(dǎo)線越細(xì)其加工難度越大，最小導(dǎo)線寬度應(yīng)大于工藝極限值。在布線空間允許的條件下，應(yīng)適當(dāng)選擇寬一些的導(dǎo)線，有利于制造。

4.4.1導(dǎo)線寬度(公差)導(dǎo)線的尺寸精度取決于導(dǎo)電圖形的設(shè)計精度、生產(chǎn)底版的精度、制造工藝（成像、鍍覆、蝕刻的方法和質(zhì)量）及導(dǎo)體厚度的均勻性等因素，所以只規(guī)定最小導(dǎo)線寬度。導(dǎo)線寬度加工偏差：一般為25％～20％。微波電路和有特性阻抗要求的導(dǎo)線寬度及公差應(yīng)有嚴(yán)格要求，線寬應(yīng)根據(jù)阻抗要求進(jìn)行計算，公差一般為：＋0.03～0.08、－0.05mm也可采用線寬的5～10％。4.4.1導(dǎo)線寬度(公差續(xù))導(dǎo)線寬度的精度受印制板制造工藝影響最大，由于蝕刻特性不同其制造水平分為表4－7中的3個等級銅箔特征可制造性水平1可制造性水平2可制造性水平3沒有鍍層±0.06±0.04±0.015有鍍銅層±0.10、±0.08±0.05表4－7可制造性的蝕刻水平圖4－1印制板的蝕刻特性VXVX蝕刻系數(shù)＝V/X4.4.2印制導(dǎo)線間距印制導(dǎo)線的間距：由導(dǎo)線之間的絕緣電阻、耐電壓要求、電磁兼容考慮以及基材的特性所決定。印制板表層導(dǎo)線間的絕緣電阻是由導(dǎo)線間距、相鄰導(dǎo)線平行段的長度、絕緣介質(zhì)（包括基材和空氣）印制板的加工工藝質(zhì)量、溫度、濕度和表面的污染等因素所決定。絕緣電阻和耐電壓要求越高，其導(dǎo)線間距就應(yīng)適當(dāng)加寬。小于0.15mm的導(dǎo)線間距也難以加工，所以設(shè)計時在布線空間允許的條件下，應(yīng)適當(dāng)加大導(dǎo)線間距。最小導(dǎo)線間距既要滿足電氣絕緣要求（見表4－8）又要大于工藝加工極限值。

4.4.2印制導(dǎo)線間距（續(xù)1）表4－8印制導(dǎo)線的最小電氣間距單位mm導(dǎo)線間電壓DC/AC峰值（V)內(nèi)層導(dǎo)線外層導(dǎo)線、無涂覆層外層導(dǎo)線、無涂覆層≥海拔3050m外層導(dǎo)線有永久性聚合物涂層0~300.050.100.100.0531~500.100.60.60.1351~1000.10.61.50.13101~1500.20.63.20.4151~1700.21.253.20.4171~2500.21.256.40.44.4.2印制導(dǎo)線間距（續(xù)2）較大的導(dǎo)線間距有利于降低信號串?dāng)_（相鄰導(dǎo)線寬度大于線寬的2倍即2W原則，信號串?dāng)_會明顯降低）。Δ差分信號傳輸線（大小相同方向相反的信號分別在兩相鄰傳輸線上傳輸?shù)淖呔€）的間距：信號線應(yīng)相互靠近平行，間距盡可能最?。ǖ扔诰€寬或不小于工藝極限）；高頻信號線兩差分線的走線間距不應(yīng)變化，長度相等或近似相等；≥2WW圖4－2導(dǎo)線間距的2W原則4.4.2印制導(dǎo)線間距（續(xù)3）當(dāng)計算阻抗時，通過改變導(dǎo)線寬度優(yōu)化阻抗兩相鄰的差分線對之間間距，仍按2W原則。大電流,高頻S≥工藝極限；當(dāng)S=3h時反射阻抗最小工藝極限值雖隨不同生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)能力變化。S

WSh圖4－3差分線對的間距4.5孔與連接盤（焊盤）4.5.1孔：印制板上的孔基本上可歸為五類：機(jī)械安裝孔、元件孔、隔離孔、導(dǎo)通孔和導(dǎo)熱孔。各類孔的設(shè)計和可制造性要求不同。機(jī)械安裝孔：應(yīng)與機(jī)械安裝件的位置尺寸、安裝尺寸及位置公差相匹配?？着c孔的邊緣及孔邊緣到板邊緣的距離應(yīng)大于板的厚度，以保證孔壁的機(jī)械強(qiáng)度。1）元件孔孔徑：一般是指金屬化后的鍍覆孔的直徑。應(yīng)大于所安裝的元器件引線（或插針）直徑0.2～0.3mm，有利于安裝和焊接?？字行牡奈恢茫簯?yīng)在坐標(biāo)網(wǎng)格（或輔助格）的交點上，并且與元器件引線（引腳）的位置相匹配（不允許一孔安裝兩根引線），如果元器件的引線為非直線排列，則至少有一個點的孔中心位于網(wǎng)格的交點上。2）隔離孔：在多層板中將某層導(dǎo)電圖形與通過該層的鍍覆孔（金屬化孔）進(jìn)行絕緣隔離，隔離孔徑應(yīng)至少大于同軸的金屬化孔壁外徑0.2～0.3mm，在布線空間允許時應(yīng)適當(dāng)加大絕緣間隙，間隙太小制造時容易短路，間隙過大又會引起上一層通過此處的高速信號線阻抗變化。接地或電源層金屬化孔

隔離孔

圖4－4隔離孔3）導(dǎo)通孔(又稱為過孔)：導(dǎo)通孔有三種形式：通孔、盲孔和埋孔。孔徑大小和孔位由布線空間大小酌情調(diào)整，不作嚴(yán)格規(guī)定，為了提高布線密度一般孔徑設(shè)計得比元件孔小。最小板厚度與孔徑比：一般不大于5～6：1。過大的比例在孔金屬化時，工藝難度加大成本上升，如需較大的厚徑比，應(yīng)與制造方協(xié)商。3）導(dǎo)通孔－續(xù)1在布線空間允許的情況下，通孔一般不設(shè)計在元件體的下面（多層板的埋孔除外），防止波峰焊時焊料通過孔造成貼板安裝的元器件損壞或下面短路，并便于檢查和維修。盲孔的厚徑比一般≤1：1，以便于孔金屬化和電鍍。

SMT板布線密度較高，允許將過孔設(shè)置在器件下面，但是必須用阻焊劑覆蓋或封堵孔。大功率器件的導(dǎo)熱孔也允許設(shè)置在器件下面。3）導(dǎo)通孔（續(xù)2）導(dǎo)通孔的三種類型：通孔、埋孔和盲孔,其中埋孔和盲孔孔徑更小，用于HDI板。通常采用激光或等離子體技術(shù)加工。最小鉆孔孔徑如右表埋孔層厚度1級2級3級<0.250.100.100.150.25～0.50.150.150.20>0.50.150.200.25盲孔層厚度1級2級3級<0.100.100.100.200.10～0.250.150.200.300.250.200.300.4埋孔、盲孔最小鉆孔尺寸

單位：mm通孔盲孔盲孔埋孔圖4－5導(dǎo)通孔4）導(dǎo)熱孔導(dǎo)熱孔俗稱散熱孔或熱過孔：它是設(shè)置在底部有散熱焊盤的大功率器件的下面（如QFN器件），與器件封裝底部暴露的焊點相對應(yīng)，以便有效的將芯片的熱量通過焊盤傳遞到印制板上并通過散熱孔將熱量散發(fā)出去。散熱孔周圍應(yīng)設(shè)置焊盤與器件底部暴露的散熱焊點相匹配，并考慮制造和安裝的偏差。散熱孔的尺寸應(yīng)隨器件的功率大小與電性能（工作溫度要求）需要及通過實踐和熱性能仿真確定，通常散熱孔的間距在1.0～1.2mm，孔徑在0.3～0.33mm。4）導(dǎo)熱孔（續(xù)）導(dǎo)熱孔的排布形式見下圖圖4－6導(dǎo)熱孔的排布形式（未布線的局部圖）導(dǎo)熱孔焊盤4.5.2連接盤1.連接盤的形狀印制板上的連接盤(Land)，用于表層進(jìn)行焊接的稱為焊盤，內(nèi)層連接盤供層間連接用。形狀：一般為圓形與孔同心環(huán)繞在孔周圍，最小的環(huán)寬應(yīng)≥0.1mm，在空間位置允許的條件下，應(yīng)適當(dāng)加寬連接盤的環(huán)寬。表層的焊盤面積應(yīng)稍大些有利于焊接，其形狀一般也是圓形的，也有采用切割圓形、矩形、正方形或卵圓形等，根據(jù)布線的密度來確定。

4.5.2連接盤（續(xù)1）扁平封裝和表面安裝元器件的焊盤：通常為矩形或條狀（與器件引腳尺寸匹配）。BGA器件的焊盤是圓的并與元器件的引腳位置相匹配，具體的形狀、尺寸隨元器件的型號不同而異，同一元器件的焊盤尺寸應(yīng)一致，防止因焊盤熱容量不一致而影響再流焊質(zhì)量。孔與連接盤的錯位，不應(yīng)使連接盤的環(huán)寬小于規(guī)定的最小環(huán)寬值。焊盤上不應(yīng)設(shè)置過孔孔以防焊料流失。4.5.2連接盤（續(xù)2）圓形連接盤與孔匹配關(guān)系的最低要求應(yīng)按下式計算：連接盤最小直徑D＝d＋2R＋C

式中：

d—成品孔的最大直徑，mm；

R—最小環(huán)寬要求，mm；

C—印制板加工的標(biāo)準(zhǔn)工藝允差，（一般為0.1～0.2mm）。標(biāo)準(zhǔn)工藝允差是指印制板加工中的圖形定位、鉆孔和多板層的壓層、凹蝕處理等加工允許的累計誤差。它是隨著工藝的改進(jìn)和發(fā)展而變化。4.5.2連接盤（續(xù)3）成品孔的最小環(huán)寬可根據(jù)設(shè)計引用的驗收標(biāo)準(zhǔn)確定。3級板表面層最小焊盤直徑至少應(yīng)比孔徑大0.26mm。SMT焊盤圖形：焊盤圖形設(shè)計是影響焊接質(zhì)量的重要因素，應(yīng)根據(jù)元器件的接線端子的形式不同，元器件的引腳尺寸和公差、節(jié)距及加工誤差和形成可靠焊縫要求等因素，按相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)(GJB3243－98、IPC－7351等)進(jìn)行合理設(shè)計。4.5.2連接盤（續(xù)4）片式電阻、電容焊盤：一般為長方形或方形；QFP器件：一般其節(jié)距與器件相同的長方形焊盤；BGA類的器件：節(jié)距與器件的球形接線端子相同而直徑略小于（約小10％）器件附連的焊料球直徑的圓形焊盤（見圖4－8）。在各種焊盤上都不允許直接設(shè)置導(dǎo)通孔，防止焊接時，焊料流失。4.5.2連接盤（續(xù)5）連接盤的形狀0.5mm片式元件推薦差的設(shè)計片式元件焊盤圓形、方形、橢圓、切割圓、長方形表面貼裝焊盤

BGA圖4－8連接盤（焊盤）形狀Δ4.5.2連接盤（續(xù)6）2.連接盤的尺寸1）通孔和元件孔連接盤尺寸

需要焊接的孔連接盤應(yīng)根據(jù)孔徑大小和能形成的合適的焊點確定，用連接盤的環(huán)寬表示，一般環(huán)寬在0.1～0.3mm，元器件引線粗的環(huán)寬大。非焊接孔的連接盤（內(nèi)層連接盤和過孔盤）根據(jù)布線密度調(diào)整環(huán)寬大小，最小環(huán)寬大于工藝極限，一般大于0.05mm。4.5.2連接盤（續(xù)7）2）表面貼裝焊盤尺寸：SMT焊盤尺寸設(shè)計是一項復(fù)雜的工作，也是影響安裝和焊接可靠性的重要因素之一，不同類別和型號的表面安裝元器件（SMC/SMD）引腳或焊接端子的形式和安裝尺寸都不同，因而焊盤的尺寸、節(jié)距和設(shè)計誤差都不同。在設(shè)計焊盤尺寸時應(yīng)綜合考慮以下因素：a)SMC/SMD的引腳或焊接端子的形狀、節(jié)距尺寸和公差，從供應(yīng)商提供資料的元器件尺寸數(shù)據(jù)或查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中得到。4.5.2連接盤（續(xù)7）

b)焊盤圖形的制造誤差：印制板圖形制造會產(chǎn)生誤差，該誤差很小，一般為0.05～0.025mm或者更小。

c)安裝誤差：即手工或機(jī)械安放元器件到焊盤中心部位的精度。手工安裝取決于人的熟練程度和技術(shù)水平一般為0.1mm；機(jī)械安裝取決于設(shè)備的安裝位置精度。機(jī)械安裝的位置精度一般都高于0.05mm.。d)能形成可靠性焊接的基本要求，焊點要求應(yīng)能保證器件的接線端子有足夠的焊縫。4.5.3印制板上的槽和缺口1.槽和缺口的作用：用于印制板的安裝，接插件和特殊元件的安裝。2.形狀與尺寸：應(yīng)與安裝件的尺寸相匹配，原則上可以是任意的，但是應(yīng)滿足加工工藝要求，并且盡量減少異形槽、孔，以方便加工、降低成本。槽、口一般為矩形，在無鍍覆的情況下推薦的長度、寬度的偏差為±0.1mm。印制插頭上的定位槽尺寸及公差要求很高，需按所采用的插座的尺寸及公差進(jìn)行設(shè)計。4.5.3印制板上的槽和缺口（續(xù)1）3接插區(qū)設(shè)計印制板與相應(yīng)的電連接器相連接的部位稱為接插區(qū)，一般設(shè)置在板的邊緣。接插區(qū)的尺寸應(yīng)與連接器的尺寸相匹配，以保證連接可靠。必要時在接插區(qū)的長度方向上對板的翹曲度單獨提出要求（一般為1％，SMT板為0.75％）。在采用插頭座連接時，應(yīng)考慮印制插頭（金手指）部位板的厚度及公差與插頭座匹配。板插入插座時過緊，易使插座漲裂或簧片產(chǎn)生永久形變造成接觸不良，插入時的間隙過大，也會造成接觸不良。

4.5.3印制板上的槽和缺口（續(xù)2）印制插頭應(yīng)根據(jù)與其相配合的插座的相關(guān)尺寸及公差和裝配要求進(jìn)行設(shè)計。印制插頭接觸片的寬度一般為插座兩相鄰簧片中心距的0.55倍，為了防止插拔時接觸片起翹，接觸片的插入端頂部最好設(shè)計成圓弧形，其圓弧的半徑為接觸片寬度的一半，接觸片的長度應(yīng)能保證插入插座后，簧片能完全接觸。

wRDW=0.55DR=1/2W圖4－9印制接觸片4.5.3印制板上的槽和缺口（續(xù)3）雙面印制插頭，正反兩面接觸片的相對位置，應(yīng)與相匹配的插座的對應(yīng)簧片位置及公差相一致。插頭與插座的定位基準(zhǔn)應(yīng)保持一致。

4.工藝導(dǎo)線：

在每個接觸片的頂端引出0.2mm寬的工藝導(dǎo)線在靠近板的邊線外側(cè)用0.3mm的導(dǎo)線將其短路，作為匯總的工藝導(dǎo)線（可由生產(chǎn)工藝設(shè)計），為生產(chǎn)中插頭接觸片電鍍金/鎳時使用。

工藝支線（0.2~0.25mm)總工藝線（0.3～04mm）板邊外形線圖4－10工藝導(dǎo)線5.印制板熱設(shè)計與制造的關(guān)系印制板上元器件組裝密度的提高，單位面積上的功率加大，產(chǎn)生的熱量是可觀的，若不能及時有效地散熱，將會影響電路的工作參數(shù)，甚至熱量過大會使元器件失效或PCB基板變形。所以對印制板的散熱問題，設(shè)計時必須認(rèn)真考慮。在設(shè)計之前應(yīng)對印制板上的功率和熱量的分布狀態(tài)進(jìn)行分析，必要時以試驗來確定，以便有針對性地采取散熱措施。元器件焊盤面積大小熱容不同，會影響安裝焊接工藝，設(shè)計時應(yīng)考慮熱學(xué)影響，設(shè)計與焊接方法兼容。5.1.熱設(shè)計的必要性1）PCA上的材料熱膨脹系數(shù)不同元器件和印制板的基材，是由不同的金屬和非金屬材料構(gòu)成，不同材料的熱膨脹系數(shù)（CTE）不同，受熱后由于劇烈的溫度變化能在元器件的封裝基底材料和印制板基材上發(fā)生尺寸的變化也不同，這種尺寸的變化在元器件與印制板的焊接點上會產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力，應(yīng)力的大小