印制電路板的制造原理

　　PCB是英文（PrintedCircuieBoard）印制線路板的簡(jiǎn)稱(chēng)。通常把在絕緣材上，電池FPC按預(yù)定設(shè)計(jì)，制成印制線路、印制元件或兩者組合而成的導(dǎo)電圖形稱(chēng)為印制電路。而在絕緣基材上提供元器件之間電氣連接的導(dǎo)電圖形，稱(chēng)為印制線路。這樣就把印制電路或印制線路的成品板稱(chēng)為印制線路板，亦稱(chēng)為印制板或印制電路板。

　　PCB是如何制造出來(lái)的呢？我們打開(kāi)通用電腦的健盤(pán)就能看到一張軟性薄膜（撓性的絕緣基材），印上有銀白色（銀漿）的導(dǎo)電圖形與健位圖形。因?yàn)橥ㄓ媒z網(wǎng)漏印方法得到這種圖形，所以我們稱(chēng)這種印制線路板為撓性銀漿印制線路板。而我們?nèi)ル娔X城看到的各種電腦主機(jī)板、顯卡、網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器、聲卡及家用電器上的印制電路板就不同了。它所用的基材是由紙基（常用于單面）或玻璃布基（常用于雙面及多層），預(yù)浸酚醛或環(huán)氧樹(shù)脂，表層一面或兩面粘上覆銅簿再層壓固化而成。這種線路板覆銅簿板材，我們就稱(chēng)它為剛性板。再制成印制線路板，我們就稱(chēng)它為剛性印制線路板。單面有印制線路圖形我們稱(chēng)單面印制線路板，雙面有印制線路圖形，再通過(guò)孔的金屬化進(jìn)行雙面互連形成的印制線路板，我們就稱(chēng)其為雙面板。如果用一塊雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層或二塊雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層的印制線路板，通過(guò)定位系統(tǒng)及絕緣粘結(jié)材料交替在一起且導(dǎo)電圖形按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行互連的印制線路板就成為四層、六層印制電路板了，也稱(chēng)為多層印制線路板?，F(xiàn)在已有超過(guò)100層的實(shí)用印制線路板了。

　　PCB的生產(chǎn)過(guò)程較為復(fù)雜，它涉及的工藝范圍較廣，從簡(jiǎn)單的機(jī)械加工到復(fù)雜的機(jī)械加工，有普通的化學(xué)反應(yīng)還有光化學(xué)電化學(xué)熱化學(xué)等工藝，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAM等多方面的知識(shí)。而且在生產(chǎn)過(guò)程中工藝問(wèn)題很多而且會(huì)時(shí)時(shí)遇見(jiàn)新的問(wèn)題而部分問(wèn)題在沒(méi)有查清原因問(wèn)題就消失了，由于其生產(chǎn)過(guò)程是一種非連續(xù)的流水線形式，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問(wèn)題都會(huì)造成全線停產(chǎn)或大量報(bào)廢的后果，印刷線路板如果報(bào)廢是無(wú)法回收再利用的，工藝工程師的工作壓力較大，所以許多工程師離開(kāi)了這個(gè)行業(yè)轉(zhuǎn)到印刷線路板設(shè)備或材料商做銷(xiāo)售和技術(shù)服務(wù)方面的工作。

　　為進(jìn)一認(rèn)識(shí)PCB我們有必要了解一下通常單面、雙面印制線路板及普通多層板的制作工藝，于加深對(duì)它的了解。

　　單面剛性電路板：→單面覆銅板→下料→（刷洗、干燥）→鉆孔或沖孔→網(wǎng)印線路抗蝕刻圖形或使用干膜→固化檢查修板→蝕刻銅→去抗蝕印料、干燥→刷洗、干燥→網(wǎng)印阻焊圖形（常用綠油）、UV固化→網(wǎng)印字符標(biāo)記圖形、UV固化→預(yù)熱、沖孔及外形→電氣開(kāi)、短路測(cè)試→刷洗、干燥→預(yù)涂助焊防氧化劑（干燥）或噴錫熱風(fēng)整平→檢驗(yàn)包裝→成品出廠。

　　雙面剛性印制板：→雙面覆銅板→下料→疊板→數(shù)控鉆導(dǎo)通孔→檢驗(yàn)、去毛刺刷洗→化學(xué)鍍（導(dǎo)通孔金屬化）→（全板電鍍薄銅）→檢驗(yàn)刷洗→網(wǎng)印負(fù)性電路圖形、固化（干膜或濕膜、曝光、顯影）→檢驗(yàn)、修板→線路圖形電鍍→電鍍錫（抗蝕鎳/金）→去印料（感光膜）→蝕刻銅→（退錫）→清潔刷洗→網(wǎng)印阻焊圖形常用熱固化綠油（貼感光干膜或濕膜、曝光、顯影、熱固化，常用感光熱固化綠油）→清洗、干燥→網(wǎng)印標(biāo)記字符圖形、固化→（噴錫或有機(jī)保焊膜）→外形加工→清洗、干燥→電氣通斷檢測(cè)→檢驗(yàn)包裝→成品出廠。

　　貫通孔金屬化法制造多層板工藝流程→內(nèi)層覆銅板雙面開(kāi)料→刷洗→鉆定位孔→貼光致抗蝕干膜或涂覆光致抗蝕劑→曝光→顯影→蝕刻與去膜→內(nèi)層粗化、去氧化→內(nèi)層檢查→（外層單面覆銅板線路制作、B—階粘結(jié)片、板材粘結(jié)片檢查、鉆定位孔）→層壓→數(shù)控制鉆孔→孔檢查→孔前處理與化學(xué)鍍銅→全板鍍薄銅→鍍層檢查→貼光致耐電鍍干膜或涂覆光致耐電鍍劑→面層底板曝光→顯影、修板→線路圖形電鍍→電鍍錫鉛合金或鎳/金鍍→去膜與蝕刻→檢查→網(wǎng)印阻焊圖形或光致阻焊圖形→印制字符圖形→（熱風(fēng)整平或有機(jī)保焊膜）→數(shù)控洗外形→清洗、干燥→電氣通斷檢測(cè)→成品檢查→包裝出廠。

　　從工藝流程圖可以看出多層板工藝是從雙面孔金屬化工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它除了繼了雙面工藝外，還有幾個(gè)獨(dú)特內(nèi)容：金屬化孔內(nèi)層互連、鉆孔與去環(huán)氧鉆污、定位系統(tǒng)、層壓、專(zhuān)用材料。

　　我們常見(jiàn)的電腦板卡基本上是環(huán)氧樹(shù)脂玻璃布基雙面印制線路板，其中有一面是插裝元件另一面為元件腳焊接面，能看出焊點(diǎn)很有規(guī)則，這些焊點(diǎn)的元件腳分立焊接面我們就叫它為焊盤(pán)。為什么其它銅導(dǎo)線圖形不上錫呢。因?yàn)槌诵枰a焊的焊盤(pán)等部分外，其余部分的表面有一層耐波峰焊的阻焊膜。其表面阻焊膜多數(shù)為綠色，有少數(shù)采用黃色、黑色、藍(lán)色等，所以在PCB行業(yè)常把阻焊油叫成綠油。其作用是，防止波焊時(shí)產(chǎn)生橋接現(xiàn)象，提高焊接質(zhì)量和節(jié)約焊料等作用。它也是印制板的永久性保護(hù)層，能起到防潮、防腐蝕、防霉和機(jī)械擦傷等作用。從外觀看，表面光滑明亮的綠色阻焊膜，為菲林對(duì)板感光熱固化綠油。不但外觀比較好看，便重要的是其焊盤(pán)精確度較高，從而提高了焊點(diǎn)的可靠性。

　　我們從電腦板卡可以看出，元件的安裝有三種方式。一種為傳動(dòng)的插入式安裝工藝，將電子元件插入印制線路板的導(dǎo)通孔里。這樣就容易看出雙面印制線路板的導(dǎo)通孔有如下幾種：一是單純的元件插裝孔;二是元件插裝與雙面互連導(dǎo)通孔;三是單純的雙面導(dǎo)通孔;四是基板安裝與定位孔。另二種安裝方式就是表面安裝與芯片直接安裝。其實(shí)芯片直接安裝技術(shù)可以認(rèn)為是表面安裝技術(shù)的分支，它是將芯片直接粘在印制板上，再用線焊法或載帶法、倒裝法、梁式引線法等封裝技術(shù)互聯(lián)到印制板上。其焊接面就在元件面上。

　　印制電路板的質(zhì)量控制

　　印制板的質(zhì)量控制工作主要針對(duì)印制板的設(shè)計(jì)、加工和檢驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行有效管理以及監(jiān)視和測(cè)量工作。

　　1、設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量控制

　　設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量控制工作主要包括以下內(nèi)容。

　?。?）項(xiàng)目負(fù)責(zé)人要對(duì)印制板的設(shè)計(jì)文檔進(jìn)行審核并履行相關(guān)審批程序，確保設(shè)計(jì)文檔合法有效。依據(jù)該文檔制作的印制板能滿足設(shè)備的功能及性能要求，否則設(shè)計(jì)再優(yōu)秀也是廢紙一堆。

　?。?）項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和工藝師要對(duì)印制板制作的工藝要求進(jìn)行把關(guān)，確保印制板的可制造性。工藝要求如果簡(jiǎn)單可以直接在設(shè)計(jì)圖紙上列出，如果內(nèi)容較多則單獨(dú)成文。工藝要求不管是簡(jiǎn)單還是復(fù)雜，都應(yīng)該準(zhǔn)確、清晰、條理地表明加工工藝要求。經(jīng)審核的工藝要求應(yīng)既能滿足當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)工藝水平，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，性價(jià)比高且方便后續(xù)裝配、調(diào)試、檢驗(yàn)等工序的開(kāi)展。

　?。?）標(biāo)準(zhǔn)化師對(duì)印制板的測(cè)試點(diǎn)、結(jié)構(gòu)形式、外形尺寸、印制線布局、焊盤(pán)、過(guò)孑L、字符等設(shè)計(jì)進(jìn)行規(guī)范性審查以確保印制板的可測(cè)試性和規(guī)范性，盡可能滿足有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

　　2、加工階段的質(zhì)量控制

　　加工階段的質(zhì)量控制工作主要包括以下內(nèi)容。

　?。?）質(zhì)量部門(mén)會(huì)同采購(gòu)部門(mén)對(duì)印制板的生產(chǎn)廠家的資質(zhì)、生產(chǎn)能力等進(jìn)行實(shí)地考察并認(rèn)證，確保生產(chǎn)廠家有能力完成生產(chǎn)任務(wù)。

　　（2）設(shè)計(jì)師要對(duì)廠家生產(chǎn)用的圖紙上進(jìn)行再審核。由于印制板的設(shè)計(jì)往往都不是一次成功的，需要多次改版。廠家手里會(huì)有多個(gè)版本的加工圖紙，因此有必要對(duì)最終的加工圖紙進(jìn)行再確認(rèn)，確保加工的印制板是符合最終版本的要求。

　?。?）對(duì)印制板生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。其質(zhì)量好壞對(duì)印制板的性能和可靠性的影響非常大，應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量管控。監(jiān)督并審查生產(chǎn)廠家制定的關(guān)鍵過(guò)程工藝規(guī)程，如蝕刻、孑L金屬化等工序，確保印制線和焊盤(pán)無(wú)毛刺、缺口、搭橋缺陷，過(guò)孔無(wú)結(jié)瘤和空洞。多層印制板的“層壓”也應(yīng)重點(diǎn)質(zhì)量管控，確保印制板的厚度、粘結(jié)強(qiáng)度和定位精度。高頻板和微帶板通常需要鍍金，應(yīng)制定專(zhuān)門(mén)的鍍金工藝作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，確保鍍層的厚度與純度。

　　3、檢驗(yàn)階段的質(zhì)量控制

　　檢驗(yàn)階段的質(zhì)量控制工作就是嚴(yán)格按照檢驗(yàn)依據(jù)，通過(guò)目測(cè)或采用專(zhuān)門(mén)的工裝和儀器，對(duì)印制板進(jìn)行監(jiān)視和測(cè)量，并保存記錄。如有特殊要求，則應(yīng)制定專(zhuān)門(mén)的驗(yàn)收檢驗(yàn)細(xì)則。

　　印制電路板質(zhì)量認(rèn)證的基本要求

　　1、認(rèn)證模式

　　在cqc，印制電路板產(chǎn)品認(rèn)證通常采用以下模式：

　　型式試驗(yàn)+工廠質(zhì)量保證體系評(píng)定+認(rèn)證后監(jiān)督（質(zhì)量保證體系復(fù)查+工廠和／或市場(chǎng)抽樣），其中，型式試驗(yàn)，是指工廠按CQC的要求，將產(chǎn)品送指定實(shí)驗(yàn)室按認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全項(xiàng)目試驗(yàn)。

　　工廠質(zhì)量保證體系評(píng)定，是指工廠按CQC的要求建立并實(shí)施質(zhì)量保證體系，由CQC派出檢查組，到工廠進(jìn)行核查。

　　認(rèn)證后的監(jiān)督，是指工廠取得CQC的產(chǎn)品認(rèn)證證書(shū)后，CQC在規(guī)定的周期內(nèi)，定期或不定期派出檢查組到工廠進(jìn)行質(zhì)量保證體系復(fù)查，同時(shí)根據(jù)規(guī)則的規(guī)定進(jìn)行產(chǎn)品抽樣檢測(cè)。

　　2、認(rèn)證的基本環(huán)節(jié)

　　按照認(rèn)證模式、認(rèn)證規(guī)則和程序，印制電路板的CQC標(biāo)志認(rèn)證可包括以下全部或部分基本環(huán)節(jié)：認(rèn)證申請(qǐng)；型式試驗(yàn)；初始工廠檢查；抽查檢測(cè)；認(rèn)證結(jié)果評(píng)價(jià)與批準(zhǔn)；獲證后的監(jiān)督。

　　3、認(rèn)證規(guī)則

　　任何產(chǎn)品認(rèn)證均有認(rèn)證規(guī)則，其規(guī)定了改產(chǎn)品的認(rèn)證程序。針對(duì)不同的產(chǎn)品，印制電路板的CQC標(biāo)志認(rèn)證有以下認(rèn)證規(guī)則，作為公開(kāi)文件，可在CQC網(wǎng)站下載。見(jiàn)表1。

　　4、各認(rèn)證規(guī)則所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

　　CQC的產(chǎn)品認(rèn)證均需按認(rèn)證規(guī)則中規(guī)定的產(chǎn)品檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行型式試驗(yàn)，按不同認(rèn)證規(guī)則申請(qǐng)CQC標(biāo)志認(rèn)證時(shí)，所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)是不同的，具體如表2所示。

　　5、送樣要求

　　按不同認(rèn)證規(guī)則申請(qǐng)CQC標(biāo)志認(rèn)證時(shí)，認(rèn)證規(guī)則中要求的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)均對(duì)樣品的數(shù)量作出了規(guī)定，所對(duì)應(yīng)的樣品要求各不相同，具體見(jiàn)表3。

　　6、對(duì)所用基板的基本要求

　　由于印制線路板所用基材的特性各不相同，其長(zhǎng)期和高溫工作特性各不相同，主要表現(xiàn)在材料的紅外光譜、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熱分解溫度等特性。為保證認(rèn)證產(chǎn)品的特性的持續(xù)一致，在申請(qǐng)印制線路板認(rèn)證時(shí)，應(yīng)選用經(jīng)CQC認(rèn)證的覆銅箔層壓板材料，否則將增加覆銅箔板的隨機(jī)試驗(yàn)。隨機(jī)試驗(yàn)時(shí)，若覆銅箔板試驗(yàn)未通過(guò)，將導(dǎo)致所申請(qǐng)的印制線路板認(rèn)證型式試驗(yàn)未通過(guò)，同時(shí)，增加了試驗(yàn)的費(fèi)用。

　　印制電路板設(shè)計(jì)質(zhì)量的要求

　　在保證SMT印制電路板生產(chǎn)質(zhì)量的過(guò)程中，設(shè)計(jì)質(zhì)量是質(zhì)量保證的前提和條件，如果疏忽了對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量的控制或缺乏有效的控制手段，往往造成批量生產(chǎn)中的很大損失和浪費(fèi)。根據(jù)這一情況本文結(jié)合組裝過(guò)程的實(shí)際情況和有關(guān)資料，總結(jié)出SMT印制電路板設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)員的自審和專(zhuān)業(yè)工藝工程人員的復(fù)審內(nèi)容和項(xiàng)目，供產(chǎn)品設(shè)計(jì)師和工藝師參考。

　　1、SMT設(shè)計(jì)程序新產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)過(guò)程中往往分為方案設(shè)計(jì)階段、初步設(shè)計(jì)階段、工程設(shè)計(jì)階段、樣板和試生產(chǎn)階段、批量生產(chǎn)階段等幾個(gè)環(huán)節(jié)。

　　1．1方案設(shè)計(jì)階段在新產(chǎn)品調(diào)研、分析與立項(xiàng)過(guò)程中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)師和工藝師應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求分別規(guī)劃產(chǎn)品功能、外觀造型設(shè)計(jì)和應(yīng)該采用的工藝方法和建議。

　　1．2初步設(shè)計(jì)階段在完成造形設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，規(guī)劃出SMT印制電路板外形圖，該圖主要規(guī)劃出印制電路板的長(zhǎng)寬和厚度要求，與結(jié)構(gòu)件裝配孔大小位置、應(yīng)預(yù)留邊緣尺寸等，使電路設(shè)計(jì)師能在有效范圍內(nèi)進(jìn)行布線設(shè)計(jì)。

　　1．3工程設(shè)計(jì)階段在電路設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)過(guò)程中，依據(jù)各種標(biāo)準(zhǔn)和手冊(cè)進(jìn)行詳細(xì)布線，實(shí)現(xiàn)功能。

　　1．4樣機(jī)與試生產(chǎn)階段根據(jù)設(shè)計(jì)資料加工SMT、印制電路板，驗(yàn)證設(shè)計(jì)功能是否達(dá)到和滿足工序要求。

　　1．5批量生產(chǎn)階段在SMT印制電路板設(shè)計(jì)的各個(gè)階段設(shè)計(jì)師應(yīng)經(jīng)常對(duì)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行自我審查，工藝師也應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行復(fù)審，提出建議和解決辦法。而在上述各階段中以工程設(shè)計(jì)階段完成后的設(shè)計(jì)師的自我審查與工藝師的復(fù)審員為重要和關(guān)鍵，下面詳細(xì)介紹此階段自審與復(fù)審項(xiàng)目和內(nèi)容及一些基本設(shè)計(jì)原則。

　　2、設(shè)計(jì)完成后設(shè)計(jì)質(zhì)量的審核SMT印制電路板詳細(xì)階段設(shè)計(jì)完成后，設(shè)計(jì)者按以下條目進(jìn)行一次全面的自我審查非常必要，有助于減少一些顯而易見(jiàn)的問(wèn)題，工藝員或?qū)I(yè)工程人員進(jìn)行復(fù)審將盡可能地提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

　　2．1審核PCB設(shè)計(jì)后的組裝形式從加工工藝的過(guò)程考慮，優(yōu)化工序環(huán)節(jié)不但可以降低生產(chǎn)成本、而且提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。因此設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮SMT板形設(shè)計(jì)是否最大限度地減少組裝流程的問(wèn)題，即多層板或雙面板的設(shè)計(jì)能否用單面板代替？PCB每一面是否能用一種組裝流程完成？能否最大限度地不用手工焊？使用的插裝元件能否用貼片元件代替？推薦使用SMT印制電路板組裝形式見(jiàn)表l。表1SMT印制電路板組裝形式組裝形式PCB設(shè)計(jì)特征單面全SMD單面裝有SMD雙面全SMD雙面裝有SMD單面混裝單面既有SMD，又有THCA面混裝B面僅貼簡(jiǎn)單SMD一面既裝SMD，又裝有THC另一面僅裝有Chip類(lèi)元件和SOPA面THCB面僅貼簡(jiǎn)單SMD一面裝THC另一面僅裝有Chip類(lèi)元件SOP

　　2．2審核PCB工藝夾持邊和定位孔設(shè)計(jì)因在PCB組裝過(guò)程中，PCB應(yīng)留出一定的邊緣便于設(shè)備的夾持。一般沿PCB焊接傳送方向兩條邊留出4mm夾持邊（不同的設(shè)備可能不同），在這個(gè)范圍內(nèi)不允許布放元器件和焊盤(pán)，遇有高密度板無(wú)法留出夾持邊的，可設(shè)計(jì)工藝邊或采用拼板形式焊后切去。有些型號(hào)貼片機(jī)還需設(shè)置定位孔，那么在定位孔周?chē)鷏mm范圍內(nèi)也不允許貼片。

　　2．3審核PCB設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)符號(hào)和尺寸

　　2．3．1對(duì)于采用光學(xué)基準(zhǔn)符號(hào)定位的貼片設(shè)備（如絲印機(jī)、貼片機(jī)）必須設(shè)計(jì)出光學(xué)定位基準(zhǔn)符號(hào)。

　　2．3．2基準(zhǔn)符號(hào)的應(yīng)用有三種情況，一是用于PCB的整板定位；二是用于細(xì)間距器件的定位，對(duì)于這種情況原則上間距小于0．65mm的QFP應(yīng)應(yīng)在其對(duì)角位置設(shè)置定位基準(zhǔn)符號(hào)；三是用于拼版PCB子板的定位。基準(zhǔn)符號(hào)成對(duì)使用。布置于定位要素的對(duì)角處。

　　2．3．3基準(zhǔn)符號(hào)種類(lèi)和尺寸?；鶞?zhǔn)符號(hào)采用圖l所示的各種形狀及尺寸，一般優(yōu)選●形。

　　2．3．4基準(zhǔn)符號(hào)材料為覆銅箔或鍍錫鉛合金覆銅箔?？紤]到材料顏色與環(huán)境的反差，通常留出比基準(zhǔn)符號(hào)大1．5mm的無(wú)阻焊區(qū)。

　　2.4審核SMT印制電路板的布線設(shè)計(jì)SMT印制電路板的布線密度設(shè)計(jì)原則：在組裝密度許可情況下，盡量選用低密度布線設(shè)計(jì)，以提高無(wú)缺陷和可靠性的制造能力。

　　2．4．1在元器件尺寸較大，而布線密度較低時(shí)，可適當(dāng)加寬印制導(dǎo)線及其間距，走線間距一般定為0．3MM，并盡量把不用的地方合理地作為接地和電源用，對(duì)于高頻信號(hào)最好用地線屏蔽，提高高頻電路的屏蔽效果。在大面積使用地線布置時(shí)，地線應(yīng)設(shè)計(jì)成網(wǎng)格形式，避免在高溫焊接產(chǎn)生應(yīng)力，增加印制電路板變形度。

　　2．4．2在雙面或多層印制電路板中，相鄰兩層印制導(dǎo)線，宜相互垂直走線或斜交、彎曲走線，力求避免相互平行走線。

　　2．4．3印制導(dǎo)線布線圖盡可能短，過(guò)孔盡可能少，待別是電子管柵極，晶體管的基極和高頻回路更應(yīng)注意布線要短，線路越短電阻越小，于擾也越小。

　　2．4．4印制電路板上同時(shí)安裝模擬電路和數(shù)字電路時(shí)，宜將兩種電路的地線系統(tǒng)完全分開(kāi)，它們的供電系統(tǒng)同樣也宜完全分開(kāi)，防止它們之間的相互串?dāng)_。

　　2．4．5作為高速數(shù)字電路的輸入端和輸出端用的印制導(dǎo)線，應(yīng)避免相鄰平行布線。必要時(shí)，在這些導(dǎo)線之間要加接地線。

　　2．4．6印制電路板信號(hào)走線，盡量粗細(xì)一致，有利于阻抗的匹配，一般為0．2—0．3mm，對(duì)于電源線和地線應(yīng)盡可能的加大，地線排在印制電路板的四周對(duì)電路防護(hù)有利（如靜電防護(hù)）。

　　2．5審核SMT印制電路板的布局設(shè)計(jì)SMT印制電路板設(shè)計(jì)中SMD等元器件的布置是關(guān)系到獲得穩(wěn)定的焊接質(zhì)量的重要保障，因此在設(shè)計(jì)和審核SMT印制電路板設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。

　　2．5．1在采用波峰焊接時(shí)，應(yīng)盡量去除“陰影效應(yīng)”，即器件的管腳方向應(yīng)平行于錫流方向。波峰焊時(shí)推薦采用的元件布置方向。

　　2．5．2SMD在PCB上應(yīng)均勻分布，特別是大功率器件和大質(zhì)量器件必須分散布置。大功率器件如果加裝散熱器時(shí)應(yīng)排布散熱器的位置和固定方式，熱敏感器件應(yīng)遠(yuǎn)離散熱器，大質(zhì)量的器件應(yīng)考慮加裝器件固定架或固定盤(pán)。2．5．3SMD在PCB上的排列，原則上應(yīng)隨元器件類(lèi)型改變而變化，但同時(shí)SMD盡可能采取一個(gè)方向、一個(gè)間距、一個(gè)極性排列。這樣有利于貼裝、焊接和檢測(cè)。

　　2．5．4考慮到元器件制造誤差、貼裝誤差以及檢測(cè)和返修之需，相鄰元器件焊盤(pán)之間間隔不能太近，建議按下述原則設(shè)計(jì)。（1）PLCC、QFP、SOP各自之間和相互之間間距≥2．5mm。（2）PLCC、QFP、SOP與Chip、SOT之間間距≥1．5mm。（3）Chip、SOT相互之間間距≥0．7mm。

　　2．5．5采用波峰焊焊接的PCB面（一般是PCB背面），元器件的布局按以下要求設(shè)計(jì)。

　?。?）波峰焊不適合于細(xì)間距QFP、PLCC、BGA和小間距SOP器件的焊接，也就是說(shuō)在要波峰焊的PCB面盡量不要布置這類(lèi)器件。

　　（2）當(dāng)元件尺寸相差較大的貼片元器件相鄰排列且間距較小時(shí)（一般指其間隔小于相鄰元件中較大一個(gè)元件的高度），較小的元器件應(yīng)排在首先進(jìn)入焊料波的位置。一般將PCB長(zhǎng)尺寸邊作為傳送邊，布局時(shí)將小元件置于它相鄰大元件的同一側(cè)。

　　2．5．6插裝元件布局（1）元件盡可能有規(guī)則地分布排列，以得到均勻的組裝密度；（2）大功率元件周?chē)粦?yīng)布置熱敏元件，要留有足夠的距離；（3）裝在印制電路板組件上的元件不允許重疊。所有不絕緣的金屬外殼元件，如鉭電容、有金屬基底的扁平組件，當(dāng)它們跨越印制導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)當(dāng)用指定材料加以絕緣，如套管和絕緣帶。插件元件極性盡量同一方向布置。

　　2．5．7電路易扭曲變形，受力部位元件的布置應(yīng)考慮PCB變形對(duì)元件可靠性的影響。

　　2.6審核SMT印制電路板過(guò)孔與焊盤(pán)的設(shè)計(jì)

　　2．6．1焊盤(pán)原則上應(yīng)盡量避免設(shè)計(jì)過(guò)孔，如果孔和焊點(diǎn)靠得太近，通孔由于毛細(xì)管作用可能把熔化的焊錫從元器件上吸走，造成焊點(diǎn)不飽滿或虛焊。第六屆裝聯(lián)學(xué)會(huì)論文集中，有人嘗試直接在焊盤(pán)上使用了過(guò)孔設(shè)計(jì)，原因是元器件密度較高，是多層板，設(shè)計(jì)時(shí)過(guò)孔盡量設(shè)置在焊盤(pán)的頂端，過(guò)孔必須小于焊盤(pán)，要求過(guò)孔越小越好，最小鉆孔直徑控制在0．3mm。這種方式在工藝和質(zhì)量控制手段上相對(duì)要復(fù)雜一些，因此如果在條件許可的情況下，仍應(yīng)盡量避免在焊盤(pán)上設(shè)計(jì)過(guò)孔。

　　2．6．2進(jìn)行SMT印制電路板焊盤(pán)的設(shè)計(jì)有一些標(biāo)準(zhǔn)和資料都描述得很清楚，審核也是以這些標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。但是有幾個(gè)容易忽視的問(wèn)題值得注意。

　?。?）SOP、QFP、PLCC、BGA存在著英制和公制兩種規(guī)格，而且除了PLCC外，其它封裝形式很不標(biāo)準(zhǔn)，各廠家生產(chǎn)的封裝尺寸不完全一致。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)以供應(yīng)商提供的封裝結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。要求設(shè)計(jì)者應(yīng)掌握器件供應(yīng)商的資料，在電路設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)隨時(shí)更新和增補(bǔ)元器件材料庫(kù)，保證設(shè)計(jì)者能從庫(kù)中直接調(diào)用器件時(shí)不會(huì)發(fā)生記錄與器件不符現(xiàn)象。

　?。?）當(dāng)采用波峰焊接工藝時(shí)，插腳的焊盤(pán)通孔，一般應(yīng)比引腳線徑大0．05—0．30mm，其焊盤(pán)的直徑應(yīng)不大于孔徑的3倍。由于器件的生產(chǎn)企業(yè)的不同，批次的不同，引線管腳尺寸常有誤差，往往生產(chǎn)中才發(fā)現(xiàn)有器件無(wú)法插入孔徑的問(wèn)題，在設(shè)計(jì)過(guò)程中是難以審核出這種問(wèn)題，該問(wèn)題只能在材料的入庫(kù)前檢驗(yàn)把關(guān)，因此材料檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)應(yīng)具備與設(shè)計(jì)同樣的詳細(xì)器件資料。

　　2．6．3SMT印制電路板可測(cè)試性焊盤(pán)設(shè)計(jì)的審核。在規(guī)模生產(chǎn)中，SMT印制電路板的測(cè)試主要采用ICT（在線測(cè)試）方式，在使用針床接觸式測(cè)試時(shí)，應(yīng)注意審核的主要內(nèi)容。

　?。?）定位孔設(shè)計(jì)的尺寸和精度要求，在印制電路板規(guī)劃圖中已規(guī)劃出定位孔尺寸和精度，設(shè)計(jì)中定位孔按對(duì)角設(shè)計(jì)，孔徑應(yīng)符合所選ICT設(shè)備定位銷(xiāo)的尺寸及公差要求。在印制電路板面積較大時(shí)，最好設(shè)計(jì)三個(gè)定位孔，呈三角形排列；（2）測(cè)試點(diǎn)的焊盤(pán)尺寸應(yīng)大于0，9mm；

　?。?）采用真空吸附，針床接觸測(cè)試方式時(shí)，盡量將需要測(cè)試點(diǎn)的焊盤(pán)設(shè)計(jì)在一個(gè)平面（對(duì)于雙層板或多層板），可以減少測(cè)試工序，測(cè)試點(diǎn)將均勻地分布在印制電路板上，保持板面受力均勻；

　?。?）測(cè)試點(diǎn)焊盤(pán)的位置應(yīng)盡量布置在網(wǎng)格上。

　　2．7審核設(shè)計(jì)輸出資料的齊套性在進(jìn)行完資料檢查后，SMT印制電路板的設(shè)計(jì)者應(yīng)向制造商提供以下磁盤(pán)文件和說(shuō)明文件。

　　（1）PCB制造用主要菲林文件，包括每層布線圖、字符圖、阻焊圖；

　?。?）鉆孔圖，不需孔金屬化的要標(biāo)明（包括孔徑、金屬化狀態(tài)）；

　　（3）外形圖（包括定位孔尺寸及位置要求）；說(shuō)明性文件應(yīng)包括以下內(nèi)容：

　　（1）基板材料，最終厚度及公差要求；

　?。?）鍍層厚度，孔金屬化最終尺寸要求；

　?。?）絲印油墨材料及顏色：

　　（4）阻焊膜材料及厚度；

　?。?）PCB拼版圖紙；

　?。?）其它必須要說(shuō)明的特殊要求。

　　3SMT印制電路板的設(shè)計(jì)質(zhì)量審核質(zhì)量記錄在SMT設(shè)計(jì)加工過(guò)程中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問(wèn)題均有可能造成產(chǎn)品質(zhì)量的降低，因此在質(zhì)量控制中應(yīng)有一套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)馁|(zhì)量保障體系。印制電路板的設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)明確設(shè)計(jì)質(zhì)量是關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量的前提，完成功能的設(shè)計(jì)并不意味任務(wù)的結(jié)束，他仍需組織試制、樣機(jī)評(píng)審、設(shè)計(jì)的更改與完善直至交付批量生產(chǎn)，在這些過(guò)程中質(zhì)量記錄是很重要的信息也是設(shè)計(jì)者改進(jìn)的依據(jù)，它一直貫穿于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)至生產(chǎn)過(guò)程中。在洲r(nóng)印制電路板完成工程設(shè)計(jì)后，要求設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)完成電性能的驗(yàn)證，同時(shí)按下述內(nèi)容自審布板的內(nèi)容：

　?。?）SMT板型設(shè)計(jì)是否考慮了最大限度地減少組裝流程的問(wèn)題，即雙面板的設(shè)計(jì)能否用單面板代替，PCB每一面是否能用一種組裝流程完成，能否最大限度地不用手工焊；

　?。?）PCB是否留出工藝傳送邊；

　　（3）PCB是否設(shè)計(jì)出定位基準(zhǔn)符號(hào)，尺寸是否正確，定位基準(zhǔn)符號(hào)周?chē)欠裼?．0一1．5mm無(wú)阻焊區(qū)；

　?。?）PCB非接地安裝孔是否標(biāo)明非金屬化；

　?。?）SMD的布局是否均勻，大元件是否分散布局；

　?。?）SMD之間的間距是否利于檢測(cè)和修補(bǔ)；

　?。?）SMD的排布是否按照一個(gè)極性、一個(gè)引線位向的原則排列；

　?。?）對(duì)于采用波峰焊的P哪上，元器件引線的排列是否嚴(yán)格按照一個(gè)引線位向排列，一大一小相鄰很近（相鄰距離小于大元件高度）元件的排列是否利于消除遮蔽現(xiàn)象；

　?。?）PCB上SMD引線與焊盤(pán)尺寸是否一致；

　?。?0）軸向插裝元件立式安裝時(shí)的插孔跨距是否大小合適；

　　（11）徑向插裝元件插孔跨距是否與元件引線中心距一致；

　　（12）相鄰插裝元件之間的間距是否利于手工插裝作業(yè)；

　?。?3）每個(gè)插裝元件安裝空間是否足夠；

　?。?4）PCB的元件標(biāo)識(shí)符是否易于看到，有極向元件極性是否標(biāo)出，比第一腳位置是否標(biāo)出；

　?。?5）勘皿焊盤(pán)與引線的連接、SMD焊盤(pán)與導(dǎo)通孔的連接是否符合工藝要求；

　?。?6）測(cè)試焊盤(pán)是否考慮；

　?。?7）阻焊膜是否將不需要焊接的金屬導(dǎo)體全部覆蓋；

　?。?8）PCB安裝時(shí)，是否有導(dǎo)電地方同機(jī)架相碰；

　?。?9）PCB外形形狀和尺寸是否與結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)一致；

　　（20）PCB上接插件位置是否利于布線和插拔；

　?。?1）PCB布線密度（間隔和線寬）是否滿足電氣性能要求；

　?。?2）小尺寸板是否考慮了拼版制造。

　　上述內(nèi)容經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)自審后，一般能避免許多常見(jiàn)問(wèn)題的出現(xiàn)。設(shè)計(jì)資料交由工藝工程人員進(jìn)行復(fù)審，復(fù)審的內(nèi)容與設(shè)計(jì)自審的內(nèi)容相似，在審核過(guò)程中工藝工程人員逐項(xiàng)完成印制電路板的設(shè)計(jì)審核，并在“印制電路板設(shè)計(jì)工藝聯(lián)絡(luò)單”中記錄審核過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題，該記錄將作為設(shè)計(jì)者更改依據(jù)，也作為生產(chǎn)中跟蹤生產(chǎn)效果和質(zhì)量狀態(tài)依據(jù)。在實(shí)際工作中，我們應(yīng)充分地認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要性，加強(qiáng)設(shè)計(jì)質(zhì)量工作中的自審和復(fù)審工作就一定能取得理想的實(shí)際效果。

ps:部分圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們刪除