印制电路可制造性设计.pptx

主要内容n n1 1 概述概述n n2 2 印制板可制造性概念印制板可制造性概念n n3.3.印制板可制造性设计的特点印制板可制造性设计的特点n n4.4.印制板各要素可制造性设计印制板各要素可制造性设计n n（基材选择、尺寸公差焊盘、过孔等要素）（基材选择、尺寸公差焊盘、过孔等要素）n n5.5.印制板热设计印制板热设计n n6.6.电磁兼容设计电磁兼容设计与可制造性的关系与可制造性的关系n n7.7.印制板表面的涂层、镀层印制板表面的涂层、镀层与制造的关系与制造的关系n n8.8.布局、布线与可制造性布局、布线与可制造性n n9.9.印制板的验收及其标准印制板的验收及其标准n n10.10.装联中常见的印制板故障分析装联中常见的印制板故障分析n n11.11.印制板的发展趋势印制板的发展趋势 1.1.概述概述 电子元器件的飞速发展和电子产品对小型化、电子元器件的飞速发展和电子产品对小型化、多功能、高可靠的要求，多功能、高可靠的要求，大大促进了电子组装和大大促进了电子组装和印制电路板（简称印制板，英文缩写为印制电路板（简称印制板，英文缩写为PCBPCB）迅）迅速地发展。印制板的结构越来越复杂，制造和安速地发展。印制板的结构越来越复杂，制造和安装的技术也有了巨大进步，印制板设计与制造和装的技术也有了巨大进步，印制板设计与制造和安装技术的联系更为紧密，并且相互制约。尤其安装技术的联系更为紧密，并且相互制约。尤其是高速数字电路的应用和印制板布线密度和精度是高速数字电路的应用和印制板布线密度和精度的提高，加大了印制板制造的难度，印制板的可的提高，加大了印制板制造的难度，印制板的可制造性已成为广大印制板设计、制造和电子组装制造性已成为广大印制板设计、制造和电子组装人员十分关注的课题。印制板的质量和可靠性对人员十分关注的课题。印制板的质量和可靠性对电子产品的性能和可靠性有重要影响；同时，印电子产品的性能和可靠性有重要影响；同时，印制板对电子整机产品的成本也有不可忽略的影响，制板对电子整机产品的成本也有不可忽略的影响，甚至占有相当的成本比重。甚至占有相当的成本比重。印制板的设计决定印制板的固有性能，而印制板印制板的设计决定印制板的固有性能，而印制板的制造、测试和检验是设计结果产品化的保证。的制造、测试和检验是设计结果产品化的保证。设计考虑可制造性的必要性在于设计质量影响制设计考虑可制造性的必要性在于设计质量影响制造工艺造工艺 、决定产品的加工难易程度、影响产品的、决定产品的加工难易程度、影响产品的质量和生产效率及成本。质量和生产效率及成本。所以在进行设计时，就应充分考虑印制板及其所以在进行设计时，就应充分考虑印制板及其组装件各加工工艺的要求，并将这些制造系统的组装件各加工工艺的要求，并将这些制造系统的要求融合在设计中一起进行总体优化，使设计的要求融合在设计中一起进行总体优化，使设计的产品便于制造，因而能保证最终产品的质量，这产品便于制造，因而能保证最终产品的质量，这是印制板可制造性所必须考虑和研究的问题。是印制板可制造性所必须考虑和研究的问题。印制板的验收是保证产品质量和可靠性的必印制板的验收是保证产品质量和可靠性的必要手段，同样是引起广大印制板用户十分关注和要手段，同样是引起广大印制板用户十分关注和重视的问题。重视的问题。n n1.11.1印制板设计的特点印制板设计的特点n n 印制板设计严格来讲应包括电路设计和印制印制板设计严格来讲应包括电路设计和印制板图形设计。电路设计是图形设计的依据，而印板图形设计。电路设计是图形设计的依据，而印制板图形设计是电路设计工程化的具体体现，是制板图形设计是电路设计工程化的具体体现，是设计与制造的纽带。所以通常讲的印制板设计，设计与制造的纽带。所以通常讲的印制板设计，主要是指印制板图形设计。它与电原理图设计和主要是指印制板图形设计。它与电原理图设计和机械图设计又有很大区别。主要体现在以下几个机械图设计又有很大区别。主要体现在以下几个特点：特点：n n1 1）设计的印制板图形尺寸比例精确，与最终产品）设计的印制板图形尺寸比例精确，与最终产品图形一致，设计的精度决定最终产品精度。图形一致，设计的精度决定最终产品精度。n n2 2）图形的布局、布线有特殊规则，如果不符合规）图形的布局、布线有特殊规则，如果不符合规则即使逻辑关系与电原理图一致，也可能影响印则即使逻辑关系与电原理图一致，也可能影响印制板的电气性能。尤其是在高速电路的印制板设制板的电气性能。尤其是在高速电路的印制板设 计时，这一特性更为突出。因为高速信号传输导计时，这一特性更为突出。因为高速信号传输导线需要采用微带线或带状线的布线方式，为了保线需要采用微带线或带状线的布线方式，为了保证传输导线的特性阻抗与器件内阻的匹配，对导证传输导线的特性阻抗与器件内阻的匹配，对导线的宽度及其精度和导线厚度、介质层厚度进行线的宽度及其精度和导线厚度、介质层厚度进行严格控制，尤其是对导线精度要求高、基材介电严格控制，尤其是对导线精度要求高、基材介电常数应与特性阻抗要求匹配。常数应与特性阻抗要求匹配。n n3 3）印制板图形与一般机械图不同，它以多张平面）印制板图形与一般机械图不同，它以多张平面投影图为主，剖切图为辅，图形中不直接标注尺投影图为主，剖切图为辅，图形中不直接标注尺寸（印制板外形加工的机械图除外），图形尺寸、寸（印制板外形加工的机械图除外），图形尺寸、精度都体现在设计的图形上。精度都体现在设计的图形上。n n4 4）图形的设计和印制板的结构考虑必须包括相关）图形的设计和印制板的结构考虑必须包括相关加工制造、试验和使用的因素要求。加工制造、试验和使用的因素要求。n n5 5）CADCAD设计规则复杂，与机械设计软不同，需设计规则复杂，与机械设计软不同，需要专用设计软件。要专用设计软件。n n6 6）印制板设计的图形除与电原理图的逻辑关系一）印制板设计的图形除与电原理图的逻辑关系一致外，还随印制板的结构类型和基板材料的不同致外，还随印制板的结构类型和基板材料的不同而变化。而变化。n n1.21.2印制板设计与制造和安装的关系印制板设计与制造和安装的关系n n印制板的设计是印制板制造和安装的依据，而制印制板的设计是印制板制造和安装的依据，而制造和安装是设计产品化的必经过程；制造工艺的造和安装是设计产品化的必经过程；制造工艺的要求又制约着图形的设计。尤其是安装高集成度要求又制约着图形的设计。尤其是安装高集成度数字器件的印制板，结构复杂、布线密度高、导数字器件的印制板，结构复杂、布线密度高、导线层数多、孔径小，元器件安装焊接的方法多样线层数多、孔径小，元器件安装焊接的方法多样化，使印制板设计受制造工艺制约的因素更多，化，使印制板设计受制造工艺制约的因素更多，设计时必须考虑制造和安装的工艺特点和要求。设计时必须考虑制造和安装的工艺特点和要求。不然，制造成本可能提高，质量又难以保证，甚不然，制造成本可能提高，质量又难以保证，甚至可靠性下降。至可靠性下降。特别是在高可靠军工产品用印制板的设计中，由特别是在高可靠军工产品用印制板的设计中，由于使用条件严酷，可靠性要求高，设计时对印制于使用条件严酷，可靠性要求高，设计时对印制板制造、安装的工艺和使用环境等制造、使用因板制造、安装的工艺和使用环境等制造、使用因素考虑不周，引起产品的可靠性下降或失效的实素考虑不周，引起产品的可靠性下降或失效的实例时有发生。例时有发生。n n 目前高集成度的数字器件已在目前高集成度的数字器件已在ITIT、通讯和制导、通讯和制导控制等系统的电子产品中得到广泛应用，印制板控制等系统的电子产品中得到广泛应用，印制板的结构越来越复杂，密度度越来越高，设计受制的结构越来越复杂，密度度越来越高，设计受制造工艺制约的因素增多。这对印制板及其设计也造工艺制约的因素增多。这对印制板及其设计也提出了新的要求和挑战，印制板设计的以上特点提出了新的要求和挑战，印制板设计的以上特点使其可制造性已成为设计过程中必须考虑的重要使其可制造性已成为设计过程中必须考虑的重要因素。印制电路的设计技术也必须应对这些挑战，因素。印制电路的设计技术也必须应对这些挑战，以适应新的高速器件、高密度印制板发展和应用以适应新的高速器件、高密度印制板发展和应用的要求。的要求。n n2.2.可制造性的概念可制造性的概念可制造性的概念可制造性的概念n n2.1 2.1 2.1 2.1 可制造性的提出可制造性的提出n n在上一世纪在上一世纪7070年代初，美国年代初，美国G G.布劳斯博士首先在布劳斯博士首先在机械行业提出机械行业提出DFADFA（Design for AssemblyDesign for Assembly）方法用于简化产品结构和减少加工成本，提高了方法用于简化产品结构和减少加工成本，提高了产品的研制速度。由于该项成果的贡献产品的研制速度。由于该项成果的贡献19911991年年获美国总统颁发的国家技术奖。从此获美国总统颁发的国家技术奖。从此DFADFA很快扩很快扩展到其它工业领域，被许多制造业的设计所采用，展到其它工业领域，被许多制造业的设计所采用，并且有了新的发展和进步。并且有了新的发展和进步。19941994年年SMTASMTA（Surface Mounting Technology Surface Mounting Technology AssociationAssociation）提出了）提出了DFXDFX的概念（可制造性、的概念（可制造性、可测试性、可靠性设计等的统称）可测试性、可靠性设计等的统称），19961996年成年成为表面安装国际会议的主题，从而使为表面安装国际会议的主题，从而使DFXDFX技术在技术在电子产品设计和制造行业得到广泛的应用。电子产品设计和制造行业得到广泛的应用。n n产品的可制造性即产品的工艺性，是产品设计必产品的可制造性即产品的工艺性，是产品设计必须考虑的重要因素，是现代的产品设计基本理念须考虑的重要因素，是现代的产品设计基本理念和内容。和内容。2.2 2.2 可制造性设计的含义可制造性设计的含义可制造性设计的含义可制造性设计的含义 可制造性可制造性 (Design For Manufacturing)(Design For Manufacturing)简称简称为为 DFMDFM。它是研究产品本身的物理（电气、机械。它是研究产品本身的物理（电气、机械 ）设计与制造系统各部分之间的相互关系，并将）设计与制造系统各部分之间的相互关系，并将其用于产品设计中，以便将整个制造系统要求融其用于产品设计中，以便将整个制造系统要求融合在一起进行总体优化。使设计的产品便于制造，合在一起进行总体优化。使设计的产品便于制造，能更顺利地投入生产，大大减少制造过程中的质能更顺利地投入生产，大大减少制造过程中的质量缺陷，从而达到缩短产品研制和生产周期、降量缺陷，从而达到缩短产品研制和生产周期、降低成本、提高产品质量和生产效率的目的。低成本、提高产品质量和生产效率的目的。n n产品的可制造性从广义上讲，应包括产品的制造、产品的可制造性从广义上讲，应包括产品的制造、测试、分析、返修和维修等产品形成的全过程可测试、分析、返修和维修等产品形成的全过程可行性；行性；n n从狭义上讲是：只指产品本身制造的可行性。从狭义上讲是：只指产品本身制造的可行性。n n如果产品的可制造性不好，将会影响产品的合格如果产品的可制造性不好，将会影响产品的合格率和生产效率，甚至会导致所设计的产品无法制率和生产效率，甚至会导致所设计的产品无法制造出来，或者即使制造出来也不能保证产品质量造出来，或者即使制造出来也不能保证产品质量能稳定生产、易于测试和维修，因而产品的可制能稳定生产、易于测试和维修，因而产品的可制造性设计，是广大设计人员在产品设计中必须重造性设计，是广大设计人员在产品设计中必须重视并认真考虑的设计通用的基本要求之一。视并认真考虑的设计通用的基本要求之一。n n3.PCB3.PCB可制造性设计的特点可制造性设计的特点3.1 PCB3.1 PCB3.1 PCB3.1 PCB可制造性设计的内容可制造性设计的内容可制造性设计的内容可制造性设计的内容n n印制板设计是一种特殊的基础电子产品设计，设印制板设计是一种特殊的基础电子产品设计，设计图的质量直接影响电子产品的质量和可靠性。计图的质量直接影响电子产品的质量和可靠性。n n同一项设计文件同时用于两种不同技术专业的工同一项设计文件同时用于两种不同技术专业的工艺，设计的印制板图形一旦确定，既要用于印制艺，设计的印制板图形一旦确定，既要用于印制板的制造，又要用于印制板的安装，在生产中不板的制造，又要用于印制板的安装，在生产中不能改变导电图形和阻焊图形或字符图形的结构。能改变导电图形和阻焊图形或字符图形的结构。n n所以所以PCBPCB设计时需要考虑到两个方面的可制造性设计时需要考虑到两个方面的可制造性要求：要求：一是印制板本身的可制造性；一是印制板本身的可制造性；二是印制板的安装即印制板组装件的可制造性二是印制板的安装即印制板组装件的可制造性要求。要求。n n印制板的制造和安装分属于两个有上、下游联系印制板的制造和安装分属于两个有上、下游联系的不同制造专业，其制造的工艺方法和设备有很的不同制造专业，其制造的工艺方法和设备有很大的差别，制造要求大不相同，它们的质量却是大的差别，制造要求大不相同，它们的质量却是互为影响，对互为影响，对PCBPCB设计的要求也不相同，所以在设计的要求也不相同，所以在进行进行PCBPCB设计时，必须兼顾这两方面的可制造性设计时，必须兼顾这两方面的可制造性要求，缺一不可。要求，缺一不可。n nPCBPCB的设计、制造和安装分属于三个不同的专业的设计、制造和安装分属于三个不同的专业技术，要把三者的要求有机的融合在一起，总体技术，要把三者的要求有机的融合在一起，总体优化体现在同一套设计图上，不是很容易的事，优化体现在同一套设计图上，不是很容易的事，需要有丰富的设计经验和能够了解或掌握三项技需要有丰富的设计经验和能够了解或掌握三项技术联系的能力。术联系的能力。虽然现代化的虽然现代化的CADCAD设计软件包含设计软件包含了一部分可制造性内容，但是针对不同电路的特了一部分可制造性内容，但是针对不同电路的特点需要的可制造性要求，还需要人工设置。点需要的可制造性要求，还需要人工设置。3.2 PCB3.2 PCB3.2 PCB3.2 PCB设计应掌握的知识和技术设计应掌握的知识和技术设计应掌握的知识和技术设计应掌握的知识和技术n n作为印制板的设计者需要掌握以下知识和技能才作为印制板的设计者需要掌握以下知识和技能才能设计出可制造性好、质量高的印制板。能设计出可制造性好、质量高的印制板。n n1 1）熟悉电路设计、印制板热设计和电磁兼容设计）熟悉电路设计、印制板热设计和电磁兼容设计的基本要求。的基本要求。n n2 2）熟悉布局、布线规则，能对设计用的）熟悉布局、布线规则，能对设计用的CADCAD软件软件进行熟练操作；进行熟练操作；n n3 3）了解印制板所用的基材种类和特性；）了解印制板所用的基材种类和特性；n n4 4）了解印制板的制造和安装工艺方法；）了解印制板的制造和安装工艺方法；n n5 5）熟悉制造和安装的工艺要求；）熟悉制造和安装的工艺要求；n n6 6）了解所选用的元器件的特性和基本的尺寸；）了解所选用的元器件的特性和基本的尺寸；n n7 7）了解安装和焊接时所用的焊料、焊剂的特性及）了解安装和焊接时所用的焊料、焊剂的特性及焊接方式的特点。焊接方式的特点。n n3.33.3印制板光板的可制造性设计印制板光板的可制造性设计n n3.3.13.3.1印制板光板印制板光板n n印制板光板是指没有安装电子元器件的印制板（又印制板光板是指没有安装电子元器件的印制板（又称裸板），对光板的可制造性设计主要考虑印制板称裸板），对光板的可制造性设计主要考虑印制板制造工艺对设计的要求。制造工艺对设计的要求。n n印制板有许多种类，不同种类、不同的加工方法，印制板有许多种类，不同种类、不同的加工方法，其设计的可制造性要求是不同的，所以在进行印制其设计的可制造性要求是不同的，所以在进行印制板设计时，必须根据所需要的印制板的结构特点，板设计时，必须根据所需要的印制板的结构特点，了解相应的印制板生产工艺要求，进行可制造性设了解相应的印制板生产工艺要求，进行可制造性设计考虑。计考虑。n n 多层刚性印制板与单面或双面印制板的可制造多层刚性印制板与单面或双面印制板的可制造性要求就大不相同，刚性板与挠性板的可制造性要性要求就大不相同，刚性板与挠性板的可制造性要求也不相同。求也不相同。n n印制板的可制造性的具体指标要求，随着印制板印制板的可制造性的具体指标要求，随着印制板的制造工艺技术的发展和提高而改变，并随不同的制造工艺技术的发展和提高而改变，并随不同工艺水平的印制板制造厂商而变化。工艺水平的印制板制造厂商而变化。n n譬如：导线宽度为譬如：导线宽度为0.1mm 0.1mm，最小通孔直径，最小通孔直径0.3mm0.3mm的印制板，有盲孔和埋孔的板，对此有些的印制板，有盲孔和埋孔的板，对此有些生产厂就不能加工，而对一些设备和工艺条件较生产厂就不能加工，而对一些设备和工艺条件较好的生产厂就可以加工。所以在考虑设计的可制好的生产厂就可以加工。所以在考虑设计的可制造性技术指标时，要根据当前的印制板加工的工造性技术指标时，要根据当前的印制板加工的工艺水平和预计要选定的印制板生产厂商的工艺要艺水平和预计要选定的印制板生产厂商的工艺要求来确定，不然所设计的产品将难以制作或制作求来确定，不然所设计的产品将难以制作或制作不了。不了。n n对于新产品必须要满足的特殊要求，制造工艺应对于新产品必须要满足的特殊要求，制造工艺应设法满足其需要，如果印制板的设计要求超出设法满足其需要，如果印制板的设计要求超出n n当前的正常工艺水平，则就需要进行工艺研究，当前的正常工艺水平，则就需要进行工艺研究，改进和提高制造工艺水平，这会增加研制周期、改进和提高制造工艺水平，这会增加研制周期、提高产品成提高产品成 本。本。n n设计的需求可以促进印制板制造工艺水平的提设计的需求可以促进印制板制造工艺水平的提高，印制板技术的进步也正是电子元器高，印制板技术的进步也正是电子元器 件的发件的发展和安装技术进步要求的推动，但是这不属于展和安装技术进步要求的推动，但是这不属于设计可制造性要求的概念，而是一种新产品的设计可制造性要求的概念，而是一种新产品的研制或开发。研制或开发。n n产品能设计出来不一定就能制造出来，能否制产品能设计出来不一定就能制造出来，能否制造出来不只是生产和工艺的事。设计的可制造造出来不只是生产和工艺的事。设计的可制造性就是要保证印制板既能设计出来，就应能制性就是要保证印制板既能设计出来，就应能制造出来。造出来。n n在实践中经常由于设计的可制造性考虑不周，而在实践中经常由于设计的可制造性考虑不周，而引起一些质量问题，甚至产生设计与生产方对产引起一些质量问题，甚至产生设计与生产方对产品质量品质量 的争议。的争议。n n3.3.2 PCB3.3.2 PCB3.3.2 PCB3.3.2 PCB可制造性要素可制造性要素可制造性要素可制造性要素n n尽管印制板的种类繁多，制造方法不尽相同，但尽管印制板的种类繁多，制造方法不尽相同，但是体现在产品上的工艺要求的项目，主要反映在是体现在产品上的工艺要求的项目，主要反映在以下通用设计要素上：以下通用设计要素上：n n（1 1）印制板的外形尺寸和精度，受设备加工尺寸）印制板的外形尺寸和精度，受设备加工尺寸和精度要求限制。设计时应考虑最大和最小加工和精度要求限制。设计时应考虑最大和最小加工尺寸、尺寸精度和工艺余量的尺寸。尺寸、尺寸精度和工艺余量的尺寸。n n（2 2）选用基材的类型和规格时，应考虑印制板的）选用基材的类型和规格时，应考虑印制板的加工方法、安装和工作时的环境条件，基材的种加工方法、安装和工作时的环境条件，基材的种类和尺寸规格尽量选用在标准系列之内的基材和类和尺寸规格尽量选用在标准系列之内的基材和 市场能采购到的基材。市场能采购到的基材。n n（3 3）印制板的结构和厚度，）印制板的结构和厚度，首先由印制板的电首先由印制板的电气和机械性能要求而确定，但必须考虑制造的可气和机械性能要求而确定，但必须考虑制造的可能性。印制板的类型是刚性板还是挠性或刚挠性能性。印制板的类型是刚性板还是挠性或刚挠性结合印制板，多层板层间的互连结构是通孔还是结合印制板，多层板层间的互连结构是通孔还是盲孔和埋孔等都是影响可制造性的重要因素。盲孔和埋孔等都是影响可制造性的重要因素。n n多层印制板的最高导电层数，中间介质层和板的多层印制板的最高导电层数，中间介质层和板的总厚度，都受生产加工能力的制约，板的导电层总厚度，都受生产加工能力的制约，板的导电层数越高加工难度越大，在确定这一参数时应与生数越高加工难度越大，在确定这一参数时应与生产商协调一致。产商协调一致。n n（4 4）印制板表面的涂层、镀层要求，对导通孔的）印制板表面的涂层、镀层要求，对导通孔的处理（如塞孔或盖覆电镀）等。都应考虑制造能处理（如塞孔或盖覆电镀）等。都应考虑制造能力。力。n n（5 5）板厚与孔径比）板厚与孔径比n n印制板的总厚度与导通孔直径的比值，是制约可印制板的总厚度与导通孔直径的比值，是制约可n n制造性的重要指标，印制板生产受金属化孔工艺制造性的重要指标，印制板生产受金属化孔工艺的制约，孔径越小，基板越厚，其孔金属化的难的制约，孔径越小，基板越厚，其孔金属化的难度越大，所以应选择适当的板厚与孔径比（根据度越大，所以应选择适当的板厚与孔径比（根据孔的不同种类有不同的厚径比），以有利于孔的孔的不同种类有不同的厚径比），以有利于孔的金属化处理和电镀。金属化处理和电镀。n n（6 6）最小孔径、孔的最小间距。受生产设备和孔）最小孔径、孔的最小间距。受生产设备和孔金属化能力的制约，设计时应考虑与生产能力和金属化能力的制约，设计时应考虑与生产能力和水平相适应（主要是：钻孔、孔金属化和电镀加水平相适应（主要是：钻孔、孔金属化和电镀加工能力）。工能力）。n n (7)(7)焊盘图形的形式焊盘图形的形式n n最小连接盘宽度，受印制板的安装、焊接要求和最小连接盘宽度，受印制板的安装、焊接要求和 印制板制作精度限制，设计时应综合考虑这两个印制板制作精度限制，设计时应综合考虑这两个方面的可制造性要求。方面的可制造性要求。n n(8)(8)印制导线的宽度、导线间距及其精度，受印制导线的宽度、导线间距及其精度，受印制板的制作中的图形转移和蚀刻工艺水平制印制板的制作中的图形转移和蚀刻工艺水平制约，并且影响印制板导线的负载电流能力、导约，并且影响印制板导线的负载电流能力、导线间的耐电压、绝缘电阻和印制板的特性阻抗线间的耐电压、绝缘电阻和印制板的特性阻抗等性能，应认真综合考虑设计。等性能，应认真综合考虑设计。n n(9)(9)布局、布线等设计要素，影响电子元器件布局、布线等设计要素，影响电子元器件的安装、板制造精度和耐电压及绝缘电阻等性的安装、板制造精度和耐电压及绝缘电阻等性能和印制板的电磁兼容性。布线的均匀程度会能和印制板的电磁兼容性。布线的均匀程度会影响印制板的翘曲度等机械性能。进而影响表影响印制板的翘曲度等机械性能。进而影响表面安装元器件焊接的可靠性。面安装元器件焊接的可靠性。n n焊盘图形和尺寸及焊盘之间的距离都会影响焊焊盘图形和尺寸及焊盘之间的距离都会影响焊接的质量，在设计印制板时必须通盘考虑。接的质量，在设计印制板时必须通盘考虑。此外，对不同类型的印制板还有一些特殊的可制此外，对不同类型的印制板还有一些特殊的可制造性考虑，如挠性印制板、高密度互连（造性考虑，如挠性印制板、高密度互连（HDIHDI）等，将在印制板各要素设计中再详细叙述。等，将在印制板各要素设计中再详细叙述。3.3.3 3.3.3 3.3.3 3.3.3 确定印制板可制造性设计指标的原则确定印制板可制造性设计指标的原则确定印制板可制造性设计指标的原则确定印制板可制造性设计指标的原则n n1 1）满足产品的性能需要。）满足产品的性能需要。n n2 2）应不超过印制板当前的材料性能和制造工艺）应不超过印制板当前的材料性能和制造工艺极限。极限。n n3 3）考虑预选的生产商的生产能力极限。）考虑预选的生产商的生产能力极限。n n4 4）必要时应与预选的印制板制造商进行工艺协）必要时应与预选的印制板制造商进行工艺协商。商。n n5 5）对供应商进行生产能力考核认证以确认合格）对供应商进行生产能力考核认证以确认合格供应商。尤其是对军工产品应由军方规定有资质供应商。尤其是对军工产品应由军方规定有资质的产品能力的产品能力认认证中心和试验室进行试验和考核确证中心和试验室进行试验和考核确认。认。3.4 3.4 印制板组装件的可制造性设计印制板组装件的可制造性设计印制板组装件的可制造性设计印制板组装件的可制造性设计3.4.1 3.4.1 3.4.1 3.4.1 印制板组装件可制造性设计的含义印制板组装件可制造性设计的含义印制板组装件可制造性设计的含义印制板组装件可制造性设计的含义n n印制板组装件（英文缩写为印制板组装件（英文缩写为PCAPCA）是指：安装或焊）是指：安装或焊接了电子元器件的印制板组件。接了电子元器件的印制板组件。n n印制板组装件的可制造性，在印制板图形设计时印制板组装件的可制造性，在印制板图形设计时就基本上确定了元器件安装、焊接以及产品测试、就基本上确定了元器件安装、焊接以及产品测试、维修的难易程度。因为在印制板设计中，布局、维修的难易程度。因为在印制板设计中，布局、布线时就确定了元器件的安装位置和密度以及连布线时就确定了元器件的安装位置和密度以及连接的走线关系、焊盘的大小和形状，对元器件安接的走线关系、焊盘的大小和形状，对元器件安装合理与否，能否便于检测和维修有决定性作用。装合理与否，能否便于检测和维修有决定性作用。所以，在印制板设计过程中就应考虑产品的安装所以，在印制板设计过程中就应考虑产品的安装方式、焊接方式、维修和测试、试验的可制造性方式、焊接方式、维修和测试、试验的可制造性要求。要求。n n如果设计时考虑不周，在生产中去修改、弥补，如果设计时考虑不周，在生产中去修改、弥补，既浪费工时又难于保证良好的质量。既浪费工时又难于保证良好的质量。n n据国外有关资料统计在据国外有关资料统计在SMTSMT产品生产的初期，由产品生产的初期，由于设计不合理造成的质量问题约占全部故障率的于设计不合理造成的质量问题约占全部故障率的5060%5060%，而由于材料、工艺和其他因素造成，而由于材料、工艺和其他因素造成的故障率只占的故障率只占4040左右，可见考虑设计可制造性左右，可见考虑设计可制造性的重要性。的重要性。n n印制板安装的可制造性，随元器件的安装、焊接印制板安装的可制造性，随元器件的安装、焊接方式的不同、设备不同而有很大区别，设计时考方式的不同、设备不同而有很大区别，设计时考虑可制造性应随安装方式的不同而变化。虑可制造性应随安装方式的不同而变化。n n3.4.23.4.23.4.23.4.2印制板的安装方式印制板的安装方式n n根据元器件的封装形式不同，通常分为三种安装根据元器件的封装形式不同，通常分为三种安装方式：方式：n n1 1）通孔安装（）通孔安装（THTTHT）；）；n n2 2）表面安装（）表面安装（SMTSMT）；）；n n3 3）微组装（）微组装（MCMMCM）或芯片直接封装。）或芯片直接封装。n n 目前采用最多的是前两种安装方式，即目前采用最多的是前两种安装方式，即THT THT 和和SMTSMT技术，或两者结合的混合安装。技术，或两者结合的混合安装。MCMMCM技术技术在高可靠的尖端电子产品和高集成度的元器件在高可靠的尖端电子产品和高集成度的元器件中采用的较多。不同的安装方式对印制板的基中采用的较多。不同的安装方式对印制板的基材和复杂程度要求不同，因而对印制板的设计材和复杂程度要求不同，因而对印制板的设计可制造性要求也不相同。如通孔安装方式，对可制造性要求也不相同。如通孔安装方式，对元件孔的设计要求比较严格，而表面安装就不元件孔的设计要求比较严格，而表面安装就不需要元件安装孔，只有导通孔，但是对焊盘图需要元件安装孔，只有导通孔，但是对焊盘图形的设计却有严格要求。形的设计却有严格要求。n n3.4.3 PCA3.4.3 PCA的可制造性与元器件焊接方式的可制造性与元器件焊接方式关系关系关系关系n n 元器件焊接方式不同对印制板的可制造性要元器件焊接方式不同对印制板的可制造性要求不同，常用的焊接方式有：求不同，常用的焊接方式有：n n1 1）手工焊接；）手工焊接；2 2）波峰焊接；）波峰焊接；n n3 3）再流焊接（又称回流焊）再流焊接（又称回流焊）n n4 4）压焊（又称打线和）压焊（又称打线和bondingbonding）。）。n n手工焊接可以采用阻焊膜也可以不用阻焊膜，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须采用阻焊膜，并考虑波峰焊接和再流焊接必须采用阻焊膜，并考虑焊接设备的特点，以防焊接时产生桥连和短路。焊接设备的特点，以防焊接时产生桥连和短路。n n再流焊接的印制板设计还需要设计网印焊膏用再流焊接的印制板设计还需要设计网印焊膏用的模版（提供焊盘数据可以由工艺设计）。的模版（提供焊盘数据可以由工艺设计）。n n采用压焊连接时应考虑焊盘表面涂（镀）层的采用压焊连接时应考虑焊盘表面涂（镀）层的匹配问题，不同的焊接方法，对镀层的种类和匹配问题，不同的焊接方法，对镀层的种类和 厚度要求不同，匹配不当将会引起焊接质量或厚度要求不同，匹配不当将会引起焊接质量或产生缺陷。产生缺陷。n n连接盘和焊盘图形设计是保证连接（焊接）质连接盘和焊盘图形设计是保证连接（焊接）质量的重要因素，在进行图形设计时必须了解量的重要因素，在进行图形设计时必须了解n n安装方式和连接（焊接）的特点和形成合格的焊安装方式和连接（焊接）的特点和形成合格的焊点（连接点）的工艺要求。点（连接点）的工艺要求。n n3.4.4 PCA3.4.4 PCA3.4.4 PCA3.4.4 PCA可制造性要素可制造性要素可制造性要素可制造性要素n n无论采用哪一种安装方式或哪一种焊接方法，对无论采用哪一种安装方式或哪一种焊接方法，对于于PCAPCA来说，其可制造性的通用要求一般应考虑以来说，其可制造性的通用要求一般应考虑以下设计要素：下设计要素：n n1 1）布局时考虑元器件的安装间距和与板边缘距）布局时考虑元器件的安装间距和与板边缘距离应符合安装、维修和测试的要求。离应符合安装、维修和测试的要求。n n2 2）元器件（含插针）的安装孔应有足够的插装）元器件（含插针）的安装孔应有足够的插装和焊接的间隙。和焊接的间隙。n n3 3）焊盘和最小环宽尺寸应能满足焊接后形成可）焊盘和最小环宽尺寸应能满足焊接后形成可靠的连接点的要求。并考虑将采用的焊接方式。靠的连接点的要求。并考虑将采用的焊接方式。n n4 4）焊盘尺寸和位置应满足安装质量和考虑焊接时）焊盘尺寸和位置应满足安装质量和考虑焊接时热效应对印制板质量的影响。热效应对印制板质量的影响。n n5 5）需要加固或需要外加散热器的元器件周围，应）需要加固或需要外加散热器的元器件周围，应留出加固和安装散热器的空间位置。留出加固和安装散热器的空间位置。n n6 6）根据元器件的发热情况，按热设计要求，确定）根据元器件的发热情况，按热设计要求，确定元器件是贴板或离板安装，或外加散热器，元器元器件是贴板或离板安装，或外加散热器，元器件的布局和排列方向应有利于散热。件的布局和排列方向应有利于散热。n n7 7）元器件的安装位置和极性标志应清楚准确与电）元器件的安装位置和极性标志应清楚准确与电原理图要求相符，网印的标识应满足网印工艺要原理图要求相符，网印的标识应满足网印工艺要求和焊接要求。求和焊接要求。n n8 8）元器件体下面的过孔和其他不需焊接的孔应有）元器件体下面的过孔和其他不需焊接的孔应有阻焊覆盖或塞孔，以防焊接时焊料流失或流到阻焊覆盖或塞孔，以防焊接时焊料流失或流到 元件体上，造成短路或损坏元器件。元件体上，造成短路或损坏元器件。n n9 9）超大规模器件或发热元件周围在规定的范围内，）超大规模器件或发热元件周围在规定的范围内，不允许布设其他元器件或过孔，以便于维修和防不允许布设其他元器件或过孔，以便于维修和防止热影响器件周围的焊接点。止热影响器件周围的焊接点。n n1010）印制板上的测试点尽量设置在板的边缘，或）印制板上的测试点尽量设置在板的边缘，或不易被其他元件遮挡的地方，以便于测试。不易被其他元件遮挡的地方，以便于测试。n n1111）对元器件的特性进行评估，元器件的耐热性）对元器件的特性进行评估，元器件的耐热性应与焊接方式的受热形式相兼容，端子的涂层应应与焊接方式的受热形式相兼容，端子的涂层应与焊料和印制板的镀层兼容。与焊料和印制板的镀层兼容。n n1212）元器件的布局应充分考虑电磁兼容问题。）元器件的布局应充分考虑电磁兼容问题。n n1313）印制板组装件使用时的环境应力（温湿度、）印制板组装件使用时的环境应力（温湿度、机械震动等环境）的影响。机械震动等环境）的影响。n n1414）印制板组装件的环境试验和可靠性要求。）印制板组装件的环境试验和可靠性要求。n n3.5 3.5 设计的可测试性概念设计的可测试性概念3.5.13.5.1产品设计的可测试性产品设计的可测试性n n可测试性英文为可测试性英文为Design for testabilityDesign for testability，缩写缩写 D F TD F T，是产品可制造性的主要内容，从生产角，是产品可制造性的主要内容，从生产角度考虑也是设计的工艺性之一。度考虑也是设计的工艺性之一。n n可测试性含义：在设计时考虑对产品性能能够检可测试性含义：在设计时考虑对产品性能能够检测的难易程度。也就是说设计产品时，应考虑如测的难易程度。也就是说设计产品时，应考虑如何以最简单的方法对产品的性能和加工质量进行何以最简单的方法对产品的性能和加工质量进行检测，或者产品的设计尽量能使产品容易按规定检测，或者产品的设计尽量能使产品容易按规定的方法对其性能和质量进行检测。尤其是电子产的方法对其性能和质量进行检测。尤其是电子产品的设计，对产品的性能测试是必不可少的。品的设计，对产品的性能测试是必不可少的。n nDFTDFT好的产品设计，可以简化生产过程中检验好的产品设计，可以简化生产过程中检验n n和产品最终检测的准备工作，提高测试效率、和产品最终检测的准备工作，提高测试效率、减少测试费用，并且容易发现产品的缺陷和故减少测试费用，并且容易发现产品的缺陷和故障，进而保证产品的质量稳定性和可靠性。障，进而保证产品的质量稳定性和可靠性。n nDFTDFT设计不好的产品不仅要增加测试的时间和设计不好的产品不仅要增加测试的时间和费用，甚至难于测试而无法保证产品的质量和费用，甚至难于测试而无法保证产品的质量和可靠性。所以对产品设计与测试的方法和设备可靠性。所以对产品设计与测试的方法和设备相兼容的可测试性设计，是电子产品设计必须相兼容的可测试性设计，是电子产品设计必须考虑的重要内容之一。考虑的重要内容之一。n n3.5.23.5.2印制板设计的可测试性内容印制板设计的可测试性内容n n印制板的可测试性设计与可制造性同属于印制印制板的可测试性设计与可制造性同属于印制板的工艺性设计，其内容包含两个部分：板的工艺性设计，其内容包含两个部分：n na.a.半成品或成品印制板的测试。半成品或成品印制板的测试。n nb.b.印制板组装件的可测试性。印制板组装件的可测试性。n n这两部分的测试方法和内容完全不同，但是要这两部分的测试方法和内容完全不同，但是要n n在同一块印制板的设计中反映出来，对设计者来在同一块印制板的设计中反映出来，对设计者来说，既需要了