印制电路板的可靠性和可制造性设计.pptx

主要内容：n n1.印制电路板的特点和通用设计规则印制电路板的特点和通用设计规则n n2.2.印制板设计如何选择基材印制板设计如何选择基材n n3.3.印制板的结构设计和布线层确定印制板的结构设计和布线层确定n n4.4.印制板电性能设计和电磁兼容考虑印制板电性能设计和电磁兼容考虑n n5.5.布局和布线布局和布线n n6.6.印制板的热设计和可制造性设计印制板的热设计和可制造性设计n n7.PCB7.PCB的相关标准的相关标准n n8.8.印制板的发展趋势印制板的发展趋势n n1.1.印制电路板的特点和通用设计规则印制电路板的特点和通用设计规则n n1.11.11.11.1概述概述概述概述 印制电路板简称印制板（缩写印制电路板简称印制板（缩写PCBPCB），它是），它是实现电子产品小型化、轻量化、装配机械化和自实现电子产品小型化、轻量化、装配机械化和自动化的重要基础部件，在电子工业中有广泛应用。动化的重要基础部件，在电子工业中有广泛应用。计算机、通信设备、军用电子设备和航空航天电计算机、通信设备、军用电子设备和航空航天电子产品以及家用电子产品等都离不开印制板。印子产品以及家用电子产品等都离不开印制板。印制板的质量和可靠性对电子产品的性能和可靠性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，同时也影响电子产品的成本。有重要影响，同时也影响电子产品的成本。印制板的固有特性是由板的设计决定印制板的固有特性是由板的设计决定 ，印制印制板设计板设计是由电路设计与印制板制造与安装技术的是由电路设计与印制板制造与安装技术的集成。电子元器件的发展和电子产品的小型化、集成。电子元器件的发展和电子产品的小型化、数字化和高可靠要求，以及表面安装元器件的广数字化和高可靠要求，以及表面安装元器件的广泛的应用，对印制板的设计有更高的要求。尤其泛的应用，对印制板的设计有更高的要求。尤其是数字电路和大规模集成电路的广泛应用，使印是数字电路和大规模集成电路的广泛应用，使印 制板向薄型化、小型化和多层板发展，电路向高制板向薄型化、小型化和多层板发展，电路向高速化和高频的方向发展，常规的印制板设计已满速化和高频的方向发展，常规的印制板设计已满足不了电路技术发展的需要。足不了电路技术发展的需要。数字电路的应用使数字电路的应用使电路信号的传输速度越来越快，高速电路中的电电路信号的传输速度越来越快，高速电路中的电磁兼容考虑对保持信号的完整性十分重要；表面磁兼容考虑对保持信号的完整性十分重要；表面安装元器件的广泛应用，使印制板的布线密度越安装元器件的广泛应用，使印制板的布线密度越来越高，布线层数也急剧增多，导线和间距越来来越高，布线层数也急剧增多，导线和间距越来越细，层间互联的过孔孔径也日趋小孔径，设计越细，层间互联的过孔孔径也日趋小孔径，设计必须考虑其可制造性，从而保证产品设计和制造必须考虑其可制造性，从而保证产品设计和制造的质量和可靠性。的质量和可靠性。因此因此 ，从事印制板设计和使用的人员，熟悉印从事印制板设计和使用的人员，熟悉印制板设计标准、设计的规则，掌握印制电路特性制板设计标准、设计的规则，掌握印制电路特性和和 可制造性要求，对提高印制板设计水平和效率，可制造性要求，对提高印制板设计水平和效率，确保印制板的质量，进而保证电子产品的质量和确保印制板的质量，进而保证电子产品的质量和可靠性是非常必要的可靠性是非常必要的。n n1.1.1 1.1.1 印制板的定义和分类印制板的定义和分类 1 1）按国际电工委员会标准（）按国际电工委员会标准（IEC-60196IEC-60196）的）的术语定义：术语定义：印制电路是指印制电路是指“在绝缘基材上，按预定的设在绝缘基材上，按预定的设计，用印制的方法得到的导电图形，它包括印制计，用印制的方法得到的导电图形，它包括印制线路和印制元件或两者结合而成的电路。线路和印制元件或两者结合而成的电路。”“”“完完成了印制电路和印制线路工艺加工的板子通称为成了印制电路和印制线路工艺加工的板子通称为印制电路板。印制电路板。”也有人把只有导电图形的印制板称为印制线也有人把只有导电图形的印制板称为印制线路板。路板。印制电路板简称为印制板，它的英文名称为印制电路板简称为印制板，它的英文名称为Printed Circuit BoardPrinted Circuit Board，缩写为，缩写为PCBPCB。n n2 2）印制板的分类和用途印制板的分类和用途n n(1)(1)分类分类：由于电子产品的不同需要，印制板也有许多不：由于电子产品的不同需要，印制板也有许多不同种类，其分类方法在国内外采用最多的是按同种类，其分类方法在国内外采用最多的是按PCB PCB 的结的结构和基材分类。按结构分类能反映出构和基材分类。按结构分类能反映出PCBPCB的特点和功能，的特点和功能，按基材分类能反映出按基材分类能反映出PCB PCB 的主要性能。按结构通常分类的主要性能。按结构通常分类如下：如下：印制板印制板 刚性印制板刚性印制板 挠性印制板挠性印制板 刚挠结合印刚挠结合印制板制板 多层板多层板多层板多层板 单面板单面板 无无金金属属化化孔孔的的单单面面板板 有有金金属属化化孔孔的的单单面面板板 双面板双面板 单面板单面板 双面板双面板 无无金金属属化化孔孔的的双双面面板板 有有金金属属化化孔孔的的双双面面板板 银银（碳碳）贯贯孔孔双双面面板板四层四层六层六层N N层层HDIHDI板板特殊板特殊板齐平板齐平板陶瓷板陶瓷板金属芯金属芯板板1 1型型有或有或无增无增强板强板2 2型型有镀有镀覆孔覆孔有或有或无增无增强板强板3 3型多层挠性有型多层挠性有镀覆孔镀覆孔4 4型多层刚挠结型多层刚挠结合有镀覆孔合有镀覆孔5 5型两层以上挠型两层以上挠性或刚挠结性或刚挠结合无镀覆孔合无镀覆孔（2 2）印制板的用途和功能）印制板的用途和功能 n na.a.在电子产品中为电子元器件的组装提供安装、在电子产品中为电子元器件的组装提供安装、固定和支撑的基板；固定和支撑的基板；n nb.b.实现各种电子元器件的电气连接和绝缘。实现各种电子元器件的电气连接和绝缘。n nc.c.印有阻焊膜和字符的板，能在印制板组装件焊印有阻焊膜和字符的板，能在印制板组装件焊接时限定焊料焊接的位置，保护非焊接部分不被接时限定焊料焊接的位置，保护非焊接部分不被焊料润湿。焊料润湿。n nd.d.提供安装、检验和维修的识别标志和字符。提供安装、检验和维修的识别标志和字符。n ne.e.在一些特殊电路中的印制电路板，还可以提供在一些特殊电路中的印制电路板，还可以提供某些电气特性如：特性阻抗、电磁屏蔽等性能。某些电气特性如：特性阻抗、电磁屏蔽等性能。n n f.f.预置电阻、电容或芯片直接封装的印制板，能预置电阻、电容或芯片直接封装的印制板，能提供一定的电路功能，并简化安装程序。提供一定的电路功能，并简化安装程序。3）印制板生产的典型工艺流程印制板生产的典型工艺流程n n印制板的制造方法有：减成法、加成法和半加成印制板的制造方法有：减成法、加成法和半加成法。法。n n 目前应用最广泛、最成熟的生产技术是减成法，目前应用最广泛、最成熟的生产技术是减成法，该法是在覆铜箔基材上有选择性地去除不需要的该法是在覆铜箔基材上有选择性地去除不需要的铜箔形成需要的电路图形。所以又称减法或铜箔铜箔形成需要的电路图形。所以又称减法或铜箔蚀刻法。蚀刻法。n n随着印制板的结构不同，铜箔蚀刻法的工艺流程随着印制板的结构不同，铜箔蚀刻法的工艺流程也有所不同，以下以常用的有金属化孔多层印制也有所不同，以下以常用的有金属化孔多层印制板的典型减成法制造工艺流程为例，简单介绍印板的典型减成法制造工艺流程为例，简单介绍印制板的基本加工流程，其他类型印制板的加工流制板的基本加工流程，其他类型印制板的加工流程是在此基础上减少或增加某些工序。程是在此基础上减少或增加某些工序。n n有金属化孔的多层印制板制造工艺流程有金属化孔的多层印制板制造工艺流程n n注注 ：1 1）防氧化处理是指在裸铜焊盘上涂覆防氧化保焊剂（）防氧化处理是指在裸铜焊盘上涂覆防氧化保焊剂（OSPOSP），不需要进行热风整平。），不需要进行热风整平。n n 2 2）孔金属化、制作导电图形和图形电镀等工序，又分为许多详细工序，此处不再一一）孔金属化、制作导电图形和图形电镀等工序，又分为许多详细工序，此处不再一一列出。列出。n n 3 3）对于挠性板，在印阻焊工序改为热压覆盖膜（预先已开好了焊盘窗口），其余工序）对于挠性板，在印阻焊工序改为热压覆盖膜（预先已开好了焊盘窗口），其余工序相同。相同。制外层导电图形制外层导电图形光绘或照相底版光绘或照相底版CADCAD数据或原图数据或原图CNCCNC钻孔钻孔孔金属化孔金属化孔镀铜加厚孔镀铜加厚图形电镀图形电镀插头镀金插头镀金/镍镍退除金属保护层退除金属保护层蚀刻蚀刻退除保护膜退除保护膜下料下料印阻焊、字符印阻焊、字符防氧化处理防氧化处理热风整平热风整平铣切外形铣切外形检验电测检验电测包装包装成品成品内层覆铜箔板内层覆铜箔板冲钻定位孔清洗清洗、干燥干燥检验（检验（AOIAOI）层压层压制内层内层图形去膜定位定位、叠层蚀刻蚀刻清洗、干燥清洗、干燥导电图形氧化处理导电图形氧化处理去毛刺清洗去毛刺清洗下料、钻定位孔下料、钻定位孔凹蚀凹蚀外层覆铜外层覆铜板、粘结片板、粘结片 1.2 1.2 印制板的印制板的印制板的印制板的通用通用设计规则设计规则设计规则设计规则n n印制板的设计决定印制板的固有特性，在一定程印制板的设计决定印制板的固有特性，在一定程度上也决定了印制板的制造、安装和维修的难易度上也决定了印制板的制造、安装和维修的难易程度，同时也影响印制板及其组装件的可靠性和程度，同时也影响印制板及其组装件的可靠性和成本。所以，设计时应综合考虑印制板各项要素成本。所以，设计时应综合考虑印制板各项要素和可制造性要求，才能取得较好的设计效果，对和可制造性要求，才能取得较好的设计效果，对于任何类型的印制板设计通用规则是：于任何类型的印制板设计通用规则是：n n1.2.11.2.1通用设计规则通用设计规则n n （1 1）电气连接准确性：）电气连接准确性：布局、布线时，印制导线的连接和网络关系应布局、布线时，印制导线的连接和网络关系应与电路图的逻辑关系相一致，如因机械、电气性与电路图的逻辑关系相一致，如因机械、电气性能要求不宜在板上布线时，应在印制板装配图上能要求不宜在板上布线时，应在印制板装配图上注明连接关系和要求。注明连接关系和要求。（2 2）可靠性：）可靠性：n n 印制板的结构、基材的选择、布局、布线、孔印制板的结构、基材的选择、布局、布线、孔互连结构、印制导线的宽度与间距以及制造和安互连结构、印制导线的宽度与间距以及制造和安装工艺等因素，都会影响印制板的可靠性。装工艺等因素，都会影响印制板的可靠性。n n设计时必须综合考虑以上因素合理选择印制板的设计时必须综合考虑以上因素合理选择印制板的结构（布线层数、互连方式、孔结构和焊盘图形结构（布线层数、互连方式、孔结构和焊盘图形等）合理布局、布线。在高频、高速电路设计时，等）合理布局、布线。在高频、高速电路设计时，必须考虑导线阻抗的匹配和电磁兼容问题。必须考虑导线阻抗的匹配和电磁兼容问题。n n一般讲布线层数少、布线密度低的板可靠性高。一般讲布线层数少、布线密度低的板可靠性高。但是在一些特殊电路中，由于电气性能的要求，但是在一些特殊电路中，由于电气性能的要求，特别是在高速电路设计时，采用多层板可能会比特别是在高速电路设计时，采用多层板可能会比单面和双面布线取得更好的可靠性，容易调节信单面和双面布线取得更好的可靠性，容易调节信号线特性阻抗的匹配问题，有利于保持电路信号号线特性阻抗的匹配问题，有利于保持电路信号的完整性。的完整性。（3 3）工艺性：）工艺性：工艺性又称可制造性（工艺性又称可制造性（DFMDFM），广义上还包），广义上还包括可测试性和可维修性，通称为括可测试性和可维修性，通称为“DFXDFX”，是，是PCBPCB设计必须考虑的因素。设计必须考虑的因素。设计时确定印制板的结构、设计时确定印制板的结构、布局、布线和导线宽度、间距以及孔径大小和互布局、布线和导线宽度、间距以及孔径大小和互连结构、焊盘图形设计等要素，应与印制板当前连结构、焊盘图形设计等要素，应与印制板当前的制造和装联工艺水平相适应，尽可能有力于制的制造和装联工艺水平相适应，尽可能有力于制造、安装和维修。一般来说布线密度越高、层次造、安装和维修。一般来说布线密度越高、层次越多、导线宽度和间距越小、孔径越小其制造的越多、导线宽度和间距越小、孔径越小其制造的难度增加。设计时应考虑印制板制造和安装两方难度增加。设计时应考虑印制板制造和安装两方面制造技术的可制造性。面制造技术的可制造性。n n （4 4）经济性：）经济性：n n 不同结构类型（单面、双面和多层布线或挠不同结构类型（单面、双面和多层布线或挠性板）、不同基材、不同加工精度要求的印制板，性板）、不同基材、不同加工精度要求的印制板，以及不同的设计方法，其成本相差很大，一般来以及不同的设计方法，其成本相差很大，一般来说多层板的成本要高于单面和双面板，高密度布说多层板的成本要高于单面和双面板，高密度布线板成本高于低密度布线板。设计时应考虑成本线板成本高于低密度布线板。设计时应考虑成本最低的原则，在满足使用性能要求和安全、可靠最低的原则，在满足使用性能要求和安全、可靠的前提下力求经济适用，有较好的性价比。的前提下力求经济适用，有较好的性价比。n n （5 5）环境适应性和环保性：环境适应性和环保性：n n 根据印制板使用时的环境条件，合理选择印制根据印制板使用时的环境条件，合理选择印制板的基材和涂覆层，以满足使用环境的需要，提板的基材和涂覆层，以满足使用环境的需要，提高印制板的可靠性，延长印制板的使用寿命。高印制板的可靠性，延长印制板的使用寿命。n n 选用的材料和工艺力求对环境无污染或低污染。选用的材料和工艺力求对环境无污染或低污染。1.2.2 1.2.2设计的内容设计的内容 印制板设计是按电路设计的意图，根据网络表将印制板设计是按电路设计的意图，根据网络表将电路原理图转换成印制板图、确定印制板结构、电路原理图转换成印制板图、确定印制板结构、选择基材、考虑机械、电气和热性能，布局和布选择基材、考虑机械、电气和热性能，布局和布线，考虑可制造性并提出加工要求的全过程。主线，考虑可制造性并提出加工要求的全过程。主要设计内容应包括：要设计内容应包括：n n1 1）选择基材；）选择基材；n n2 2）确定）确定PCBPCB结构、尺寸和精度；结构、尺寸和精度；n n3 3）机械性能设计；）机械性能设计；n n4 4）电气性能设计（含电磁兼容考虑）；）电气性能设计（含电磁兼容考虑）；n n5 5）热学设计；）热学设计；n n6 6）印制板表面涂（镀）层的选择；）印制板表面涂（镀）层的选择；n n7 7）导电和非导电图形设计（布局、布线、焊盘图）导电和非导电图形设计（布局、布线、焊盘图形和阻焊图形设计等）；形和阻焊图形设计等）；n n8)8)印制板验收标准和加工需要的其他技术文件。印制板验收标准和加工需要的其他技术文件。1.2.31.2.31.2.31.2.3设计方法设计方法设计方法设计方法n n印制板的设计方法有：印制板的设计方法有：n n人工设计和计算机辅助设计（人工设计和计算机辅助设计（CADCAD）两类。）两类。n n1 1）人工设计：）人工设计：早期的印制板图设计是采用人工绘制或贴图的早期的印制板图设计是采用人工绘制或贴图的方式绘制，需要绘制成方式绘制，需要绘制成2 2：1 1或或4 4：1 1的放大图，再的放大图，再经过照像制版形成经过照像制版形成1 1：1 1的底板图形，才能用于生的底板图形，才能用于生产。该法工艺复杂又费时间，并且质量差，难于制产。该法工艺复杂又费时间，并且质量差，难于制作导线精细、图形复杂的多层印制板图。从上一世作导线精细、图形复杂的多层印制板图。从上一世纪纪7070年代出现计算机辅助设计系统，将年代出现计算机辅助设计系统，将CADCAD用于用于印制板设计后，此法逐渐被淘汰，但偶尔在简单的印制板设计后，此法逐渐被淘汰，但偶尔在简单的印制板图设计时也有采用。印制板图设计时也有采用。n n2 2）CADCAD法：法：计算机辅助设计（计算机辅助设计（CADCAD）是电子设计（）是电子设计（EADEAD）的重要工程内容。的重要工程内容。印制电路的印制电路的CADCAD包括电路设计和印制板图设计，包括电路设计和印制板图设计，CADCAD技术目前已广泛地应用于印制板设计。技术目前已广泛地应用于印制板设计。n nCADCAD法设计印制板速度快，可以按预定的设计规法设计印制板速度快，可以按预定的设计规则自动布线，节省了人力、提高了质量，并且可则自动布线，节省了人力、提高了质量，并且可以完成人工无法进行的复杂图形设计。以完成人工无法进行的复杂图形设计。n nCADCAD还可以直接为印制板制造提供加工数据，能还可以直接为印制板制造提供加工数据，能实现实现CADCAD与与CAMCAM、CATCAT的一体化，减少了设计与的一体化，减少了设计与生产图纸转换的误差，大大提高了印制板的加工生产图纸转换的误差，大大提高了印制板的加工质量和一致性，缩短设计和生产周期、降低成本，质量和一致性，缩短设计和生产周期、降低成本，提高了印制板的研制、开发效率。提高了印制板的研制、开发效率。n n此处介绍的印制板设计内容主要是指：印制板图此处介绍的印制板设计内容主要是指：印制板图形设计部分。形设计部分。n n1.2.3.1 CAD1.2.3.1 CAD1.2.3.1 CAD1.2.3.1 CAD设计的流程设计的流程设计的流程设计的流程n nPCBPCB设计用的软件种类很多，例如：设计用的软件种类很多，例如：Protel 99SE Protel 99SE、Protel DXP Protel DXP、OrCAD OrCAD、PADSPADS、MentroMentro公司公司Power PCB5.0 Power PCB5.0 及以色列的Valor（CAM）等，根等，根据产品的复杂程度及掌握和应用软件的习惯，可据产品的复杂程度及掌握和应用软件的习惯，可以采用不同的设计软件，不同的设计软件其操作以采用不同的设计软件，不同的设计软件其操作方法不同，在此不详细介绍，但其设计流程基本方法不同，在此不详细介绍，但其设计流程基本相同。典型的设计流程为：相同。典型的设计流程为：设计准备设计准备设计准备设计准备网络表输入网络表输入网络表输入网络表输入 设计规则设置设计规则设置设计规则设置设计规则设置元器件布局元器件布局元器件布局元器件布局 布线布线布线布线 DRC DRC检查检查检查检查复查（人工干预）复查（人工干预）复查（人工干预）复查（人工干预）输出输出输出输出 （1 1）PCBPCB设计准备设计准备n n1 1）标准元器件库的建立）标准元器件库的建立 把物理元件视为电子元器件的封装尺寸在把物理元件视为电子元器件的封装尺寸在PCBPCB上的平面投影，设计前应考虑布局布线与生产工上的平面投影，设计前应考虑布局布线与生产工艺可行性。建立逻辑元件的引脚与物理引脚尺寸艺可行性。建立逻辑元件的引脚与物理引脚尺寸之间的对应关系，以确定焊盘尺寸和位置。如果之间的对应关系，以确定焊盘尺寸和位置。如果对双列直插式器件孔径设计过小，影响安装和焊对双列直插式器件孔径设计过小，影响安装和焊接，孔径过大，会影响两焊盘间走线，会降低布接，孔径过大，会影响两焊盘间走线，会降低布线的布通率。线的布通率。n n2 2）特殊元件库的建立）特殊元件库的建立 对于特殊元件尺寸，即非标准物理元件上的尺对于特殊元件尺寸，即非标准物理元件上的尺寸，必须查阅有关资料或实际测量电子元器件的寸，必须查阅有关资料或实际测量电子元器件的尺寸（外形尺寸、焊盘大小、引脚排列序号等），尺寸（外形尺寸、焊盘大小、引脚排列序号等），必要时可以把常用的定型元器件单独建库，以供必要时可以把常用的定型元器件单独建库，以供使用方便。使用方便。n n3)3)具体的具体的PCBPCB设计文件的建立设计文件的建立 根据逻辑图（或网络表）、物理元件库和根据逻辑图（或网络表）、物理元件库和PCBPCB的机械结构和外形阐述的描述，可以对某一具体的机械结构和外形阐述的描述，可以对某一具体印制板进行设计，但是设计中需要考虑各种设计印制板进行设计，但是设计中需要考虑各种设计规则的要求，往往需要多次修正，重复建立设计规则的要求，往往需要多次修正，重复建立设计文件，直至达到正确、满意为止。文件，直至达到正确、满意为止。n n（2 2）网络表输入）网络表输入 网络表是自动布线的灵魂，也是原理图编辑软件网络表是自动布线的灵魂，也是原理图编辑软件与印制板图设计软件之间的接口和桥梁，在生成、与印制板图设计软件之间的接口和桥梁，在生成、并确认网络表（含有元件封装的说明）后，并确认网络表（含有元件封装的说明）后，将网络表导入设计系统，如果采用将网络表导入设计系统，如果采用Power PCBPower PCB进进行设计可采用两种方法：行设计可采用两种方法：n n 一种是使用一种是使用Power LogicPower Logic的的OLE Power PCB OLE Power PCB ConnectionConnection功能，选择功能，选择Send NetlistSend Netlist，应用，应用OLEOLE功能，可以随时保持原理图与功能，可以随时保持原理图与PCBPCB图的一致，尽图的一致，尽量减少出错的可能。量减少出错的可能。n n 另一种方法是直接在另一种方法是直接在Power PCBPower PCB中装载网络表，中装载网络表，选择选择File ImportFile Import命令，将原理图生成的网络表导命令，将原理图生成的网络表导入。入。n n如果采用如果采用Protel 99-PCBProtel 99-PCB可直接从设计文件夹可直接从设计文件夹“DocumentsDocuments”调出，导入调出，导入PCBPCB板设计编辑器。板设计编辑器。n n（3 3）规则设置）规则设置 按用户要求对元件的布置参数、板的层数、焊盘按用户要求对元件的布置参数、板的层数、焊盘形状尺寸、过孔大小、布线参数等进行设置。如形状尺寸、过孔大小、布线参数等进行设置。如果在原理图设计阶段已经把果在原理图设计阶段已经把PCBPCB的设计规则设置的设计规则设置好了，就不再重新设置，如果有修改，但逻辑关好了，就不再重新设置，如果有修改，但逻辑关系必须保证原理图与系必须保证原理图与PCBPCB图的一致。图的一致。n n（4 4）元器件布局元器件布局 输入网络表后，所有的元器件都会在工作区的零输入网络表后，所有的元器件都会在工作区的零点重叠在一起，布局就是把这些元器件（元件的点重叠在一起，布局就是把这些元器件（元件的投影图形）分开，按规则整齐摆放在规定的位置，投影图形）分开，按规则整齐摆放在规定的位置，在摆放元件前，应设定板的外形（在摆放元件前，应设定板的外形（Board Board OutlineOutline）和布局、布线区域。布局有两种方法：）和布局、布线区域。布局有两种方法：手工布局和自动布局。手工布局和自动布局。n n布局时应考虑保证布线的布通率、制造的工艺要布局时应考虑保证布线的布通率、制造的工艺要求、电磁兼容等问题。关键的高速器件一般采用求、电磁兼容等问题。关键的高速器件一般采用手工布局效果更好一些。自动布局效果往往不太手工布局效果更好一些。自动布局效果往往不太理想，需要人工调整。理想，需要人工调整。n n（5 5）布线）布线 在布局的基础上按布线规则和逻辑要求布设导在布局的基础上按布线规则和逻辑要求布设导线，有两种方法布线，即手工布线和自动布线，线，有两种方法布线，即手工布线和自动布线，通常两种方法配合使用，步骤是手工通常两种方法配合使用，步骤是手工自动自动手手工。工。n n手工布线是在自动布线前对导线宽度和间距、走手工布线是在自动布线前对导线宽度和间距、走线距离、屏蔽等有特殊要求的导线，如高频时钟、线距离、屏蔽等有特殊要求的导线，如高频时钟、模拟小信号、主电源等导线，先用手工布线，其模拟小信号、主电源等导线，先用手工布线，其次是一些特殊的封装，如次是一些特殊的封装，如QFP/BGAQFP/BGA类的器件走线。类的器件走线。n n 自动布线是在手工布设完那些特殊导线后，自动布线是在手工布设完那些特殊导线后，其余的网络线由计算机自动布线，如果达到其余的网络线由计算机自动布线，如果达到100%100%布通率，则再进行手工调整优化。如果不布通率，则再进行手工调整优化。如果不能能100100布通，就要重新调整布局和手工布线，布通，就要重新调整布局和手工布线，直至完全布通直至完全布通 。自动布线往往难于完全符合布线。自动布线往往难于完全符合布线规则，必需要进行手工调整。最后进行大面积铺规则，必需要进行手工调整。最后进行大面积铺铜，作为屏蔽层和平衡各层铜导体的面积（可在铜，作为屏蔽层和平衡各层铜导体的面积（可在DRCDRC后进行）。后进行）。n n（6 6）检查）检查n n 按设计规则（按设计规则（DRCDRC）和电原理图检查布线。检）和电原理图检查布线。检查项目应包括：连通性、导线宽度和间距、焊盘、查项目应包括：连通性、导线宽度和间距、焊盘、过孔、高速规则、地电层等。过孔、高速规则、地电层等。n n（7 7）复查）复查n n根据根据PCBPCB检查表逐项检查布局布线的合理性和与检查表逐项检查布局布线的合理性和与设计规则的符合性，如果不合格，则需修改布局设计规则的符合性，如果不合格，则需修改布局和布线，同时可以进行人工调整，直至符合要求。和布线，同时可以进行人工调整，直至符合要求。有的软件具有模拟仿真功能，进行仿真其效果更有的软件具有模拟仿真功能，进行仿真其效果更好。好。n n（8 8）设计输出）设计输出n nPCBPCB设计好以后，可以将设计输出光绘文件和打设计好以后，可以将设计输出光绘文件和打印文件。光绘软件交印制板生产厂商绘制生产底印文件。光绘软件交印制板生产厂商绘制生产底版；打印文件是应用打印机分层打印出各层导电版；打印文件是应用打印机分层打印出各层导电图形、阻焊图、字符图和钻孔图，以便于设计检图形、阻焊图、字符图和钻孔图，以便于设计检查、复查和生产方制造和检验使用。查、复查和生产方制造和检验使用。2.印制板设计如何选择基材印制板设计如何选择基材n n 正确选择基材是印制板设计的重要内容，尤其正确选择基材是印制板设计的重要内容，尤其是在高速电路的是在高速电路的PCBPCB设计中更为关键。基材影响设计中更为关键。基材影响印制板的基本性能（机械强度、绝缘电阻、耐电印制板的基本性能（机械强度、绝缘电阻、耐电压、介电常数、介质损耗等电性能压、介电常数、介质损耗等电性能 及耐热性能等）及耐热性能等）、制造工艺和成本，设计选用基材时应综合考虑、制造工艺和成本，设计选用基材时应综合考虑以上因素。正确选择基材，就要熟悉基材。以上因素。正确选择基材，就要熟悉基材。n n以减成法（铜箔蚀刻法）制造印制板所用的基材以减成法（铜箔蚀刻法）制造印制板所用的基材覆铜箔层压板，简称覆箔板，它是目前国内覆铜箔层压板，简称覆箔板，它是目前国内外应用广泛，用量最大的外应用广泛，用量最大的PCBPCB基材。基材。n n2.1 2.1 覆铜箔板的分类覆铜箔板的分类n n 由于电子产品的需求不同，覆箔板又分为许多由于电子产品的需求不同，覆箔板又分为许多种类和规格，有刚性基材和挠性基材两大类。种类和规格，有刚性基材和挠性基材两大类。n n2.1.1 2.1.1 刚性覆箔板刚性覆箔板：n n 由树脂、增强材料和铜箔层压制成，按其基由树脂、增强材料和铜箔层压制成，按其基材中的增强材料不同，主要分为以下四类：材中的增强材料不同，主要分为以下四类：n n1 1）纸基板）纸基板 ：以浸渍纤维纸作为增强材料。：以浸渍纤维纸作为增强材料。n n2 2）玻璃布基板玻璃布基板：以玻璃纤维纺织而成的布浸渍树：以玻璃纤维纺织而成的布浸渍树脂作为增强材料脂作为增强材料(如：如：G10G10、FR-4/FR-5)FR-4/FR-5)。n n3 3）复合基板）复合基板 ：n n 采用两种或两种以上增强材料的基板称为复采用两种或两种以上增强材料的基板称为复合基材，如表层和芯层采用了两种不同的增强材合基材，如表层和芯层采用了两种不同的增强材料的料的CEM-1/CEM-3CEM-1/CEM-3基材。基材。n n4 4）特殊材料基板：）特殊材料基板：n n 采用金属、陶瓷或采用金属、陶瓷或 耐热热塑性基板的材料。耐热热塑性基板的材料。n n除此之外还有芳酰胺纤维布、玻璃纤维无纺布、除此之外还有芳酰胺纤维布、玻璃纤维无纺布、石英纤维布等增强的材料。石英纤维布等增强的材料。n适合于制作高密度互连（HDI）印制板的覆树脂铜箔（RCC）等新型材料，主要有用于制造积层式多层印制板的感光性或热固性树脂及附树脂铜箔等。n每类材料又以所用的树脂粘合剂与基材不同分为许多品种如：n覆铜箔酚醛纸质层压板、覆铜箔环氧玻璃布层压板、覆铜箔聚酰亚胺玻璃布层压板等。n阻燃性与非阻燃性基材：n每种覆铜箔层压板根据其耐燃烧的程度，有阻燃型与非阻燃型之分。阻燃性是指印制板的基材抵抗着火燃烧与火焰蔓延的一种能力。n n 对能达到对能达到ULUL标准中规定的垂直燃烧法试验的标准中规定的垂直燃烧法试验的燃烧性要求的燃烧性要求的V V0 0级的板，称为阻燃型板（又称级的板，称为阻燃型板（又称V V0 0板），抗燃烧性能好，依次有板），抗燃烧性能好，依次有V1V1、V2V2级等；达到级等；达到ULUL标准标准HBHB级要求的板称为非阻燃型板。级要求的板称为非阻燃型板。n n 一般阻燃型板相当于美国一般阻燃型板相当于美国NEMANEMA标准中的标准中的FR2FR2、FR3FR3、FR4FR4、FR5FR5板，其内层印有红色商标标记。板，其内层印有红色商标标记。我国标准是按国际统一的命名法，在基材代号后我国标准是按国际统一的命名法，在基材代号后面加面加“F F”，如：，如：CEPGCCEPGC32F32F。n n2.1.22.1.2挠性覆铜箔板挠性覆铜箔板n n 由树脂薄膜与铜箔压制而成，基材可以弯曲。由树脂薄膜与铜箔压制而成，基材可以弯曲。常用的薄膜材料有：常用的薄膜材料有：n n聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚酰亚胺氟碳乙烯薄聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚酰亚胺氟碳乙烯薄膜等。使用最多的是前两种。膜等。使用最多的是前两种。n n根据覆箔板的铜箔面数有单面板、双面板和用于根据覆箔板的铜箔面数有单面板、双面板和用于制造多层板的薄型单面或双面板。按照覆箔板的制造多层板的薄型单面或双面板。按照覆箔板的厚度和铜箔的厚度不同又有多种规格。厚度和铜箔的厚度不同又有多种规格。n n2.22.2常用基材的特性常用基材的特性n n 基材的特性直接影响印制板的基本特性，诸如基材的特性直接影响印制板的基本特性，诸如印制板的介电常数、介质损耗正切值、耐热性、印制板的介电常数、介质损耗正切值、耐热性、阻燃性、吸湿性和抗弯强度等主要取决于基材，阻燃性、吸湿性和抗弯强度等主要取决于基材，印制板的耐电压、表面绝缘电阻和剥离强度等性印制板的耐电压、表面绝缘电阻和剥离强度等性能与基材有重要关系。常用的基材主要有：能与基材有重要关系。常用的基材主要有：n n 覆铜箔环氧纸质层压板（高可靠产品一般不用）覆铜箔环氧纸质层压板（高可靠产品一般不用）n n 覆铜箔环氧玻璃布层压板（阻燃和非阻燃型）覆铜箔环氧玻璃布层压板（阻燃和非阻燃型）n n 覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板(高频微波板高频微波板)n n 覆铜箔聚酰亚胺玻璃布层压板覆铜箔聚酰亚胺玻璃布层压板n n 覆铜箔聚酰亚胺芳酰胺布层压板覆铜箔聚酰亚胺芳酰胺布层压板n n 挠性板主要有：覆铜箔聚酯薄膜和覆铜箔聚酰亚挠性板主要有：覆铜箔聚酯薄膜和覆铜箔聚酰亚胺薄膜等。常用的基材特性及应用范围见表胺薄膜等。常用的基材特性及应用范围见表2.12.1。n n 表表2.1 2.1 基材特性及应用范围基材特性及应用范围 项目项目基材基材型号型号基材名称基材名称国家标准号国家标准号相当于相当于MILMIL和和 NEMANEMA标准标准 基材特性基材特性 应用范围应用范围CPFCP-6FCPFCP-6F覆铜箔酚醛纸质覆铜箔酚醛纸质层压板层压板GB4723GB4723FR-2FR-2有较好的电气性能和冷有较好的电气性能和冷冲加工性，吸湿性差、冲加工性，吸湿性差、工作温度较低工作温度较低收音机、收录机、黑收音机、收录机、黑白电视机等民用电子白电视机等民用电子产品产品CEPCP-22FCEPCP-22F覆铜箔环氧纸质覆铜箔环氧纸质层压板层压板GB4724GB4724PXPXFR-3FR-3机电性能优于酚醛板，机电性能优于酚醛板，吸湿性较小但价格略高，吸湿性较小但价格略高，有阻燃性有阻燃性工作环境较好的电子工作环境较好的电子仪器、彩电等民用电仪器、彩电等民用电子产品子产品CEPGC-31CEPGC-31覆铜箔环氧玻璃覆铜箔环氧玻璃布层压板布层压板GB4725GB4725GEGEG10G10机电性能良好、吸湿性机电性能良好、吸湿性小工作温度在小工作温度在120120以以下，无阻燃性能下，无阻燃性能计算机、通讯设备及计算机、通讯设备及一般航空、航天电子一般航空、航天电子产品产品CEPGC-32FCEPGC-32F阻燃型覆铜箔环阻燃型覆铜箔环氧玻璃布层压板氧玻璃布层压板GB4725GB4725GFGFFR-4FR-4机电性能优良，工作温机电性能优良，工作温度较高有阻燃性，度较高有阻燃性，Tg135210 Tg135210 系列系列计算机、通讯设备、计算机、通讯设备、高级家电产品及军用、高级家电产品及军用、航空航天产品航空航天产品CPICPI挠性覆铜聚酰亚挠性覆铜聚酰亚胺薄膜胺薄膜GB13555GB13555PIPI良好的可挠性，尺寸稳良好的可挠性，尺寸稳定性、耐热性好，可在定性、耐热性好，可在200200下连续工作下连续工作工作空间小、温度较工作空间小、温度较高、有弯折要求的电高、有弯折要求的电子产品子产品CUPCUP挠性覆铜薄聚酯挠性覆铜薄聚酯薄膜薄膜GB13556GB13556PETPET可挠性、介电性好，吸可挠性、介电性好，吸湿性小成本低，熔点低湿性小成本低，熔点低工作温度在工作温度在105105以下以下工作空间小、温度不工作空间小、温度不高，需要弯折的民用高，需要弯折的民用产品及带状电缆产品及带状电缆CTFGCCTFGC覆铜薄聚四氟乙覆铜薄聚四氟乙烯玻璃布层压板烯玻璃布层压板GTGTr r 和和 tgtg小、化学稳定性小、化学稳定性好、工作范围宽，但刚好、工作范围宽，但刚性稍差、成本高性稍差、成本高微波、高频电路的电微波、高频电路的电子产品子产品CPIGCCPIGC覆铜箔聚酰亚胺覆铜箔聚酰亚胺玻璃布层压板玻璃布层压板GB/T16317GB/T16317GIGPYGIGPY机电性能好、耐热、工机电性能好、耐热、工作温度高，阻燃性好但作温度高，阻燃性好但成本高成本高工作环境温度高或高工作环境温度高或高可靠性电子产品可靠性电子产品n n2.32.3基材的选择基材的选择 选择基材的根据：选择基材的根据：n n1 1）PCBPCB的电路特性和使用条件及机械、电气性能的电路特性和使用条件及机械、电气性能要求，选择材料的类型和规格。同一产品不同的要求，选择材料的类型和规格。同一产品不同的部位可以采用不同类型的基材。采用无铅焊料及部位可以采用不同类型的基材。采用无铅焊料及SMTSMT板，应采用无卤素和尺寸稳定性好的基材。板，应采用无卤素和尺寸稳定性好的基材。例如：耐高温覆铜箔环氧玻璃布层（一般例如：耐高温覆铜箔环氧玻璃布层（一般FR4FR4的的Tg Tg 为为135135145 145 ，无