印制電路板的制造原理

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

　　PCB是如何制造出來的呢？我們打開通用電腦的健盤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。因為通用絲網(wǎng)漏印方法得到這種圖形，所以我們稱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，我們就稱它為剛性板。再制成印制線路板，我們就稱它為剛性印制線路板。單面有印制線路圖形我們稱單面印制線路板，雙面有印制線路圖形，再通過孔的金屬化進行雙面互連形成的印制線路板，我們就稱其為雙面板。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)計要求進行互連的印制線路板就成為四層、六層印制電路板了，也稱為多層印制線路板?，F(xiàn)在已有超過100層的實用印制線路板了。

　　PCB的生產(chǎn)過程較為復(fù)雜，它涉及的工藝范圍較廣，從簡單的機械加工到復(fù)雜的機械加工，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，計算機輔助設(shè)計CAM等多方面的知識。而且在生產(chǎn)過程中工藝問題很多而且會時時遇見新的問題而部分問題在沒有查清原因問題就消失了，由于其生產(chǎn)過程是一種非連續(xù)的流水線形式，任何一個環(huán)節(jié)出問題都會造成全線停產(chǎn)或大量報廢的后果，印刷線路板如果報廢是無法回收再利用的，工藝工程師的工作壓力較大，所以許多工程師離開了這個行業(yè)轉(zhuǎn)到印刷線路板設(shè)備或材料商做銷售和技術(shù)服務(wù)方面的工作。

　　為進一認(rèn)識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、短路測試→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、去毛刺刷洗→化學(xué)鍍（導(dǎo)通孔金屬化）→（全板電鍍薄銅）→檢驗刷洗→網(wǎng)印負(fù)性電路圖形、固化（干膜或濕膜、曝光、顯影）→檢驗、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→（噴錫或有機保焊膜）→外形加工→清洗、干燥→電氣通斷檢測→檢驗包裝→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)整平或有機保焊膜）→數(shù)控洗外形→清洗、干燥→電氣通斷檢測→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)展起來的。它除了繼了雙面工藝外，還有幾個獨特內(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、專用材料。

　　我們常見的電腦板卡基本上是環(huán)氧樹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，能看出焊點很有規(guī)則，這些焊點的元件腳分立焊接面我們就叫它為焊盤。為什么其它銅導(dǎo)線圖形不上錫呢。因為除了需要錫焊的焊盤等部分外，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層，能起到防潮、防腐蝕、防霉和機械擦傷等作用。從外觀看，表面光滑明亮的綠色阻焊膜，為菲林對板感光熱固化綠油。不但外觀比較好看，便重要的是其焊盤精確度較高，從而提高了焊點的可靠性。

　　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印制板的設(shè)計、加工和檢驗過程進行有效管理以及監(jiān)視和測量工作。

　　1、設(shè)計階段的質(zhì)量控制

　　設(shè)計階段的質(zhì)量控制工作主要包括以下內(nèi)容。

　　（1）項目負(fù)責(zé)人要對印制板的設(shè)計文檔進行審核并履行相關(guān)審批程序，確保設(shè)計文檔合法有效。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)計再優(yōu)秀也是廢紙一堆。

　　（2）項目負(fù)責(zé)人和工藝師要對印制板制作的工藝要求進行把關(guān)，確保印制板的可制造性。工藝要求如果簡單可以直接在設(shè)計圖紙上列出，如果內(nèi)容較多則單獨成文。工藝要求不管是簡單還是復(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)時的生產(chǎn)工藝水平，經(jīng)濟實惠，性價比高且方便后續(xù)裝配、調(diào)試、檢驗等工序的開展。

　?。?）標(biāo)準(zhǔn)化師對印制板的測試點、結(jié)構(gòu)形式、外形尺寸、印制線布局、焊盤、過孑L、字符等設(shè)計進行規(guī)范性審查以確保印制板的可測試性和規(guī)范性，盡可能滿足有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、國家軍用標(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)量部門會同采購部門對印制板的生產(chǎn)廠家的資質(zhì)、生產(chǎn)能力等進行實地考察并認(rèn)證，確保生產(chǎn)廠家有能力完成生產(chǎn)任務(wù)。

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

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

　　3、檢驗階段的質(zhì)量控制

　　檢驗階段的質(zhì)量控制工作就是嚴(yán)格按照檢驗依據(jù)，通過目測或采用專門的工裝和儀器，對印制板進行監(jiān)視和測量，并保存記錄。如有特殊要求，則應(yīng)制定專門的驗收檢驗細(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+工廠質(zhì)量保證體系評定+認(rèn)證后監(jiān)督（質(zhì)量保證體系復(fù)查+工廠和／或市場抽樣），其中，型式試驗，是指工廠按CQC的要求，將產(chǎn)品送指定實驗室按認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)進行全項目試驗。

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

　　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行質(zhì)量保證體系復(fù)查，同時根據(jù)規(guī)則的規(guī)定進行產(chǎn)品抽樣檢測。

　　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；型式試驗；初始工廠檢查；抽查檢測；認(rèn)證結(jié)果評價與批準(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，作為公開文件，可在CQC網(wǎng)站下載。見表1。

　　4、各認(rèn)證規(guī)則所對應(yīng)的產(chǎn)品檢測標(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)品檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進行型式試驗，按不同認(rèn)證規(guī)則申請CQC標(biāo)志認(rèn)證時，所對應(yīng)的產(chǎn)品檢測標(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CQC標(biāo)志認(rèn)證時，認(rèn)證規(guī)則中要求的檢測標(biāo)準(zhǔn)均對樣品的數(shù)量作出了規(guī)定，所對應(yīng)的樣品要求各不相同，具體見表3。

　　6、對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，在申請印制線路板認(rèn)證時，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試驗。隨機試驗時，若覆銅箔板試驗未通過，將導(dǎo)致所申請的印制線路板認(rèn)證型式試驗未通過，同時，增加了試驗的費用。

　　印制電路板設(shè)計質(zhì)量的要求

　　在保證SMT印制電路板生產(chǎn)質(zhì)量的過程中，設(shè)計質(zhì)量是質(zhì)量保證的前提和條件，如果疏忽了對設(shè)計質(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。根據(jù)這一情況本文結(jié)合組裝過程的實際情況和有關(guān)資料，總結(jié)出SMT印制電路板設(shè)計過程中設(shè)計員的自審和專業(yè)工藝工程人員的復(fù)審內(nèi)容和項目，供產(chǎn)品設(shè)計師和工藝師參考。

　　1、SMT設(shè)計程序新產(chǎn)品在開發(fā)過程中往往分為方案設(shè)計階段、初步設(shè)計階段、工程設(shè)計階段、樣板和試生產(chǎn)階段、批量生產(chǎn)階段等幾個環(huán)節(jié)。

　　1．1方案設(shè)計階段在新產(chǎn)品調(diào)研、分析與立項過程中，產(chǎn)品設(shè)計師和工藝師應(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)計和應(yīng)該采用的工藝方法和建議。

　　1．2初步設(shè)計階段在完成造形設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(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)計師能在有效范圍內(nèi)進行布線設(shè)計。

　　1．3工程設(shè)計階段在電路設(shè)計師設(shè)計過程中，依據(jù)各種標(biāo)準(zhǔn)和手冊進行詳細(xì)布線，實現(xiàn)功能。

　　1．4樣機與試生產(chǎn)階段根據(jù)設(shè)計資料加工SMT、印制電路板，驗證設(shè)計功能是否達到和滿足工序要求。

　　1．5批量生產(chǎn)階段在SMT印制電路板設(shè)計的各個階段設(shè)計師應(yīng)經(jīng)常對自己的設(shè)計進行自我審查，工藝師也應(yīng)經(jīng)常進行復(fù)審，提出建議和解決辦法。而在上述各階段中以工程設(shè)計階段完成后的設(shè)計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)審項目和內(nèi)容及一些基本設(shè)計原則。

　　2、設(shè)計完成后設(shè)計質(zhì)量的審核SMT印制電路板詳細(xì)階段設(shè)計完成后，設(shè)計者按以下條目進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的問題，工藝員或?qū)I(yè)工程人員進行復(fù)審將盡可能地提高設(shè)計質(zhì)量。

　　2．1審核PCB設(shè)計后的組裝形式從加工工藝的過程考慮，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)計者應(yīng)考慮SMT板形設(shè)計是否最大限度地減少組裝流程的問題，即多層板或雙面板的設(shè)計能否用單面板代替？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表l。表1SMT印制電路板組裝形式組裝形式PCB設(shè)計特征單面全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面僅貼簡單SMD一面既裝SMD，又裝有THC另一面僅裝有Chip類元件和SOPA面THCB面僅貼簡單SMD一面裝THC另一面僅裝有Chip類元件SOP

　　2．2審核PCB工藝夾持邊和定位孔設(shè)計因在PCB組裝過程中，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），在這個范圍內(nèi)不允許布放元器件和焊盤，遇有高密度板無法留出夾持邊的，可設(shè)計工藝邊或采用拼板形式焊后切去。有些型號貼片機還需設(shè)置定位孔，那么在定位孔周圍lmm范圍內(nèi)也不允許貼片。

　　2．3審核PCB設(shè)計定位基準(zhǔn)符號和尺寸

　　2．3．1對于采用光學(xué)基準(zhǔn)符號定位的貼片設(shè)備（如絲印機、貼片機）必須設(shè)計出光學(xué)定位基準(zhǔn)符號。

　　2．3．2基準(zhǔn)符號的應(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，對于這種情況原則上間距小于0．65mm的QFP應(yīng)應(yīng)在其對角位置設(shè)置定位基準(zhǔn)符號；三是用于拼版PCB子板的定位?；鶞?zhǔn)符號成對使用。布置于定位要素的對角處。

　　2．3．3基準(zhǔn)符號種類和尺寸?；鶞?zhǔn)符號采用圖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)符號大1．5mm的無阻焊區(qū)。

　　2.4審核SMT印制電路板的布線設(shè)計SMT印制電路板的布線密度設(shè)計原則：在組裝密度許可情況下，盡量選用低密度布線設(shè)計，以提高無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，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，對于高頻信號最好用地線屏蔽，提高高頻電路的屏蔽效果。在大面積使用地線布置時，地線應(yīng)設(shè)計成網(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印制電路板上同時安裝模擬電路和數(shù)字電路時，宜將兩種電路的地線系統(tǒng)完全分開，它們的供電系統(tǒng)同樣也宜完全分開，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，在這些導(dǎo)線之間要加接地線。

　　2．4．6印制電路板信號走線，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電路防護有利（如靜電防護）。

　　2．5審核SMT印制電路板的布局設(shè)計SMT印制電路板設(shè)計中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)計和審核SMT印制電路板設(shè)計中應(yīng)注意以下幾個方面。

　　2．5．1在采用波峰焊接時，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應(yīng)排布散熱器的位置和固定方式，熱敏感器件應(yīng)遠離散熱器，大質(zhì)量的器件應(yīng)考慮加裝器件固定架或固定盤。2．5．3SMD在PCB上的排列，原則上應(yīng)隨元器件類型改變而變化，但同時SMD盡可能采取一個方向、一個間距、一個極性排列。這樣有利于貼裝、焊接和檢測。

　　2．5．4考慮到元器件制造誤差、貼裝誤差以及檢測和返修之需，相鄰元器件焊盤之間間隔不能太近，建議按下述原則設(shè)計。（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。

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

　?。?）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（一般指其間隔小于相鄰元件中較大一個元件的高度），較小的元器件應(yīng)排在首先進入焊料波的位置。一般將PCB長尺寸邊作為傳送邊，布局時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）大功率元件周圍不應(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，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變形對元件可靠性的影響。

　　2.6審核SMT印制電路板過孔與焊盤的設(shè)計

　　2．6．1焊盤原則上應(yīng)盡量避免設(shè)計過孔，如果孔和焊點靠得太近，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，造成焊點不飽滿或虛焊。第六屆裝聯(lián)學(xué)會論文集中，有人嘗試直接在焊盤上使用了過孔設(shè)計，原因是元器件密度較高，是多層板，設(shè)計時過孔盡量設(shè)置在焊盤的頂端，過孔必須小于焊盤，要求過孔越小越好，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)盡量避免在焊盤上設(shè)計過孔。

　　2．6．2進行SMT印制電路板焊盤的設(shè)計有一些標(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)。但是有幾個容易忽視的問題值得注意。

　?。?）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)計時，應(yīng)以供應(yīng)商提供的封裝結(jié)構(gòu)尺寸來進行設(shè)計。要求設(shè)計者應(yīng)掌握器件供應(yīng)商的資料，在電路設(shè)計工作中，應(yīng)隨時更新和增補元器件材料庫，保證設(shè)計者能從庫中直接調(diào)用器件時不會發(fā)生記錄與器件不符現(xiàn)象。

　?。?）當(dāng)采用波峰焊接工藝時，插腳的焊盤通孔，一般應(yīng)比引腳線徑大0．05—0．30mm，其焊盤的直徑應(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)有器件無法插入孔徑的問題，在設(shè)計過程中是難以審核出這種問題，該問題只能在材料的入庫前檢驗把關(guān)，因此材料檢驗機構(gòu)應(yīng)具備與設(shè)計同樣的詳細(xì)器件資料。

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

　　（1）定位孔設(shè)計的尺寸和精度要求，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)計中定位孔按對角設(shè)計，孔徑應(yīng)符合所選ICT設(shè)備定位銷的尺寸及公差要求。在印制電路板面積較大時，最好設(shè)計三個定位孔，呈三角形排列；（2）測試點的焊盤尺寸應(yīng)大于0，9mm；

　?。?）采用真空吸附，針床接觸測試方式時，盡量將需要測試點的焊盤設(shè)計在一個平面（對于雙層板或多層板），可以減少測試工序，測試點將均勻地分布在印制電路板上，保持板面受力均勻；

　　（4）測試點焊盤的位置應(yīng)盡量布置在網(wǎng)格上。

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

　?。?）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)）；

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

　?。?）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：

　?。?）阻焊膜材料及厚度；

　?。?）PCB拼版圖紙；

　　（6）其它必須要說明的特殊要求。

　　3SMT印制電路板的設(shè)計質(zhì)量審核質(zhì)量記錄在SMT設(shè)計加工過程中，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題均有可能造成產(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)計人員首先應(yīng)明確設(shè)計質(zhì)量是關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量的前提，完成功能的設(shè)計并不意味任務(wù)的結(jié)束，他仍需組織試制、樣機評審、設(shè)計的更改與完善直至交付批量生產(chǎn)，在這些過程中質(zhì)量記錄是很重要的信息也是設(shè)計者改進的依據(jù)，它一直貫穿于產(chǎn)品的設(shè)計至生產(chǎn)過程中。在洲r(nóng)印制電路板完成工程設(shè)計后，要求設(shè)計人員首先應(yīng)完成電性能的驗證，同時按下述內(nèi)容自審布板的內(nèi)容：

　?。?）SMT板型設(shè)計是否考慮了最大限度地減少組裝流程的問題，即雙面板的設(shè)計能否用單面板代替，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)計出定位基準(zhǔn)符號，尺寸是否正確，定位基準(zhǔn)符號周圍是否有1．0一1．5mm無阻焊區(qū)；

　?。?）PCB非接地安裝孔是否標(biāo)明非金屬化；

　　（5）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和修補；

　?。?）SMD的排布是否按照一個極性、一個引線位向的原則排列；

　?。?）對于采用波峰焊的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引線與焊盤尺寸是否一致；

　　（10）軸向插裝元件立式安裝時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；

　?。?2）相鄰插裝元件之間的間距是否利于手工插裝作業(yè)；

　　（13）每個插裝元件安裝空間是否足夠；

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

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

　?。?6）測試焊盤是否考慮；

　　（17）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，是否有導(dǎo)電地方同機架相碰；

　?。?9）PCB外形形狀和尺寸是否與結(jié)構(gòu)件設(shè)計一致；

　　（20）PCB上接插件位置是否利于布線和插拔；

　　（21）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)過設(shè)計自審后，一般能避免許多常見問題的出現(xiàn)。設(shè)計資料交由工藝工程人員進行復(fù)審，復(fù)審的內(nèi)容與設(shè)計自審的內(nèi)容相似，在審核過程中工藝工程人員逐項完成印制電路板的設(shè)計審核，并在“印制電路板設(shè)計工藝聯(lián)絡(luò)單”中記錄審核過程中的質(zhì)量問題，該記錄將作為設(shè)計者更改依據(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)。在實際工作中，我們應(yīng)充分地認(rèn)識設(shè)計質(zhì)量的重要性，加強設(shè)計質(zhì)量工作中的自審和復(fù)審工作就一定能取得理想的實際效果。