印制板的设计——材料和机械特性Reference to IPC-2221A & IPC-2222Ai名目1、目的 12、范围 13、术语和定义 14、标准内容 14.1 材料 14.1.1 材料选择 14.1.1.1 按构造强度选择材料 24.1.1.1.1 介质厚度/间距 34.1.1.2 按电气性能选择材料 44.1.1.2.1 电性能要求 44.1.1.3 按环境性能选择材料 44.1.1.4 层压板选择指南表 44.1.1.5 设计者/用户材料选择流程框图 94.1.2 标记和字符 104.1.2.1 ESD 事项 114.2 机械特性 114.2.1 产品/印制板构造 114.2.1.1 边界和间距 114.2.1.2 印制板尺寸 124.2.1.3 尺寸的长宽比 124.2.1.4 弓曲和扭曲 124.2.1.5 振动设计 134.2.2 组装件要求 134.2.2.1 机械硬件连接 134.2.2.2 零件支撑 134.2.2.3 机械支撑 144.2.2.4 组装、托盘化和测试 144.2.3 尺寸标注体系 154.2.3.1 尺寸与公差 154.2.3.2 基准要素 15ii4.2.3.3 拼板化基准要素 204.2.3.4 印制板厚度公差 205、相关记录 206、附录 20iii1、目的本标准的建立是为了给PCB设计者在材料选择过程中供给相应的指导，以及为PCB设计者供给必需遵循的规约。
2、范围适用于深圳科瑞技术股份及其分公司全部PCB设计人员 3、术语和定义无4、标准内容4.1 材料4.1.1 材料选择〔IPC-2221A→4.1 材料选择，P17〕指定材料时，设计人员首先必需确定该电路板必需满足的技术要求这些技术要求包括温度(焊接和 工作)、电性能、互连件(焊接件、连接器)、构造强度和电路密度值得留意的是简单度的增加会导致材 料和加工本钱的上升从具有不同温度特性的材料组成一种复合材料时，该材料最终所允许使用的温度上 限值由组成成分中温度性能最差的材料所打算，如表4-1 所示表 4-1 覆箔层压板的最高操作温度(IPC-2222A→表 4-1，P4)注1．室温加上电流通过导体和元器件产生的温升注2．同一块印制板中，FR-4层压板不应当与GPY粘结片结合使用注3．当在一块板中使用了GPY层压板和FR-4粘结片时，温度应当按FR-4材料的规定注4．对于表中所示的介质总厚度，多层印制板应当限定其最高操作温度注5．对于表中未规定的增加材料/树脂组合，其最高操作温度应当接近于表中有一样树脂体系组合的温度1注6．同一类别的其他材料有可能到达更高的操作温度注 7．对于某些层压板制造商，介质厚度小于上述厚度的材料，可由UL 确定其温度。
4.1.1.1 按构造强度选择材料(IPC-2221A→4.1.1 按构造强度选择材料，P17)设计中选择层压板要考虑的第一步就是准确地界定必需满足的技术要求，如工作环境、振动、“ G” 负荷、冲击(碰撞)、物理性能和电性能层压板宜选择标准构造，以削减批准的费用和时间有几种绝缘板可选时，最正确的选择应考虑综合性能最好的材料的外形和尺寸上，应是简洁得到的诸如机械加工、工艺处理、工艺本钱和原材料的总体 标准等其它方面也应当考虑除了上述参数之外、线路板的构造强度必需到达能承受装配和操作应力的要求， 如表4-2所示表4-2 局部常用层压板材料的优点和缺点〔IPC-2222A→表4-2，P4〕2表 4-2 局部常用层压板材料的优点和缺点〔续〕〔IPC-2222A→表 4-2 续，P5〕注1．星数越多表示其可生产性越好可生产性是基于对尺寸稳定性、材料全都性和特别制程的考虑； 注2．对于焊接操作，应当考虑高于Tg以上的Z轴膨胀系数〔将增大2-3倍以上〕；注3．表中列出的介电常数是IPC-4101和IPC-4103中规定的标称值实际值可由供给商确定； 注4．相对本钱因子的增量为0.5，其公差为+/-0.5；注5．相对本钱因子主要取决于所承受的材料。
4.1.1.1.1 介质厚度/间距〔IPC-2222A→4.3.2 介质厚度/间距，P6〕最小介质厚度/间距应当在设计总图中规定当未规定最小介质间距和增加层层数时，默认最小介质 间距为90µm[0.00354in]，且增加层的数量由供给商选择当最小介质间距小于90µm[0.00354in]时，应当 使用低粗糙度铜箔和考虑施加的电压，以避开层间击穿，但选择低粗糙度铜箔会增加本钱且不易购置当 布设总图中规定的标称介质间距小于90µm[0.00354in]时，应当在布设总图中规定最小介质间距，增加层 的数量由供给商选择除最小值以外，假设设计时对介质厚度有要求，则应当在印制板总图上明确地规定这些厚度铜箔厚 度将打算所要求的粘结片的最小层数，以满足导电层之间的最小绝缘间距例如，铜厚为68.60μm[2oz/ft2] 的两相邻层之间比铜厚为34.30μm[1oz/ft2]的两相邻层之间，将要求使用更多张数的粘结片，由于相对 较厚的蚀刻铜图形之间要求更多的粘结片材料填充表4-3中列出了印制板供给商常备的典型基材厚度，应当从表4-3中选择基材厚度这些厚度的层压板其常用铜箔的厚度是17.10、34.30和68.60μm[0.5、1.0和2.0oz/ft2]。
3表 4-3 单面和双面印制板常用基材厚度〔mm[in]〕〔IPC-2222A→表 4-3，P6〕注1．在层压板上测量材料厚度〔不包含铜箔、镀层等〕4.1.1.2 按电气性能选择材料〔IPC-2221A→4.1.2 按电气性能选择材料，P17〕一些需要考虑的重要特性是电气强度、介电常数、耐潮性和水解稳定性表4-1列出了一些最常见体系的性能具体数值可询问层压板厂商4.1.1.2.1 电性能要求〔IPC-2222A→4.3.4.4 电性能要求，P7〕对于有受控阻抗要求的多层印制板， 应当掌握层压后粘结片的介电常数设计者应当在布设总图中标明受控阻抗要求由于介电常数是由树脂/玻璃或其它增加材料的比率打算，应中选择适当类型的粘结 片，以保证层压后有适量的剩余树脂含量来到达规定的介电常数4.1.1.3 按环境性能选择材料〔IPC-2221A→4.1.2 按环境性能选择材料，P17〕表4-4给出了环境对几种常见树脂体系性能的影响列出的都是典型值，不同材料供给商之间会变化具体数据可询问层压板生产商表 4-4 常用介质材料的环境特性〔IPC-2221A→表 4-2，P18〕1 纬—横向的织线2 经—纵向的织线3 高于玻璃化温度时Z 轴膨胀率会增加四倍多。
对于FR-4 是(240—390)ppm其它材料的数值与供给商联系4.1.1.4 层压板选择指南表4表 4-5 FR-4 覆铜箔层压板构造选择指南〔IPC-2222A→表 4-4，P9〕5表 4-6 高 Tg FR-4 覆铜箔层压板构造选择指南〔IPC-2222A→表 4-5，P10〕6表 4-7 氰酸酯覆铜箔层压板构造选择指南〔IPC-2222A→表 4-6，P11〕7表 4-8 BT 覆铜箔层压板构造选择指南〔IPC-2222A→表 4-7，P12〕8表 4-9 聚酰亚胺覆铜箔层压板构造选择指南〔IPC-2222A→表 4-8，P13〕4.1.1.5 设计者/用户材料选择流程框图9图 4-1 设计者/用户材料选择图〔IPC-2222A→图 4-2，P15〕4.1.2 标记和字符〔IPC-2221A→4.6 标记和字符，P26〕10当布设总图中有规定时，印制板及其组装件应使用非导电油墨、标签、蚀刻字符或其它方法标识标记宜供给参考代号，部件或序列号、版本、方向或极性符号、条形码、静电放电(ESD)状态等等标记位置应避开将信息处于元器件下方，装配或安装后隐蔽部位或导体外表标记不宜放在有熔融金属或不透亮涂层掩盖的外表。
蚀刻标记会影响电性能，例如电容标记应大小适中，清楚明确，其所在位置在加工。