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1、宝典高速电路的印制板设宝典高速电路的印制板设计计主要内容l l 1. 1.概述概述 l l 2. 2.高速电路设计的基础理论高速电路设计的基础理论 l l 3. 3.高速电路用印制板的特点高速电路用印制板的特点 l l 4. 4.印制板设计的印制板设计的 内容和方法内容和方法 l l 5. 5.高速电路高速电路PCBPCB基材及选择基材及选择 l l 6.PCB 6.PCB的结构要素设计的结构要素设计 l l 7. PCB 7. PCB对高速信号完整性的影响对高速信号完整性的影响 l l 8. PCB 8. PCB的涂镀层和热设计考虑的涂镀层和热设计考虑l l 9. 9.印制板图设计印制板图设
2、计l l 10. 10.布局和布线布局和布线l l 11. 11.地线和电源线设计地线和电源线设计l l 12. 12.高速电路高速电路PCBPCB的可制造性的可制造性l l 13.PCB 13.PCB的可靠性平价的可靠性平价l l 14. 14.结束语结束语葡炳磐痔省添捶婶刮遏萄遭其需龋毅不睛握疵辑耳婶透弘轩钝踏抢溜蚀衍高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l值值太低，太低，则驱动则驱动器会器会过载过载，功耗增加，从而，功耗增加，从而产产生生热损热损耗，温升提高；如果阻抗耗，温升提高；如果阻抗值值太高，将会太高，将会产产生生更多的串更多的串扰扰，从而，从而对对敏感敏感电电路路产产生干生干扰
3、扰，进进而引而引起起电电磁干磁干扰问题扰问题。l2.2.3传输线效应l如果印制导线作为传输线，与信号接收端的阻抗如果印制导线作为传输线，与信号接收端的阻抗不匹配或导线的阻抗与电路的传输延时要求不匹不匹配或导线的阻抗与电路的传输延时要求不匹配，都会引起信号的最终状态不同和影响信号的配，都会引起信号的最终状态不同和影响信号的完整性。根据不同的传输线模型，在电路上可能完整性。根据不同的传输线模型，在电路上可能产生：产生：l信号反射、延时或时序错误、过冲与下冲、串扰、信号反射、延时或时序错误、过冲与下冲、串扰、地弹、多次跨越逻辑电平阈限错误和电磁地弹、多次跨越逻辑电平阈限错误和电磁 辐射等效应。辐射等
4、效应。 这些效应统称为传输效应。这些效应统称为传输效应。诞弗乍崖绰剪必炒份伴墨蜘颁烘庞哆鸥藻撬凛扣涟囱赏橱哀贵舰翻倍歇炎高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l（1 1）信号反射（）信号反射（ReflectionReflection）l是指信号功率从源通过传输导线到达负载，如果是指信号功率从源通过传输导线到达负载，如果源端与负载端阻抗相同，反射不会产生；如果源源端与负载端阻抗相同，反射不会产生；如果源端与负载端的阻抗不匹配，在传输线上就会引起端与负载端的阻抗不匹配，在传输线上就会引起信号的反射，负载将一部分电压反射回源端，从信号的反射，负载将一部分电压反射回源端，从而使信号轮廓失真变形。过长
5、的走线、布线的几而使信号轮廓失真变形。过长的走线、布线的几何形状、不正确的端接（布线拓扑不合理），经何形状、不正确的端接（布线拓扑不合理），经过连接器的传输及电源平面的不连续性等因素的过连接器的传输及电源平面的不连续性等因素的变化都会引起反射信号的产生。如果负载阻抗大变化都会引起反射信号的产生。如果负载阻抗大于源端阻抗，反射电压为正；反之，负载阻抗小于源端阻抗，反射电压为正；反之，负载阻抗小于源端阻抗，反射电压为负。于源端阻抗，反射电压为负。l 当源端和负载端阻抗都不能与传输线的特性阻抗当源端和负载端阻抗都不能与传输线的特性阻抗匹配时，会发生多次反射，并切反射的信号在传匹配时，会发生多次反射，
6、并切反射的信号在传输线上随反射次数增加而衰减，就像衰减振荡器输线上随反射次数增加而衰减，就像衰减振荡器份鹃寺孺改爵孰滋畴寿末擂贼扑莱鸭向咨恶湘己因乃脚翟怠路勃搞异邪舰高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计 一样，不对称的衰减达到一个稳定的值，这种现象一样，不对称的衰减达到一个稳定的值，这种现象又称为振铃，实际上是反复出现的过冲和下冲。又称为振铃，实际上是反复出现的过冲和下冲。l（2 2）延时或时序错误（）延时或时序错误（DelayDelay）l信号延时或时序错误是指：信号在印制导线上以信号延时或时序错误是指：信号在印制导线上以有限的速度传输，信号从源端出发到达接收端，有限的速度传输，信号从源
7、端出发到达接收端，其间有一固定时间，这一时间称延时。当信号在其间有一固定时间，这一时间称延时。当信号在导线传输时间大于驱动端器件的上升或下降时间导线传输时间大于驱动端器件的上升或下降时间的的1/21/2，称延迟，信号的延迟会对系统的时序产生，称延迟，信号的延迟会对系统的时序产生影响，引起传输的问题。在高速数字电路的印制影响，引起传输的问题。在高速数字电路的印制板中，走线过长、过孔太多以及导线周围介质的板中，走线过长、过孔太多以及导线周围介质的介电常数和介质损耗等因素都会导致传输延迟而介电常数和介质损耗等因素都会导致传输延迟而影响高速电路的正常工作。影响高速电路的正常工作。趟揉港榷缺笼啸戴岿镁辗
8、葱成峦钥宋姿衣迹魁邪壕细兆侨现皱贤姜情懂蓟高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l（3 3）过冲与下冲（）过冲与下冲（Overshoot/UndershootOvershoot/Undershoot）l过冲与下冲是信号在由上升沿变成高电平或下降过冲与下冲是信号在由上升沿变成高电平或下降沿变为低电平时产生的现象，过冲是第一个峰值沿变为低电平时产生的现象，过冲是第一个峰值或谷值超过设定的电压，即或谷值超过设定的电压，即 对上升沿是指最高电对上升沿是指最高电压，对下降沿是指最低电压。下冲是指下一个谷压，对下降沿是指最低电压。下冲是指下一个谷值和峰值。过度的过冲能引起保护二极管工作，值和峰值。过度的
9、过冲能引起保护二极管工作，瞬间产生的高于或低于平稳电平的毛刺，可能远瞬间产生的高于或低于平稳电平的毛刺，可能远远地超过元件的电压范围，损坏元器件。远地超过元件的电压范围，损坏元器件。l过分的下冲可能引起假的时钟或传输数据的错误，过分的下冲可能引起假的时钟或传输数据的错误，会引起器件误动作。会引起器件误动作。lPCBPCB的信号线走线过长或者信号变化太快或两者的信号线走线过长或者信号变化太快或两者同时存在都是引起过冲和下冲的原因。同时存在都是引起过冲和下冲的原因。庄计稿楚轻涩呀叁爸迂探凰臆讽栖娇帖崎锰溜脊北疡银轧凿踪监域咆呕聋高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l（4 4）串扰（）串扰（Cr
10、osstalkCrosstalk）l串扰是两条相邻信号线之间的耦合，信号线之间串扰是两条相邻信号线之间的耦合，信号线之间的互感和互容引起线上的噪声。互容性耦合引发的互感和互容引起线上的噪声。互容性耦合引发耦合电流，互感性耦合引发耦合电压。它表现为耦合电流，互感性耦合引发耦合电压。它表现为PCBPCB上当一根导线上有信号通过时，在与之相邻上当一根导线上有信号通过时，在与之相邻的信号线上就会感应出相关信号，干扰了信号的的信号线上就会感应出相关信号，干扰了信号的正常传递。正常传递。lPCBPCB的结构、相邻信号线的间距、驱动端和接收的结构、相邻信号线的间距、驱动端和接收端的电气特性及导线的端接方式对
11、导线串扰都有端的电气特性及导线的端接方式对导线串扰都有一定影响。一定影响。l（5 5）地弹）地弹l在电路中有较大的电流涌动时，会引起地平面在电路中有较大的电流涌动时，会引起地平面（0V0V）上产生电压的波动和变化，形成地平面反）上产生电压的波动和变化，形成地平面反弹噪声，会影响其他元器件误动作，这种现象称弹噪声，会影响其他元器件误动作，这种现象称为地弹。为地弹。骄吏宛恼处惶韩娶喂诱疼姬婶榆择唬楔延咙阀妹腮攫狸阂鸦矿哄拙柜烛晒高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l通常是在电路中大量芯片的输出同时开启时，有通常是在电路中大量芯片的输出同时开启时，有一个较大的瞬态电流在芯片与印制板的电源平面一个
12、较大的瞬态电流在芯片与印制板的电源平面流过，芯片封装与电源平面的电感和电阻会引发流过，芯片封装与电源平面的电感和电阻会引发电源噪声，从而引起地平面上的电压波动。负载电源噪声，从而引起地平面上的电压波动。负载电容的增大、负载电阻的减小、地电感的增大以电容的增大、负载电阻的减小、地电感的增大以及同时开关的器件数目增加，都会导致地弹的增及同时开关的器件数目增加，都会导致地弹的增大。大。lPCBPCB上的地电平面的分割不当，当数字信号线走上的地电平面的分割不当，当数字信号线走到模拟地布线区时，也会产生地平面回流噪声到模拟地布线区时，也会产生地平面回流噪声l（6 6）多次跨越逻辑电平阈限错误）多次跨越逻
13、辑电平阈限错误l信号在跳变的过程中可能多次跨越逻辑电平阈限，信号在跳变的过程中可能多次跨越逻辑电平阈限，导致逻辑功能紊乱的一种特殊的信号振荡形式。导致逻辑功能紊乱的一种特殊的信号振荡形式。信号的振荡和环绕振荡由线上过度的电感和电容信号的振荡和环绕振荡由线上过度的电感和电容引起的，振荡属于欠阻尼状态，而环绕振荡引起的，振荡属于欠阻尼状态，而环绕振荡名卓烽让判碾阻甜捏游奴墓似按鳞朽妖蓄贺款星巴哈靡挎夯吼团铃孰颓憎高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l是过阻尼状态。振荡可以通过适当的端接予以减是过阻尼状态。振荡可以通过适当的端接予以减小，但是不可能完全消除。如时钟、振荡器电路小，但是不可能完全消
14、除。如时钟、振荡器电路等容易产生振荡，影响信号的完整性，它同反射等容易产生振荡，影响信号的完整性，它同反射一样是由于阻抗不匹配、布线的几何形状、不正一样是由于阻抗不匹配、布线的几何形状、不正确的端接等多种因素引起的，应根据具体情况，确的端接等多种因素引起的，应根据具体情况，有重点的综合性采取措施，才能减少振荡。有重点的综合性采取措施，才能减少振荡。l（7 7）电磁）电磁 干扰（干扰（Electromagnetic InterferenceElectromagnetic Interference）l根据麦克斯韦方程（电磁感应方程）：根据麦克斯韦方程（电磁感应方程）： E EB/tB/t 和和 H
15、 H J J D/tD/t l即：在闭合电路中变化的电场产生磁场，而变化即：在闭合电路中变化的电场产生磁场，而变化的磁场又产生电场。在印制板上高速电路工作时，的磁场又产生电场。在印制板上高速电路工作时，有时变电流产生，因而板上即有电场又有磁场，有时变电流产生，因而板上即有电场又有磁场，并且这些磁场和电场，随着电路频率的提高而逐并且这些磁场和电场，随着电路频率的提高而逐步加强，达到一定限度，就会对电路的工作产生步加强，达到一定限度，就会对电路的工作产生不利的影响，会使电路失真，信号的完整性不利的影响，会使电路失真，信号的完整性祟帧尊趋氓十偿贬韵袖居俐荷恳召称锚掀蔽畔读洗敦计它痈谴飘历卧磨尊高速电
16、路的印制板设计高速电路的印制板设计 受到破坏，严重时会有电磁辐射，干扰相邻的线受到破坏，严重时会有电磁辐射，干扰相邻的线路或相邻印制板甚至整个系统的正常工作，这一路或相邻印制板甚至整个系统的正常工作，这一现象称为电磁干扰（现象称为电磁干扰（EMIEMI）。）。l产生产生EMIEMI的原因主要有：的原因主要有：l电路工作频率太高；电路工作频率太高；l逻辑器件的边沿速率太快；逻辑器件的边沿速率太快；l印制板基材选择不当和布局布线不合理。印制板基材选择不当和布局布线不合理。l目前，印制板的目前，印制板的CADCAD设计有设计有EMIEMI仿真软件工具，仿真软件工具，通过设定仿真参数和设置边界条件建模
17、进行仿真。通过设定仿真参数和设置边界条件建模进行仿真。如如IBISIBIS模型和模型和SPICESPICE模型等。应用的软件很多模型等。应用的软件很多（如（如Mentron GraphicsMentron Graphics公司的公司的ISIS软件，软件，Power Power PCB5.0PCB5.0设计软件，以色列的设计软件，以色列的ValorValor），发展也很），发展也很快快, ,不同的软件其操作程序和功能都不完全相同。不同的软件其操作程序和功能都不完全相同。喂时户齐岔怖芭天陋酒阿渗血奴屠篡屠珐贩贸证缸婿藤壬框枚规射奖奶辨高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l l（8 8）趋肤效应
18、）趋肤效应l当高频的交变电流，流过导线时，电流将趋向在当高频的交变电流，流过导线时，电流将趋向在导线的表面流动，随着频率的提高，电流就越趋导线的表面流动，随着频率的提高，电流就越趋向于在导线表面。这一现象称为趋肤效应。向于在导线表面。这一现象称为趋肤效应。l当导体内部电磁场和电流的大小减小到导体表面当导体内部电磁场和电流的大小减小到导体表面电流值的电流值的3737时，则该点到导体表面的距离被定时，则该点到导体表面的距离被定义为趋肤深度（义为趋肤深度（ ），它与电路的频率、导线的），它与电路的频率、导线的电导率和导磁率等因素有关，用公式表示为：电导率和导磁率等因素有关，用公式表示为： 式中：式中
19、： 趋肤深度趋肤深度 0 0铜的导磁率（铜的导磁率（4 4 10107 7 H/m H/m ） 铜的导电率（铜的导电率（5.8105.8107 7/m/m） f f 频频率（率（s s1 1） f,0,1筋茂撬赤歧稽问侦掠讶蹲糕拽荣侣筒嗣匙廖蓟库活纹喘窘励叫堕入兑淹赋高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l实际上实际上导线的趋肤深度在高频时很薄，如导线的趋肤深度在高频时很薄，如100MHz100MHz时，趋肤深度只有时，趋肤深度只有0.0017mm0.0017mm。而频率在。而频率在1MHz1MHz时，时，趋肤深度为趋肤深度为0.017mm0.017mm，对薄铜箔的印制导线，可以，对薄铜箔的
20、印制导线，可以说这一频率的电流基本上在整个导体层流过。因说这一频率的电流基本上在整个导体层流过。因此趋肤效应只在较高频率的高速电路和微波电路此趋肤效应只在较高频率的高速电路和微波电路中存在。在频率较低的电路中不予考虑。中存在。在频率较低的电路中不予考虑。l对于信号的趋肤效应，在印制板中导体表面镀层对于信号的趋肤效应，在印制板中导体表面镀层 和导线上的有机涂层的特性会影响信号电流的传和导线上的有机涂层的特性会影响信号电流的传递，如果镀层电阻率高或涂层介质损耗大，会引递，如果镀层电阻率高或涂层介质损耗大，会引起信号衰减和阻抗的变化，因而影响电路的正常起信号衰减和阻抗的变化，因而影响电路的正常工作。
21、了解此特性，在印制板设计时应正确选择工作。了解此特性，在印制板设计时应正确选择涂、镀层。涂、镀层。蔼黄矫奎赣彼黄召治汞枕巡缚周届脉锚朽淬晓帐天落贸以屏恭翰邯罚跨汕高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l3.高速电路用印制板的特点 l由于高速电路的特性，它所用的印制板与普通印由于高速电路的特性，它所用的印制板与普通印制板相比有许多不同的特点，设计时必须注意这制板相比有许多不同的特点，设计时必须注意这些特点，采取相应措施才能获得满意的设计效果。些特点，采取相应措施才能获得满意的设计效果。这些特点主要反映在以下方面：这些特点主要反映在以下方面：l3.13.1印制板的功能扩大印制板的功能扩大l一般印
22、制板的功能是为电子元器件提供安装支撑、一般印制板的功能是为电子元器件提供安装支撑、实现电气连接和绝缘的基板；而高速电路用印制实现电气连接和绝缘的基板；而高速电路用印制板除此功能之外，还具有特性阻抗、电磁兼容的板除此功能之外，还具有特性阻抗、电磁兼容的性能，构成电路参数的一部分，结构和布线参数性能，构成电路参数的一部分，结构和布线参数直接影响电路的性能，使印制电路板真正具有电直接影响电路的性能，使印制电路板真正具有电路的功能。路的功能。 l3.23.2印制板所用的基材有特殊要求印制板所用的基材有特殊要求l高速电路用印制板所采用的基材，除了要满足其高速电路用印制板所采用的基材，除了要满足其抄直枪霉
23、谭赶搐滔验伍公嗜衍馈溺炔暇炭途融步绳谚车库汾最饵抡晋盐望高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l一般电气、机械和使用的环境要求外，必须要对一般电气、机械和使用的环境要求外，必须要对 基材的介电常数和介质损耗及耐离子迁移等特性基材的介电常数和介质损耗及耐离子迁移等特性有严格要求。有严格要求。l3.33.3印制板的结构复杂印制板的结构复杂l普通印制板有单面、双面和多层布线，而高速电普通印制板有单面、双面和多层布线，而高速电路印制板主要是双面和多层布线，多数为具有地、路印制板主要是双面和多层布线，多数为具有地、电层的多层板，并且布线密度较高、通孔较少，电层的多层板，并且布线密度较高、通孔较少，层间
24、互连可能有盲孔、埋孔，并且多数为表面安层间互连可能有盲孔、埋孔，并且多数为表面安装板。装板。l3.43.4孔径小、导线精度要求高孔径小、导线精度要求高l为了减少过孔的寄生电容，高速电路印制板的过为了减少过孔的寄生电容，高速电路印制板的过孔的直径较小，数量也尽量少；为了保证传输导孔的直径较小，数量也尽量少；为了保证传输导线的特性阻抗值，印制导线的尺寸精度高。线的特性阻抗值，印制导线的尺寸精度高。l3.53.5导线层与地电层之间介质层距离小导线层与地电层之间介质层距离小l导线层与地、电层之间距离小，过孔长度小，有导线层与地、电层之间距离小，过孔长度小，有嗓穗计脱懂贴冕譬挪身掐辐电也总巫凄卷布渣轴嘛
25、兜藐锥擂银儡验芍耪南高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l利于提高传输速度和电磁兼容效果。利于提高传输速度和电磁兼容效果。l3.63.6布线的拓扑结构要求严格布线的拓扑结构要求严格l高速电路印制板布线拓扑，在两个连接的节点之高速电路印制板布线拓扑，在两个连接的节点之间走线较短，导线分支少，拐弯处为圆角或钝角，间走线较短，导线分支少，拐弯处为圆角或钝角，走线宽度和间距均匀，导线上制造缺陷少。走线宽度和间距均匀，导线上制造缺陷少。l3. 73. 7传输线采用微带线和带状线布线形式传输线采用微带线和带状线布线形式l为了便于调整传输线的特性阻抗，高速电路多层为了便于调整传输线的特性阻抗，高速电路多
26、层印制板通常采用微带线和带状线布线形式。印制板通常采用微带线和带状线布线形式。l1 1）微带线）微带线l是是PCBPCB上数字电路实现阻抗调节常用的方法。它上数字电路实现阻抗调节常用的方法。它是将印制导线贴附于绝缘介质的表面并暴露在空是将印制导线贴附于绝缘介质的表面并暴露在空气中，在介质层的另一面是接地参考平面或电源气中，在介质层的另一面是接地参考平面或电源面（如图面（如图3 31a1a所示）；另有一种嵌入式微带，在所示）；另有一种嵌入式微带，在印制导线表面有介质材料覆盖（如阻焊印制导线表面有介质材料覆盖（如阻焊凯宽艰案惠因怕硒骇哥韩誊轰旨世僚尔拢燕露府敬灿澄奏纪鹃购犁刨襄曲高速电路的印制板设
27、计高速电路的印制板设计l涂层、敷形涂层等）见图涂层、敷形涂层等）见图3 31b1b所示。所示。l微带特性阻抗的计算微带特性阻抗的计算l微带线特性阻抗由印制导线的厚度、宽度和基材微带线特性阻抗由印制导线的厚度、宽度和基材厚度以及电介质的介电常数决定。当厚度以及电介质的介电常数决定。当w/tw/t在在0.10.13.03.0之间、介电常数在之间、介电常数在1 15 5之间时，特性阻抗之间时，特性阻抗ZoZo可用下式计算：可用下式计算：l l Zo Zo l 图31(a)表面微带结构图31(b)嵌入式微带结构,传输线绝缘介质接地平面覆盖层WtH,87,r1.41ln,5.98h0.8,w,t竿套隅簇
28、赛奴脱棋晌践丙逼捅权凋廖派渍蜒歉蠕遗公鹏奉志赁怨两忆担络高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l式中：式中：ZoZo特性阻抗，特性阻抗，； w w印制导线宽度，印制导线宽度，mmmm； h h导线与接地平面之间的介质层厚度导线与接地平面之间的介质层厚度mmmm； t t印制导线厚度，印制导线厚度，mm mm ； r r相对介电常数。相对介电常数。l 采用以上公式时应注意使用条件（导线宽度、采用以上公式时应注意使用条件（导线宽度、厚度、介质层厚度和介电常数等），不同的条件厚度、介质层厚度和介电常数等），不同的条件下使用的公式是有区别的。下使用的公式是有区别的。l2)2)带状线带状线l信号线位于
29、两接地面之间的布线形式见图信号线位于两接地面之间的布线形式见图3 32 2。 WWHt图32a单带状线,图32b双带状线d磨平狞荧鹰骄齿囤慑咏迎蝉逆兑鼠醋公也欧敬镇滥假峨捣城蛋遗纵想新立高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l带状线的特性阻抗由印制导线的厚度、宽度、电带状线的特性阻抗由印制导线的厚度、宽度、电介质层的介电常数以及两接地平面的距离有关，介质层的介电常数以及两接地平面的距离有关，根据传输线与两接地平面的距离相同或不同，又根据传输线与两接地平面的距离相同或不同，又分为对称带状线和非对称带状线，两者特性阻抗分为对称带状线和非对称带状线，两者特性阻抗的计算方法不同。对称的带状线的计算方
30、法不同。对称的带状线 当当W/h2W/h2时阻抗时阻抗ZoZo可用下面的经验公式计算：可用下面的经验公式计算：l Z0 Z0 Ln Ln l式中：式中：ZoZo特性阻抗，特性阻抗，； ww印制导线宽度，印制导线宽度，mmmm； h h两接地平面之间距离，两接地平面之间距离，mmmm； tt印制导线厚度，印制导线厚度，mmmm； r r基材的相对介电常数基材的相对介电常数 。 r604(2ht,)2.1(0.8w+t)砧昌宵财踞荆提泅敲咳箱哩和夫磷孔狼猎疟鞍多彼蓄式臭杆症傅箭探铣株高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l双带状线的阻抗可按以下近似计算：双带状线的阻抗可按以下近似计算： Z0（
31、) 1 1 l式中：式中： Zo Zo特性阻抗，特性阻抗，； ww印制导线宽度，印制导线宽度，inin； h h两接地平面之间距离，两接地平面之间距离，inin； t t导线厚度，导线厚度，in;in; d d信号层间距离，信号层间距离，inin。 r r基材的相对介电常数基材的相对介电常数l从以上微带线和带状线的特性阻抗计算公式可以从以上微带线和带状线的特性阻抗计算公式可以看出共同点是特性阻抗都与基材介电常（看出共同点是特性阻抗都与基材介电常（ r r ）的）的平方根成反比，与导线的厚度或接地平面的距离平方根成反比，与导线的厚度或接地平面的距离和导线宽度与导线厚度之和比值的自然对数成正和导线
32、宽度与导线厚度之和比值的自然对数成正比。可见基材的介电常数对特性阻抗的影响比。可见基材的介电常数对特性阻抗的影响1.9(2h+t)0.8w+th4(h+d+t)r80缄冉梗酒镜韩漱簧恤卧绝绕范乖骡奎毯耽该钵撵崇为啪思孽廊烂洞储项诌高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l更大一些，并且可用导线的宽度（更大一些，并且可用导线的宽度（WW）、厚度）、厚度（t t）与接地面距离（）与接地面距离（h h）来调整特性阻抗的值。）来调整特性阻抗的值。l4.印制板设计的 内容和方法 l随着电路的数字化、高速化和小型化要求，器件随着电路的数字化、高速化和小型化要求，器件的集成度越来越高，芯片的开关速度越来越快
33、，的集成度越来越高，芯片的开关速度越来越快，相应的印制板必须满足和适应这些特性的要求。相应的印制板必须满足和适应这些特性的要求。在一般低频电路中使用的印制板，主要的功能是在一般低频电路中使用的印制板，主要的功能是为元器件的安装和实现电气连接和绝缘提供的基为元器件的安装和实现电气连接和绝缘提供的基板，而在高速、高频电路中使用的印制板，不仅板，而在高速、高频电路中使用的印制板，不仅要具有以上的基本功能，并且还会对电路的参数要具有以上的基本功能，并且还会对电路的参数和信号的完整性有较大的影响，印制板的选材、和信号的完整性有较大的影响，印制板的选材、布线和电磁兼容问题考虑十分重要，因而高速电布线和电磁
34、兼容问题考虑十分重要，因而高速电路印制板的设计除应保持一般印制板设计的基本路印制板的设计除应保持一般印制板设计的基本要求外，还应有一些特殊的设计要求和方法。要求外，还应有一些特殊的设计要求和方法。 鸦科夜干雁爸疡嫂索爷肺沤议尧亥衡疑晕坍率敞蹭筐沤洽襟蛛铝桐浓莱蛾高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l4.1 4.1 设计的通用原则设计的通用原则l 印制板的设计决定印制板的固有特性，在一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、安装和维修的定程度上也决定了印制板的制造、安装和维修的难易程度，同时也影响印制板的可靠性和成本。难易程度，同时也影响印制板的可靠性和成本。所以
35、设计时应遵循以下通用的原则，综合考虑各所以设计时应遵循以下通用的原则，综合考虑各项要素，才能取得较好的设计效果。项要素，才能取得较好的设计效果。l1 1）电气连接的正确性：）电气连接的正确性：l 布局、布线时，印制导线的连接关系应与电原布局、布线时，印制导线的连接关系应与电原理图的逻辑关系相一致，如因机械、电气性能要理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注明求不宜在板上布线时，应在印制板装配图上注明连线要求。连线要求。l2 2）可靠性：）可靠性：l 印制板的结构、基材的选择、布局、布线、印制印制板的结构、基材的选择、布局、布线、印制导线的宽度与间距以及
36、制造和安装工艺等因素，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。设计时必须综合考虑都会影响印制板的可靠性。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）以上因素合理选择印制板的结构（布线层数）量糖债坑氯搏里寓乖粮唐挺肿乌扰滨曰户惮旧入涝吐怎费疡西播寝撩筷驭高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l数）和布局、布线，在高频、高速电路设计时，数）和布局、布线，在高频、高速电路设计时，必须考虑电磁兼容问题。一般讲布线层数少、布必须考虑电磁兼容问题。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，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
37、能的要求，采用多层板可能会比单面由于电气性能的要求，采用多层板可能会比单面和双面布线取得更好的可靠性。和双面布线取得更好的可靠性。l 3 3）工艺性：）工艺性：l 即可制造性（即可制造性（DFMDFM），是），是PCBPCB设计必须考虑设计必须考虑的因素。设计时确定印制板的结构、布局、布线的因素。设计时确定印制板的结构、布局、布线和导线宽度、间距以及孔径大小等要素，应与印和导线宽度、间距以及孔径大小等要素，应与印制板当前的制造和装联工艺水平相适应，尽可能制板当前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有力于制造、安装和维修。一般来说布线密度越高、层次越多、导
38、线宽度和间距越小、孔径越小高、层次越多、导线宽度和间距越小、孔径越小其制造的难度增加。其制造的难度增加。勘翻骑荧贰渗直劫署俩瓢叠苟猛恕别颐对蛾搅蠕绥滑睬今淘绢牡贝钥救帘高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l4 4）经济性：）经济性：l 不同结构类型（单面、双面和多层布线或挠性不同结构类型（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，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
39、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。的前提下力求经济适用。l 5 5）环境适应性和环保性：）环境适应性和环保性：l 根据印制板使用时的环境条件，合理选择印制板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，可以的基材和涂覆层，以满足使用环境的需要，可以提高印制板的可靠性，延长印制板的使用寿命。提高印制板的可靠性，延长印制板的使用寿命。l 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。株糙瓣硫抹嘛闷酞定
40、殿幌盲寅您英撞恍闲蔡吭鲤惫距蛙渺痘悔油唬围何滋高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l4.2 4.2 设计的内容设计的内容l 印制板设计是按电路设计的意图，根据网络表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、将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和验收标准的线，考虑可制造性并提出加工要求和验收标准的全过程。主要设计内容由：全过程。主要设计内容由：l l1 1）选择基材；）选择基材；l l2 2）确定）确定PCBPCB结构、尺寸和精度
41、；结构、尺寸和精度；l l3 3）机械性能设计；）机械性能设计；l l4 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）；l l5 5）热学设计；）热学设计；l l6 6）印制板表面涂（镀）层的选择；）印制板表面涂（镀）层的选择；l l7 7）导电和非导电图形设计（布局、布线、焊盘图形和阻）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）；焊图形设计等）；l l 8) 8) 印制板加工需要的其他技术文件。印制板加工需要的其他技术文件。澈琵却扁素浪露吮隔搂雁脏冉袱炭基以订电凹瓮轻干哀阶涯镑膳襟揪啊桌高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l4.34.3设计方法设
42、计方法设计方法设计方法l印制板的设计方法有：印制板的设计方法有：l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）l人工设计：人工设计：l 早期的印制板图设计是采用人工绘制或贴图早期的印制板图设计是采用人工绘制或贴图的方式绘制，需要绘制成的方式绘制，需要绘制成2 2：1 1或或4 4：1 1的放大图，的放大图，再经过照像制版形成再经过照像制版形成1 1：1 1的底板图形，才能用于的底板图形，才能用于生产。该法工艺复杂又费时间，并且质量差，难生产。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。从于制作导线精细、图形复杂的多层印制板图。从上一世纪上一
43、世纪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用于印制板设计后，此法逐渐被淘汰，但偶用于印制板设计后，此法逐渐被淘汰，但偶尔在简单的印制板图设计时也有采用。尔在简单的印制板图设计时也有采用。lCADCAD法：法：l 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。纪酋藏蓖冶济捶鲁画爽闽赠躁透库昏酶垮熏扮拍酿群韩腊彬捡移妻赘译嘲高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l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
44、印制板设计。技术目前已广泛地应用于印制板设计。lCADCAD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。CADCAD还可还可以直接为印制板制造提供加工数据，能实现以直接为印制板制造提供加工数据，能实现CADCAD与与CAMCAM、CATCAT的一体化，减少了设计与生产图纸的一体化，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质量和一转换的误差，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
45、成本，提高了致性，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。印制板的研制、开发效率。l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。佑域益景殆仟括捷嫩训嗜萝魁恫电早焕支壳哼畜兔洪姿悸蔚振奶撤皿瓢蹦高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l4.3.1 CAD设计的流程设计的流程lPCBPCB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 Protel OrCAD OrCAD 、PADSPADS、MentroMentro公司公司Power PCB5.0 Power PCB5.0 等，等，根据产品的
46、复杂程度及掌握和应用软件的习惯，根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，不同的设计软件包含可以采用不同的设计软件，不同的设计软件包含功能不同，其操作方法不同，其价格也相差较大，功能不同，其操作方法不同，其价格也相差较大，在此不详细介绍，但其设计流程基本相同。典型在此不详细介绍，但其设计流程基本相同。典型的设计流程为：的设计流程为：,设计准备网络表输入设计规则设置布线元器件布局复查（人工预或仿真）DRC检查输出别效垂躬静狸栓沮走议纵猩严桩阅齿衙饺主睛崔诣铃稀殷域还柯泵管华服高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l（1 1）PCBPCB设计准备设计准备l1 1）标准元器
47、件库的建立）标准元器件库的建立l 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产工艺可行性。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。尺寸之间的对应关系，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，影响安装如果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，会降和焊接，孔径过大，会影响两焊盘间走线，会降低布线的布通率。低布线的布通率。l2 2）特殊元件库的建立）特殊元件库
48、的建立l 对于特殊元件尺寸，即非标准物理元件上的对于特殊元件尺寸，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尺寸，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、引脚排列序号的尺寸（外形尺寸、焊盘大小、引脚排列序号浓踌幸降蚌几拐堤虐拣憋颜畜顾坐窄诊饺驹欺给仔枕亦魄很椅帚乖佐霍袱高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l等），必要时可以把常用的定型元器件单独建库，等），必要时可以把常用的定型元器件单独建库，以供使用方便。以供使用方便。l3)3)具体的具体的PCBPCB设计文件的建立设计文件的建立l 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
49、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。l（2 2）网络表输入）网络表输入l 网络表是自动布线的灵魂，也是原理图编辑软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，件与印制板图设计软件之间的接口和桥梁，抽战旺扫巾世靴转厅互枚阶坐控叔巍埋枢衔壶轨盼钎宁慨站循民撩艰痞累高速电路
50、的印制板设计高速电路的印制板设计l在正确、并确认网络表（含有元件封装的说明）在正确、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，如果采用后，将网络表导入设计系统，如果采用Power Power PCBPCB进行设计可采用两种方法：进行设计可采用两种方法：l 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功功能，可以随时保持原理图与能，可以随时保持原理图与PCBPCB图的一
51、致，尽量图的一致，尽量减少出错的可能。减少出错的可能。l 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。l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“Documents”“Documents”调出，导入调出，导入PCBPCB板设计编辑器。板设计编辑器。编尹揪嫉塘锈恬佐履敢纤防卷喝断景况流吩骚秀峭检吨磕徊殷胸靡日蝉捕高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l（3 3）
52、规则设置）规则设置l 按用户要求对元件的布置参数、板的层数、焊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。盘形状尺寸、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如果在原理图设计阶段已经把PCBPCB的设计规则设的设计规则设置好了，就不再重新设置，如果有修改，但逻辑置好了，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关系必须保证原理图与PCBPCB图的一致。图的一致。l（4 4） 元器件布局元器件布局l 输入网络表后，所有的元器件都会在工作区的输入网络表后，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（元件零点重叠在
53、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的投影图形）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（置，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。宗浑困析苇台意罢梳标繁佳仇擂乍镑拭绵穆到扰龄锋屉摩幽一表疥套色纵高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l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。一般采用手工布局效果更求，电磁兼容等问题。
54、一般采用手工布局效果更好一些。自动布局效果往往不太理想，需要人工好一些。自动布局效果往往不太理想，需要人工调整。调整。l（5 5）布线）布线l 在布局的基础上按布线规则和逻辑要求布设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，导线，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。l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
55、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。自动布线是在手工布设完那些特殊导线自动布线是在手工布设完那些特殊导线搓列咐苯沛俄唾搅篡刁奋裁竭藉手恃犁瞧嫉潜柏熏吹冲撩拢知梦苔对捉庶高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l后，其余的网络线由计算机自动布线，如果达到后，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。如果不能布通率，则再进行手工调整优化。如果不能100100布通，就要重新调整布局和手工布线，直至布通，就要重新调整布局和手工布线，直至完全布通完全
56、布通 。自动布线往往难于完全符合布线规则，。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。必需要进行手工调整。l（6 6）检查）检查l 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。l（7 7）复查）复查l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
57、合要求。和布线，同时可以进行人工调整，直至符合要求。有条件再进行电路的仿真，以保证设计的质量和有条件再进行电路的仿真，以保证设计的质量和可靠性。可靠性。侈俐傍滨丙屹续含勤患窜啪邯矢菠封振碧楔脱秸注辊穗肖漳泵宜穿王弘选高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l（8 8）设计输出）设计输出lPCBPCB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、
58、字符图和钻孔图，以便于设计检查、复查和生产方检验。查、复查和生产方检验。l5.高速电路PCB基材及选择l正确选择基材是印制板设计的重要内容，尤其是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在高速电路的PCBPCB设计中更为关键。基材影响印设计中更为关键。基材影响印制板的基本性能（机械强度、绝缘电阻、耐电压、制板的基本性能（机械强度、绝缘电阻、耐电压、 介电常数、介质损耗等电性能介电常数、介质损耗等电性能 及耐热性能）、制及耐热性能）、制造工艺和成本，设计选用基材时应综合考虑以上造工艺和成本，设计选用基材时应综合考虑以上因素。因素。伪竖与夹予终梢陈吏粒稠手渍句斤河听功瑰英淌没谰凶澳媚
59、巾喳末纸临鼎高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l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。l5.1 5.1 覆铜箔板的分类覆铜箔板的分类l 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。l5.1.15.1.1刚性覆箔板：刚性覆箔板：l由树脂、增强材料和铜箔层压制成，按其基材中由树脂、增强材料和
60、铜箔层压制成，按其基材中的增强材料不同，主要分为纸基、玻璃布基、复的增强材料不同，主要分为纸基、玻璃布基、复合基、特殊材料基四大类，每一类又按树脂成分合基、特殊材料基四大类，每一类又按树脂成分的不同分为许多子类。的不同分为许多子类。lPCBPCB基材的特性，主要取决于增强材料和树脂。基材的特性，主要取决于增强材料和树脂。纳堰唬粹灼嫁寄多祥帖倔孵不女呜乾簧吸庐积宏亏墓僧越胚映溯郭洽谬掌高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l1 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。l2 2）玻璃布基板：以玻璃纤维纺织而成的布浸渍树）玻璃布基板：以玻璃纤维纺织而成的布浸渍树
61、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)。l3 3）复合基板）复合基板 ：l 采用两种以上的增强材料的基板，表层和芯层采用两种以上的增强材料的基板，表层和芯层采用了两种不同的增强材料（采用了两种不同的增强材料（CEM-1/CEM-3CEM-1/CEM-3）。）。l4 4）特殊材料基板：）特殊材料基板：l 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。l以上材料中能达到以上材料中能达到ULUL标准中规定的垂直燃烧法试标准中规定的垂直燃烧法试验的燃烧性要求的验的燃烧性要求的V0V0级的板，称为阻燃型板（又级的板
62、，称为阻燃型板（又称称V0V0板），抗燃烧性能好，依次有板），抗燃烧性能好，依次有V1V1、V2V2级等；级等；达到达到ULUL标准标准HBHB级要求的板称为非阻燃型板。阻燃级要求的板称为非阻燃型板。阻燃型板相当于美国型板相当于美国NEMANEMA标准中的标准中的FR2FR2、 巡爵瘸奋娩讨霉宽善柑谗辅铜陀呕暮选晨隅佩呆凡矛饵齐京瓮谨旨锻逻吵高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计lFR3FR3、FR4FR4、FR5FR5等，内层印有红色商标标记。等，内层印有红色商标标记。l我国标准是按国际通用的命名法用材料的英文缩我国标准是按国际通用的命名法用材料的英文缩写并在基材代号后面加写并在基材代号后
63、面加“F”“F”，如，如 CEPGC32F CEPGC32F。l5.1.2 5.1.2 挠性覆铜箔板（俗称软板）主要有：挠性覆铜箔板（俗称软板）主要有：l覆铜箔聚酯薄膜；覆铜箔聚酯薄膜；l覆铜箔聚酰亚胺薄膜；覆铜箔聚酰亚胺薄膜；l覆铜箔聚酰亚胺氟碳乙烯薄膜等。覆铜箔聚酰亚胺氟碳乙烯薄膜等。l在以上材料中还可以按特性和用途分类为：高频在以上材料中还可以按特性和用途分类为：高频高速高速PCBPCB用基材、高耐热性基材、高尺寸稳定性用基材、高耐热性基材、高尺寸稳定性和绿色环保型基材等。和绿色环保型基材等。l以上材料根据覆箔板的铜箔面数有单面板、双面以上材料根据覆箔板的铜箔面数有单面板、双面板和用于制
64、造多层板的薄型单面或双面板。按照板和用于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。覆箔板的厚度和铜箔的厚度不同又有多种规格。干涛乏蒸椅颈停勤骤骤匀哪拾矩铅菏晓抓泪闲椅够疮幅擞拟死浑樟孝死混高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l用于制造积层式多层印制板的感光性或热固性树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材料是以上材料的特殊类型。脂及附树脂铜箔等材料是以上材料的特殊类型。l5.1.3 5.1.3 高速电路印制板中常用的基材主要有：高速电路印制板中常用的基材主要有：l 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
65、非阻燃型）EPEPl 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(PTFE)(PTFE)l 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(PI)(PI)l 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（PIPI）l 覆铜箔聚苯醚树脂层压板（覆铜箔聚苯醚树脂层压板（PPE PPE 或或PPOPPO）l 覆铜箔覆铜箔BTBT树脂树脂/ /玻璃布层压板玻璃布层压板(BT)(BT)l挠性板材主要有：挠性板材主要有：l 覆铜箔聚酯薄膜（覆铜箔聚酯薄膜（PE FCCLPE FCCL）l 覆铜箔聚酰亚胺薄膜覆铜箔聚酰亚胺薄膜(PI FCCL)(PI FCCL)l 覆铜箔环
66、氧覆铜箔环氧/ /玻璃布基薄板（玻璃布基薄板（EP FCCLEP FCCL）各剧灿讣滞由返盒灼应抛吞滩触议幸飞渤鲜盈降痰琉茹辰焙练管饿彬腊莱高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l5.25.2常用基材的特性常用基材的特性l 基材的特性直接影响印制板的基本特性，诸如印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、阻燃制板的介电常数、介质损耗正切值、耐热性、阻燃性、吸湿性、耐离子迁移性和抗弯强度等主要取决性、吸湿性、耐离子迁移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、和剥离于基材，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
67、。强度等性能与基材有重要关系。l在选择高频、高速印制板用的基材时，重点考虑的在选择高频、高速印制板用的基材时，重点考虑的特性参数是：介电常数、介质损耗角正切和耐离子特性参数是：介电常数、介质损耗角正切和耐离子迁移性。迁移性。l1 1）介电常数：规定形状的两电极之间填充介质而）介电常数：规定形状的两电极之间填充介质而获得的电容与两电极之间为真空时的电容之比（获得的电容与两电极之间为真空时的电容之比（ r r ）l2 2）介质损耗角正切：又称损耗因之（）介质损耗角正切：又称损耗因之（Dissipation Dissipation FactorFactor）是指当信号或能量在电介质里传输过程中）是指
68、当信号或能量在电介质里传输过程中所消耗的程度。用损耗角正切值表示（所消耗的程度。用损耗角正切值表示（tantan）系术匀里云佛笆捣砌朋茸纸五防稍辉榆秃贤褒谱脐劣酵遥七幽贸好挡功该高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l3 3）耐离子迁移性：是绝缘基材在电场作用下能承）耐离子迁移性：是绝缘基材在电场作用下能承受电化学绝缘破坏的能力。受电化学绝缘破坏的能力。(CAF(CAF）实际上是在印）实际上是在印制板加电使用过程中在电场作用下相邻的导线或制板加电使用过程中在电场作用下相邻的导线或金属化孔之间金属溶解为离子，在两电极之间的金属化孔之间金属溶解为离子，在两电极之间的绝缘层内或表面析出，而降低材料
69、的绝缘电阻，绝缘层内或表面析出，而降低材料的绝缘电阻，通常发生在电位差较大的两相邻导线表面之间，通常发生在电位差较大的两相邻导线表面之间，或沿基材的玻璃纤维表面发生迁移。高温、高湿或沿基材的玻璃纤维表面发生迁移。高温、高湿会加重此现象。吸湿性小的材料有利于会加重此现象。吸湿性小的材料有利于CAFCAF。高。高速电路印制板布线密度高导线间距小，应关注基速电路印制板布线密度高导线间距小，应关注基材的这种特性。材的这种特性。l高频、微波电路用的印制对特性阻抗和介质损耗高频、微波电路用的印制对特性阻抗和介质损耗有严格要求，一般应选择介电常数（有严格要求，一般应选择介电常数（rr）相对较）相对较低、介质
70、损耗小（低、介质损耗小（tantan）的基材。）的基材。拭圭掸陀沛涂乙榜乔种驮锄飞膀愧桶幸屁锐脾葡蹄镊陷颖弧佛芦患其瘪狄高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l一般在特性阻抗确定的情况下，基材的介电常数一般在特性阻抗确定的情况下，基材的介电常数小，有利于减少各导电层间的介质厚度，提高信小，有利于减少各导电层间的介质厚度，提高信号传输速度，适合于制作层次较多的高速电路用号传输速度，适合于制作层次较多的高速电路用的多层板。的多层板。l为了特性阻抗的匹配，可以选择不同介电常数的为了特性阻抗的匹配，可以选择不同介电常数的基材，在一些特殊电路中还需要较高介电常数的基材，在一些特殊电路中还需要较高介电常
71、数的基材，具有电容功能的高介电常数的基材基材，具有电容功能的高介电常数的基材BC(Buried Capacitance)BC(Buried Capacitance)其介电常数比一般的其介电常数比一般的FR-4FR-4基材约高基材约高4 4倍，现已成为高速度、大容量数倍，现已成为高速度、大容量数据的传输和处理装置用印制板的重要基材。据的传输和处理装置用印制板的重要基材。l常用特殊基材的介电常数和介质损耗角正切值见常用特殊基材的介电常数和介质损耗角正切值见表表5 51 1。l 窜峙梭陋釉讥安佣裤纶踪尚翟叭斤拖境孰迄稀仆下笔阀明嫌琴客咨汞窑违高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l 表表5 51
72、1 从表中可以看出相同的材料在不同的频率下测从表中可以看出相同的材料在不同的频率下测量的结果是不同的，在高频时采用时域反射计量的结果是不同的，在高频时采用时域反射计（DTRDTR）, ,测量信号在线路中的实际时延可以确定测量信号在线路中的实际时延可以确定 r r的精确值。所以在高频电路中计算线路的特性阻的精确值。所以在高频电路中计算线路的特性阻抗采用抗采用100MHz100MHz下测量的下测量的rr值更为准确。值更为准确。 基板材料基板材料FR-4FR-4环氧环氧/ /玻璃玻璃BTBT树脂树脂/ /玻玻璃璃聚酰亚胺聚酰亚胺/ /玻璃玻璃聚四氟乙烯聚四氟乙烯/ /玻璃玻璃介电常数介电常数 r r
73、 1MHz 1MHz /100MHz /100MHz 4.44.45.4/4.15.4/4.14.5/4.04.5/4.04.3 /4.14.3 /4.12.22.22.8/2.22.8/2.2介质损耗介质损耗tantan0.0270.0270.0070.007 0.012 0.0120.0190.019滓睦柱轰淫锥信凉誓值玩蛀菜薪火咒境铁克他灾陡训霍医侧喻泄钦盒碟馈高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l5.35.3高速电路高速电路PCBPCB基材的选用基材的选用l（1 1）选择基材的依据是：）选择基材的依据是：l1 1） 根据根据PCBPCB的使用条件和机械、电气性能要求的使用条件和机械
74、、电气性能要求从有关标准中选择材料的型号和规格。从有关标准中选择材料的型号和规格。l 2 2）高频和微波电路应选择介电常数适合）高频和微波电路应选择介电常数适合( (或按需或按需要选择要选择) )和低介质损耗的基材。对特性阻抗要求严和低介质损耗的基材。对特性阻抗要求严格的板，更应注意材料的介质损耗，并在频率、格的板，更应注意材料的介质损耗，并在频率、温度、湿度的环境变化时应能保持稳定。根据计温度、湿度的环境变化时应能保持稳定。根据计算选择相应介电常数和低介质损耗的材料。算选择相应介电常数和低介质损耗的材料。l 3 3）根据预计的印制板结构确定基材的覆铜箔面）根据预计的印制板结构确定基材的覆铜箔
75、面数（不同规格的单面、双面覆铜箔板或多层板用数（不同规格的单面、双面覆铜箔板或多层板用薄板）；薄板）；l 4 4）根据印制板的尺寸、单位面积承载元器件重）根据印制板的尺寸、单位面积承载元器件重量，确定基材板的厚度。多层板应根据导电层数量，确定基材板的厚度。多层板应根据导电层数敝换毛戒掳芹催负青雨班遮嚷卷驱壁尝差欢涣瑞讲浦粹灌扰窑媚舍十托低高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l 和层间绝缘层厚度要求确定薄型的覆铜板及粘接和层间绝缘层厚度要求确定薄型的覆铜板及粘接片的数量和总厚度。片的数量和总厚度。l5 5）满足电子产品有关环保规定（）满足电子产品有关环保规定（“ “废旧家电及电废旧家电及电子
76、产品回收处理体系子产品回收处理体系” ”和和“ “电子信息产品污染防治管电子信息产品污染防治管理办法理办法” ”），选择基材的要求还应考虑：），选择基材的要求还应考虑：l用用PBBPBB和和 PBDE PBDE等含卤素类化合物作为阻燃剂的等含卤素类化合物作为阻燃剂的板材就不能选用；应选无卤素类阻燃剂的板材板材就不能选用；应选无卤素类阻燃剂的板材（目前已有含磷含氮或含硼类化合物的阻燃剂但（目前已有含磷含氮或含硼类化合物的阻燃剂但成本高）。据溴科学与环境论坛（成本高）。据溴科学与环境论坛（BSEFBSEF）认为目）认为目前前FR-4FR-4板材中使用的四溴双酚板材中使用的四溴双酚A A阻燃剂不在禁
77、令阻燃剂不在禁令之内之内, ,不属于不属于PBBPBB一类有害物质。目前已有既不含一类有害物质。目前已有既不含卤素也不含锑和磷的基材，如卤素也不含锑和磷的基材，如S1155/1165S1155/1165。蝶浓桥桌勒钒界播灌趋据庭赔汾骗醛恬藏保达斯准揖斌融缨沾聪竿鹏访虾高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l6）满足无铅焊接和加工工艺要求l无铅焊料应用的基材，因为无铅焊料焊接温度高，无铅焊料应用的基材，因为无铅焊料焊接温度高，应选用热稳定性好或耐热性好的材料，具体体现应选用热稳定性好或耐热性好的材料，具体体现在材料的如下几项参数：在材料的如下几项参数：lTg Tg ：树脂的玻璃化转变温度，应当
78、：树脂的玻璃化转变温度，应当150150；lCTE CTE ：基材的热膨胀系数相对要小：基材的热膨胀系数相对要小(XY(XY、 Z Z向向) )；lTd Td ：（：（de compocitionde compocition）板材中树脂材料的最高）板材中树脂材料的最高热分解温度应当高。在此温度下材料的一些物理、热分解温度应当高。在此温度下材料的一些物理、化学性能降低，产生不可逆的变化，应通过一些化学性能降低，产生不可逆的变化，应通过一些热应力试验后的树脂状态变化和机电性能变化来热应力试验后的树脂状态变化和机电性能变化来反映。对于反映。对于FR-4FR-4板材热失重板材热失重5 5时的热分解温度
79、时的热分解温度340340。lT T288 288 ：热分层时间热分层时间, , 表示基材的耐热性能。表示基材的耐热性能。蜘镣掏岸歧斧适返示柞褂堆握空碌衫落鹃艺矾沁帽座验豢贵攫比曾坍乘温高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计lIPCIPC对无铅焊用板材的方案中规定对无铅焊用板材的方案中规定FR-4FR-4板材的板材的T T28828830min30min。通常用在。通常用在288288下耐热应力试验的时下耐热应力试验的时间来考核（在规定的时间间来考核（在规定的时间1010秒内板材不起泡、不秒内板材不起泡、不分层、铜箔的抗剥力符合规定的要求等）。含铅分层、铜箔的抗剥力符合规定的要求等）。含铅焊
80、料焊接时间大于焊料焊接时间大于6060秒，用无铅焊料应大于秒，用无铅焊料应大于5 5分钟分钟。但是过高的。但是过高的TgTg不易机械加工。不易机械加工。l一般在特性阻抗确定的情况下，基材的介电常数一般在特性阻抗确定的情况下，基材的介电常数小，有利于减少各导电层间的介质厚度，适合于小，有利于减少各导电层间的介质厚度，适合于制作层次较多的高速电路用的多层板。制作层次较多的高速电路用的多层板。l目前改进的目前改进的FR4FR4、FR5FR5、PIPI和和BTBT树脂等基材，对树脂等基材，对采用无铅焊接工艺基本上可以满足要求，但还需采用无铅焊接工艺基本上可以满足要求，但还需要开发耐温性更好的基材。要开
81、发耐温性更好的基材。l不同类型材料的成本相差很大，不能越高越好。不同类型材料的成本相差很大，不能越高越好。选用的基本原则是：满足产品使用的电气、机械选用的基本原则是：满足产品使用的电气、机械和物理要求，切勿宁高勿低，或以低代高。和物理要求，切勿宁高勿低，或以低代高。呆声橙惊叼咀饼盆挖寒卒舟所养绚伯原勃爵蓑汁鸵盟均利牢焚苛寓寒迫韩高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l（2）高速电路印制板采用的基材l一般工作频率在一般工作频率在300MHz300MHz以下的印制板根据频率以下的印制板根据频率的高低和介质损耗要求，分别可以采用的高低和介质损耗要求，分别可以采用FR-4FR-4覆铜覆铜箔板箔板(E
82、P) (EP) 、BTBT树脂覆铜箔板、聚酰亚胺覆铜箔板树脂覆铜箔板、聚酰亚胺覆铜箔板(PI)(PI)或氰酸酯覆铜板（或氰酸酯覆铜板（CECE）和聚苯醚（）和聚苯醚（PPEPPE）等。）等。这些材料的介电特性排序为：这些材料的介电特性排序为：lPTFEPTFECECEPPEPPE BT BT PI PI 改性改性EP EP EP EPl微波是波长小于微波是波长小于1m1m或频率高于或频率高于300MHz300MHz电磁波电磁波（IPC-316IPC-316标准中将频率在标准中将频率在100MHz30GHz100MHz30GHz视为视为微波电路）微波电路板通常采用较低介电常数的微波电路）微波电路
83、板通常采用较低介电常数的聚四氟乙烯覆铜板（聚四氟乙烯覆铜板（PTFEPTFE）。通过添加陶瓷粉等）。通过添加陶瓷粉等填料可以改变基材的介电常数，以适应不同介电填料可以改变基材的介电常数，以适应不同介电常数的基材需要。常数的基材需要。只盂讼页刷化清答饿漫辖咽克撅凡悬诞恢竭该硫最容笋寥降蒙惯潦苟矗跋高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l微波印制板用的材料与一般的高速电路印制板用微波印制板用的材料与一般的高速电路印制板用的材料不同，材料的介电常数范围更宽，从的材料不同，材料的介电常数范围更宽，从2.152.1510.010.0，种类繁多，大部分由欧美和日本的供应，种类繁多，大部分由欧美和日本的供
84、应商提供；我国泰州旺灵绝缘材料厂和生益西安绝商提供；我国泰州旺灵绝缘材料厂和生益西安绝缘材料研究所可以提供介电常数缘材料研究所可以提供介电常数2.52.5以上的部分材以上的部分材料。料。l聚四氟乙烯基材亲水性差，镀液不易润湿难于制聚四氟乙烯基材亲水性差，镀液不易润湿难于制作金属化孔，必须先对基材进行活化处理（用等作金属化孔，必须先对基材进行活化处理（用等离子或钠萘处理），提高亲水性后再金属化孔。离子或钠萘处理），提高亲水性后再金属化孔。所以用聚四氟乙烯基材的微波印制板多数是单、所以用聚四氟乙烯基材的微波印制板多数是单、双面板，随着微波器件的发展和新型微波材料的双面板，随着微波器件的发展和新型微
85、波材料的开发，微波用多层印制板的应用逐渐增多。开发，微波用多层印制板的应用逐渐增多。l微波用印制板是一种特殊的高速电路板从选材到微波用印制板是一种特殊的高速电路板从选材到制造工艺和验收都有特殊的要求，不在本文讨论制造工艺和验收都有特殊的要求，不在本文讨论的高速电路用印制板的范围，不再详细介绍。的高速电路用印制板的范围，不再详细介绍。房笆猎男泰砌见戌涡块屹娩在呆笼骨蚁思煞吏灶那铱就任纶筛韶鸭念鳞充高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l6.PCB的结构和尺寸要素设计 lPCBPCB的设计结构对高速电路有十分重要的影响的设计结构对高速电路有十分重要的影响, ,它它会影响信号的完整性、可靠性、制造
86、的难易程度会影响信号的完整性、可靠性、制造的难易程度和成本。和成本。l6.16.1印制板的结构印制板的结构l根据布线密度要求，整机给予印制板的空间尺寸根据布线密度要求，整机给予印制板的空间尺寸和机械、电气性能要求决定。高速电路根据需要和机械、电气性能要求决定。高速电路根据需要可以选择双面板、多层板或挠性板或刚挠性板。可以选择双面板、多层板或挠性板或刚挠性板。在双面板布线密度很高的情况下，与其采用双面在双面板布线密度很高的情况下，与其采用双面板还不如采用布线密度较低的多层板。因为低层板还不如采用布线密度较低的多层板。因为低层次、低密度的多层板的可靠性和可制造性要优于次、低密度的多层板的可靠性和可
87、制造性要优于高密度的双面板。高密度的双面板。l双面板和多层板，可以通过金属化孔实现各导电双面板和多层板，可以通过金属化孔实现各导电层间的连接，能缩短信号传输的路径，提高传输层间的连接，能缩短信号传输的路径，提高传输速度，并且容易制作为微带线和带状线的结构，速度，并且容易制作为微带线和带状线的结构，有利于保持信号的完整性。有利于保持信号的完整性。旬岔灰从承窑厂沿狠胡跑馅药铝特录挽棋河藩决默控拈馒齐经反舅粘茶行高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l从电磁兼容考虑，当时钟电路的频率超过从电磁兼容考虑，当时钟电路的频率超过5MHz5MHz时时或者器件的上升时间小于或者器件的上升时间小于5ns5ns
88、时，增加采用多层板时，增加采用多层板的可能性。（即的可能性。（即5/55/5规则）规则）l6.26.2外形：外形：l PCB PCB的外形是由在整机中的安装尺寸和布线密度的外形是由在整机中的安装尺寸和布线密度要求决定的，原则上可以是任意的，但是考虑到要求决定的，原则上可以是任意的，但是考虑到美观和加工的难易，在满足整机空间布局要求的美观和加工的难易，在满足整机空间布局要求的前提下，外形力求简单，一般为尺寸不大、长宽前提下，外形力求简单，一般为尺寸不大、长宽比例不太悬殊的长方形。也允许有圆形和其他异比例不太悬殊的长方形。也允许有圆形和其他异形，但是长宽比例较大或面积较大的印制板，容形，但是长宽比
89、例较大或面积较大的印制板，容易产生翘曲变形，需要增加板的厚度或采取增加易产生翘曲变形，需要增加板的厚度或采取增加支撑点和边框加固等措施支撑点和边框加固等措施, ,并且大尺寸板走线距离并且大尺寸板走线距离长，对高速电路容易引起信号完整性的问题。长，对高速电路容易引起信号完整性的问题。蓄薯抹仕仗毙壹裸均涨贝娱写鞋誊狄体频文魄豪拳企柔仔霄疵渍挣准河图高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l6.2.16.2.1外形尺寸公差：外形尺寸公差：l 因为印制板的基材是树脂型，所以其机械加工因为印制板的基材是树脂型，所以其机械加工的公差应按塑料加工的公差，不能像金属加工的的公差应按塑料加工的公差，不能像金属加
90、工的公差那样严格。公差那样严格。l 6.2.2 6.2.2 板厚度：板厚度：l PCB PCB的厚度应根据对板的机械强度要求和与之的厚度应根据对板的机械强度要求和与之相匹配的连接器的规格尺寸，以及相匹配的连接器的规格尺寸，以及PCBPCB上单位面上单位面积承受的元器件重量，从相关基材的厚度标准尺积承受的元器件重量，从相关基材的厚度标准尺寸系列中，选取合适厚度的基材。寸系列中，选取合适厚度的基材。l一般不要选非标准厚度的基材，这样会增加成本；一般不要选非标准厚度的基材，这样会增加成本；在能满足安全使用的前提下，不要选择过厚的基在能满足安全使用的前提下，不要选择过厚的基材，以减轻产品重量和降低成本
91、。材，以减轻产品重量和降低成本。 窖协头正垦点氰根乾当讯览望或扛靛蔷啸餐甄琼刨富庄衰坍乐陋赐狸支黔高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l一般不要选非标准厚度的基材，这样会增加成本；一般不要选非标准厚度的基材，这样会增加成本；在能满足安全使用的前提下，不要选择过厚的基在能满足安全使用的前提下，不要选择过厚的基材，以减轻产品重量和降低成本。材，以减轻产品重量和降低成本。 l 6.2.3 6.2.3 印制板的总厚度：印制板的总厚度：l 应根据使用时对板的机械强度要求及有边缘连应根据使用时对板的机械强度要求及有边缘连接器时与连接器匹配需要而定接器时与连接器匹配需要而定, ,对于多层板还应考对于多层
92、板还应考虑各层间绝缘层厚度匹配的需要。在满足上述条虑各层间绝缘层厚度匹配的需要。在满足上述条件的前提下，尽量选择较薄的厚度，使作为过孔件的前提下，尽量选择较薄的厚度，使作为过孔的导通孔有较小的深度，即有利于制造有可以减的导通孔有较小的深度，即有利于制造有可以减少寄生电容，便于高速信号的传输。少寄生电容，便于高速信号的传输。l多层板中间层的绝缘材料厚度多层板中间层的绝缘材料厚度 应根据其电气性能要求（耐压、绝缘电阻、特性应根据其电气性能要求（耐压、绝缘电阻、特性阻抗的要求）来决定；在两相邻导电层之间，一阻抗的要求）来决定；在两相邻导电层之间，一般至少应有般至少应有0.09mm0.09mm厚的绝缘
93、层（厚的绝缘层（HDIHDI板层间厚度板层间厚度壳椿职蝇纺洽隧词脂独毗剑雁肇帛嫌概胳躲敢蹲郑兹阑钧酗庸悄畅粮富玻高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l0.03mm0.03mm），并且其粘结片不少于两片，在所有），并且其粘结片不少于两片，在所有的粘结层中最好使用同一种厚度的粘结片。对微的粘结层中最好使用同一种厚度的粘结片。对微波电路用的多层板，其层间介质层的厚度应根据波电路用的多层板，其层间介质层的厚度应根据电路特性阻抗要求，需要严格计算而确定。电路特性阻抗要求，需要严格计算而确定。l 挠性板厚度：用其挠曲功能的板，应选择较薄挠性板厚度：用其挠曲功能的板，应选择较薄的基材，有利于挠曲。当使用
94、附加镀（涂）覆层、的基材，有利于挠曲。当使用附加镀（涂）覆层、覆盖层或胶粘剂时，板的总厚度会大于挠性覆铜覆盖层或胶粘剂时，板的总厚度会大于挠性覆铜箔基材的厚度箔基材的厚度( (基材、覆盖层厚度通常都为基材、覆盖层厚度通常都为0.025mm)0.025mm)，所以对其尺寸公差应尽可能宽松。，所以对其尺寸公差应尽可能宽松。 l6.3坐标网格与定位基准 l为了确定孔和导电图形的位置，应采用为了确定孔和导电图形的位置，应采用GB1360 GB1360 钎暇蔷焊暂尔奔逼嫁公禁生橡台蝴剪镍满嫂衰酥愿窜诫菠照柄粟鲤溺遣柞高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l（印制电路坐标网格）规定的网格系统，基本格（印
95、制电路坐标网格）规定的网格系统，基本格子为子为2.54mm2.54mm，辅助格子为，辅助格子为1.27mm 1.27mm 和和0.635mm0.635mm或者更小。（公制尺寸元器件用或者更小。（公制尺寸元器件用2.5mm2.5mm格子，节格子，节距小于距小于0.635mm0.635mm用公制格子，即用公制格子，即0.50.5、0.40.4等）。等）。l 为在制造和检查导电图形时定位用，建议使为在制造和检查导电图形时定位用，建议使用参考基准。它是两条正交的基准直线，交点为用参考基准。它是两条正交的基准直线，交点为坐标原点，在同一块板上有几个图形时，所有的坐标原点，在同一块板上有几个图形时，所有的
96、图形都应使用相同的参考基准。参考基准设置在图形都应使用相同的参考基准。参考基准设置在板内或板外由设计者决定，并且标出印制板的边板内或板外由设计者决定，并且标出印制板的边缘到基准线的尺寸和公差。缘到基准线的尺寸和公差。l对于对于SMTSMT用印制板，在具有自动光学定位系统的用印制板，在具有自动光学定位系统的l 焦联雪蔚殖黎迸询镍狈拌抑桂澎迄孪躯震阜整诲丘霹脾琢恨剁罩礼摇批桑高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l高精度表面安装设备上安装时，应在印制板元件高精度表面安装设备上安装时，应在印制板元件面的两角或三个角上各设置一个面的两角或三个角上各设置一个1.6mm1.6mm的圆形的圆形或边长为或边
97、长为2.0mm 2.0mm 的方形光学定位标志作为基准，的方形光学定位标志作为基准，在大尺寸或细节距的在大尺寸或细节距的IC IC 焊盘图形的对角线或中心焊盘图形的对角线或中心位置上各设置一个基准标志，标志上面不允许有位置上各设置一个基准标志，标志上面不允许有阻焊膜覆盖阻焊膜覆盖, ,以作为安装器件时定位。以作为安装器件时定位。l对器件节距更小的印制板，可以用网印器件外形对器件节距更小的印制板，可以用网印器件外形并作引脚的位号标志。并作引脚的位号标志。( (见下图见下图) ) 枉定隆止拽旨盯苯阂写穗金甭亮均揽持弛挝掐例施限科兄廷凳晋抢勃勤豫高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计 6.4 6.
98、4 印制导线宽度印制导线宽度 和间距和间距l6.4.16.4.1导线宽度导线宽度l 印制导线的宽度由导线的负载电流、允许的印制导线的宽度由导线的负载电流、允许的温升和铜箔的附着力及特性阻抗匹配决定。导线温升和铜箔的附着力及特性阻抗匹配决定。导线宽度与载流能力见图宽度与载流能力见图6 61 1 ，从可制造性和可靠性，从可制造性和可靠性考虑一般印制板的导线最宽度不小于考虑一般印制板的导线最宽度不小于0.10mm0.10mm（3 3级板级板0.13mm0.13mm）可以承载）可以承载0.5A0.5A的电流。的电流。l SMT SMT 印制板的导线宽度根据布线密度需要可小印制板的导线宽度根据布线密度需
99、要可小于于0.2mm0.2mm，高密度板（，高密度板（HDIHDI）的导线宽度可小于）的导线宽度可小于0.1mm0.1mm，导线越细其加工难度越大，所以在布线，导线越细其加工难度越大，所以在布线空间允许的条件下，应适当选择宽一些的导线。空间允许的条件下，应适当选择宽一些的导线。l 导线的尺寸精度取决于导电图形的设计精度、导线的尺寸精度取决于导电图形的设计精度、生产底版的精度、制造工艺（成像、镀覆、蚀刻生产底版的精度、制造工艺（成像、镀覆、蚀刻的方法和质量）及导体厚度的均匀性等因素，所的方法和质量）及导体厚度的均匀性等因素，所以只规定最小导线宽度。对于高速电路导线宽度以只规定最小导线宽度。对于高
100、速电路导线宽度受纲陨抨猪香蹈材郑碾钙份巩吧撂漓弛怜领门冰部邵欣秽翟倡压林鹃廓叫高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计102030(A)35.030.025.020.015.012.010.08.07.06.05.04.03.02.01.51.00.750.50.250.125457510060,(S,),0,1,5,10,2030,50,70,100,150,200,250,300,400,500,600,700,10535701825l导线宽度、横截面积与允许电流的关系导线宽度、横截面积与允许电流的关系,0,1,5,10,2030,50,70,100,150,200,250,300,400
101、,500,600,700,00.0250.1250.250.3750.5000.7501.251.752.503.755.006.257.508.7510.00导线截面积（6.45104,mm2）W裁狠鸿搭头郁凶叮眩棺蜜纵蔡欺逐俘秉收映讫脐囊淑鲤懦契皆退控请吠洋高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l公差通常为线宽的公差通常为线宽的20201515；微波电路的导线宽；微波电路的导线宽度及公差应有严格要求一般取度及公差应有严格要求一般取0.030.030.080.08、0.05mm 0.05mm 的公差或线宽的的公差或线宽的1010。l6.4.2 6.4.2 印制导线间距印制导线间距l 印制导
102、线的间距，由导线之间的绝缘电阻、耐印制导线的间距，由导线之间的绝缘电阻、耐电压要求、电磁兼容考虑、基材的特性和加工的电压要求、电磁兼容考虑、基材的特性和加工的极限决定。极限决定。l 1 1）导线之间的绝缘电阻）导线之间的绝缘电阻l 印制板表层导线间的绝缘电阻是由导线间距、相印制板表层导线间的绝缘电阻是由导线间距、相邻导线平行段的长度、绝缘介质（包括基材和空邻导线平行段的长度、绝缘介质（包括基材和空气）印制板的加工工艺质量、温度、湿度和表面气）印制板的加工工艺质量、温度、湿度和表面的污染等因素所决定。的污染等因素所决定。馈妊絮寨女喂今摆结惰捡厅伪腆龄佐窃攒凹哪妄苞咀宰歧龄兆酚惠屋乏填高速电路的印
103、制板设计高速电路的印制板设计l一般绝缘电阻和耐电压要求越高，其导线间距就一般绝缘电阻和耐电压要求越高，其导线间距就应适当加宽。小于应适当加宽。小于0.15mm0.15mm的导线间距也难以加工，的导线间距也难以加工，所以设计时在布线空间允许的条件下，应适当加所以设计时在布线空间允许的条件下，应适当加大导线间距。大导线间距。l两相邻导线间的绝缘电阻要求严格时，可采用下两相邻导线间的绝缘电阻要求严格时，可采用下列列 公式来估算：公式来估算： l Ris Ris160Rmat160RmatW/LW/Ll 式中：式中：l W W导线间距，导线间距，mm mm ； l Ris Ris导线之间预计的最小绝缘
104、电阻导线之间预计的最小绝缘电阻MM；l Rmat Rmat规定温度下基材的最小绝缘电阻，规定温度下基材的最小绝缘电阻，MM；l L L导线平行段长度，导线平行段长度，mm mm 。满咸追捞斜炭艺执夜搪熬蓑贬迷执玫浙戎刽湛一食净浙科冶崔摊瑚良务觅高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l实际上导线的间距设计可能是不均匀的，此时实际上导线的间距设计可能是不均匀的，此时W/LW/L的平均值按下式计算：的平均值按下式计算：l式中：式中：W1 W1 ， W2,W n W2,W n各平行段导线的标称间各平行段导线的标称间距；距；l L1 L1， L2Ln L2Ln各平行段导线的长度。各平行段导线的长度。l
105、 内层绝缘电阻也可以用以上公式估算；层间绝缘内层绝缘电阻也可以用以上公式估算；层间绝缘电阻是绝缘层的体积电阻，它受外界条件影响小，电阻是绝缘层的体积电阻，它受外界条件影响小，主要受材料绝缘电阻和介质层厚度影响。对环氧主要受材料绝缘电阻和介质层厚度影响。对环氧玻璃布层压板基材，其表面绝缘电阻玻璃布层压板基材，其表面绝缘电阻10101010 。 l2) 2) 导线间耐电压导线间耐电压l印制导线之间的耐电压值，与板基材的绝缘介质印制导线之间的耐电压值，与板基材的绝缘介质讼慨智贮计娩氏溺侮蹲娇郴资祭萝掐夕鸟雨吸留忆二苗类琵索好开段耻尼高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l种类、导线间距、导线边缘的
106、齐整性、表面污染种类、导线间距、导线边缘的齐整性、表面污染程度、表面涂覆层、布线情况和周围环境条件等程度、表面涂覆层、布线情况和周围环境条件等因素有关。因素有关。l印制导线之间的局部放电电压很高，对以环氧玻印制导线之间的局部放电电压很高，对以环氧玻璃布为基材的印制板，导线间的耐电压值：璃布为基材的印制板，导线间的耐电压值：l 在正常大气条件下，大于在正常大气条件下，大于1200V/mm1200V/mm，l 在低气压条件下（在低气压条件下（0.1330.1332.66KPa2.66KPa），其耐电压），其耐电压值要下降值要下降2/32/3左右。左右。l 在设计低气压条件下工作的印制板时，应注意这
107、在设计低气压条件下工作的印制板时，应注意这一特性。为了安全起见，在设计导线的间距时，一特性。为了安全起见，在设计导线的间距时，一般取最大耐电压值（局部放电电压）的一般取最大耐电压值（局部放电电压）的9 94040作为允许工作电压。作为允许工作电压。 研肇宗引背堤履叠终躁粗俭携码群屿堪肄蝉伍言治坞英职囊啼腔乏巷乏捐高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l设计时考虑导线的间距，使用电压必须大于最小设计时考虑导线的间距，使用电压必须大于最小电气间距，尤其是设计表面导线的间距，尽量保电气间距，尤其是设计表面导线的间距，尽量保持较大的间距。线间耐电压与大气压有关，在海持较大的间距。线间耐电压与大气压有
108、关，在海拔拔0 03050m3050m高度最小导线电气间距见下表：高度最小导线电气间距见下表：l 最小导线电气间距最小导线电气间距 单位：单位： mm mm导线间电压导线间电压DC/ACDC/AC峰值峰值（V V） 内层导内层导线线外层线、外层线、 无涂覆层无涂覆层外层导线、外层导线、 无无 涂涂覆层覆层 海拔海拔30503050外层导线、外层导线、有永久性聚合物涂层有永久性聚合物涂层0300300.050.050.100.100.100.100.050.05315031500.100.100.60.60.60.60.130.1351100511000.10.10.60.61.51.50.13
109、0.131011501011500.20.20.60.63.23.20.40.41511701511700.20.21.251.253.23.20.40.41712501712500.20.21.251.256.46.40.40.4馋佯在帝霉变刺熬卞抽夯上勾方辱熄蛰妈宰憎铲哩模谨呛瓮咖汝毫蠕琉颁高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l较大的导线间距有利于降低信号串扰（相邻导线较大的导线间距有利于降低信号串扰（相邻导线间距大于线宽的间距大于线宽的2 2倍即倍即2W2W原则，信号串扰会明显原则，信号串扰会明显降低）。最小导线电气间距应满足耐电压要求。降低）。最小导线电气间距应满足耐电压要求。l差
110、分信号传输线（差分信号传输线（ 有两个输入端信号分别在两相有两个输入端信号分别在两相邻传输线上传输的走线，抑制共模能力强）信号邻传输线上传输的走线，抑制共模能力强）信号线应相互靠近平行，间距尽可能最小（等于线宽线应相互靠近平行，间距尽可能最小（等于线宽或不小于工艺极限）；或不小于工艺极限）；l两差分线的走线间距不应变化，长度相等或近似两差分线的走线间距不应变化，长度相等或近似相等；当计算阻抗时，通过改变导线宽度优化阻相等；当计算阻抗时，通过改变导线宽度优化阻抗；两相邻的差分线对之间间距，仍按抗；两相邻的差分线对之间间距，仍按2W2W原则。原则。2WWswS工艺极限；当S=3h时反射阻抗最小额孰
111、彰趣蛾袄诣炔弓坚还注灸矫朋丰翰嫌袁纱灯瓢起艘罢骏危捧艳琳胺没高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l6.5 印制导线的走线长度l走线长度影响布线的密度、平行导线间的绝缘电走线长度影响布线的密度、平行导线间的绝缘电阻、信号的传输延时和电磁兼容等问题，在低频、阻、信号的传输延时和电磁兼容等问题，在低频、低速电路走线长度主要考虑布线密度和平行线间低速电路走线长度主要考虑布线密度和平行线间的绝缘电阻，布线虽然也是希望走短线但并不严的绝缘电阻，布线虽然也是希望走短线但并不严格。格。l高速、高频电路中必须考虑电长走线（从时域上高速、高频电路中必须考虑电长走线（从时域上考虑最长走线不会引起信号的传输效应而
112、产生信考虑最长走线不会引起信号的传输效应而产生信号的不完整），当传输信号的双程传输时延（源号的不完整），当传输信号的双程传输时延（源负载源）等于信号的上升时间时，可以用下负载源）等于信号的上升时间时，可以用下式计算：式计算：l L Lmaxmaxt tr r / 2 t / 2 tpdpd 式中：式中： L Lmax max 最大布线长度最大布线长度(cm)(cm) t tr r 器件的边沿速率，（器件的边沿速率，（nsns） t tpd pd 信号传输的时延，（信号传输的时延，（nsns）檀雷告电逻惊谐雨抛颖服健怯掸卉轩闺逐篡取的青释爱耻承韶武悠斑颧骂高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计
113、l为了计算方便，对于在为了计算方便，对于在FR-4FR-4基材（基材（ r r 为为4.64.6）上）上特定的布线拓扑结构上式可以简化为：特定的布线拓扑结构上式可以简化为：l 微带式布线结构：微带式布线结构： L Lmaxmax 9 t9 tr r (cm) (cm)l 带状线布线结构：带状线布线结构：L Lmaxmax 7 t7 tr r (cm) (cm)l如果走线长度或间隔大于如果走线长度或间隔大于L Lmaxmax ，那么应该使用终，那么应该使用终端（如靠近源端串联电阻），不然，在较长的电端（如靠近源端串联电阻），不然，在较长的电长走线上可能出现信号反射。所以一定要尽量使长走线上可能出
114、现信号反射。所以一定要尽量使电长走线小于电长走线小于L Lmaxmax的值。的值。l即使有再好的终端，走线中仍会存在少量的射频即使有再好的终端，走线中仍会存在少量的射频电流（电流（RFRF），对于较高频率的走线，导线呈现电），对于较高频率的走线，导线呈现电感特性，可能会成为一个辐射感特性，可能会成为一个辐射RFRF能量的有效天线。能量的有效天线。所以，从电磁兼容角度，还要在频域范围考虑走所以，从电磁兼容角度，还要在频域范围考虑走线长度。线长度。疑尧工琐拄膘擂姜凝州偶晦肮帚鳃卡蚤械叁鸳植喷泣级蝉弟愁褐荡作颤虎高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l因为大部分天线都设计在特定的工作频率，它所因为
115、大部分天线都设计在特定的工作频率，它所对应的波长（对应的波长（）的）的1/21/2或或1/41/4长度时的导线或印长度时的导线或印制线，就是一个有效的辐射器。因此，在制线，就是一个有效的辐射器。因此，在EMCEMC领领域设计电长走线应远离该频率对应波长的域设计电长走线应远离该频率对应波长的1/4 1/4 的长度。的长度。l通常要求印制导线的最长走线小于该线信号频率通常要求印制导线的最长走线小于该线信号频率对应波长的对应波长的1/20 1/20 ,这样可以避免高频信号线成这样可以避免高频信号线成为无意形成的辐射源，以提高电磁兼容性。为无意形成的辐射源，以提高电磁兼容性。l譬如，同是一条譬如，同是
116、一条10cm10cm的走线具有的走线具有R=57mR=57m,电电感感率率8nH/cm8nH/cm。在信号。在信号频频率率为为100KHz,100KHz,会有会有5 m5 m的的感抗；当感抗；当频频率在率在100KHz 100KHz 以上逐以上逐渐渐感抗增加，感抗增加，电电阻在阻抗中越来越小，走阻在阻抗中越来越小，走线线就会就会变变成成电电感感产产生生RFRF辐辐射。当射。当频频率率为为150MHz150MHz时时，该该100mm100mm的走的走线线就就可以作可以作为为一个有效的一个有效的辐辐射体。射体。您榆熏靡馋嗣驮偿甄输需专梅城柞褒右黑赤绝磊瞥钓胸代本贾告朱第报奴高速电路的印制板设计高速
117、电路的印制板设计l6.6 6.6 孔与连接盘孔与连接盘l6.6.1 6.6.1 孔：孔：l 印制板上的孔，基本上可归为四类：机械安印制板上的孔，基本上可归为四类：机械安装孔、元件孔、隔离孔和导通孔。各类孔的设计装孔、元件孔、隔离孔和导通孔。各类孔的设计要求不同要求不同, ,尤其是高速电路印制板上的过孔，对电尤其是高速电路印制板上的过孔，对电路特性有明显的影响。路特性有明显的影响。l1 1）机械安装孔：）机械安装孔：l应与机械安装件的位置尺寸、安装尺寸及位置公应与机械安装件的位置尺寸、安装尺寸及位置公差相匹配。孔与孔的边缘及孔边缘到板边缘的距差相匹配。孔与孔的边缘及孔边缘到板边缘的距离应大于板的
118、厚度，以保证孔壁的机械强度。离应大于板的厚度，以保证孔壁的机械强度。l2 2）元件孔）元件孔 ：l孔径应大于所安装的元器件引线（或插针）直径孔径应大于所安装的元器件引线（或插针）直径0.20.20.3mm0.3mm，孔中心的位置应在坐标网格（或辅，孔中心的位置应在坐标网格（或辅助格）的交点上，并且与元器件引线（引脚）的助格）的交点上，并且与元器件引线（引脚）的位置位置暗臻脯骸洗饶缄朋袄晰倘粟拥鸳匀嚼暮撞号茄甭鹤趾惹锭矮瞥秦趴誉覆趁高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l相匹配（不允许一孔安装两根引线），如果元器相匹配（不允许一孔安装两根引线），如果元器件的引线为非直线排列，则至少有一个点的孔
119、中件的引线为非直线排列，则至少有一个点的孔中心位于网格的交点上。此类孔的孔直径一般是指心位于网格的交点上。此类孔的孔直径一般是指金属化后的镀覆孔的直径。金属化后的镀覆孔的直径。l3)3)隔离孔：隔离孔：l在多层板中将某层导电图形与通过该层的镀覆孔在多层板中将某层导电图形与通过该层的镀覆孔（金属化孔）进行绝缘隔离，孔径应大于同轴的（金属化孔）进行绝缘隔离，孔径应大于同轴的金属化孔壁外径金属化孔壁外径0.20.20.3mm0.3mm，在布线空间允许时，在布线空间允许时应适当加大绝缘间隙。应适当加大绝缘间隙。抢尺专滑锚鹏隧滦祟烬茂斩属坦拴孵院嵌危砒缓戚幂涪给也有先鲤癌竣疗高速电路的印制板设计高速电路
120、的印制板设计l隔离孔之间应保持一定距离不能使相邻的隔离环隔离孔之间应保持一定距离不能使相邻的隔离环相切，以免上层传输线通过两金属化孔之间时造相切，以免上层传输线通过两金属化孔之间时造成阻抗的不连续，引起信号失真。成阻抗的不连续，引起信号失真。0.1mm隔离环金属化孔电、地面图64隔离环相切图63隔离环有距离迈怒五消皖收作闹歉绕捣琐棒炙淘蚤留骑开缠躁楔缔粳涣蕊搞隙港掉慰罕高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l4)4)导通孔：导通孔：l又称为过孔，分为通孔、盲孔和埋孔三种形式。又称为过孔，分为通孔、盲孔和埋孔三种形式。其孔径的大小和孔位由布线空间大小酌情调整，其孔径的大小和孔位由布线空间大小酌
121、情调整，不作严格规定，为了提高布线密度一般其孔径设不作严格规定，为了提高布线密度一般其孔径设计得比元件孔小，但是最小板厚度与孔径的比一计得比元件孔小，但是最小板厚度与孔径的比一般不大于般不大于5 5：1 1，过大的比例在孔金属化时，工艺，过大的比例在孔金属化时，工艺难度加大成本上升，如需要较大的厚、径比，应难度加大成本上升，如需要较大的厚、径比，应与制造方协商。在布线空间允许的情况下，此孔与制造方协商。在布线空间允许的情况下，此孔一般不设计在元件体的下面（多层板的埋孔除外）一般不设计在元件体的下面（多层板的埋孔除外），防止波峰焊时焊料通过孔造成贴板安装的元器，防止波峰焊时焊料通过孔造成贴板安装
122、的元器件损坏或下面短路，并便于检查和维修。件损坏或下面短路，并便于检查和维修。l SMT SMT板布线密度较高，允许将过孔设置在器件下板布线密度较高，允许将过孔设置在器件下面，但是必须用阻焊剂覆盖或封堵孔。面，但是必须用阻焊剂覆盖或封堵孔。 大功率器大功率器件的导热孔也允许设置在器件下面。件的导热孔也允许设置在器件下面。暂灼沟娃磺痰腔廷酸茶浮芭冒痒彼殴询惋申淆反晕凶勋待楞粥扶少咋宽深高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l导通孔的三种类型：导通孔的三种类型：通孔、埋孔和盲孔通孔、埋孔和盲孔, ,其其中埋孔和盲孔孔径更中埋孔和盲孔孔径更小，通常采用激光或小，通常采用激光或等离子体技术加工。等离
123、子体技术加工。最小钻孔孔径见表最小钻孔孔径见表埋孔埋孔层厚层厚1 1级级孔径孔径2 2级级孔径孔径3 3级级孔径孔径0.250.50.50.150.150.150.150.200.20盲孔盲孔层厚层厚1 1级级孔径孔径2 2级级孔径孔径3 3级级孔径孔径0.100.250.250.200.200.300.300.40.4,表61,埋孔、盲孔孔径,与孔深度的可制造限度,mm埋孔通孔盲孔导电胶填充埋孔图65,导通孔的类型沂渴砌爵缨脾逞泅姐肖憋话诸伐彦悄屁让纺瞥纫恤窗协挨提百悉档洛炭卑高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l 5 5）导热孔（又称散热孔）：在某些大功率的器）导热孔（又称散热孔）：在
124、某些大功率的器件（件（QFNQFN）下面有散热孔，相应的印制板部位应）下面有散热孔，相应的印制板部位应设置导热孔与器件的散热孔对应，以利于散热。设置导热孔与器件的散热孔对应，以利于散热。其排布形式见下图（未布线局部图）其排布形式见下图（未布线局部图）l l 图图6 67 7导热孔排布形式导热孔排布形式散热孔驭臣励甫元傀焉彼锥狗港脾裕格反甸环蓝惮拌部喜腰学啮郎馏战莽磕搪毅高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l6.6.2 6.6.2 连接盘：连接盘：l 印制板上的连接盘印制板上的连接盘(Land)(Land)，用于表层进行焊，用于表层进行焊接的称为焊盘。一般为圆形与孔同心环绕在孔周接的称为焊盘
125、。一般为圆形与孔同心环绕在孔周围，最小的环宽应围，最小的环宽应0.1mm0.1mm，在空间位置允许的条，在空间位置允许的条件下，应适当加宽连接盘的环宽。表层的焊盘面件下，应适当加宽连接盘的环宽。表层的焊盘面积应稍大些有利于焊接，其形状一般也是圆形的，积应稍大些有利于焊接，其形状一般也是圆形的，也有采用切割圆形、矩形、正方形或卵圆形等，也有采用切割圆形、矩形、正方形或卵圆形等，根据布线的密度来确定。根据布线的密度来确定。l 扁平封装和表面安装元器件的焊盘，通常为扁平封装和表面安装元器件的焊盘，通常为矩形或条状（长宽比例按引脚尺寸）。矩形或条状（长宽比例按引脚尺寸）。BGABGA器件器件的焊盘是圆
126、的并与元器件的引脚位置相匹配，具的焊盘是圆的并与元器件的引脚位置相匹配，具体的形状、尺寸随元器件的型号不同而异，同一体的形状、尺寸随元器件的型号不同而异，同一元器件的焊盘尺寸应一致，防止因焊盘的热容量元器件的焊盘尺寸应一致，防止因焊盘的热容量不一致而影响再流焊质量。不一致而影响再流焊质量。 贸立远帖帝姥逼察唉表磅军蛔庚燥陆幂丽挽鸽艰拍泛扮哆瓦欢敦烟炭板本高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计lSMTSMT焊盘图形设计是影响焊接质量的重要因素，焊盘图形设计是影响焊接质量的重要因素，应根据元器件的接线端子的形式不同，元器件的应根据元器件的接线端子的形式不同，元器件的引脚尺寸和公差、节距及加工误差
127、和形成可靠焊引脚尺寸和公差、节距及加工误差和形成可靠焊缝要求等因素，按相关的标准缝要求等因素，按相关的标准(GJB3243(GJB324398 98 、IPCIPC73517351等等) )进行合理的设计。进行合理的设计。l片式电阻、电容焊盘：一般为长方形或方形；片式电阻、电容焊盘：一般为长方形或方形；lQFPQFP器件：一般其节距与器件相同的长方形焊盘；器件：一般其节距与器件相同的长方形焊盘；lBGABGA类的器件：节距与器件的球形接线端子相同类的器件：节距与器件的球形接线端子相同而直径略小于（约小而直径略小于（约小1010）器件附连的焊料球直）器件附连的焊料球直径的圆形焊盘。径的圆形焊盘。
128、l在各种焊盘上都不允许直接设置导通孔，防止焊在各种焊盘上都不允许直接设置导通孔，防止焊接时，焊料流失。接时，焊料流失。 （见图（见图6-66-6）宵盛坟糖就双剂梗曳坠斌消舶蹬骇峦酚但悟灵蔬掐莱俄山兢现慎枫眨量都高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l连接盘与孔匹配关系的最低要求应按下式计算：连接盘与孔匹配关系的最低要求应按下式计算：l 连接盘最小直径连接盘最小直径D Dd d 2R2RC Cl 式中：式中：l d d成品孔的最大直径，成品孔的最大直径， mm mm；l R R 最小环宽要求，最小环宽要求， mm mm；l C C 印制板加工的标准工艺允差，（一般为印制板加工的标准工艺允差，（
129、一般为0.10.10.2mm0.2mm）。）。l 标准工艺允差是指印制板加工中的图形定位、标准工艺允差是指印制板加工中的图形定位、钻孔和多板层的压层、凹蚀处理等加工允许的累钻孔和多板层的压层、凹蚀处理等加工允许的累计误差。它是随着工艺的改进和发展而变化。成计误差。它是随着工艺的改进和发展而变化。成品孔的最小环宽可根据设计引用的验收标准要求品孔的最小环宽可根据设计引用的验收标准要求确定。确定。l3 3级板表面层最小焊盘直径至少应比孔径大级板表面层最小焊盘直径至少应比孔径大0.26mm0.26mm。庸谣辛熔头粤丢哨刃责看尉似束呢捡后算勒褥缕坷环廊撕库环粥迷酒肃串高速电路的印制板设计高速电路的印制板
130、设计l孔与连接盘的错位，不应使连接盘的环宽小于规孔与连接盘的错位，不应使连接盘的环宽小于规定的最小环宽值，焊盘上不应有孔以防焊料流失。定的最小环宽值，焊盘上不应有孔以防焊料流失。SMTSMT用连接盘形状如下：用连接盘形状如下： 电阻、电容元件,SOP/SOJ,QFP,BGA,图6-6,焊盘图形的形状东迸隘吵迅梅峻息峭懈稠案庙澈初县痰恭冠威怯肖枉癸殊陀造噶措圆稠殆高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l6.7 6.7 接插区和印制插头接插区和印制插头l6.7.1 6.7.1 接插区：印制与外部连接器连接的区域为接接插区：印制与外部连接器连接的区域为接插区，该区域在布局时，尽量靠近工作频率较高插
131、区，该区域在布局时，尽量靠近工作频率较高的区域，以减少高速信号进入印制板的区域，以减少高速信号进入印制板I/OI/O端的走线端的走线距离，可以降低辐射和电磁干扰。距离，可以降低辐射和电磁干扰。l6.7.26.7.2印制插头：印制插头：l印制板的外界连接器，有插针插孔式、插头插座印制板的外界连接器，有插针插孔式、插头插座式等多种方式。印制插头是通过印制板上的接触式等多种方式。印制插头是通过印制板上的接触片与连接插座对外连接的一种方式，其插头接触片与连接插座对外连接的一种方式，其插头接触片的设计，应根据与其相配合的插座的相关尺寸片的设计，应根据与其相配合的插座的相关尺寸及公差和装配要求进行设计。及
132、公差和装配要求进行设计。l 印制插头接触片的宽度一般为插座两相邻簧片印制插头接触片的宽度一般为插座两相邻簧片中心距的中心距的0.550.55倍，印制接触片的插入端最好设计倍，印制接触片的插入端最好设计成半圆形，其圆弧的半径为接触片宽度的一半，成半圆形，其圆弧的半径为接触片宽度的一半，接触片的长度应能保证插入插座后，簧片能完全接触片的长度应能保证插入插座后，簧片能完全贼氮肋吠愤妹蕾瘟棚堵诈棋沉乳直敦妮饭殴腾董捎谷汹谊均饿鬼计唉鼻摹高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l接触。双面印制插头，正反两面接触片的相对接触。双面印制插头，正反两面接触片的相对l位置，应与相匹配的插座的对应簧片位置及公差位
133、置，应与相匹配的插座的对应簧片位置及公差相一致。插头与插座的定位基准应保持一致。相一致。插头与插座的定位基准应保持一致。l6.7.3 6.7.3 工艺导线：工艺导线：l 在每个接触片的顶端引出在每个接触片的顶端引出0.2mm0.2mm宽的工艺导宽的工艺导线在靠近板的边线外侧用线在靠近板的边线外侧用0.3mm0.3mm的导线将其短路，的导线将其短路，作为汇总的工艺导线，为生产中插头接触片电镀作为汇总的工艺导线，为生产中插头接触片电镀金金/ /镍时使用。镍时使用。 ,汇总工艺线,工艺线聂殃列泻丛缝粒绵拧圆卸邻缆宅哼畦奢崩疲妨蜘掩躺炯岳扭镁坊路晶柒笆高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l6.8
134、槽和缺口l印制板上的槽和缺口是用于印制板、接插件和特印制板上的槽和缺口是用于印制板、接插件和特殊元件的安装。它的形状与尺寸应与安装件的尺殊元件的安装。它的形状与尺寸应与安装件的尺寸相匹配，原则上可以是任意的，但是应满足加寸相匹配，原则上可以是任意的，但是应满足加工工艺要求，并且尽量减少异形槽、孔，以方便工工艺要求，并且尽量减少异形槽、孔，以方便加工、降低成本。加工、降低成本。l 板内的板内的 槽、口一般为矩形，在无镀覆的情况下槽、口一般为矩形，在无镀覆的情况下推荐的长度、宽度的偏差为推荐的长度、宽度的偏差为0.1mm0.1mm。印制插头上。印制插头上的定位槽或缺口的尺寸及公差要求很高，需按所的
135、定位槽或缺口的尺寸及公差要求很高，需按所采用的插座的尺寸及公差进行设计，以保证与相采用的插座的尺寸及公差进行设计，以保证与相应插座的匹配。应插座的匹配。 舟特办捡刮肤雅儿矾交镶角极艇蛙测篓付焊变日跟摔芦允氛弊院患祸捕促高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l7. PCB对高速信号完整性的影响 l7.1 PCB7.1 PCB与信号完整性的关系与信号完整性的关系lPCBPCB是高速电路和元器件的载体，是高速电路和元器件的载体， PCB PCB的电气特的电气特性和导线的传输特性，构成电路的一部分，随着性和导线的传输特性，构成电路的一部分，随着电路工作频率的提高，一定会遇到信号完整性的电路工作频率的
136、提高，一定会遇到信号完整性的问题，因而印制板对高速信号的完整性（问题，因而印制板对高速信号的完整性（SISI）有）有重要影响，电路设计得再完好，而印制板设计不重要影响，电路设计得再完好，而印制板设计不合理，高速信号完整性也难于保证。合理，高速信号完整性也难于保证。l印制板影响高速信号的完整性（印制板影响高速信号的完整性（SISI）主要在如下）主要在如下几个方面：几个方面：l1 1）PCBPCB的叠层结构：的叠层结构：l板的层数、信号层与地电层的排布、层间距离、板的层数、信号层与地电层的排布、层间距离、导体层厚度等，会影响传输线的特性阻抗。导体层厚度等，会影响传输线的特性阻抗。灼峨庄承兄规款狱综
137、各狄壕络永尸瞎材冉鹤肩梗棍呈虞九出陋继厄挤昏砚高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l应根据电路特性通盘考虑。应根据电路特性通盘考虑。l2 2）PCBPCB的基材：的基材：l基材的特性尤其是电性能、介电常数、介质损耗基材的特性尤其是电性能、介电常数、介质损耗和耐离子迁移性等性能，影响高速信号的传输时和耐离子迁移性等性能，影响高速信号的传输时的特性阻抗和信号衰减程度，及电路使用时的稳的特性阻抗和信号衰减程度，及电路使用时的稳定性。选材时应按电路特性需要选择合适的材料。定性。选材时应按电路特性需要选择合适的材料。l3 3）布局和布线：）布局和布线：l影响信号的传输路径、信号线的特性阻抗、信号影响
138、信号的传输路径、信号线的特性阻抗、信号的串扰和电磁兼容性。布局布线时，应按着一定的串扰和电磁兼容性。布局布线时，应按着一定的规则，巧妙的利用印制板的特点，尽量减少和的规则，巧妙的利用印制板的特点，尽量减少和减低信号传输效应的影响。减低信号传输效应的影响。妖靛眯淀膏舶挺部炙例坡咆骇拷萄辖袄魏翌寺琅将溃摸匙哑虹蔽劣氯答瘁高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l4）布线的拓扑：布线的形式，连接结点的方式、走线的分支处理和特殊信号线（时钟线、模拟小信号等）的布线等都会引起信号的失真或干扰。l5）过孔的寄生电容：l过孔对地的寄生电容会延长信号的上升时间，降低电路的速度。在通过接地层并有隔离孔与地隔离的
139、过孔，寄生电容为：l C1.41TD1D2D1廖羚而锁蹿硕门毯邵督料属儿蛀之赡临懦蠕拯魏虑葬昔啤核察而性嵌奏蛀高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l 式中：式中： 基材的介基材的介电电常数常数l D D1 1 孔孔焊盘焊盘直径直径l D D2 2隔离孔直径隔离孔直径l T T 印制板厚度印制板厚度l例如：例如：l对对于板厚度于板厚度为为50mil50mil，孔径，孔径为为10mil10mil，焊盘焊盘直径直径为为20mil20mil隔离孔直径隔离孔直径32mil32mil。l则则通通过过上式上式计计算出算出 C=0.517pf C=0.517pf。l由此引起由此引起传输时间传输时间的的变变
140、化化为为 31.28ps 31.28ps，一个孔一，一个孔一起的起的变变化不明化不明显显，但是，但是过过孔多就会孔多就会产产生生较较大的影大的影响。响。旨硝乙束瞬虐备姿锭奎映驾临咖点抓枷临泽饱嚼误湖灾偏馋箭酬篆鹿地悬高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l孔的寄生孔的寄生电电感感为为：l L L5.085.08h h(ln4(ln4h/dh/d1)1)l 式中：式中：LL过过孔的孔的电电感，感，nHnH；l h h过过孔的孔的长长度，度，milmil；l d d过过孔的直径，孔的直径，milmil。l在上例的条件下，按此公式在上例的条件下，按此公式计计算，孔的算，孔的电电感感为为1.015n
141、H1.015nH；当信号的上升；当信号的上升时间时间 ( (T T) ) 为为1ns 1ns 时时，则则等等效阻抗效阻抗为为XL=XL=L / TL / T =3.19 =3.19，这这么大的阻抗就不么大的阻抗就不能忽略，必能忽略，必须须要要认认真考真考虑虑。l从上分析可以得出：从上分析可以得出：过过孔越小寄生孔越小寄生电电容也小，有容也小，有利于高速信号利于高速信号传输传输；过过孔的孔的长长度越短，寄生度越短，寄生电电感感小，等效阻抗小，有利于高速小，等效阻抗小，有利于高速电电路路传输传输。废矣心苹绷稍潦渴遂摹狮涂肋辱灵早烹碎得伪砰饮居驹巍评畴极陀疮戊液高速电路的印制板设计高速电路的印制板设
142、计l5 5）PCBPCB的加工精度：印制导线尺寸的加工精度高，的加工精度：印制导线尺寸的加工精度高，缺口、针眼和毛刺等缺陷少，使导线的特性阻抗缺口、针眼和毛刺等缺陷少，使导线的特性阻抗均匀，容易控制，高速信号不易失真。均匀，容易控制，高速信号不易失真。l6 6）地、电层的完整性）地、电层的完整性l地、电层的分割沟槽少，加工质量缺陷少（针地、电层的分割沟槽少，加工质量缺陷少（针眼、凹坑、厚度不均等）可以减少信号传输过程眼、凹坑、厚度不均等）可以减少信号传输过程阻抗的不均匀性，信号线不用跨越沟槽，可提高阻抗的不均匀性，信号线不用跨越沟槽，可提高信号质量。信号质量。l整板覆铜的接地面或加宽接地线，或
143、增加接地点，整板覆铜的接地面或加宽接地线，或增加接地点，可减少接地电阻，可以减少接地电压波动，可减少接地电阻，可以减少接地电压波动，l合理配置去耦电容，电容靠近地电层（线），引合理配置去耦电容，电容靠近地电层（线），引线越短越好，减少耦合提高去耦效果。线越短越好，减少耦合提高去耦效果。馏败乌伎笨麦搁煮绩灼氛叔弥百黑犁再奈匿席朔昏绞渣品厌惺掺富冻倾呈高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l8.印制板的热设计和涂镀层l8.18.1印制板的热设计印制板的热设计l随着高速印制板上元器件组装密度的提高，单位随着高速印制板上元器件组装密度的提高，单位面积上的功率加大，产生的热量是可观的，若不面积上的功率
144、加大，产生的热量是可观的，若不能及时有效地散热，将会影响电路的工作参数，能及时有效地散热，将会影响电路的工作参数，甚至热量过大会使元器件失效或甚至热量过大会使元器件失效或PCBPCB基板变形。基板变形。所以对印制板的散热问题，设计时必须认真考虑。所以对印制板的散热问题，设计时必须认真考虑。在设计之前应对印制板上的功率和热量的分布状在设计之前应对印制板上的功率和热量的分布状态及边界条件建模进行热分析，必要时以试验来态及边界条件建模进行热分析，必要时以试验来确定，以便有针对性地进行设计和采取散热措施。确定，以便有针对性地进行设计和采取散热措施。l8.1.18.1.1热设计包含的内容：热设计包含的内
145、容：l印制板的热设计通常至少包含以下几方面内容：印制板的热设计通常至少包含以下几方面内容：赂匝笆恰转情憨唐岳炕四湿姜睹穴腐蝶穴锡和葱留仕楷络斌肆浓穷恩捍恩高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l1 1）根据热分析的结果作好元器件的布局；）根据热分析的结果作好元器件的布局；l2 2）根据板上的功率和热量以及使用环境选择适当）根据板上的功率和热量以及使用环境选择适当的耐热基材（耐热性和热膨胀系数与元器件的匹的耐热基材（耐热性和热膨胀系数与元器件的匹配等）。配等）。l3 3）根据安装、焊接时的工艺要求，考虑焊盘图形）根据安装、焊接时的工艺要求，考虑焊盘图形设计和基材的耐焊性（设计和基材的耐焊性（t
146、 t288288和和 T Td d ）l4)4)根据元器件发热量的大小，采取适当的散热措根据元器件发热量的大小，采取适当的散热措施。施。l5)5)考虑适当的加固防护措施。考虑适当的加固防护措施。 l8.1.1热设计的具体方法：换瘦骑圆您糯誉靶轩温巨徐绩狈舷煮澜淑债沛娩隐群铣近烘守雄买轿羞竣高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l1 1）印制板上功率元件（如果有接地或贴板安装要）印制板上功率元件（如果有接地或贴板安装要求）应加大接地面铜箔面积或厚度。求）应加大接地面铜箔面积或厚度。l2 2）布局时将热敏元件远离大功率或发热元件；元）布局时将热敏元件远离大功率或发热元件；元器件的排列方向有利于通
147、风。器件的排列方向有利于通风。l3 3）发热量大的元器件不贴板安装，或外加散热器）发热量大的元器件不贴板安装，或外加散热器并采取强制冷却措施。并采取强制冷却措施。l4 4）对多层板的内层地线应设计靠近板的边缘。）对多层板的内层地线应设计靠近板的边缘。l5 5）选择阻燃或耐热型的板材（根据不同耐温需要）选择阻燃或耐热型的板材（根据不同耐温需要可选可选FR4FR4、 FR5 FR5 、GPYGPY或覆铜箔或覆铜箔BTBT树脂基材）；树脂基材）；对于采用无铅焊料的板应选用耐温高、热膨胀系对于采用无铅焊料的板应选用耐温高、热膨胀系数低的基材（数低的基材（TgTg、 CTE CTE、 Td Td 、t
148、t288288）。）。陨山管戍谗恫臻留胎冤崩蚂黎螟辛扶窖椎穴宇穿虚睹淀考付户易诸游靛典高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l6 6）对功率很大的印制板，应选择与元器件载体材）对功率很大的印制板，应选择与元器件载体材料热膨胀系数相匹配的基材，或做成金属芯印制料热膨胀系数相匹配的基材，或做成金属芯印制板并与机壳相连加大散热面积。或者利用热管技板并与机壳相连加大散热面积。或者利用热管技术给元器件体散热。术给元器件体散热。l7 7）对于面积较大的焊盘和大面积铜箔上的焊点，）对于面积较大的焊盘和大面积铜箔上的焊点，应设计焊盘隔热环（花盘），以防焊接时起泡和应设计焊盘隔热环（花盘），以防焊接时起泡和分
149、层。隔热电气连接线总宽度为散热区直径的分层。隔热电气连接线总宽度为散热区直径的60%60%。尤其是采用无铅焊料焊接时，与大的接地。尤其是采用无铅焊料焊接时，与大的接地或电源线相连的焊接孔，更应注意隔热环设计，或电源线相连的焊接孔，更应注意隔热环设计，否则将因热容量大而引起焊接的质量问题。否则将因热容量大而引起焊接的质量问题。,钻孔前,钻孔后图81地、电面和大导电面积上的隔热环电连接通道隔热环坦焉铣曹订柞你丧舌乓迭群善弧菲四知馋陪俺棺膊厨哺凤姨焚晴烧掀驭凌高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l8)8)印制板的表面焊盘对同一元器件焊盘组的焊盘印制板的表面焊盘对同一元器件焊盘组的焊盘面积尺寸应一
150、致，保持其热容量的一致。面积尺寸应一致，保持其热容量的一致。l9)9)与宽导线或大面积导体相连的与宽导线或大面积导体相连的SMTSMT焊盘，应在焊盘，应在焊盘与导线或导体相连部位采用焊盘与导线或导体相连部位采用“ “缩径缩径” ”，用以保证，用以保证在焊接时，防止焊膏的流失引起焊接不良。采用在焊接时，防止焊膏的流失引起焊接不良。采用无铅焊料时更应考虑焊盘的热容量，尽量减少焊无铅焊料时更应考虑焊盘的热容量，尽量减少焊接热量的散失。接热量的散失。l10)SMT10)SMT元器件焊盘若与多层板内层的大面积的地元器件焊盘若与多层板内层的大面积的地线层、电源层或屏蔽层有电气连接，应用焊盘旁线层、电源层或
151、屏蔽层有电气连接，应用焊盘旁边与焊盘连接的过孔，不能在焊盘上有过孔，以边与焊盘连接的过孔，不能在焊盘上有过孔，以防增大焊盘的热容量。防增大焊盘的热容量。,图82,焊盘连接处的“缩径”（防热过孔）过孔磊灼输镊柿徽由蜂剑新诺访慕狐咱罕稻贤蛰任践叙饥掖晶蝉酣赋邻恿猎驻高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l8.2 印制板表面涂、镀层l8.2.18.2.1表面涂、镀层的分类和用途表面涂、镀层的分类和用途l1 1）印制板表面涂（镀）层分类：）印制板表面涂（镀）层分类：l 有机涂层和金属镀层两大类。有机涂层和金属镀层两大类。l2)2)用途：用途：l用于保护用于保护PCBPCB的可焊、防焊性能。的可焊、防
152、焊性能。l提高对基材及导电图形的防护能力，延长板的使提高对基材及导电图形的防护能力，延长板的使用寿命。用寿命。l改善印制导线的导电性能。改善印制导线的导电性能。l8.2.28.2.2有机涂层有机涂层l有机涂层主要有：助焊剂、有机涂层主要有：助焊剂、 阻焊剂和敷形涂层阻焊剂和敷形涂层（包括丙烯酸树脂、环氧树脂、硅树脂、聚胺酯（包括丙烯酸树脂、环氧树脂、硅树脂、聚胺酯树脂和二甲苯等）。树脂和二甲苯等）。搏镭输吴揽壁览毙力瑞颇驭簇崩透辫臻未呛戚悸螟辟溪婆阅债骡仿莽松瞻高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l1)1)助焊剂：助焊剂：l用于暂时保护焊盘的可焊性并帮助焊接，焊后应用于暂时保护焊盘的可焊性
153、并帮助焊接，焊后应除去；根据焊剂活性分为：除去；根据焊剂活性分为：R R型、型、RMARMA型和型和RARA型型三类。三类。RARA型活性最强型活性最强, ,用于可焊性差的板用于可焊性差的板, ,该助焊该助焊剂含有卤素，清洗不净对导线有腐蚀，剂含有卤素，清洗不净对导线有腐蚀，3 3级印制板级印制板一般不允许采用。一般不允许采用。l2)2)阻焊剂：阻焊剂：l有热固和光固两种类型，用于印制板上在焊接时有热固和光固两种类型，用于印制板上在焊接时保护非焊接部分涂不上焊料，焊后不除去。保护非焊接部分涂不上焊料，焊后不除去。l3)3)敷形涂层：敷形涂层：l用于印制板组装件起三防作用（微波电路一般不用于印制
154、板组装件起三防作用（微波电路一般不采用敷形涂层），延长板的使用寿命。采用敷形涂层），延长板的使用寿命。总县胶七溃臆项筏伙造沟奉茫户啸疹简谤麓咬镭睫滩演式更呜祥曼淳淄衣高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l应根据产品的使用环境要求，可采用不同的敷形应根据产品的使用环境要求，可采用不同的敷形涂层的类型和厚度。涂层的类型和厚度。l 不同敷形涂层的厚度不同敷形涂层的厚度 涂层类型涂层类型名称名称参考厚度参考厚度ARAR丙烯酸树脂丙烯酸树脂0.010.010.13mm0.13mmERER环氧树脂环氧树脂0.030.030.13mm0.13mmURUR聚氨酯树脂聚氨酯树脂0.030.030.13mm0
155、.13mmSRSR硅树脂硅树脂0.050.050.21mm0.21mmXYXY对二甲苯树脂对二甲苯树脂0.010.010.05mm0.05mm高频涂料高频涂料改性聚丁二烯改性聚丁二烯 按产品要求按产品要求冕叶妆忌浴搐息酮鸡箱祖肩界徒肢利悼桅勤宗镍蚌炎缝烘苗鲸汇揩佣隆码高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l3 3）有机防氧化可焊性保焊剂）有机防氧化可焊性保焊剂OSPOSP（Organic Organic Solder bility PreservativesSolder bility Preservatives）：）：l保焊剂是咪唑类化合物，它的有机分子与清洁的保焊剂是咪唑类化合物，它的有机
156、分子与清洁的铜表面形成鳌合物膜，保护铜不被氧化。用于表铜表面形成鳌合物膜，保护铜不被氧化。用于表面贴装印制板的焊盘上，保护焊盘的可焊性，并面贴装印制板的焊盘上，保护焊盘的可焊性，并有助焊作用。其涂层薄、平面性好，能防止焊盘有助焊作用。其涂层薄、平面性好，能防止焊盘氧化利于焊接，在焊接温度下涂层自行分解。缺氧化利于焊接，在焊接温度下涂层自行分解。缺点是二次焊接可焊性下降，涂层薄并且透明涂覆点是二次焊接可焊性下降，涂层薄并且透明涂覆的质量难于检查。目前已开发出第的质量难于检查。目前已开发出第6 6代产品，可以代产品，可以耐耐3 3次以上焊接次以上焊接 。l 8.2.3 8.2.3 金属镀层金属镀层
157、l1 1）铜镀层：）铜镀层：l 印制导线和金属化孔内电镀一层半光亮铜层，印制导线和金属化孔内电镀一层半光亮铜层，偿槛泄僻纂哭釉唇奋老漾插扯滦丛出厅凄吟亚彤左番喻异盗趁漠渍沿夕稚高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l该镀层需要与助焊剂或该镀层需要与助焊剂或OSPOSP配合使用，可焊性、配合使用，可焊性、导电性、平面性好，金属化孔内镀铜层厚度导电性、平面性好，金属化孔内镀铜层厚度25m 25m ；(1(1、2 2级板为级板为20m20m；低板厚孔径比的盲；低板厚孔径比的盲孔为孔为12m12m；埋孔芯板；埋孔芯板1 1级板级板13m13m，2 2、3 3级板级板15m)15m)l2 2）锡铅合金
158、：）锡铅合金： l 需要热熔，可焊性好，对印制导线有电化学保需要热熔，可焊性好，对印制导线有电化学保护作用，镀层厚度为护作用，镀层厚度为7 711m11m；l 3 3）焊料涂层：）焊料涂层：l 熔融的焊料通过热风整平涂覆在焊盘上，保护熔融的焊料通过热风整平涂覆在焊盘上，保护焊盘可焊性，可焊性好，厚度焊盘可焊性，可焊性好，厚度7m7m；钳蕴横勉箔阀纹蚤气钡赊去宝讼嚏费碌坚叔谱归说佣正帆艘址儿篷脸啊捉高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l4 4）电镀金）电镀金/ /镍：镍：l在印制板的铜层上镀一层低应力镍作底层，再在在印制板的铜层上镀一层低应力镍作底层，再在镍上镀金，该镀层的特点是：镍上镀金，
159、该镀层的特点是：l防氧化性、耐磨性好，接触电阻小，用于印制插防氧化性、耐磨性好，接触电阻小，用于印制插头或印制接触点（镀硬金），金层厚度头或印制接触点（镀硬金），金层厚度1.3m1.3m，镍层厚度为镍层厚度为57m57m，但是金能与焊料中的锡形成，但是金能与焊料中的锡形成金锡间共价化合物（金锡间共价化合物（AuSn4AuSn4），在焊点的焊料中），在焊点的焊料中金的含量超过金的含量超过3%3%会使焊点变脆，所以一般厚的镀会使焊点变脆，所以一般厚的镀金层虽然可焊性好，也不能用作锡焊接镀层。金层虽然可焊性好，也不能用作锡焊接镀层。l用于锡焊接的金层厚度一般应小于用于锡焊接的金层厚度一般应小于0.4
160、5m0.45m，并且，并且是纯金（软金）。是纯金（软金）。蜗挣浊凉玄吴脂披秸杉厘新虑嘶扯柔吨封服帐框弄蕊夫豺憾拎埃俗磷彤蹲高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l厚镀金层只适用于热压焊（厚镀金层只适用于热压焊（bonding)bonding)，更薄的金，更薄的金层（层（0.3 m 0.3 m ）适用于超声波压焊。）适用于超声波压焊。l5 5）化学镀金）化学镀金/ / 镍：镍：l用化学方法在印制板的铜层上先镀镍，然后再用用化学方法在印制板的铜层上先镀镍，然后再用化学还原法或置换法镀金（置换法镀金化学还原法或置换法镀金（置换法镀金/ /镍又称镍又称ENIG)ENIG)。l该镀层的特点是：该镀层的
161、特点是：l耐氧化性、可焊性好，镀层表面平整适合用于耐氧化性、可焊性好，镀层表面平整适合用于SMTSMT板。金镀层厚度一般板。金镀层厚度一般0.1m 0.1m 。lENIGENIG法的金层最薄法的金层最薄0.05m0.05m，通常为，通常为0.0750.0750.125m0.125m。l微波导线上应镀软金厚度一般为微波导线上应镀软金厚度一般为1 12m2m。晶呐诊卫刹哉枫哇诡沟峙盒漂佰帕潭他驮茧缘带确嗡邀杨诀扎三孝央挟匣高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l还原法镀层是在还原法镀层是在ENIGENIG法的金层上再用还原剂还原法的金层上再用还原剂还原镀金，镀层可以更厚一些（镀金，镀层可以更厚一
162、些（0.1m)0.1m)。l化学镀金层在化学镀金层在锡焊时，厚度优选值为锡焊时，厚度优选值为0.0750.0750.3m0.3m，薄的镀金层能在焊接时迅速溶于焊料中，薄的镀金层能在焊接时迅速溶于焊料中，并与镍层形成锡镍共价化合物，使焊点更牢固，并与镍层形成锡镍共价化合物，使焊点更牢固，少量的金溶于锡中不会引起焊点变脆，金层只起少量的金溶于锡中不会引起焊点变脆，金层只起保护镍层不被氧化的作用。但是过薄的金层孔隙保护镍层不被氧化的作用。但是过薄的金层孔隙率大，长期储存底层氧化可焊性下降率大，长期储存底层氧化可焊性下降, ,严重时焊点严重时焊点会出现会出现“ “黑盘黑盘” ”，影响焊接的可靠性。，影
163、响焊接的可靠性。l化学镀镍采用此磷酸盐还原法，镀层中含磷（化学镀镍采用此磷酸盐还原法，镀层中含磷（6 69 9）少量的磷可提高镍层的耐腐蚀性，含磷量过）少量的磷可提高镍层的耐腐蚀性，含磷量过高会影响可焊性。高会影响可焊性。眯窜博亭疏堤莲乞伴韵拜冕古褐谎叭鳖洁爱迈摊弥玄耐兜逃熬丘鄙苦斜委高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l6 6）浸银（）浸银（Immersion silver Immersion silver 简称简称 I Ag I Ag）：）：l 新镀层可焊性好、共平面性好，接触电阻低，新镀层可焊性好、共平面性好，接触电阻低，可以经受可以经受3 34 4次再流焊循环。但是镀层薄，长时次再
164、流焊循环。但是镀层薄，长时间在高温下会有铜迁移到表面形成氧化物，使可间在高温下会有铜迁移到表面形成氧化物，使可焊性下降。在大气条件下易变色，储存期相对较焊性下降。在大气条件下易变色，储存期相对较短。短。l7 7）浸锡（）浸锡（Immersion tinImmersion tin简称简称 I- Sn I- Sn）：）：l 新镀层可焊性好类似于新镀层可焊性好类似于Ni/Au,Ni/Au,但是高温、高湿度但是高温、高湿度下容易氧化，使可焊性下降；经下容易氧化，使可焊性下降；经2 2次再流焊循环次再流焊循环（因合金化和蒸发而消耗），润湿性明显下降甚（因合金化和蒸发而消耗），润湿性明显下降甚至不可焊，长
165、期储存可焊性下降并会产生枝晶。至不可焊，长期储存可焊性下降并会产生枝晶。锗扔扯达克最峙鹅粹悔尺诺才奠宦嵌下坏绕喳梆笛夯职誊辰棠够磁骡辰牛高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l各种涂、镀层性能对比各种涂、镀层性能对比序序号号镀层名称镀层名称 主要优点主要优点 主要缺点主要缺点1 1HASL/ SnPbHASL/ SnPb可焊性优良，成本低可焊性优良，成本低含铅量大，共平面差含铅量大，共平面差2 2HASL/HASL/无铅无铅焊料焊料可焊性好，无铅，成本稍高可焊性好，无铅，成本稍高焊点灰暗、共面性不如锡焊点灰暗、共面性不如锡铅合金铅合金3 3OSP/CuOSP/Cu一次可焊性和共平面性好，一次
166、可焊性和共平面性好， 成本低成本低高温和多次焊接可焊性下高温和多次焊接可焊性下降降4 4化学镀镍金化学镀镍金 （ENIGENIG）可焊性优良，共平面性好，可焊性优良，共平面性好，接触电阻低接触电阻低长期储存可焊性下降，易长期储存可焊性下降，易产生黑盘产生黑盘5 5电镀电镀Au/NiAu/Ni抗氧化，可焊性优良，抗氧化，可焊性优良，共平面性好，接触电阻低，共平面性好，接触电阻低，适用于接触点（金手指）适用于接触点（金手指）不适于锡焊，易产生金脆，不适于锡焊，易产生金脆，成本高，只适于压焊（热成本高，只适于压焊（热压焊或超声焊）压焊或超声焊）6 6浸银浸银（I IAgAg）平面性好，新板可焊性好，
167、平面性好，新板可焊性好，接触电阻低接触电阻低在大气中易变色，易产生在大气中易变色，易产生铜迁移可焊下降铜迁移可焊下降7 7浸锡（浸锡（I- I-SnSn）新板可焊性优良，平面性好新板可焊性优良，平面性好高温和多次焊可焊性下降高温和多次焊可焊性下降隅弛带枫侠嵌模株例侈汉那逮扯盏毅滑尚噶查履哪息惟玲韩铬钨灌墨样献高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l9.PCB 图设计lPCBPCB图设计包括：图设计包括：l布设总图布设总图l导电图形设计（布局、布线）导电图形设计（布局、布线）l非导电图形设计非导电图形设计l机械加工图设计机械加工图设计l印制板装配图设计印制板装配图设计凿仲何咀伙帖忽郡圣雹五胀跑
168、悍曝讫恶眼媒泰庸奎太冉蝇庞帅时舷槽脯扳高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l9.1PCB图设计的内容l印制板图是印制电路设计与生产的桥梁，它的质量直接影响PCB制造和安装的质量，应认真做好印制板图设计。 在综合考虑了上述设计因素后，可以进行印制板图的设计。印制板图是根据电原理图、逻辑图、导线表、布局布线规则和印制板使用的特殊要求而设计的一系列图纸和文件资料。印制板图通常要包括以下几种图纸或数据资料：哄锨查坡靳笛禁腿胞舅玻吉愤妖供诣光听汲公票稿寨秧娃雀握煞棱蛊兆捣高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计la. 布线图形（照相底图或CAD产生的图形数据形式的原版图形）；l标记字符图；lb.阻焊
169、图；lc. 机械加工图（包括钻孔图）；ld. 装配图（含安装图和SMT的网印焊膏图）。 l 采用CAD设计时，以上资料都可由CAD数据直接提取。CAD和人工进行印制板图设计的流程如下：剂辰耐乍席终阮储菏阉吐侈秦隆带情冻渡特南顾驼微誓珠擎棍胞谷眺镑振高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计撇咳蔬歼湛讣扔幼渊擦攫殴反坊迂镁捏自晒袒脉絮隋姐怒傍屹娩森顾茫狭高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l9.29.2布设总图：布设总图：l是根据电原理图或逻辑图要求，标出印制板上所是根据电原理图或逻辑图要求，标出印制板上所有要素尺寸范围和网格位置的一个文件。它包括有要素尺寸范围和网格位置的一个文件。它包括导电
170、图形和非导电图形的布置，元器件尺寸，孔导电图形和非导电图形的布置，元器件尺寸，孔的位置及制造印制板必须说明的资料，它可以用的位置及制造印制板必须说明的资料，它可以用一张或多张图表明。一般情况下尽可能用一张布一张或多张图表明。一般情况下尽可能用一张布设总图，对图形复杂的双面板和多层板可采用多设总图，对图形复杂的双面板和多层板可采用多张布设总图，其中第一张图设计印制板的形状、张布设总图，其中第一张图设计印制板的形状、尺寸、所有孔位，并注明孔径、公差等要求；其尺寸、所有孔位，并注明孔径、公差等要求；其他各张布设总图用于确定每一层导电图形的形状他各张布设总图用于确定每一层导电图形的形状和位置，并标明导
171、线的层次，应以元件面为第一和位置，并标明导线的层次，应以元件面为第一层依次往下顺序排列，最后的一层为焊接面，如层依次往下顺序排列，最后的一层为焊接面，如果元件面没有印制导线和焊盘，则其下一层为第果元件面没有印制导线和焊盘，则其下一层为第一层一层 。采用。采用CADCAD设计是用数据形式的电子文件表设计是用数据形式的电子文件表示。示。氧湘啪洲鹃邮陛扑彝午圃瘤亢障昂猩堤察召兜仿篇苔她脐恰氦渭买竞舅嫂高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l布设总图可以采用人工设计，也可以采用计算机布设总图可以采用人工设计，也可以采用计算机辅助设计（辅助设计（CADCAD）。人工设计的图形质量不高，）。人工设计的图
172、形质量不高，又费工费时，只适用于简单的或非正式的试验板又费工费时，只适用于简单的或非正式的试验板图形。采用图形。采用CAD CAD 设计可以不用单独设计布设总图设计可以不用单独设计布设总图，只要将印制板的结构要素参数和设计规则输入，只要将印制板的结构要素参数和设计规则输入计算机，并利用预先建立的元件图形和字符图形计算机，并利用预先建立的元件图形和字符图形库，计算机按这些指令自动完成布局、布线、图库，计算机按这些指令自动完成布局、布线、图形编制、网表产生、设计规则检查等功能，直接形编制、网表产生、设计规则检查等功能，直接产生印制板的原版图形（导电图形、阻焊图形、产生印制板的原版图形（导电图形、阻
173、焊图形、字符图形）、机械加工图和装配图的数据资料字符图形）、机械加工图和装配图的数据资料（一般给出数据软盘），再用这些数据资料驱动（一般给出数据软盘），再用这些数据资料驱动光绘或笔绘机，就能生成印制板生产所需的照相光绘或笔绘机，就能生成印制板生产所需的照相原版和其他生产用的图纸资料原版和其他生产用的图纸资料 炙贾氰墓家频桌缚曲辗穗丢髓建刽义臀蹈同快嚎随抡吉圣饲排辣坏绎郎比高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l9.3 PCB9.3 PCB图形设计图形设计l导电图形的设计是印制板设计的关键，许多机械导电图形的设计是印制板设计的关键，许多机械性能、电气性能都体现在导电图形上。必须认真性能、电气性
174、能都体现在导电图形上。必须认真进行设计。导电图形设计主要指布局和布线。在进行设计。导电图形设计主要指布局和布线。在进行布局、布线之前，应先根据所设计的印制板进行布局、布线之前，应先根据所设计的印制板外形尺寸要求，设定布线区，印制板的图号和层外形尺寸要求，设定布线区，印制板的图号和层面标志一般设置在布线区边缘的右上角，在印制面标志一般设置在布线区边缘的右上角，在印制板外形线以内。图形设计的顺序是先布局后布线，板外形线以内。图形设计的顺序是先布局后布线，再人工干预精细布局和调整布线，以达到最佳布再人工干预精细布局和调整布线，以达到最佳布局和布线。布局和布线见第局和布线。布局和布线见第1010章。章
175、。署孟跟翘片致慈僧粮啦杆咐雏忠拐筐缓糙岔鱼碌哑昆搀清堪梆付莎拦爪浮高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l9.4 9.4 非导电图形非导电图形l非导电图形是与印制板导电图形相对应的不导电非导电图形是与印制板导电图形相对应的不导电的图形，它包括阻焊图形和标记字符图形，是需的图形，它包括阻焊图形和标记字符图形，是需要涂覆阻焊层和印制标记字符必须的图形。要涂覆阻焊层和印制标记字符必须的图形。l9.4 .1 9.4 .1 阻焊图形：阻焊图形：l用于制作阻焊膜（绿油）图形，它是与焊盘的位用于制作阻焊膜（绿油）图形，它是与焊盘的位置相对应并与孔同心的实心圆盘，目的是防止焊置相对应并与孔同心的实心圆盘，目
176、的是防止焊接时焊料流到不该焊接的部位，保持焊点大小均接时焊料流到不该焊接的部位，保持焊点大小均匀一致，帮助提高焊点的质量，并能保护印制板匀一致，帮助提高焊点的质量，并能保护印制板的电性能。的电性能。l 阻焊上的焊接窗口直径，应略大于焊盘直径阻焊上的焊接窗口直径，应略大于焊盘直径0.10.10.2mm0.2mm，但是其直径最大不能包容邻近的印制导，但是其直径最大不能包容邻近的印制导线。整个板上的圆焊盘直径尽量一致，保持整板线。整个板上的圆焊盘直径尽量一致，保持整板的美观。的美观。l 表面安装的矩形焊盘上阻焊膜应开窗口，表面安装的矩形焊盘上阻焊膜应开窗口， 弯磊熙殷迹像钓臃异括形梨剐勺碗吃懒雪泅谈
177、绢裹喷双暖孝梧焦监抗汉敌高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l矩形或其他形状的无孔焊盘，应采用矩形或圆形矩形或其他形状的无孔焊盘，应采用矩形或圆形阻焊图形，尺寸应略大于焊盘尺寸（一般大阻焊图形，尺寸应略大于焊盘尺寸（一般大0.1mm0.1mm）；）；l 避免采用直径过小的阻焊盘，以防阻焊剂涂覆避免采用直径过小的阻焊盘，以防阻焊剂涂覆到焊盘上而影响焊接；通常不需焊接的过孔不留到焊盘上而影响焊接；通常不需焊接的过孔不留阻焊窗口。阻焊窗口。l 为了保证焊盘有足够的附着强度，将焊盘设计为了保证焊盘有足够的附着强度，将焊盘设计的较大一些，而将阻焊盘设计得小于焊盘直径，的较大一些，而将阻焊盘设计得小于
178、焊盘直径，此时阻焊剂允许涂覆到焊盘上，焊盘中心留出适此时阻焊剂允许涂覆到焊盘上，焊盘中心留出适当尺寸的焊接窗口，这种阻焊图形又称为阻焊坝，当尺寸的焊接窗口，这种阻焊图形又称为阻焊坝，在在SMTSMT印制板上的印制板上的BGA BGA 封装芯片常用这种阻焊图封装芯片常用这种阻焊图形。对于节距较小的形。对于节距较小的SMTSMT焊盘允许设计成将整组焊盘允许设计成将整组焊盘露出的阻焊图形。焊盘露出的阻焊图形。辗蚂畴竖嘲烃故竿幸必爪箱爸霄乃皑隋奔霍辫鸟召至榜脉龄乖朋洛涎足凛高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l9.4.2 9.4.2 标记字符图：标记字符图：l它包括板的图号或名称、元器件的符号、标
179、志和它包括板的图号或名称、元器件的符号、标志和位号等，为元器件的安装和印制板的调试、维修位号等，为元器件的安装和印制板的调试、维修提供方便。它是通过印刷的方法或蚀刻法印在印提供方便。它是通过印刷的方法或蚀刻法印在印制板的元件面，标明印制板的图号、代号、安装制板的元件面，标明印制板的图号、代号、安装元器件的名称代号、方向及其位置等。元器件的名称代号、方向及其位置等。l 表示元器件的字符应与电原理图要求一致，其位表示元器件的字符应与电原理图要求一致，其位置应与安装元器件的焊盘相对应，布置在各元件置应与安装元器件的焊盘相对应，布置在各元件孔的中间无焊盘的位置，不允许落在焊接面的焊孔的中间无焊盘的位置
180、，不允许落在焊接面的焊盘上。盘上。l 字符的线宽一般不小于字符的线宽一般不小于0.15mm, 0.15mm, 字高可根据字高可根据空间位置和字形的美观程度决定。空间位置和字形的美观程度决定。 盾佳丽拂煤抄当无气临缀循矾阎逞舞阑量毕林鸵耕缕秃汁支硷审媳脊槽妖高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l9.59.5机械加工图设计机械加工图设计l机械加工图是印制板生产中进行机械加工的依据，机械加工图是印制板生产中进行机械加工的依据，它至少应表明以下要求：它至少应表明以下要求：la a 导电图形与印制板外形的相对位置及公差；导电图形与印制板外形的相对位置及公差；lb b 所有的孔、槽加工尺寸和位置精度要
181、求；所有的孔、槽加工尺寸和位置精度要求；lc c 印制板的外形和印制插头的尺寸与公差；印制板的外形和印制插头的尺寸与公差；ld d 板的厚度、多层板的层次结构、层间绝缘层距板的厚度、多层板的层次结构、层间绝缘层距离、验收标准和等级等其他加工要求。离、验收标准和等级等其他加工要求。l e e 机械加工图应按有关规定编制标题栏，栏内应机械加工图应按有关规定编制标题栏，栏内应有印制板的名称、图号、材料名称、规格以及设有印制板的名称、图号、材料名称、规格以及设计、审核、工艺、更改等会签栏目。计、审核、工艺、更改等会签栏目。 目恬褪圈抿彝搀熟乐塞柒轮芍膨恫墨谭炉唆乓孽鞘直婿难蚁膀理耶副枣咏高速电路的印制
182、板设计高速电路的印制板设计l9.6印制板装配图设计l装配图是为在印制板上安装、焊接元器件所用的装配图是为在印制板上安装、焊接元器件所用的图形资料。采用的图形符号应与印制板字符图对图形资料。采用的图形符号应与印制板字符图对相应，应注明安装的元器件位置、名称或代号、相应，应注明安装的元器件位置、名称或代号、安装方式，图中标明的的安装孔位置应与导电图安装方式，图中标明的的安装孔位置应与导电图形相对应的孔位一致。图纸的编制方式按电气安形相对应的孔位一致。图纸的编制方式按电气安装图绘制的有关规定。装图绘制的有关规定。lSMTSMT板印制焊膏的丝网图应与印制板上的焊盘对板印制焊膏的丝网图应与印制板上的焊盘
183、对应一致应一致 l 当采用当采用CAD CAD 进行设计时，该图都可以直接从印制进行设计时，该图都可以直接从印制板的板的CAD CAD 设计数据中提取。设计数据中提取。 捐晤裂狄抱赁储韧哇巨健筹休灰事乳盎渤俐摸坷蛮凌恬喷粱糠致戍诅关亦高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l9.79.7附连板设置附连板设置l对高可靠要求的对高可靠要求的3 3级印制板，尤其是多层板应在印级印制板，尤其是多层板应在印制板图上靠近板边缘的外侧，根据测试的需要布制板图上靠近板边缘的外侧，根据测试的需要布设测试图形，用于印制板的质量一致性追踪检验设测试图形，用于印制板的质量一致性追踪检验和可靠性试验。其图形可根据电路测
184、试需要专门和可靠性试验。其图形可根据电路测试需要专门设计或参照有关标准规定的图形选取。设计或参照有关标准规定的图形选取。 标志附连测试图形单件印制板标志在制板图91,在制板上的附连测试图形设置逻深涨茬的湖漂捆丈左樟块笺盘走戊藐描大原肃怠作醒霹异萨酮后姆屹问高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l附连板上的测试图形有标准规定的（部分）如下所示，也可以根据电路需要自行设计。,显微剖切,重合度,剥离强度试验,可焊性测试,绝缘电阻和耐电压测试图92,部分附连测试图形忍拈瘦榨鸟垢钙狭寓咋漾吩迸梅距骇遭垦沥音阻绘讼则朝今殊沁狐秃点笋高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l10.布局和布线l10.110
185、.1布局布局l是按照电气性能、电磁兼容性和工艺性等要求和是按照电气性能、电磁兼容性和工艺性等要求和元器件的外形几何尺寸，将元器件的位置均匀整元器件的外形几何尺寸，将元器件的位置均匀整齐地布置在布线区内。布局合理与否不仅影响齐地布置在布线区内。布局合理与否不仅影响PCBPCB组装件和整机的性能和可靠性，而且也影响组装件和整机的性能和可靠性，而且也影响PCB PCB 及其组装件加工和维修的难易程度。及其组装件加工和维修的难易程度。l在布局时尽量做到以下要求：在布局时尽量做到以下要求： l 1 1 元器件分布均匀、排列整齐美观，尽量使元器元器件分布均匀、排列整齐美观，尽量使元器件的质量重心位于板的中
186、心；件的质量重心位于板的中心；l 2 2 同一电路单元的元器件应相对集中排列，以便同一电路单元的元器件应相对集中排列，以便于调试和维修；于调试和维修；l3 3 有相互连线的元器件应相对靠近排列，以有利有相互连线的元器件应相对靠近排列，以有利铜诧劲驰俱听入裕萤找抖兴别嘱扣唐帮思椎恼砷暇捣瑞古决粹蚁稼涎卑圭高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l于提高布线密度和走线距离最短；于提高布线密度和走线距离最短；l4 4 对热敏感的元器件，应远离发热量大的元器件对热敏感的元器件，应远离发热量大的元器件布置；布置；l5 5相互可能有电磁干扰的元器件，应采取屏蔽或隔相互可能有电磁干扰的元器件，应采取屏蔽或隔
187、离措施；离措施；l6 6质量过重的器件（大功率变压器、继电器等），质量过重的器件（大功率变压器、继电器等），不应布设在板上；不应布设在板上；l7 7 布局应能满足整机的机械和电气性能要求。布局应能满足整机的机械和电气性能要求。l8 8考虑电磁兼容要求进行以下设计：考虑电磁兼容要求进行以下设计：la a 模拟电路与数字电路应分开相互远离布设；可模拟电路与数字电路应分开相互远离布设；可能相互影响和干扰的元器件（如能相互影响和干扰的元器件（如CMOSCMOS、ETLETL等）等）相互远离布置，必要时采用屏蔽或局部接地措施。相互远离布置，必要时采用屏蔽或局部接地措施。捉族篡边颇遗列检脯塔喉唤装茁痢奈钮
188、巾厚挖俱芥型搽箕击梅陌编嚣蛇刚高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计lb b 按电路单元布设元器件，相互有连接关系的元按电路单元布设元器件，相互有连接关系的元器件尽量靠近布设，即利于最短走线原则，又可器件尽量靠近布设，即利于最短走线原则，又可以减少导线的电磁辐射。以减少导线的电磁辐射。lc c 同一块印制板上如果有不同速度或频率的电路，同一块印制板上如果有不同速度或频率的电路，应按高速、高频器件靠近板的边缘连接器（应按高速、高频器件靠近板的边缘连接器（I/OI/O端）端）布设，中频、中速逻辑电路和低频、低速逻辑电布设，中频、中速逻辑电路和低频、低速逻辑电路依次远离连接器，以减少走线上电流对相
189、邻电路依次远离连接器，以减少走线上电流对相邻电路的影响（见图路的影响（见图10101 1）。）。l 低频低速区中频中速区高频高速区高速信号接插低速信号接插图101,印制板布局的分区遗雅费琶捆捎迷醚闯乘特谆虐县碴邹藐沂揉乳柳娜躯宋泛咽崎押吭选旺稼高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计ld d 将将ICIC器件的电源和接地引脚尽量靠近电源线或器件的电源和接地引脚尽量靠近电源线或接地线，或采用多层板设置电源层和接地层，以接地线，或采用多层板设置电源层和接地层，以利于最小的走线环路（如图利于最小的走线环路（如图12122 2）ICIC电地ICIC电地ICIC图102,布局对环路面积的影响地电信号层雏
190、册衰由瓶诅沧特眉离衷淬重抱掩毕甚杰轧挟科腋膝讽迅攀判室蚜通组躯高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l10.210.2布线布线l布线是按照电原理图或逻辑图和导线表以及需要布线是按照电原理图或逻辑图和导线表以及需要的导线宽度与间距，布设印制导线。布线合理与的导线宽度与间距，布设印制导线。布线合理与否会影响印制板的电气性能、电磁兼容性、板的否会影响印制板的电气性能、电磁兼容性、板的翘曲度和可制造性及制造成本。翘曲度和可制造性及制造成本。l 布线一般应遵守如下规则：布线一般应遵守如下规则：l1 1 布线顺序布线顺序la a 在满足使用要求的前提下，选择布线层的顺序在满足使用要求的前提下，选择布线层
191、的顺序为：单层、双层和多层布线。为：单层、双层和多层布线。lb b 布线的顺序是：地线布线的顺序是：地线电源线电源线信号线（先高信号线（先高频后低频）。频后低频）。lc c 信号线的布线顺序为：模拟小信号线、对电磁信号线的布线顺序为：模拟小信号线、对电磁干扰敏感的信号线、系统时钟信号线、对传输时干扰敏感的信号线、系统时钟信号线、对传输时延要求高的线、一般信号线、静态电位线、辅助延要求高的线、一般信号线、静态电位线、辅助线。线。恍侗供宋霉勒蓑睁糠棺池脂鬼险轰嫡絮趾樱晴匹只倡邀里髓洽俞匹涨画搁高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l2.2.布线层分配布线层分配l l1 1）四层板导线层分配）四层
192、板导线层分配 2) 2)六层板导线层分配：六层板导线层分配： l l l l 信号层（信号层（SIGSIG） SIG SIG 接地层接地层(GND) GND(GND) GNDl l 电源层电源层(VCC) SIG(VCC) SIGl l 信号层信号层(SIG) GND(SIG) (SIG) GND(SIG) l l VCC VCC l l SIG SIGl l l l l l3 3）八层板导线层分配）八层板导线层分配l l SIG SIGl l GND GNDl l VCC VCCl l SIG SIGl l SIG SIGl l GND GNDl l VCC(GND) VCC(GND)l l
193、 SIG SIG 图103,布线层分配示例答侮赃泵氏挨蛇碍诸瞪迸诅被田潮律巡陡晶茬锌穿嘴濒膘镣诅玩饮污粘何高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l3.3.布线规则布线规则l 1 1）考虑电磁兼容的要求电路中的环路面积应保）考虑电磁兼容的要求电路中的环路面积应保持最小，避免环形布线，导线间距尽量加宽。持最小，避免环形布线，导线间距尽量加宽。l 2 2）两个连接盘之间的导线布设尽量短）两个连接盘之间的导线布设尽量短, ,特别是晶特别是晶体管的基极和高频信号导线要短距离布线，模拟体管的基极和高频信号导线要短距离布线，模拟电路的输入线旁应布设接地线屏蔽；电路的输入线旁应布设接地线屏蔽；l 3 3）
194、同一层导线的布设应分布均匀，各导线层上同一层导线的布设应分布均匀，各导线层上的导电面积要相对均衡，多层板的层数最好是偶的导电面积要相对均衡，多层板的层数最好是偶数层，铜较多的导电层应以板厚度的中心对称，数层，铜较多的导电层应以板厚度的中心对称，以防由于金属导体分布不均衡形成内应以防由于金属导体分布不均衡形成内应 力使板子力使板子翘曲，而损坏印制板的镀覆孔和焊点。翘曲，而损坏印制板的镀覆孔和焊点。 弊杆蔫硝闻蠕货喜癸薪妄沥律颗忌汹槽鼻韶抗坝藤发曼吨开奎桅蛋哀颗强高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l4 4）不同频率的信号线不要相互靠近平行布设，）不同频率的信号线不要相互靠近平行布设，以免引起
195、信号串扰。一般应使这类导线的间距大以免引起信号串扰。一般应使这类导线的间距大于其导线宽度的于其导线宽度的2 2倍（即倍（即2W2W原则），会使干扰降原则），会使干扰降低至互不影响的程度。在布线空间允许的情况下，低至互不影响的程度。在布线空间允许的情况下，应适当放宽印制导线的间距，并尽量减少其平行应适当放宽印制导线的间距，并尽量减少其平行走线的长度。走线的长度。l5 5）同一信号线的回线应相互靠近平行布设，利）同一信号线的回线应相互靠近平行布设，利于磁场抵消，降低共模电流减少于磁场抵消，降低共模电流减少RFRF能量。能量。l6 6）当传输信号需要通过噪声环境或的电压传输）当传输信号需要通过噪声环
196、境或的电压传输时，最好采用差分走线方式。（线宽和间距见时，最好采用差分走线方式。（线宽和间距见4.5.34.5.3）恰兽涯跑掠徊伙疑秩告便俯隐和蔷榆帜氨眷措辫绅酥辖贾贷娥或现像揣碑高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l7 7）相邻两层的信号导线要相互垂直布设，或斜交）相邻两层的信号导线要相互垂直布设，或斜交叉、弯曲走线，尽量避免较长距离的平行布线。叉、弯曲走线，尽量避免较长距离的平行布线。以免引起信号的窜扰。以免引起信号的窜扰。l8 8）高频、高速信号线，应根据其）高频、高速信号线，应根据其RFRF能量的大小能量的大小在其信号线的一侧或两侧布设地线，或者采用双在其信号线的一侧或两侧布设地线
197、，或者采用双面和多层板布设接地层，用地线或接地面屏蔽面和多层板布设接地层，用地线或接地面屏蔽（见图（见图10105 5）。）。上层导线下层导线图104,相邻层信号线交叉走线瘦辊嗅脖簧毯材拷耕叮给芦朝筷昂他绦伐襟泌螟舒储星肺僧英斟冬羞患叮高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l屏蔽布线信号线,接地线a.同侧屏蔽,b.同层两侧屏蔽,c.对面屏蔽带状线接地层电源层多层板地电层屏蔽图105屏蔽方式丸胖妨至谜呕哄拽君纫捎层仆哟差即诬琢路癸募柿眠率垫季塑看孙般妈恨高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l9）导线的拐弯处应为直角或钝角，如果拐弯的角度小于90O时，导线拐弯处的外缘要做成圆弧形，避免尖角使
198、应力集中导线容易起翘和尖端放电，同时也有利于电磁兼容。l 图106 导线的拐弯处形状,推荐,不采用箍妮哇乾伍傲忆辊笆忱摹沫归受挂跨啊疮俄搜挡器去近泉刷所捣忻葵蛀佣高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l1010） 高频、高速电路应尽量设计成双面板或多层高频、高速电路应尽量设计成双面板或多层板，既可以增大布线空间又有利于布设地线层提板，既可以增大布线空间又有利于布设地线层提高板的电磁兼容性。高板的电磁兼容性。l1111） 多层板中一般应把电源面与接地面分别布设多层板中一般应把电源面与接地面分别布设在两层，最好是相邻的两面成镜像平面，相邻的在两层，最好是相邻的两面成镜像平面，相邻的铜箔面积构成大
199、的平板电容器，有利于消除电源铜箔面积构成大的平板电容器，有利于消除电源和接地面产生的噪声对电路造成影响；在信号线和接地面产生的噪声对电路造成影响；在信号线层的地线和电源线也应相互靠近布设。层的地线和电源线也应相互靠近布设。l12)12)时钟、高频电路和振荡器电路的传输线是主要时钟、高频电路和振荡器电路的传输线是主要的骚扰源和辐射源，对其应单独布设。将其远离的骚扰源和辐射源，对其应单独布设。将其远离模拟电路和其他对电磁敏感电路的传输线；在空模拟电路和其他对电磁敏感电路的传输线；在空间允许的条件下，将其布设在大的地线面积中间间允许的条件下，将其布设在大的地线面积中间抗津颧统椭防邻某菱碍崖波荫娟厘票
200、焕拿掏居叫含碗谐掖殴甄坤贩卒帖希高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l隔离起来，或者在多层板中紧靠地线层的上面布隔离起来，或者在多层板中紧靠地线层的上面布设。设。l1313）同一信号导线的宽度应均匀，细而长的导线）同一信号导线的宽度应均匀，细而长的导线阻抗大，易产生阻抗大，易产生RF RF 辐射。辐射。l1414）高频高速信号传输线尽量布设得短，以减少）高频高速信号传输线尽量布设得短，以减少电磁发射；最长的电长走线应小于相对应于频率电磁发射；最长的电长走线应小于相对应于频率的波长的的波长的1/20;1/20;晶体管的基极和放大电路输入端晶体管的基极和放大电路输入端的导线也应尽量短以减少干扰
201、。的导线也应尽量短以减少干扰。l1515）布线密度较低时，应适当加宽导线的间距，）布线密度较低时，应适当加宽导线的间距，在低气压条件下使用的印制板，其导线间距也应在低气压条件下使用的印制板，其导线间距也应加宽。加宽。阿鲍朝名轿峡锄建帛盏方乖障锻沦心透村吴粹驼蕴吱辗憎酥闭砚舷坟住面高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l1616）高频信号传输导线上尽量减少树枝式分支，）高频信号传输导线上尽量减少树枝式分支，最好采用菊花链型的拓扑结构，时钟信号线尽量最好采用菊花链型的拓扑结构，时钟信号线尽量布设在同一导线层上，减少过孔，可以采用星型布设在同一导线层上，减少过孔，可以采用星型布线结构。布线结构。l
202、1717）装有高频变压器、大功率继电器等能产生较）装有高频变压器、大功率继电器等能产生较强磁场的强磁场的PCBPCB，应对电路器件进行屏蔽或远离易，应对电路器件进行屏蔽或远离易被干扰的元器件安装，并且使这些产生磁场的器被干扰的元器件安装，并且使这些产生磁场的器件与相连接的印制导线的走线方向尽量减少磁力件与相连接的印制导线的走线方向尽量减少磁力线相切。线相切。,a.菊花型、星型结构,b.树枝型（不采用）,图107,布线的拓扑结构是丘掩矫倍密胯丘霹普愿桨廊展囊体膊性锚考强澎膊迹岳堡柳亚采廊帅倚高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l1818） 考虑到焊接效果，需要正确选择导电图形和考虑到焊接效果
203、，需要正确选择导电图形和连接盘（焊盘）。分离元件应参照图连接盘（焊盘）。分离元件应参照图10108 8中中a.1a.14 4形式。表面安装（形式。表面安装（SMTSMT）板应参照图中的）板应参照图中的5 56 6形式。形式。SMTSMT用印制板上的焊盘，其导线应从焊盘用印制板上的焊盘，其导线应从焊盘中部引出。焊盘与较大面积导电区相连接时，应中部引出。焊盘与较大面积导电区相连接时，应采用长度不小采用长度不小0.64mm0.64mm的细导线（缩径）进行热隔的细导线（缩径）进行热隔离，细导线宽度不小于离，细导线宽度不小于0.13mm0.13mm。 ,a.推荐的连接图形,b.不推荐的连接图形,图108
204、,导线与焊盘的连接缩径蔫瞥证舅呕肿逃扯歹颈绵画酒氓她妊拢痪涩豺重漠指搜匠缄锑邦律颜瓶握高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l11.地线和电源线的布设 l 印制板的地线和电源线是影响印制板电磁兼印制板的地线和电源线是影响印制板电磁兼容性的重要导线，必须根据电路需要和对电磁干容性的重要导线，必须根据电路需要和对电磁干扰抑制设计的基本要求认真分析，进行地、电线扰抑制设计的基本要求认真分析，进行地、电线（层）的布设。通常可采用以下方法：（层）的布设。通常可采用以下方法： l1 1）不同频率的元器件不共用同一条地线，不同频）不同频率的元器件不共用同一条地线，不同频率的地线和电源线应分开布设。在电源层
205、上有不率的地线和电源线应分开布设。在电源层上有不同电源，可用除去铜箔的绝缘沟槽分割。最好在同电源，可用除去铜箔的绝缘沟槽分割。最好在布信号线后根据阻抗连续性要求分割。布信号线后根据阻抗连续性要求分割。绝缘分割槽6.3V4.5V3.3V图111不同的电源分割耸瘁归三盐隔矾丢它宋暑须巴页谎架轩乱怠恢强侄颅示哄易苫玉删碎郧叹高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l2 2）高速信号的相邻镜像平面作为接地参考平面尽）高速信号的相邻镜像平面作为接地参考平面尽量不要分割，以防引起阻抗的不连续性。量不要分割，以防引起阻抗的不连续性。l3 3） 高频信号线不能跨镜像面的接地层上的分割高频信号线不能跨镜像面的接
206、地层上的分割沟槽，因为传输线对地的不连续性会使阻抗发生沟槽，因为传输线对地的不连续性会使阻抗发生变化，而增加了信号窜扰的机会。变化，而增加了信号窜扰的机会。l 如果必须在接地面上进行分割，则上一层的信如果必须在接地面上进行分割，则上一层的信号线可以通过接地层沟槽间预留的有导电铜箔连号线可以通过接地层沟槽间预留的有导电铜箔连接的接的“ “桥桥” ”上面布设信号线。信号传输线通过上面布设信号线。信号传输线通过“ “桥桥” ”时时不会引起阻抗的不连续性，从而保证了信号的完不会引起阻抗的不连续性，从而保证了信号的完整性。（见图整性。（见图11112 2）坟捕溯轴谁永抑津杏赵慑坝糙宇夹杀奢豺踩邵伪酉吭拽
207、钻峙茂仕且阀苇静高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l信号线通过“桥”跨地、电面上的沟槽地 线沟槽桥图112 沟槽和跨桥连接方式注：布线层在上面，沟槽在下面的地或电源层上（与浅灰色线同层）娩痰奶掀越贤研敌软严乒宋字挥拐臆香班验乓罢卤静颧窟蛮惑啥岸棍豆德高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l4）尽量缩小地线和信号线的环路面积，以减少电磁发射，应采用较大的接地面积，使辐射的环路最小。l5） 数字电路与模拟电路不共用同一条地线，在其地线与对外接地线连接处，只允许有一个公共接点。如果在同一接地层上可以用出去铜箔的绝缘沟槽将其隔离（见图113）数字地模拟地隔离沟槽图113,接地面的分割沟槽廉爽锰
208、署嚎漫涎措状蹲带谨畴授袍捐垃投奈趋百庶垒料此怔粗盒乡层啸驾高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l6 6）在）在I/o I/o 端的接地与电源线之间可以设置去耦电端的接地与电源线之间可以设置去耦电容连接点，以降低电源和地的噪声；高频器件附容连接点，以降低电源和地的噪声；高频器件附近设置旁路电容接点，并且连接这些电容的导线近设置旁路电容接点，并且连接这些电容的导线越短越好。越短越好。l7 7） 在表层既无元件又无走线的位置可以布设地在表层既无元件又无走线的位置可以布设地线面有利于铜箔面积的平衡和对相邻信号线的电线面有利于铜箔面积的平衡和对相邻信号线的电磁屏蔽。磁屏蔽。l8 8）多层板内与地线相
209、邻的电源层，应比地线层的）多层板内与地线相邻的电源层，应比地线层的物理尺寸小物理尺寸小20H(H20H(H为相邻地、电层之间的绝缘距为相邻地、电层之间的绝缘距离。（见图离。（见图11115 5）即电源面尺寸相对于接地面）即电源面尺寸相对于接地面图114,表面层无走线位置布设地线咒沁误恍煞葡耗氖景猫似娠腋凌馏代唬邹查头度俭扮骨冠捷品兆茬幸裂茶高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l缩小缩小2020倍介质层的厚度，这样作好处是：倍介质层的厚度，这样作好处是：l可以防止高频电路中地、电层之间边缘辐射产生可以防止高频电路中地、电层之间边缘辐射产生的电磁兼容问题；的电磁兼容问题；l可以避免机械加工外形
210、时，产生的毛刺造成地、可以避免机械加工外形时，产生的毛刺造成地、电层间的短路或绝缘下降。电层间的短路或绝缘下降。l20H20H原则：原则：l9 9） 双面板上的公共电源线和接地线，尽量布设双面板上的公共电源线和接地线，尽量布设在靠近板的边缘，并且分布在板的两面，其图形在靠近板的边缘，并且分布在板的两面，其图形配置要使电源线和地线之间呈低的波阻抗。配置要使电源线和地线之间呈低的波阻抗。20HH信号线地线层电源层信号线图115,多层板地、电层与板边缘的距离蹿阜款控粮院抽勋埃念磐骏橙冉执限菊闻拧鼻硅附洁眉葬娜追皋赴尔辅确高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l1010）多层板外层地线，通过金属化孔
211、与各层的电）多层板外层地线，通过金属化孔与各层的电源线和接地线连接，低频电路用多层板的内层大源线和接地线连接，低频电路用多层板的内层大面积的导线和电源线、地线应开窗口设计成网状，面积的导线和电源线、地线应开窗口设计成网状，可提高多层板层间结合力并能降低板的内应力减可提高多层板层间结合力并能降低板的内应力减轻印制板翘曲。轻印制板翘曲。l11)11)最靠近板的边缘的导线，应距离印制板的边缘最靠近板的边缘的导线，应距离印制板的边缘大于大于5mm ,5mm ,如果需要时接地线可以靠近板的边缘。如果需要时接地线可以靠近板的边缘。如果印制板要插入导轨，则导线距板的边缘只少如果印制板要插入导轨，则导线距板的
212、边缘只少要大于导轨槽深的距离。要大于导轨槽深的距离。l 除以上基本布线要求外，还应根据不同电路的除以上基本布线要求外，还应根据不同电路的特点认真分析，有针对性地采取措施进行布线。特点认真分析，有针对性地采取措施进行布线。图116,大面积导体上开窗口卖掌渴千湛孵萎瑟埂细甄钠兢貉样昭区贼裁塔闯敷恬雪财宇兑射吭甭鼎过高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l12.高速电路PCB的可制造性l12.1 12.1 设计的可制造性概念设计的可制造性概念l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。可制造性设计又称为须考虑的重要因素。可制造性设计又称为
213、DFM ( DFM ( Design For Manufacturing ),Design For Manufacturing ),它是研究产品本身它是研究产品本身的物理（机械）设计与制造系统各部分之间的相的物理（机械）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合在一起进行总体优化。使设计的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，能更顺利地投入生产，大大减少产品便于制造，能更顺利地投入生产，大大减少制造过程中的质量缺陷，从而达到缩短产品研制制造过程中的质量缺陷，从而达到缩短产品研制或生产周期、降低
214、成本、提高产品质量和生产效或生产周期、降低成本、提高产品质量和生产效率的目的。率的目的。l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、返工和维修等产品形成的全过程可行性；测试、返工和维修等产品形成的全过程可行性；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。苦碱规彬检垫栖搜繁滤搏晶槐囊嚼肖殖茫疲揖劲牧旷剁已洱顷蘸挤纽瓜劈高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l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
215、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、易于测试和返工，因而产品的可制能稳定生产、易于测试和返工，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要求之一。视并认真考虑的设计通用要求之一。l12.2 PCB12.2 PCB设计的可制造性设计的可制造性l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，设计的印制板图形一旦确定，既要用于印制板的制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，在生产中不能改
216、变造，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。导电图形和阻焊图形或字符图形的结构。lPCBPCB的设计得的可制造性包含两个方面要求：的设计得的可制造性包含两个方面要求：l一是印制板本身的可制造性；一是印制板本身的可制造性；l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。潜叫昂则钉菠怂矣密兜角蓝翠和蛔渭等敌镀异和塑烧组创涎盘牟潍拷吧谱高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l印制板的制造和安装分属于两个不同的制造专业，印制板的制造和安装分属于两个不同的制造专业，两者虽然是互为上、下游产品有密切的联系，但两者虽然是互为上、下游
217、产品有密切的联系，但是其制造的工艺方法和设备有很大的差别，制造是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，它们的质量也是互为影响，对要求大不相同，它们的质量也是互为影响，对PCBPCB设计的要求也不相同，所以在进行设计的要求也不相同，所以在进行PCBPCB设计设计时，必须兼顾这两个方面的可制造性要求，缺一时，必须兼顾这两个方面的可制造性要求，缺一不可。不可。lPCBPCB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
218、一套设计图上，不是很容易的事，这需要有丰富的设计实践经验。这需要有丰富的设计实践经验。l作为作为PCBPCB设计者，既要精通电路设计又要了解或设计者，既要精通电路设计又要了解或熟悉印制板的制造和安装的工艺要求，了解所熟悉印制板的制造和安装的工艺要求，了解所转蚊颠职蒋长洽饲拌隧讹敛旱叹秒瞅迷净措瘸啤适条式片蓖袖挟首带蛰视高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l选用的元器件的特性和基本的尺寸以及安装和焊选用的元器件的特性和基本的尺寸以及安装和焊接时所用的焊料、焊剂的特性。这样才有利于正接时所用的焊料、焊剂的特性。这样才有利于正确地进行印制板的布局和布线。确地进行印制板的布局和布线。l目前许多设计
219、软件都具有可制造性设计的功能，目前许多设计软件都具有可制造性设计的功能，有些设计规则在软件中都有，但是可制造性水平有些设计规则在软件中都有，但是可制造性水平是发展和变化的，设计时应根据所选定的印制板是发展和变化的，设计时应根据所选定的印制板制造上的工艺要求可以做适当的修改，这些工作制造上的工艺要求可以做适当的修改，这些工作也可在制造商进行也可在制造商进行CAMCAM时去作，但对高速电路的时去作，但对高速电路的设计有设计人员作更为合适，因为任何布线参数设计有设计人员作更为合适，因为任何布线参数的变化可能会影响印制板的电路特性。的变化可能会影响印制板的电路特性。l12.3 PCB板的可制造性要求糟
220、碌晃趾惧即冯兆佬互葬士佳苫盆涌蔡皇临慧卒召骸撇以酚衔返碑雨燕挖高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计lPCBPCB光板的可制造性是受当前印制板制造技术水平光板的可制造性是受当前印制板制造技术水平和制造商的工艺水平制约，它随制造技术的发展或和制造商的工艺水平制约，它随制造技术的发展或生产厂家的不同而变化的。生产厂家的不同而变化的。l可制造性要求主要考虑以下几个方面：可制造性要求主要考虑以下几个方面：l1 1）印制板的结构和叠层的层数。结构复杂、层数）印制板的结构和叠层的层数。结构复杂、层数越多加工难度越大。越多加工难度越大。l2 2）印制导线宽度、间距越小，加工难度大，通常）印制导线宽度、间距
221、越小，加工难度大，通常导线宽度和间距的加工最小极限值，从目前技术水导线宽度和间距的加工最小极限值，从目前技术水平分为以下三个等级，可根据设计需要和生产厂商平分为以下三个等级，可根据设计需要和生产厂商的工艺水平酌情选取。的工艺水平酌情选取。加工能力等级加工能力等级1 1级级2 2级级3 3级级最小尺寸最小尺寸0.2mm0.2mm0.20.1mm0.20.1mm0.10.1mmmm 婚愿悸京厦烛涕窃趟鲸戏芜扎挺籽项营津涉蔫砚捅霓漫酿侵蚕膝案铰瓤扯高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l3)3)最小孔径和孔环宽，它受加工设备和能力的限制，最小孔径和孔环宽，它受加工设备和能力的限制，一般一般0.3m
222、m0.3mm的孔可以用机械钻孔法钻孔；小于的孔可以用机械钻孔法钻孔；小于0.3mm0.3mm的孔，通常需要用激光钻孔。孔环宽最小的孔，通常需要用激光钻孔。孔环宽最小尺寸一般尺寸一般0.1mm0.1mm（内层可（内层可0.05mm0.05mm）。）。l4 4）板厚与孔径比，受孔金属化时电镀工艺制约，）板厚与孔径比，受孔金属化时电镀工艺制约，对于通孔一般水平对于通孔一般水平55：1 1，较高水平，较高水平661010：1 1。对于盲孔对于盲孔11：1 1。l5)5)印制导线的加工精度，受生产设备和工艺水平制印制导线的加工精度，受生产设备和工艺水平制约，按产品的性能要求和加工水平，通常也分为约，按产
223、品的性能要求和加工水平，通常也分为3 3级，可根据电路需要选取，但是对特性阻抗要求严级，可根据电路需要选取，但是对特性阻抗要求严格的印制板至少要求在格的印制板至少要求在2 2级精度以上。级精度以上。导线精度等级导线精度等级1 1级级 2 2级级 3 3级级公差范围公差范围2525 2020 20%(15 20%(151010) ) 黔舟龄札召供淖陡面暖执纹技雅慨笛刃敲笋齐召韧光剖畅因哮耗恐籍友庆高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l12.4 PCB12.4 PCB组装件可制造性通用要求组装件可制造性通用要求l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，
224、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： l1.1.布局时考虑元器件的安装间距和与板边缘距离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。应符合安装、维修和测试的要求。l2.2.元器件（含插针）的安装孔应有足够的插装和元器件（含插针）的安装孔应有足够的插装和焊接的间隙。焊接的间隙。l3.3.焊盘和最小环宽尺寸应能满足焊接后形成可靠焊盘和最小环宽尺寸应能满足焊接后形成可靠连接的要求。连接的要求。l4.4.焊盘尺寸和位置应满足安装和焊接质量的要求。焊盘尺寸和位置应满足安装和焊接质量的要求。l5.5.对
225、于需要加固或需要外加散热器的元器件周围，对于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。应留出加固和安装散热器的空间。炒痞善欢段函丁妹徘文乌查投扔肃滚浆鞠桔拾秧祭螺洲虫坑蛹贤蛾既捂畔高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l6.6.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。l7.7.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
226、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。求。l8.8.元件体下面的过孔和其他不需焊接的孔应有阻元件体下面的过孔和其他不需焊接的孔应有阻焊覆盖，以防焊接时焊料流到元件体上损坏元器焊覆盖，以防焊接时焊料流到元件体上损坏元器件或使金属壳的元件体短路。件或使金属壳的元件体短路。l9.9.超大规模元器件或发热元件周围在规定的范围超大规模元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。内，不允许布设其他元器件或过孔。l10.10.印制板上的测试点尽量设置在板的边缘，或不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。易被其他元件遮挡的地方，
227、以便于测试。沽啸绳镑钨霹笺缉蝴龙汇宝紧秸挤咯喉唱痒蔼烫匣宛妒碌鹅回赣艰惕侍妊高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l13.PCB13.PCB的可靠性平价的可靠性平价l高速电路用印制板的可靠性是影响电子整机产品高速电路用印制板的可靠性是影响电子整机产品质量和可靠性的关键之一。所以应对印制板的设质量和可靠性的关键之一。所以应对印制板的设计和产品的可靠性进行分析和评价，才能进行使计和产品的可靠性进行分析和评价，才能进行使用。不然，在产品应用时发现问题再去分析查找用。不然，在产品应用时发现问题再去分析查找原因，将是非常复杂、困难和费时的工作，甚至原因，将是非常复杂、困难和费时的工作，甚至会造成很大的
228、经济损失，延误研制周期。会造成很大的经济损失，延误研制周期。l印制板的可靠性评价应从设计和制造的产品两个印制板的可靠性评价应从设计和制造的产品两个方面进行。方面进行。l13.113.1可靠性的含义可靠性的含义l产品的可靠性从广义上来说是指：消费者对产品产品的可靠性从广义上来说是指：消费者对产品满意的程度，或对企业信赖的程度。满意的程度，或对企业信赖的程度。l从狭义上讲是有客观的科学定义，目前在工业上从狭义上讲是有客观的科学定义，目前在工业上广泛使用的定义为：广泛使用的定义为：甘饰鹊豪至诡枣枷条敞沧厢日熄阜赂押辰多迅诛漾脚茸露辩居论绳鹰敛典高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l可靠性是指产品
229、在规定的条件下和规定时间内，可靠性是指产品在规定的条件下和规定时间内，产品、设备或或者系统完成规定的功能的能力。产品、设备或或者系统完成规定的功能的能力。l可靠性可以量化表示，一般用出现故障的概率来可靠性可以量化表示，一般用出现故障的概率来表示，当量化表示时又可称为可靠度。表示，当量化表示时又可称为可靠度。l度量产品或系统的可靠性指标有：可靠度、平均度量产品或系统的可靠性指标有：可靠度、平均故障间隔时间和失效密度。可靠度是用产品在规故障间隔时间和失效密度。可靠度是用产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率表定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率表示（示（R R）；通常多数采用平均故障
230、间隔时间和失）；通常多数采用平均故障间隔时间和失效密度来描述产品的可靠性。效密度来描述产品的可靠性。l 1 1 平均故障间隔时间（平均故障间隔时间（Mean Time Between Mean Time Between Fail Fail 缩写为缩写为MTBFMTBF）：）：lMTBFMTBF是指产品两次维修间隔的平均时间，对于是指产品两次维修间隔的平均时间，对于不可维修的产品（如航天飞行器、某些精密武器不可维修的产品（如航天飞行器、某些精密武器和一次性使用的医疗器械等）就是指产品的使用和一次性使用的医疗器械等）就是指产品的使用寿命。寿命。小阅秆窖迢座务辞许汁烈栈赦眨粥舰宅颈吱叙泳颁啊务吴樊弟
231、辰槽脱强脾高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l如果用如果用t1t1、t2 tn t2 tn 表示每个产品的故障时间，表示每个产品的故障时间，n n表示产品的数量，则平均故障间隔时间用下式表表示产品的数量，则平均故障间隔时间用下式表示：示：l MTBF= Ttotal/n MTBF= Ttotal/n Ttotal=t1 Ttotal=t1 t2 t2tntnl2 2失效密度失效密度l 失效密度（失效密度（ ）是常用的参数，是指产品在）是常用的参数，是指产品在t t时刻时刻失效的可能性，以失效间隔时间的倒数表示：失效的可能性，以失效间隔时间的倒数表示：l 1/MTBF1/MTBFl从大量产
232、品失效的统计得知，电子产品的故障率从大量产品失效的统计得知，电子产品的故障率在整个产品使用期间按所谓的在整个产品使用期间按所谓的“ “浴盆曲线浴盆曲线” ”分布（见分布（见图图13131 1）。从图中看出故障发生率分为三个阶段：）。从图中看出故障发生率分为三个阶段：泣曹螟铃艾韩牡卉诈汗么壹抱戳郊赫牺叮宅撅禾耽葵橡姜俏布怕搓侨歇夸高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l可靠度浴盆曲线 T,图131,可靠度的浴盆曲线意叫哺添蜕阿柴渊还追剃猛马辕霹爱橙垛燃溪胯诬灰桓友嫡喘哀夫备皆魂高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l1.1.早期故障期早期故障期( (区区) )：l产品刚投入使用，由于设计、制
233、造中的缺陷或操产品刚投入使用，由于设计、制造中的缺陷或操作上不熟悉，往往会出现较多的故障，随着时间作上不熟悉，往往会出现较多的故障，随着时间的增加逐渐减少，经过一段时间后故障率很低并的增加逐渐减少，经过一段时间后故障率很低并变化不大，进入第二阶段。变化不大，进入第二阶段。l 2 2偶发故障期（偶发故障期（区）：区）：l这一阶段产品进入稳定期，也就是产品的主要使这一阶段产品进入稳定期，也就是产品的主要使用期，故障率很低，出现故障主要是维护不当或用期，故障率很低，出现故障主要是维护不当或操作失误等偶然因素造成，是不可预测的随机发操作失误等偶然因素造成，是不可预测的随机发生。生。l3 3耗损故障期（
234、耗损故障期（区）：区）：l这一阶段是产品经过使用而产生物理磨损或自然这一阶段是产品经过使用而产生物理磨损或自然损耗，使产品老化接近寿命的终点，故障率急剧损耗，使产品老化接近寿命的终点，故障率急剧上升。上升。l 礼辙舜慢敏寅榜辐培虎刑柄扩面褂务谬谷擒凄悲驳沪崩诗剔汗柞妖冠啼往高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l电子整机产品在交付之前，先进行老练使其有设电子整机产品在交付之前，先进行老练使其有设计或工艺缺陷的产品早期失效，便于及早剔除或计或工艺缺陷的产品早期失效，便于及早剔除或改进、修复，使交出的产品都进入稳定期，有较改进、修复，使交出的产品都进入稳定期，有较高的可靠性。产品的可靠性也并不是
235、一下就形成高的可靠性。产品的可靠性也并不是一下就形成的，因为产品设计需要有不断地深化认识、逐步的，因为产品设计需要有不断地深化认识、逐步改进和完善的过程。需要采用可靠性增长技术，改进和完善的过程。需要采用可靠性增长技术，即按照即按照“ “试验分析改进试验分析改进” ”的程序反复迭代过程，的程序反复迭代过程，使产品可靠性获得提高。可靠性高的印制板设计使产品可靠性获得提高。可靠性高的印制板设计同样也需要这样一个过程，除非是在可借鉴的情同样也需要这样一个过程，除非是在可借鉴的情况下可以简化可靠性设计的程序。况下可以简化可靠性设计的程序。l13.213.2设计可靠性分析设计可靠性分析lPCBPCB设计
236、的可靠性是保证产品可靠性的前提和关设计的可靠性是保证产品可靠性的前提和关键之一，尤其是高速电路板设计的可靠性更为重键之一，尤其是高速电路板设计的可靠性更为重要。要。PCBPCB设计至少包括元件选择、电路设计和设计至少包括元件选择、电路设计和逮楼申锦蒂州宽拭悲箔鞋嵌坠勤岿挚拉郴恰挑雾胚焕脾简普售础蓝甭锋牟高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l印制板设计三个部分内容，此处主要是指板的设印制板设计三个部分内容，此处主要是指板的设计部分。计部分。l在用在用CADCAD法进行法进行PCBPCB设计时，首先应选好设计软设计时，首先应选好设计软件，尤其是当今器件的集成度越来越高，边沿速件，尤其是当今器件
237、的集成度越来越高，边沿速率越来越快使电路的工作频率也越来越高，信号率越来越快使电路的工作频率也越来越高，信号传输速度越来越快，对多层板的应用日益增多，传输速度越来越快，对多层板的应用日益增多，因而设计技术复杂，因而设计技术复杂，CADCAD设计软件的功能需要强设计软件的功能需要强大，不仅有布局、布线功能，而且还具有仿真功大，不仅有布局、布线功能，而且还具有仿真功能。能。l在设计之前应先掌握引起信号完整性和电磁干扰在设计之前应先掌握引起信号完整性和电磁干扰问题的原因，以确定设计准则，布线设计后进行问题的原因，以确定设计准则，布线设计后进行仿真，根据仿真结果修改规则重新调整和修改布仿真，根据仿真结
238、果修改规则重新调整和修改布线，修改后再仿真直至满意为止。以此保证设计线，修改后再仿真直至满意为止。以此保证设计的可靠性。的可靠性。予灯魂镰围票吧斗瞧脯四焙换牙竟怪狠皋莹私碘刹敷垄径唁绳把舔储肢涡高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l仿真需要建立模型，是很复杂的工作，需要获取仿真需要建立模型，是很复杂的工作，需要获取模型数据，（一般由模型数据，（一般由ICIC供应商提供和经验数据的供应商提供和经验数据的结合）信号完整性（结合）信号完整性（SISI）与电磁兼容（）与电磁兼容（EMCEMC）的）的仿真工具是不同的，分析时，应分别采用不同的仿真工具是不同的，分析时，应分别采用不同的仿真模块，高级的
239、分析软件系统可以提供不同模仿真模块，高级的分析软件系统可以提供不同模块的接口，在统一系统上应用不同的模块进行性块的接口，在统一系统上应用不同的模块进行性能的分析。能的分析。lAPSIM SPIAPSIM SPI系统是将系统是将SISI（信号完整性）与（信号完整性）与PIPI（电（电源完整性）有机结合的分析软件，用该软件可以源完整性）有机结合的分析软件，用该软件可以得到接近于实际的仿真波形的效果。得到接近于实际的仿真波形的效果。骆摸诅栖锋该腔囤颓冀缓锑旱撰湃郧邦靶刚录姆衰挑溪棱捞富懦绊烷兴宠高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l13.2对PCB产品可靠性的分析l对印制板产品的可靠性检查要通过
240、一系列试验来对印制板产品的可靠性检查要通过一系列试验来完成。这些试验分分为筛选试验和例行试验，试完成。这些试验分分为筛选试验和例行试验，试验条件的量级不同，筛选试验时通过试验剔除早验条件的量级不同，筛选试验时通过试验剔除早期实效的不合格品；例行试验（周期性检验）是期实效的不合格品；例行试验（周期性检验）是考核产品的批次质量和可靠性。考核产品的批次质量和可靠性。l印制板产品的分析，应按光板和印制板组装件两印制板产品的分析，应按光板和印制板组装件两部分分别进行分析，因为两者的可靠性试验方法部分分别进行分析，因为两者的可靠性试验方法和要求不同，并且许多高速信号的传输特性只在和要求不同，并且许多高速信
241、号的传输特性只在光板印制板上无法测试，需要安装元器件后，通光板印制板上无法测试，需要安装元器件后，通过加电才能分析。过加电才能分析。l印制板的可靠性关键在于金属化孔的可靠性和印制板的可靠性关键在于金属化孔的可靠性和许鹃恨勘症悉青致留甜八告豁们朽莽恩滚泞焰级某孟壤夷仅头蚊融盟洱净高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l导线加工精度对特性阻抗的稳定性影响方面。因导线加工精度对特性阻抗的稳定性影响方面。因此应分步进行可靠性试验和分析。此应分步进行可靠性试验和分析。l1) PCB1) PCB光板的可靠性光板的可靠性l在对光板外观和电路通断检查合格的基础上，再在对光板外观和电路通断检查合格的基础上，再
242、对其进行可靠性检测。检查项目至少应有：对其进行可靠性检测。检查项目至少应有：la.a.利用时域反射计（利用时域反射计（TDRTDR）测试附连板上阻抗图）测试附连板上阻抗图形的特性阻抗；形的特性阻抗；lb. b. 交变湿热试验后的绝缘电阻、耐电压；交变湿热试验后的绝缘电阻、耐电压；lc.c.温度冲击后的互连电阻变化率。温度冲击后的互连电阻变化率。ld.d.必要时测定基材介电常数、介质损耗和必要时测定基材介电常数、介质损耗和CAFCAF。l以上的环境试验，实际上是一种模拟使用状况的以上的环境试验，实际上是一种模拟使用状况的加速试验，以检验使用时板的可靠性。加速试验，以检验使用时板的可靠性。匿愚力腥
243、颤抨闸轨腐粕阶谨厄槛琶蔷叶书塞与砌谚它镭距孩柳争葵米熙逾高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l2 2）PCBPCB组装件的可靠性组装件的可靠性l在印制板装配完成并进行必要的安装和焊接在印制板装配完成并进行必要的安装和焊接l的质量检查（外观的质量检查（外观/AOI/AOI、在线测试和、在线测试和X-X-射线）后，射线）后，进行可靠性检查。目的是考核设计和装配质量的进行可靠性检查。目的是考核设计和装配质量的可靠性。其方法主要有：可靠性。其方法主要有：la.a.利用示波器和利用示波器和TDRTDR测量真实电路的特性阻抗及测量真实电路的特性阻抗及信号的波形变化；信号的波形变化；b.b.高温、低温储
244、存或高低温度高温、低温储存或高低温度循环和振动试验后测量电性能；循环和振动试验后测量电性能；lc.c.通电老练试验和电磁兼容试验通电老练试验和电磁兼容试验ld.d.产品其它特殊使用环境试验。产品其它特殊使用环境试验。l在进行了以上试验后，根据结果分析设计和产品在进行了以上试验后，根据结果分析设计和产品的可靠性程度。的可靠性程度。慷凿酵贩虹疑椭赋零岂粗御诲枯戮边悲就测呼芒歪残疙图单剑秋烬磊吃晰高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l14 .印制板的发展趋势l电子计算机和信息产业的迅速发展，使电子工业电子计算机和信息产业的迅速发展，使电子工业在二十世纪末已成为世界上最大的产业。电子产在二十世纪末
245、已成为世界上最大的产业。电子产品正向着小型化、轻量化、数字化、多功能、高品正向着小型化、轻量化、数字化、多功能、高可靠、低成本的方向发展；高速电路得到广泛的可靠、低成本的方向发展；高速电路得到广泛的应用；电子组装技术逐步由通孔安装（应用；电子组装技术逐步由通孔安装（THTTHT）向）向表面安装（表面安装（SMTSMT）和微小型安装（）和微小型安装（MCMMCM）发展）发展, ,大大促进了印制板的设计、制造、测试技术和新大大促进了印制板的设计、制造、测试技术和新型覆铜箔材料的发展。型覆铜箔材料的发展。l 为了适应球栅阵列封装（为了适应球栅阵列封装（BGA BGA ）和最新的芯片）和最新的芯片封装
246、（封装（CSPCSP）等表面贴装元器件的安装，印制板）等表面贴装元器件的安装，印制板的导线宽度和间距已达到的导线宽度和间距已达到0.2mm0.2mm以下，最小导通以下，最小导通育综省讥柴捶宛降沾三糕咏兴什祥虚爽猜利运轧搜赖屿兽炊漂某赤汛江辜高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计 孔的孔径已在孔的孔径已在0.3mm0.3mm以下。新的表面安装技术以下。新的表面安装技术对印制板的设计、制造工艺和材料都提出了新的对印制板的设计、制造工艺和材料都提出了新的要求。要求。 l印制板正向着高密度、薄型化、功能化（预置电印制板正向着高密度、薄型化、功能化（预置电阻、电容和直接封装芯片等）、以及低成本、高阻、
247、电容和直接封装芯片等）、以及低成本、高可靠方向发展。目前以有机层压板为基材的多芯可靠方向发展。目前以有机层压板为基材的多芯片模块封装技术（片模块封装技术（MCML MCML ）用的高精度、高密）用的高精度、高密度、超薄型多层印制板（度、超薄型多层印制板（6 6层板的厚度只有层板的厚度只有0.450.450.6mm0.6mm）正在发展，代表当今世界最先进的印制）正在发展，代表当今世界最先进的印制电路技术的高密度互连结构的印制板电路技术的高密度互连结构的印制板积层式积层式多层板（多层板（BUMBUM）已经在一些高端的通讯设备中使）已经在一些高端的通讯设备中使用，它是一种具有埋孔和盲孔，孔径小于用，
248、它是一种具有埋孔和盲孔，孔径小于0.10mm0.10mm、孔环宽、孔环宽0.25mm0.25mm，导线宽度和间距，导线宽度和间距步论皂站佯加暑戮擞蒸槽掇危锗憨昼焕缄言旋伎设烯暇赔贡蝶氖奠殷腋茬高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l为为0.1mm0.1mm或更小的积层式薄型高密度互连的多层或更小的积层式薄型高密度互连的多层板。板。 印制板的发展趋势具体体现在以下几个方面：印制板的发展趋势具体体现在以下几个方面：l1 1）PCBPCB设计：设计：l 先进的设计思想和设计技术手段（先进的设计软先进的设计思想和设计技术手段（先进的设计软件和仿真技术及件和仿真技术及3D3D技术应用），能设计出用于高
249、技术应用），能设计出用于高速电路的高密度、高精细度的导电图形和高密度速电路的高密度、高精细度的导电图形和高密度互连的具有埋孔、盲孔的印制板。互连的具有埋孔、盲孔的印制板。l2 2） PCB PCB产品：产品：l 具有埋孔、盲孔的高密度互连板（具有埋孔、盲孔的高密度互连板（HDIHDI板）板）l 刚挠结合印制板（刚性部分为刚挠结合印制板（刚性部分为HDIHDI板）板）l 光纤印制板、嵌埋无源器件的印制板等。光纤印制板、嵌埋无源器件的印制板等。l 釉壕冕颅铁晴啄亦观嫡谊瓤畜嗓所处呼痈淹叙躬鲁筷骆詹煞葱萤狰内比麻高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计l3 3）PCBPCB的基材：的基材：l具有尺寸
250、稳定、耐热性好的特点以及低介质损耗、具有尺寸稳定、耐热性好的特点以及低介质损耗、和新型低（高）介电常数的高性能基材。和新型低（高）介电常数的高性能基材。l环保型材料。环保型材料。l4 4）PCBPCB的制造技术：的制造技术：l 有高精度、高能性能和高效率的生产设备及检有高精度、高能性能和高效率的生产设备及检测设备（光绘机、高精度曝光机、数控钻、激光测设备（光绘机、高精度曝光机、数控钻、激光钻机和通断测试、钻机和通断测试、AOIAOI系统等），新型先进的工系统等），新型先进的工艺配方和高洁净度的工作环境及绿色清洁生产技艺配方和高洁净度的工作环境及绿色清洁生产技术。术。l 计算机技术将广泛地应用于计算机技术将广泛地应用于PCBPCB的设计、制造和的设计、制造和检测中，检测中，CADCADCAMCAMCATCAT的一体化是印制板设的一体化是印制板设计、制造和测试的必然发展趋势。计、制造和测试的必然发展趋势。 岩茅内验谢艰记栅吏诚俭砧半荐执许舍抉荒估抉溜翻我资矾晋蔓清充鉴汹高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计 欢迎批评指正 谢谢！绷袍宵悬槐泊澳淤岂女守赣闰哄点撮闻猫使搬循张辰蜂戏晌泉墒叠镑泰沿高速电路的印制板设计高速电路的印制板设计
