【正文】 械化和自動(dòng)化的重要基礎(chǔ)部件，在電子工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。圖1是電子構(gòu)裝層級(jí)區(qū)分示意。以往以燈桌、筆刀、貼圖及照相機(jī)作為制前工具，現(xiàn)在已經(jīng)被計(jì)算機(jī)、工作軟件及激光繪圖機(jī)所取代。同時(shí)可以輸出如鉆孔、成型、測(cè)試冶具等資料。因此，在本文中將具體探究基于日常生產(chǎn)參數(shù)之上的PCB的設(shè)計(jì)規(guī)范問(wèn)題。例如，根據(jù)已公開(kāi)的統(tǒng)計(jì)，在美軍運(yùn)到遠(yuǎn)東的武器中，60%的飛機(jī)不能使用，電子設(shè)備有50%在庫(kù)存中就發(fā)生了故障，轟炸機(jī)的電子設(shè)備壽命僅有20h，海軍用的電子設(shè)備70%是有故障的。據(jù)說(shuō)這些事實(shí)使美國(guó)政府感到震驚，因而軍方和民用企業(yè)共同努力，開(kāi)展了可靠性的研究。開(kāi)始時(shí)，可靠性問(wèn)題是專門針對(duì)電子管的，并且是以軍方的研究為主，并成立了一系列研究機(jī)構(gòu)和組織。與此同時(shí)，振動(dòng)和沖擊的試驗(yàn)、測(cè)量等技術(shù)也進(jìn)一步發(fā)展起來(lái)了。1950年，美國(guó)國(guó)防部成立了電子設(shè)備研究小組，陸?？杖娭幸卜謩e開(kāi)展了電子設(shè)備和元器件的可靠性研究工作。電子設(shè)備可靠性咨詢小組于1957年7 月提出了報(bào)告。依據(jù)這份報(bào)告可以認(rèn)為，到這個(gè)時(shí)期為止，可靠性問(wèn)題的方向已具體地確立了。從廣義上來(lái)說(shuō)，可靠性是指消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品滿意的程度，或?qū)ζ髽I(yè)信賴的程度。這不是本書中要談到的可靠性。可靠性定義是一個(gè)科學(xué)的概念，對(duì)這一定義有必要加以說(shuō)明。 問(wèn)題的對(duì)象 “零件、器件、設(shè)備或系統(tǒng)”是可靠性問(wèn)題的主要對(duì)象。 規(guī)定的時(shí)間 “規(guī)定的時(shí)間”是通過(guò)合同來(lái)決定的，長(zhǎng)短不一，短的如導(dǎo)彈那樣只有幾分鐘，長(zhǎng)的也有如光纜之類達(dá)幾十年之久的。第1章 PCB板設(shè)計(jì)的工藝規(guī)范及參數(shù)、總則PCB設(shè)計(jì)在整個(gè)硬設(shè)計(jì)中起著關(guān)鍵的連接作用，它不僅要考慮考慮電原理功能上的實(shí)現(xiàn)，也要考慮后續(xù)生產(chǎn)、測(cè)試、使用、維修、歸檔繼承等方面的因素。不同的組裝形式有不同的工藝流程，對(duì)生產(chǎn)線也有不同的要求。表1 PCB的組裝形式組裝形式示意圖PCB設(shè)計(jì)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THC A面混裝 B面僅貼簡(jiǎn)單SMD一面混裝，另一面僅裝簡(jiǎn)單SMD A面插件 B面僅貼簡(jiǎn)單SMD一面裝THC，另一面僅裝簡(jiǎn)單SMD注1：簡(jiǎn)單SMD是指管腳間距或引線中心距大于1mm的SMD。 PCB尺寸在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到裝焊以及生產(chǎn)的可行性，其最小的單板尺寸應(yīng)不小于“寬120mm X長(zhǎng) 120mm”,一般最理想的尺寸范圍是“寬（200mm 250mm） X長(zhǎng) （250mm 350mm）”。表2 PCB厚度及銅箔厚度PCB厚度 （單位:mm）銅箔厚度18（） 35（1oz/Ft2） 70（2oz/Ft2） 105（3oz/Ft2）（單位） PCB外形 對(duì)波峰焊，PCB 的外形必須是矩形的（四角為R=1～2mm 圓角更好，但不做嚴(yán)格要求）。對(duì)純 SMT 板，允許有缺口，但缺口尺寸須小于所在邊長(zhǎng)度的1/3，應(yīng)該確保PCB 在鏈條上傳送平穩(wěn)，見(jiàn)圖2所示。 傳送邊、擋條邊、定位孔PCB應(yīng)該留出兩條5mm寬度的傳送邊，一邊在流水線上傳送。另外，距邊1mm 范圍內(nèi)不得有導(dǎo)體，否則在PCB 制作時(shí)將進(jìn)行刮銅處理，可能造成缺陷。定位孔、非接地安裝孔均應(yīng)設(shè)計(jì)成非金屬化孔， 寬的非銅箔區(qū)（即留出封孔圈），以便PCB 制作時(shí)能封住孔使之不金屬化。光學(xué)定位標(biāo)志用于貼片機(jī)整體自動(dòng)定位，要求統(tǒng)一使用圓形定位標(biāo)志。 PCB拼板設(shè)計(jì)拼板設(shè)計(jì)首先要考慮的就是小板如何擺放，拼成較大的板。拼板的連接方式主要有雙面對(duì)刻V 形槽、長(zhǎng)槽孔加圓孔和長(zhǎng)槽孔三種，視PCB 的外形而定。表3 拼板連接方式拼板方式試用范圍特點(diǎn)雙面對(duì)刻V形槽方形PCB分離后邊緣整齊、加工成本低長(zhǎng)槽孔加圓孔各種外形的子板（小PCB，相對(duì)于拼后大的板而言）之間的拼板分離后邊緣不整齊，不適用導(dǎo)槽固定的PCB同時(shí)為了分離方便以及滿足插裝時(shí)的剛度需要需設(shè)計(jì)連接橋，連接橋位置和數(shù)量的設(shè)置應(yīng)該根據(jù)此板的組裝工藝具體考慮。非金屬化孔周圍應(yīng)該設(shè)禁止布線區(qū)，以免緊固件接觸電路，直徑大小根據(jù)緊固件的尺寸決定。因此要求，在PCB 板覆銅時(shí)要離開(kāi)板邊緣最少1mm。如圖3 所示。圖3 為保證邊框不露銅使用的隔離線、布線 布線的基本原則 布線面的選擇順序應(yīng)是單面、雙面和多層，布線密度應(yīng)綜合結(jié)構(gòu)要求、加工條件限制和電性能要求等各項(xiàng)因素合理選區(qū)。 兩相鄰面的印制導(dǎo)線應(yīng)采取相互垂直、斜交、或彎曲走線，避免互相平行，以減小寄生耦合。線拐彎處的外拐角應(yīng)成圓形或圓弧形,以免在高頻電路中造成輻射干擾和衰減。 布線密度設(shè)計(jì)在組裝密度許可的情況下，選用較低密度布線設(shè)計(jì)，以提高無(wú)缺陷和可靠性的制造能力，常用布線密度設(shè)計(jì)參考表4。 對(duì)于兩個(gè)焊盤安裝的元件，如電阻、電容，與其焊盤連接的印制線最好從焊盤中心位置對(duì)稱引出，且與焊盤連接的印制線必須具有一樣寬度，如圖4所示。具體要求如圖5 所示。 過(guò)孔位置的設(shè)計(jì) 過(guò)孔的位置主要與再流焊工藝有關(guān)，過(guò)孔不能設(shè)計(jì)在焊盤上，更不允許直接將過(guò)孔作為BGA 器件的焊盤來(lái)用，應(yīng)該通過(guò)一小段印制線連接，否則容易產(chǎn)生“立片”、“焊料不足”缺陷。 引腳的連接對(duì)于 QFP 等引腳間距很?。ǎ┑钠骷?，兩腳相連時(shí)不可直接相連，而應(yīng)通過(guò)引出線相連，否則在生產(chǎn)目檢時(shí)容易與焊盤搭錫混淆。圖6 高密度引腳間距時(shí)，引腳間連接方式、基本參數(shù) 最小線寬與最小線距對(duì)于一般數(shù)字電路來(lái)說(shuō)，最小線寬和線距受生產(chǎn)工藝條件限制。布線完成后，必須進(jìn)行DRC 檢查。表5 推薦最小線寬最先線距參數(shù)布線密度最小線寬、線距（mm）一般較密高密度甚高密度 孔徑焊盤和過(guò)孔的孔徑均是指噴錫以后的孔徑。如表6。表7所示過(guò)孔系列尺寸。一般焊盤應(yīng)留有足夠的焊環(huán)寬度，以保證焊接的可靠性，焊環(huán)寬度受布線密度影響。對(duì)于常用的IC 和接插件，~ 之間。表8 推薦優(yōu)先選用的過(guò)孔、焊盤外徑數(shù)值系列公制（mm）公制（mm）第2章 PCB板加工的工序工藝及參數(shù)控制、工程 工程部的作用主要是將用戶提供的PCB布線圖通過(guò)軟件轉(zhuǎn)化成實(shí)際加工所需要的工程圖，為鉆孔、絲印提供相關(guān)資料和菲林的制作。 資料審查工程部在開(kāi)始生產(chǎn)之前，必須要對(duì)客戶提供的PCB布線圖進(jìn)行審核，看能否符合本公司工廠生產(chǎn)的技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)，以避免無(wú)效加工，浪費(fèi)材料，對(duì)效率和利潤(rùn)造成損害。工程師將PCB布線圖輸入所使用的CAM系統(tǒng)中，將apertures 和shapes定義好，就可以設(shè)定參數(shù)直接輸出程式。而關(guān)于ODB++格式，它是一種可擴(kuò)充的ASCⅡ格式，ODB++是一種可擴(kuò)充的ASCII格式，它可在單一數(shù)據(jù)庫(kù)中保存PCB生產(chǎn)和裝配所必需的全部工程數(shù)據(jù)。作業(yè)人員可改進(jìn)和改正DFM來(lái)更新他們的原始CAD數(shù)據(jù)庫(kù)，并設(shè)法在設(shè)計(jì)達(dá)到裝配階段之前識(shí)別出所有的布線問(wèn)題。數(shù)據(jù)庫(kù)類似于大多數(shù)CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。 菲林制作制作線路版至少需要以下三種菲林：（如圖7所示）（1） 黃菲林GⅡ(線路菲林）（2） 綠油菲林（3） 白字菲林3P20116A03C6013C6013C6013C601 線路菲林 綠油菲林 白字菲林圖7 三種不同的菲林菲林的制作是根據(jù)圖形資料轉(zhuǎn)換后得到的布線圖等資料加工而來(lái)，具體過(guò)程在這就不再詳細(xì)介紹，但是菲林在PCB制作中占據(jù)了一個(gè)很重要的地位，在后文會(huì)進(jìn)一步說(shuō)明。在這就數(shù)控鉆孔、數(shù)控銑以及模具沖、Vcut、斜邊幾個(gè)方面作一下概述?？孜粶?zhǔn)確生產(chǎn)效率高印制板表面安裝技術(shù)以密為核心，向“薄、平”縱深發(fā)展，提高表面安裝印制板密度，主要方法之一就是減少導(dǎo)通孔的尺寸，因此鉆孔的發(fā)展趨勢(shì)主要是導(dǎo)通孔尺寸急劇減?。弧椎某叽鐪p小要求，影響數(shù)控鉆孔的設(shè)備及條件向更好的方向發(fā)展。本節(jié)主要鉆孔工藝參數(shù)展開(kāi)討論。1）削切速度根據(jù)鉆頭的磨損情況判斷切削速度是否恰當(dāng)。如果主切削刃靠近外徑之處磨損太快，表示切削速度太高。2）進(jìn)給：允許的最大進(jìn)給受鉆頭的幾何形狀限制。由于鉆頭中心處的切削速度總是零，而鉆頭中心和外徑的進(jìn)給相同。所以以鉆心厚度為直徑的圓形擠壓區(qū)的產(chǎn)生是不可避免的。3）鉆頭的鉆孔數(shù)：一只鉆頭的鉆孔數(shù)與被鉆材料的種類，采用的切削速度和進(jìn)給，孔質(zhì)量有關(guān)。用數(shù)控銑的方法，結(jié)合使用硬質(zhì)合金刀具加工印制板外形及其內(nèi)部的異形孔，已成為印制板生產(chǎn)的重要技術(shù)。多主軸數(shù)控銑床的使用，使加工成本大大降低。數(shù)控銑與其它加工方法相對(duì)比，一個(gè)重要指標(biāo)是成本。這是由生產(chǎn)效率、設(shè)備、刀具、工裝等諸因素的成本所決定的。表9所示為銑FR4印制板的工藝參數(shù)銑刀直徑板材厚度（mm）疊板塊數(shù)進(jìn)給（m/min）轉(zhuǎn)速（r/min）疊板塊數(shù)進(jìn)給（m/min）轉(zhuǎn)速（r/min）疊板塊數(shù)進(jìn)給（m/min）轉(zhuǎn)速（r/min）924000622000428000424000322000222000324000218000122000224000115000118000 印制沖裁一、印制板下料，孔和外形加工都可采用模具沖切的方法沖孔：生產(chǎn)批量大，孔的種類和數(shù)量多而單面紙基板和雙面非金屬化孔的環(huán)氧玻璃布基板，通常采用一付或幾付模具沖孔。根據(jù)印制板的尺寸大小，可分為上落料模和下落料模。 印制板成型加工的其它方式一、V型槽切割（VCUT）V CUT 是用銑刀片對(duì)印制板單只間進(jìn)行銑槽加工，以達(dá)到提高印制板元器件的安裝效率，裝配完后利用V CUT線折斷成獨(dú)立的印制板小單元。到1959年，化學(xué)鍍銅才廣