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歷史

在印制電路板出現(xiàn)之前,電子元件之間的互連都是依靠電線直接連接而組成完整的線路。在當(dāng)代,電路面板只是作為有效的實(shí)驗(yàn)工具而存在,而印刷電路板在電子工業(yè)中已經(jīng)成了占據(jù)了絕對(duì)統(tǒng)治的地位。

20世紀(jì)初,人們?yōu)榱撕喕�電子機(jī)器的制作,減少電子零件間的配線,降低制作成本等優(yōu)點(diǎn),于是開始鉆研以印刷的方式取代配線的方法。三十年間,不斷有工程師提出在絕緣的基板上加以金屬導(dǎo)體作配線。而最成功的是1925年,美國的Charles Ducas 在絕緣的基板上印刷出線路圖案,再以電鍍的方式,成功建立導(dǎo)體作配線。

直至1936年,奧地利人保羅·愛斯勒(Paul Eisler)在英國發(fā)表了箔膜技術(shù),他在一個(gè)收音機(jī)裝置內(nèi)采用了印刷電路板;而在日本,宮本喜之助以噴附配線法"メタリコン法吹著配線方法(特許119384號(hào))"成功申請專利。而兩者中Paul Eisler 的方法與現(xiàn)今的印制電路板最為相似,這類做法稱為減去法,是把不需要的金屬除去;而Charles Ducas、宮本喜之助的做法是只加上所需的配線,稱為加成法。雖然如此,但因?yàn)楫?dāng)時(shí)的電子零件發(fā)熱量大,兩者的基板也難以配合使用,以致未有正式的實(shí)用作,不過也使印刷電路技術(shù)更進(jìn)一步。

發(fā)展

近十幾年來,我國印制電路板(Printed Circuit Board,簡稱PCB)制造行業(yè)發(fā)展迅速,總產(chǎn)值、總產(chǎn)量雙雙位居世界第一。由于電子產(chǎn)品日新月異,價(jià)格戰(zhàn)改變了供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu),中國兼具產(chǎn)業(yè)分布、成本和市場優(yōu)勢,已經(jīng)成為全球最重要的印制電路板生產(chǎn)基地。

印制電路板從單層發(fā)展到雙面板、多層板和撓性板,并不斷地向高精度、高密度和高可靠性方向發(fā)展。不斷縮小體積、減少成本、提高性能,使得印制電路板在未來電子產(chǎn)品的發(fā)展過程中,仍然保持強(qiáng)大的生命力。

未來印制電路板生產(chǎn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢是在性能上向高密度、高精度、細(xì)孔徑、細(xì)導(dǎo)線、小間距、高可靠、多層化、高速傳輸、輕量、薄型方向發(fā)展。

單面板

在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,導(dǎo)線則集中在另一面上。因?yàn)閷?dǎo)線只出現(xiàn)在其中一面,所以這種PCB叫作單面板(Single-sided)。因?yàn)閱蚊姘逶谠O(shè)計(jì)線路上有許多嚴(yán)格的限制(因?yàn)橹挥幸幻?布線間不能交叉而必須繞獨(dú)自的路徑),所以只有早期的電路才使用這類的板子。

雙面板

這種電路板的兩面都有布線,不過要用上兩面的導(dǎo)線,必須要在兩面間有適當(dāng)?shù)碾娐愤B接才行。這種電路間的"橋梁"叫做導(dǎo)孔(via)。導(dǎo)孔是在PCB上,充滿或涂上金屬的小洞,它可以與兩面的導(dǎo)線相連接。因?yàn)殡p面板的面積比單面板大了一倍,雙面板解決了單面板中因?yàn)椴季�交錯(cuò)的難點(diǎn)(可以通過導(dǎo)孔通到另一面),它更適合用在比單面板更復(fù)雜的電路上。

多層板

為了增加可以布線的面積,多層板用上了更多單或雙面的布線板。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刷線路板,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(jì)要求進(jìn)行互連的印刷線路板就成為四層、六層印刷電路板了,也稱為多層印刷線路板。板子的層數(shù)并不代表有幾層獨(dú)立的布線層,在特殊情況下會(huì)加入空層來控制板厚,通常層數(shù)都是偶數(shù),并且包含最外側(cè)的兩層。大部分的主機(jī)板都是4到8層的結(jié)構(gòu),不過技術(shù)上理論可以做到近100層的PCB。大型的超級(jí)計(jì)算機(jī)大多使用相當(dāng)多層的主機(jī)板,不過因?yàn)檫@類計(jì)算機(jī)已經(jīng)可以用許多普通計(jì)算機(jī)的集群代替,超多層板已經(jīng)漸漸不被使用了。因?yàn)镻CB中的各層都緊密的結(jié)合,一般不太容易看出實(shí)際數(shù)目,不過如果仔細(xì)觀察主機(jī)板,還是可以看出來。

組成

目前的電路板,主要由以下組成

線路與圖面(Pattern):線路是做為原件之間導(dǎo)通的工具,在設(shè)計(jì)上會(huì)另外設(shè)計(jì)大銅面作為接地及電源層。線路與圖面是同時(shí)做出的。

介電層(Dielectric):用來保持線路及各層之間的絕緣性,俗稱為基材。

孔(Through hole / via):導(dǎo)通孔可使兩層次以上的線路彼此導(dǎo)通,較大的導(dǎo)通孔則做為零件插件用,另外有非導(dǎo)通孔(nPTH)通常用來作為表面貼裝定位,組裝時(shí)固定螺絲用。

防焊油墨(Solder resistant /Solder Mask) :并非全部的銅面都要吃錫上零件,因此非吃錫的區(qū)域,會(huì)印一層隔絕銅面吃錫的物質(zhì)(通常為環(huán)氧樹脂),避免非吃錫的線路間短路。根據(jù)不同的工藝,分為綠油、紅油、藍(lán)油。

絲印(Legend /Marking/Silk screen):此為非必要之構(gòu)成,主要的功能是在電路板上標(biāo)注各零件的名稱、位置框,方便組裝后維修及辨識(shí)用。

表面處理(Surface Finish):由于銅面在一般環(huán)境中,很容易氧化,導(dǎo)致無法上錫(焊錫性不良),因此會(huì)在要吃錫的銅面上進(jìn)行保護(hù)。保護(hù)的方式有噴錫(HASL),化金(ENIG),化銀(Immersion Silver),化錫(Immersion Tin),有機(jī)保焊劑(OSP),方法各有優(yōu)缺點(diǎn),統(tǒng)稱為表面處理。

外觀

裸板(上頭沒有零件)也常被稱為"印刷線路板Printed Wiring Board(PWB)"。板子本身的基板是由絕緣隔熱、并不易彎曲的材質(zhì)所制作成。在表面可以看到的細(xì)小線路材料是銅箔,原本銅箔是覆蓋在整個(gè)板子上的,而在制造過程中部份被蝕刻處理掉,留下來的部份就變成網(wǎng)狀的細(xì)小線路了。這些線路被稱作導(dǎo)線(conductor pattern)或稱布線,并用來提供PCB上零件的電路連接。

通常PCB的顏色都是綠色或是棕色,這是阻焊(solder mask)的顏色。是絕緣的防護(hù)層,可以保護(hù)銅線,也防止波焊時(shí)造成的短路,并節(jié)省焊錫之用量。在阻焊層上還會(huì)印刷上一層絲網(wǎng)印刷面(silk screen)。通常在這上面會(huì)印上文字與符號(hào)(大多是白色的),以標(biāo)示出各零件在板子上的位置。絲網(wǎng)印刷面也被稱作圖標(biāo)面(legend)。

在制成最終產(chǎn)品時(shí),其上會(huì)安裝集成電路、電晶體、二極管、被動(dòng)元件(如:電阻、電容、連接器等)及其他各種各樣的電子零件。借著導(dǎo)線連通,可以形成電子訊號(hào)連結(jié)及應(yīng)有機(jī)能。

優(yōu)點(diǎn)

采用印制板的主要優(yōu)點(diǎn)是:

⒈由于圖形具有重復(fù)性(再現(xiàn)性)和一致性,減少了布線和裝配的差錯(cuò),節(jié)省了設(shè)備的維修、調(diào)試和檢查時(shí)間;

⒉設(shè)計(jì)上可以標(biāo)準(zhǔn)化,利于互換;3.布線密度高,體積小,重量輕,利于電子設(shè)備的小型化;

⒋利于機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn),提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率并降低了電子設(shè)備的造價(jià)。

印制板的制造方法可分為減去法(減成法)和添加法(加成法)兩個(gè)大類。目前,大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)還是以減去法中的腐蝕銅箔法為主。

⒌特別是FPC軟性板的耐彎折性,精密性,更好的應(yīng)用到高精密儀器上.(如相機(jī),手機(jī).攝像機(jī)等.)

基材

基材普遍是以基板的絕緣部分作分類,常見的原料為電木板、玻璃纖維板,以及各式的塑膠板。而PCB的制造商普遍會(huì)以一種以玻璃纖維、不織物料、以及樹脂組成的絕緣部分,再以環(huán)氧樹脂和銅箔壓制成"黏合片"(prepreg)使用。

Xgs游戲機(jī)電路設(shè)計(jì)而常見的基材及主要成份有:

FR-1 ──酚醛棉紙,這基材通稱電木板(比FR-2較高經(jīng)濟(jì)性)

FR-2 ──酚醛棉紙,

FR-3 ──棉紙(Cotton paper)、環(huán)氧樹脂

FR-4 ──玻璃布(Woven glass)、環(huán)氧樹脂

FR-5 ──玻璃布、環(huán)氧樹脂

FR-6 ──毛面玻璃、聚酯

G-10 ──玻璃布、環(huán)氧樹脂

CEM-1 ──棉紙、環(huán)氧樹脂(阻燃)

CEM-2 ──棉紙、環(huán)氧樹脂(非阻燃)

CEM-3 ──玻璃布、環(huán)氧樹脂

CEM-4 ──玻璃布、環(huán)氧樹脂

CEM-5 ──玻璃布、多元酯

AIN ──氮化鋁

SIC ──碳化硅

金屬涂層

金屬涂層除了是基板上的配線外,也就是基板線路跟電子元件焊接的地方。此外,由于不同的金屬價(jià)錢不同,因此直接影響生產(chǎn)的成本。另外,每種金屬的可焊性、接觸性,電阻阻值等等不同,這也會(huì)直接影響元件的效能。

常用的金屬涂層有:銅、錫(厚度通常在5至15μm)、鉛錫合金(或錫銅合金,即焊料,厚度通常在5至25μm,錫含量約在63%)、金(一般只會(huì)鍍在接口)、銀(一般只會(huì)鍍在接口,或以整體也是銀的合金)。

線路設(shè)計(jì)

印制電路板的設(shè)計(jì)是以電路原理圖為藍(lán)本,實(shí)現(xiàn)電路使用者所需要的功能。印刷電路板的設(shè)計(jì)主要指版圖設(shè)計(jì),需要內(nèi)部電子元件、金屬連線、通孔和外部連接的布局、電磁保護(hù)、熱耗散、串音等各種因素。優(yōu)秀的線路設(shè)計(jì)可以節(jié)約生產(chǎn)成本,達(dá)到良好的電路性能和散熱性能。簡單的版圖設(shè)計(jì)可以用手工實(shí)現(xiàn),但復(fù)雜的線路設(shè)計(jì)一般也需要借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)實(shí)現(xiàn),而著名的設(shè)計(jì)軟件有OrCAD、Pads (也即PowerPCB)、Altium designer (也即Protel)、FreePCB、CAM350等

基本制作

根據(jù)不同的技術(shù)可分為消除和增加兩大類過程。

減去法

減去法(Subtractive),是利用化學(xué)品或機(jī)械將空白的電路板(即鋪有完整一塊的金屬箔的電路板)上不需要的地方除去,余下的地方便是所需要的電路。

絲網(wǎng)印刷:把預(yù)先設(shè)計(jì)好的電路圖制成絲網(wǎng)遮罩,絲網(wǎng)上不需要的電路部分會(huì)被蠟或者不透水的物料覆蓋,然后把絲網(wǎng)遮罩放到空白線路板上面,再在絲網(wǎng)上油上不會(huì)被腐蝕的保護(hù)劑,把線路板放到腐蝕液中,沒有被保護(hù)劑遮住的部份便會(huì)被蝕走,最后把保護(hù)劑清理。

感光板:把預(yù)先設(shè)計(jì)好的電路圖制在透光的膠片遮罩上(最簡單的做法就是用打印機(jī)印出來的投影片),同理應(yīng)把需要的部份印成不透明的顏色,再在空白線路板上涂上感光顏料,將預(yù)備好的膠片遮罩放在電路板上照射強(qiáng)光數(shù)分鐘,除去遮罩后用顯影劑把電路板上的圖案顯示出來,最后如同用絲網(wǎng)印刷的方法一樣把電路腐蝕。

刻印:利用銑床或雷射雕刻機(jī)直接把空白線路上不需要的部份除去。

加成法

加成法(Additive),現(xiàn)在普遍是在一塊預(yù)先鍍上薄銅的基板上,覆蓋光阻劑(D/F),經(jīng)紫外光曝光再顯影,把需要的地方露出,然后利用電鍍把線路板上正式線路銅厚增厚到所需要的規(guī)格,再鍍上一層抗蝕刻阻劑-金屬薄錫,最后除去光阻劑(這制程稱為去膜),再把光阻劑下的銅箔層蝕刻掉。

積層法

積層法是制作多層印刷電路板的方法之一。是在制作內(nèi)層后才包上外層,再把外層以減去法或加成法所處理。不斷重復(fù)積層法的動(dòng)作,可以得到再多層的多層印刷電路板則為順序積層法。

1、內(nèi)層制作

2、積層編成(即黏合不同的層數(shù)的動(dòng)作)

3、積層完成(減去法的外層含金屬箔膜;加成法)

4、鉆孔

Panel法

1、全塊PCB電鍍

2、在表面要保留的地方加上阻絕層(resist,防以被蝕刻)

3、蝕刻

4、去除阻絕層

Pattern法

1、在表面不要保留的地方加上阻絕層

2、電鍍所需表面至一定厚度

3、去除阻絕層

4、蝕刻至不需要的金屬箔膜消失

完全加成法

1、在不要導(dǎo)體的地方加上阻絕層

2、以無電解銅組成線路

部分加成法

1、以無電解銅覆蓋整塊PCB

2、在不要導(dǎo)體的地方加上阻絕層

3、電解鍍銅

4、去除阻絕層

5、蝕刻至原在阻絕層下無電解銅消失

ALIVH

ALIVH(Any Layer Interstitial Via Hole,Any Layer IVA)是日本松下電器開發(fā)的增層技術(shù)。這是使用芳香族聚酰胺(Aramid)纖維布料為基材。

1、把纖維布料浸在環(huán)氧樹脂成為"黏合片"(prepreg)

2、雷射鉆孔

3、鉆孔中填滿導(dǎo)電膏

4、在外層黏上銅箔

5、銅箔上以蝕刻的方法制作線路圖案

6、把完成第二步驟的半成品黏上在銅箔上

7、積層編成

8、再不停重復(fù)第五至七的步驟,直至完成

B2it

B2it(Buried Bump Interconnection Technology)是東芝開發(fā)的增層技術(shù)。

1、先制作一塊雙面板或多層板

2、在銅箔上印刷圓錐銀膏

3、放黏合片在銀膏上,并使銀膏貫穿黏合片

4、把上一步的黏合片黏在第一步的板上

5、以蝕刻的方法把黏合片的銅箔制成線路圖案

6、再不停重復(fù)第二至四的步驟,直至完成

功能測試

更密集的PCB、更高的總線速度以及模擬RF電路等等對(duì)測試都提出了前所未有的挑戰(zhàn),這種環(huán)境下的功能測試需要認(rèn)真的設(shè)計(jì)、深思熟慮的測試方法和適當(dāng)?shù)墓ぞ卟拍芴峁┛尚诺臏y試結(jié)果。

在同夾具供應(yīng)商打交道時(shí),要記住這些問題,同時(shí)還要想到產(chǎn)品將在何處制造,這是一個(gè)很多測試工程師會(huì)忽略的地方。例如我們假定測試工程師身在美國的加利福尼亞,而產(chǎn)品制造地卻在泰國。測試工程師會(huì)認(rèn)為產(chǎn)品需要昂貴的自動(dòng)化夾具,因?yàn)樵诩又輳S房價(jià)格高,要求測試儀盡量少,而且還要用自動(dòng)化夾具以減少雇用高技術(shù)高工資的操作工。但在泰國,這兩個(gè)問題都不存在,讓人工來解決這些問題更加便宜,因?yàn)檫@里的勞動(dòng)力成本很低,地價(jià)也很便宜,大廠房不是一個(gè)問題。因此有時(shí)候一流設(shè)備在有的國家可能不一定受歡迎。

技術(shù)水平

在高密度UUT中,如果需要校準(zhǔn)或診斷則很可能需要由人工進(jìn)行探查,這是由于針床接觸受到限制以及測試更快(用探針測試UUT可以迅速采集到數(shù)據(jù)而不是將信息反饋到邊緣連接器上)等原因,所以要求由操作員探查UUT上的測試點(diǎn)。不管在哪里,都應(yīng)確保測試點(diǎn)已清楚地標(biāo)出。

探針類型和普通操作工也應(yīng)該注意,需要考慮的問題包括:

探針大過測試點(diǎn)嗎?探針有使幾個(gè)測試點(diǎn)短路并損壞UUT的危險(xiǎn)嗎?對(duì)操作工有觸電危害嗎?

每個(gè)操作工能很快找出測試點(diǎn)并進(jìn)行檢查嗎?測試點(diǎn)是否很大易于辨認(rèn)呢?

操作工將探針按在測試點(diǎn)上要多長時(shí)間才能得出準(zhǔn)確的讀數(shù)?如果時(shí)間太長,在小的測試區(qū)會(huì)出現(xiàn)一些麻煩,如操作工的手會(huì)因測試時(shí)間太長而滑動(dòng),所以建議擴(kuò)大測試區(qū)以避免這個(gè)問題。

考慮上述問題后測試工程師應(yīng)重新評(píng)估測試探針的類型,修改測試文件以更好地識(shí)別出測試點(diǎn)位置,或者甚至改變對(duì)操作工的要求。

自動(dòng)探查

在某些情況下會(huì)要求使用自動(dòng)探查,例如在PCB難以用人工探查,或者操作工技術(shù)水平所限而使得測試速度大大降低的時(shí)候,這時(shí)就應(yīng)考慮用自動(dòng)化方法。

自動(dòng)探查可以消除人為誤差,降低幾個(gè)測試點(diǎn)短路的可能性,并使測試操作加快。但是要知道自動(dòng)探查也可能存在一些局限,根據(jù)供應(yīng)商的設(shè)計(jì)而各有不同,包括:

UUT的大小

同步探針的數(shù)量

兩個(gè)測試點(diǎn)相距有多近?

測試探針的定位精度

系統(tǒng)能對(duì)UUT進(jìn)行兩面探測嗎?

探針移至下一個(gè)測試點(diǎn)有多快?

探針系統(tǒng)要求的實(shí)際間隔是多少?(一般來講它比離線式功能測試系統(tǒng)要大)

自動(dòng)探查通常不用針床夾具接觸其它測試點(diǎn),而且一般它比生產(chǎn)線速度慢,因此可能需要采取兩種步驟:如果探測儀僅用于診斷,可以考慮在生產(chǎn)線上采用傳統(tǒng)的功能測試系統(tǒng),而把探測儀作為診斷系統(tǒng)放在生產(chǎn)線邊上;如果探測儀的目的是UUT校準(zhǔn),那么唯一的真正解決辦法是采用多個(gè)系統(tǒng),要知道這還是比人工操作要快得多。

如何整合到生產(chǎn)線上也是必須要研究的一個(gè)關(guān)鍵問題,生產(chǎn)線上還有空間嗎?系統(tǒng)能與傳送帶連接嗎?幸好許多新型探測系統(tǒng)都與SMEMA標(biāo)準(zhǔn)兼容,因此它們可以在在線環(huán)境下工作。

邊界掃描

這項(xiàng)技術(shù)早在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該進(jìn)行討論,因?yàn)樗�需要專門的元器件來執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)。在以數(shù)字電路為主的UUT中,可以購買帶有IEEE1194(邊界掃描)支持的器件,這樣只做很少或不用探測就能解決大部分診斷問題。邊界掃描會(huì)降低UUT的整體功能性,因?yàn)樗鼤?huì)增大每個(gè)兼容器件的面積(每個(gè)芯片增加4~5個(gè)引腳以及一些線路),所以選擇這項(xiàng)技術(shù)的原則,就是所花費(fèi)的成本應(yīng)該能使診斷結(jié)果得到改善。應(yīng)記住邊界掃描可用于對(duì)UUT上的閃速存儲(chǔ)器和PLD器件進(jìn)行編程,這也更進(jìn)一步增加了選用該測試方法的理由。

如何處理一個(gè)有局限的設(shè)計(jì)?

如果UUT設(shè)計(jì)已經(jīng)完成并確定下來,此時(shí)選擇就很有限。當(dāng)然也可以要求在下次改版或新產(chǎn)品中進(jìn)行修改,但是工藝改善總是需要一定的時(shí)間,而你仍然要對(duì)目前的狀況進(jìn)行處理。

隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展,印制電路板廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,幾乎所有的電子設(shè)備中都包含相應(yīng)的印制電路板。為保證電子設(shè)備正常工作,減少相互間的電磁干擾,降低電磁污染對(duì)人類及生態(tài)環(huán)境的不利影響,電磁兼容設(shè)計(jì)不容忽視。本文介紹了印制電路板的設(shè)計(jì)方法和技巧。

在印制電路板的設(shè)計(jì)中,元器件布局和電路連接的布線是關(guān)鍵的兩個(gè)環(huán)節(jié)。

布局

布局,是把電路器件放在印制電路板布線區(qū)內(nèi)。布局是否合理不僅影響后面的布線工作,而且對(duì)整個(gè)電路板的性能也有重要影響。在保證電路功能和性能指標(biāo)后,要滿足工藝性、檢測和維修方面的要求,元件應(yīng)均勻、整齊、緊湊布放在PCB上,盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接,以得到均勻的組裝密度。

按電路流程安排各個(gè)功能電路單元的位置,輸入和輸出信號(hào)、高電平和低電平部分盡可能不交叉,信號(hào)傳輸路線最短。

功能區(qū)分

元器件的位置應(yīng)按電源電壓、數(shù)字及模擬電路、速度快慢、電流大小等進(jìn)行分組,以免相互干擾。

電路板上同時(shí)安裝數(shù)字電路和模擬電路時(shí),兩種電路的地線和供電系統(tǒng)完全分開,有條件時(shí)將數(shù)字電路和模擬電路安排在不同層內(nèi)。電路板上需要布置快速、中速和低速邏輯電路時(shí),應(yīng)安放在緊靠連接器范圍內(nèi);而低速邏輯和存儲(chǔ)器,應(yīng)安放在遠(yuǎn)離連接器范圍內(nèi)。這樣,有利于減小共阻抗耦合、輻射和交擾的減小。時(shí)鐘電路和高頻電路是主要的騷擾輻射源,一定要單獨(dú)安排,遠(yuǎn)離敏感電路。

熱磁兼顧

發(fā)熱元件與熱敏元件盡可能遠(yuǎn)離,要考慮電磁兼容的影響。

工藝性

⑴層面

貼裝元件盡可能在一面,簡化組裝工藝。

⑵距離

元器件之間距離的最小限制根據(jù)元件外形和其他相關(guān)性能確定,目前元器件之間的距離一般不小于0.2 mm~0.3mm,元器件距印制板邊緣的距離應(yīng)大于2mm。

⑶方向

元件排列的方向和疏密程度應(yīng)有利于空氣的對(duì)流�？紤]組裝工藝,元件方向盡可能一致。

布線

1、導(dǎo)線

⑴寬度

印制導(dǎo)線的最小寬度,主要由導(dǎo)線和絕緣基板間的粘附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。印制導(dǎo)線可盡量寬一些,尤其是電源線和地線,在板面允許的條件下盡量寬一些,即使面積緊張的條件下一般不小于1mm。特別是地線,即使局部不允許加寬,也應(yīng)在允許的地方加寬,以降低整個(gè)地線系統(tǒng)的電阻。對(duì)長度超過80mm的導(dǎo)線,即使工作電流不大,也應(yīng)加寬以減小導(dǎo)線壓降對(duì)電路的影響。

⑵長度

要極小化布線的長度,布線越短,干擾和串?dāng)_越少,并且它的寄生電抗也越低,輻射更少。特別是場效應(yīng)管柵極,三極管的基極和高頻回路更應(yīng)注意布線要短。

⑶間距

相鄰導(dǎo)線之間的距離應(yīng)滿足電氣安全的要求,串?dāng)_和電壓擊穿是影響布線間距的主要電氣特性。為了便于操作和生產(chǎn),間距應(yīng)盡量寬些,選擇最小間距至少應(yīng)該適合所施加的電壓。這個(gè)電壓包括工作電壓、附加的波動(dòng)電壓、過電壓和因其它原因產(chǎn)生的峰值電壓。當(dāng)電路中存在有市電電壓時(shí),出于安全的需要間距應(yīng)該更寬些。

⑷路徑

信號(hào)路徑的寬度,從驅(qū)動(dòng)到負(fù)載應(yīng)該是常數(shù)。改變路徑寬度對(duì)路徑阻抗(電阻、電感、和電容)產(chǎn)生改變,會(huì)產(chǎn)生反射和造成線路阻抗不平衡。所以,最好保持路徑的寬度不變。在布線中,最好避免使用直角和銳角,一般拐角應(yīng)該大于90°。直角的路徑內(nèi)部的邊緣能產(chǎn)生集中的電場,該電場產(chǎn)生耦合到相鄰路徑的噪聲,45°路徑優(yōu)于直角和銳角路徑。當(dāng)兩條導(dǎo)線以銳角相遇連接時(shí),應(yīng)將銳角改成圓形。

2、孔徑和焊盤尺寸

元件安裝孔的直徑應(yīng)該與元件的引線直徑較好的匹配,使安裝孔的直徑略大于元件引線直徑的(0.15~0.3)mm。通常DIL封裝的管腳和絕大多數(shù)的小型元件使用0.8mm的孔徑,焊盤直徑大約為2mm。對(duì)于大孔徑焊盤為了獲得較好的附著能力,焊盤的直徑與孔徑之比,對(duì)于環(huán)氧玻璃板基大約為2,而對(duì)于苯酚紙板基應(yīng)為(2.5~3)。

過孔,一般被使用在多層PCB中,它的最小可用直徑是與板基的厚度相關(guān),通常板基的厚度與過孔直徑比是6:1。高速信號(hào)時(shí),過孔產(chǎn)生(1~4)nH的電感和(0.3~0.8)pF的電容的路徑。因此,當(dāng)鋪設(shè)高速信號(hào)通道時(shí),過孔應(yīng)該被保持到絕對(duì)的最小。對(duì)于高速的并行線(例如地址和數(shù)據(jù)線),如果層的改變是不可避免,應(yīng)該確保每根信號(hào)線的過孔數(shù)一樣。并且應(yīng)盡量減少過孔數(shù)量,必要時(shí)需設(shè)置印制導(dǎo)線保護(hù)環(huán)或保護(hù)線,以防止振蕩和改善電路性能。

3、地線設(shè)計(jì)

不合理的地線設(shè)計(jì)會(huì)使印制電路板產(chǎn)生干擾,達(dá)不到設(shè)計(jì)指標(biāo),甚至無法工作。地線是電路中電位的參考點(diǎn),又是電流公共通道。地電位理論上是零電位,但實(shí)際上由于導(dǎo)線阻抗的存在,地線各處電位不都是零。因?yàn)榈鼐�只要有一定長度就不是一個(gè)處處為零的等電位點(diǎn),地線不僅是必不可少的電路公共通道,又是產(chǎn)生干擾的一個(gè)渠道。

一點(diǎn)接地是消除地線干擾的基本原則。所有電路、設(shè)備的地線都必須接到統(tǒng)一的接地點(diǎn)上,以該點(diǎn)作為電路、設(shè)備的零電位參考點(diǎn)(面)。一點(diǎn)接地分公用地線串聯(lián)一點(diǎn)接地和獨(dú)立地線并聯(lián)一點(diǎn)接地。

公用地線串聯(lián)一點(diǎn)接地方式比較簡單,各個(gè)電路接地引線比較短,其電阻相對(duì)小,這種接地方式常用于設(shè)備機(jī)柜中的接地。獨(dú)立地線并聯(lián)一點(diǎn)接地,只有一個(gè)物理點(diǎn)被定義為接地參考點(diǎn),其他各個(gè)需要接地的點(diǎn)都直接接到這一點(diǎn)上,各電路的地電位只與本電路的地電流基地阻抗有關(guān),不受其他電路的影響。

具體布線時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

⑴走線長度盡量短,以便使引線電感極小化。在低頻電路中,因?yàn)樗�有電路的地電流流�?jīng)公共的接地阻抗或接地平面,所以避免采用多點(diǎn)接地。

⑵公共地線應(yīng)盡量布置在印制電路板邊緣部分。電路板上應(yīng)盡可能多保留銅箔做地線,可以增強(qiáng)屏蔽能力。

⑶雙層板可以使用地線面,地線面的目的是提供一個(gè)低阻抗的地線。

⑷多層印制電路板中,可設(shè)置接地層,接地層設(shè)計(jì)成網(wǎng)狀。地線網(wǎng)格的間距不能太大,因?yàn)榈鼐�的一個(gè)主要作用是提供信號(hào)回流路徑,若網(wǎng)格的間距過大,會(huì)形成較大的信號(hào)環(huán)路面積。大環(huán)路面積會(huì)引起輻射和敏感度問題。另外,信號(hào)回流實(shí)際走環(huán)路面積小的路徑,其他地線并不起作用。

⑸地線面能夠使輻射的環(huán)路最小。

印制電路板制造技術(shù)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的、綜合性很高的加工技術(shù)。尤其是在濕法加工過程中,需采用大量的水,因而有多種重金屬廢水和有機(jī)廢水排出,成分復(fù)雜,處理難度較大。按印制電路板銅箔的利用率為30%~40%進(jìn)行計(jì)算,那么在廢液、廢水中的含銅量就相當(dāng)可觀了。按一萬平方米雙面板計(jì)算(每面銅箔厚度為35微米),則廢液、廢水中的含銅量就有4500公斤左右,并還有不少其他的重金屬和貴金屬。這些存在于廢液、廢水中的金屬如不經(jīng)處理就排放,既造成了浪費(fèi)又污染了環(huán)境。因此,在印制板生產(chǎn)過程中的廢水處理和銅等金屬的回收是很有意義的,是印制板生產(chǎn)中不可缺少的部分。

眾所周知,印制電路板生產(chǎn)過程中的廢水,其中大量的是銅,極少量的有鉛、錫、金、銀、氟、氨、有機(jī)物和有機(jī)絡(luò)合物等。

至于產(chǎn)生銅廢水的工序,主要有:沉銅、全板電鍍銅、圖形電鍍銅、蝕刻以及各種印制板前處理工序(化學(xué)前處理、刷板前處理、火山灰磨板前處理等)。

以上工序所產(chǎn)生的含銅廢水,按其成分,大致可分為絡(luò)合物廢水和非絡(luò)合物廢水。為使廢水處理達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn),其中銅及其化合物的最高允許排放濃度為1mg/l(按銅計(jì)),必須針對(duì)不同的含銅廢水,采取不同的廢水處理方法。