PCB制板基础知识
一、PCB概念
PCB（PrintedCircuitBoard），中文名称为印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。
二、PCB在各种电子设备中有如下功能：
1. 提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑。
2. 实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接（信号传输）或电绝缘。提供所要求的电气特性，如特性阻抗等。
3. 为自动装配提供阻焊图形，为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。
三、PCB技术发展概要
从1903年至今,若以PCB组装技术的应用和发展角度来看,可分为三个阶段
1 通孔插装技术(THT)阶段PCB
1.金属化孔的作用：
(1).电气互连---信号传输
(2).支撑元器件---引脚尺寸限制通孔尺寸的缩小
a.引脚的刚性
b.自动化插装的要求
2.提高密度的途径
(1)减小器件孔的尺寸，但受到元件引脚的刚性及插装精度的限制，孔径≥0.8mm
(2)缩小线宽/间距：0.3mm—0.2mm—0.15mm—0.1mm
(3)增加层数：单面—双面—4层—6层—8层—10层—12层—64层
2 表面安装技术（SMT）阶段PCB
1.导通孔的作用：仅起到电气互连的作用，孔径可以尽可能的小，堵上孔也可以。
2.提高密度的主要途径
①.过孔尺寸急剧减小：0.8mm—0.5mm—0.4mm—0.3mm—0.25mm
②.过孔的结构发生本质变化：
a.埋盲孔结构优点：提高布线密度1/3以上、减小PCB尺寸或减少层数、提高可靠性、改善了特性阻抗控制，减小了串扰、噪声或失真（因线短，孔小）
b.盘内孔（hole in pad）消除了中继孔及连线
③薄型化：双面板：1.6mm—1.0mm—0.8mm—0.5mm
④PCB平整度：
a.概念：PCB板基板翘曲度和PCB板面上连接盘表面的共面性。
b.PCB翘曲度是由于热、机械引起残留应力的综合结果
c.连接盘的表面涂层：HASL、化学镀NI/AU、电镀NI/AU…
3 芯片级封装(CSP)阶段PCB
CSP以开始进入急剧的变革于发展其之中,推动PCB技术不断向前发展， PCB工业将走向激光时代和纳米时代.
四、PCB表面涂覆技术
PCB表面涂覆技术是指阻焊涂覆(兼保护)层以外的可供电气连接用的可焊性涂(镀)覆层和保护层。
按用途分类：
1.焊接用：因铜的表面必须有涂覆层保护，不然在空气中很容易氧化。
2.接插用：电镀Ni/Au或化学镀Ni/Au（硬金，含P及Co）
3.线焊用：wire bonding 工艺
热风整平（HASL或HAL）
从熔融Sn/Pb焊料中出来的PCB经热风（230℃）吹平的方法。
1.基本要求：
(1). Sn/Pb=63/37（重量比）
(2).涂覆厚度至少>3um
(3)避免形成非可焊性的Cu3Sn的出现， Cu3Sn出现的原因是锡量不足，如Sn/Pb合金涂覆层太薄，焊点组成由可焊的Cu6Sn5– Cu4Sn3-- Cu3Sn2—不可焊的Cu3Sn
2.工艺流程
退除抗蚀剂—板面清洁处理—印阻焊及字符—清洁处理—涂助焊剂—热风整平—清洁处理
3.缺点：
a.铅锡表面张力太大，容易形成龟背现象。
b.焊盘表面不平整，不利于SMT焊接。
化学镀Ni/Au是指PCB连接盘上化学镀Ni(厚度≥3um)后再镀上一层0.05-0.15um薄金，或镀上一层厚金(0.3-0.5um)。由于化学镀层均匀，共面性好，并可提供多次焊接性能，因此具有推广应用的趋势。其中镀薄金（0.05-0.1um）是为了保护Ni的可焊性，而镀厚金（0.3-0.5um）是为了线焊(wire bonding)工艺需要。
1.Ni层的作用：
a.作为Au、Cu之间的隔离层，防止它们之间相互扩散，造成其扩散部位呈疏松状态。
b.作为可焊的镀层，厚度至少>3um
2.Au的作用：
Au是Ni的保护层，厚度0.05-0.15之间，不能太薄，因金的气孔性较大如果太薄不能很好的保护Ni，
造成Ni氧化。其厚度也不能>0.15um，因焊点中会形成金铜合金Au3Au2(脆 ),当焊点中Au超过3%时，可焊性变差。
电镀Ni/Au
镀层结构基本同化学Ni/Au，因采用电镀的方式，镀层的均匀性要差一些。
一、一些元素的电化当量
元素名称原子量化学当量价数电化当量（g/AH）
银 Ag 107.868 107.868 1 4.0247
金 Au 196.9665 196.9665 1 7.357
铜 Cu 63.546 31.773 2 1.185
镍 Ni 58.70 29.35 2 3.8654
锡 Sn 118.69 59.345 2 2.1422
二、水溶液中一些金属对SHE的标准电位
Ag/ Ag 0.799
Cu/ Cu2 0.345
Ni /Ni2 -0.250
Sn/ Sn2 -0.140
Au/ Au 1.70
三、某些电镀液的电流效率：
镀镍 95-98%
硫酸盐镀铜 95-100%
镀锡铅合金 100%
镀钯 90-95%
氰化物镀金 60-80%
四、金属氢氧化物沉淀的PH值
氢氧化物开始沉淀沉淀完全沉淀开始溶解沉淀完全溶解离子开始浓度残留离子浓度<10-5mol/L
氢氧化锡 0 0.5mol/L 1 13 15
氢氧化亚锡 0.9 2.1 4.7 10 13.5
氢氧化铁 1.5 2.3 4.1 14 -------
氧化银 6.2 8.2 11.2 12.7 -----
氢氧化亚铁 6.5 7.5 9.7 13.5 -----
氢氧化钴 6.6 7.6 9.2 14.1 -------
氢氧化镍 6.7 7.7 10.4 ------ ----------
五、1um镀层的质量
铜 0.089g/dm2
金 0.194 g/dm2
银 0.105 g/dm2
锡 0.073 g/dm2
镍 0.089 g/dm2
1 .所有元器件、安装孔、定位孔都有对应的丝印标号为了方便制成板的安装，所有元器件、安装孔、定位孔都有对应的丝印标号，PCB上的安装孔丝印用H1、H2……Hn 进行标识。
2 .丝印字符遵循从左至右、从下往上的原则丝印字符尽量遵循从左至右、从下往上的原则，对于电解电容、二极管等极性的器件在每个功能单元内尽量保持方向一致。
3 .器件焊盘、需要搪锡的锡道上无丝印，器件位号不应被安装后器件所遮挡。（密度较高，PCB上不需作丝印的除外）
为了保证器件的焊接可靠性，要求器件焊盘上无丝印；为了保证搪锡的锡道连续性，要求需搪锡的锡道上无丝印；为了便于器件插装和维修，器件位号不应被安装后器件所遮挡；丝印不能压在导通孔、焊盘上，以免开阻焊窗时造成部分丝印丢失，影响训别。丝印间距大于5mil。
4 .有极性元器件其极性在丝印图上表示清楚，极性方向标记就易于辨认。
5. 有方向的接插件其方向在丝印上表示清楚。
6. PCB上应有条形码位置标识在PCB板面空间允许的情况下，PCB上应有42*6 的条形码丝印框，条形码的位置应考虑方便扫描。
7. PCB板名、日期、版本号等制成板信息丝印位置应明确。PCB文件上应有板名、日期、版本号等制成板信息丝印，位置明确、醒目。
8. PCB上应有厂家完整的相关信息及防静电标识。
9 .PCB光绘文件的张数正确，每层应有正确的输出，并有完整的层数输出。
10.PCB上器件的标识符必须和BOM 清单中的标识符号一致。
PCB设计打印输出注意事项
1.需要输出的层有：
（1）.布线层包括顶层/底层/中间布线层；
（2）.丝印层包括顶层丝印/底层丝印；
（3）.阻焊层包括顶层阻焊和底层阻焊；
（4）.电源层包括VCC 层和GND 层；
（5）.另外还要生成钻孔文件NCDrill。
2. 如果电源层设置为Split/Mixed ，那么在AddDocument 窗口的Document 项选择Routing 并且每次输出光绘文件之前都要对PCB图使用PourManager 的Plane Connect 进行覆铜；如果设置为CAMPlane 则选择Plane 在设置Layer 项的时候要把Layer25 加上在Layer25 层中选择Pads 和Vias。
3. 在设备设置窗口按Device Setup 将Aperture 的值改为199。
4. 在设置每层的Layer 时将Board Outline 选上。
5. 设置丝印层的Layer 时不要选择Part Type 选择顶层底层和丝印层的Outline Text Line。
6. 设置阻焊层的Layer 时选择过孔表示过孔上不加阻焊，不选过孔表示家阻焊视具体情况确定。
7. 生成钻孔文件时使用PowerPCB的缺省设置不要作任何改动。
8. 所有光绘文件输出以后用CAM350 打开并打印由设计者和复查者根据“PCB检查表”检查。
安规标识要求
1. 保险管的安规标识齐全保险丝附近是否有6 项完整的标识，包括保险丝序号、熔断特性、额定电流值、防爆特性、额定电压值、英文警告标识。如F101 F3.15AH,250Vac, “CAUTION：For Continued Protection Against Risk of Fire，Replace Only With Same Type and Rating of Fuse” 。若PCB上没有空间排布英文警告标识，可将工，英文警告标识放到产品的使用说明书中说明。
2. PCB上危险电压区域标注高压警示符PCB的危险电压区域部分应用40mil 宽的虚线与安全电压区域隔离，并印上高压危险标识和“ DANGER!HIGH VOTAGE ” 。
3. 原、付边隔离带标识清楚PCB的原、付边隔离带清晰，中间有虚线标识。
4. PCB板安规标识应明确齐全。
PCB高速的界定
电路板尺寸日渐缩小，电路功能更强，时钟速度和器件上升时间却越变越快，高速设计已成为设计过程的重要部分。那么如何来界定PCB板是否采用高速设计呢？下面就为大家来讲解一下PCB高速的界定：
如果一个数字系统的时钟频率达到或者超过50MHz，而且工作在这个频率之上的电路已经占到了整个电子系统一定的分量（比如说1／3），这就称为高速电路。
实际上信号的谐波频率比信号本身的重复频率高，是信号快速变化的上升沿与下降沿引发了信号传输的非预期结果。因此，通常约定如果走线传播延时大于20％驱动端的信号上升时间，则认为此类信号是高速信号并可能产生传输线效应。
定义了传输线效应发生的前提条件，又如何判断传播延时是否大于20％驱动端的信号上升时间呢？信号上升时间的典型值一般可通过器件手册查出，而信号的传播时间在PCB设计中由实际布线长度和传播速度决定。例如，“FR4”板上信号传播速度大约为6in／ns（1in＝2.54 cm），但如果过孔多，器件引脚多，速度将降低，高速逻辑器件的信号上升时间大约为0.2ns，则安全的走线长度将不会超过0.24in。
假设“Tr”为信号上升时问，“TD”为信号线传播延时，有如下经验法则：如果民≥5TD，信号落在安全区域；如果2TD≥Tr≥5TD，信号落在不确定区域；如果Tr≤2TD，信号落在问题区域。对于落在不确定区域及问题区域的信号，应该使用高速电路设计方法。
与低速情况下的数字设计相比，高速数字设计着重强调了数字电路之间用来传输信号的路径和互连，从发送信号芯片到接收信号芯片间的完整的电流路径，包括封装、走线、连接器、插座，以及许多其他的结构。高速数字电路的设计主要研究互连对信号传播的影响、信号间的相互作用，以及和外界的相互作用。
PCB EMI设计规范步骤
在PCB设计中最常见的问题就是信号线跨越分割地或电源而产生EMI问题。为规避这种EMI问题下面就为大家介绍一下PCB设计中EMI设计的规范步骤。
一、IC的电源处理
保证每个IC的电源PIN都有一个0.1UF的去耦电容，对于BGA CHIP，要求在BGA的四角分别有0.1UF、0.01UF的电容共8个。对走线的电源尤其要注意加滤波电容，如VTT等。这不仅对稳定性有影响，对EMI 也有很大的影响。
二、时钟线的处理
1.建议先走时钟线。
2.频率大于等于66M的时钟线，每条过孔数不要超过2个，平均不得超过1.5个。
3.频率小于66M的时钟线，每条过孔数不要超过3个，平均不得超过2.5个
4.长度超过12inch的时钟线，如果频率大于20M，过孔数不得超过2个。
5.如果时钟线有过孔，在过孔的相邻位置，在第二层（地层）和第三层（电源层）之间加一个旁路电容、如图2.5-1所示，以确保时钟线换层后，参考层（相邻层）的高频电流的回路连续。旁路电容所在的电源层必须是过孔穿过的电源层，并尽可能地靠近过孔，旁路电容与过孔的间距最大不超过300MIL。
6.所有时钟线原则上不可以穿岛。下面列举了穿岛的四种情形。
6.1 跨岛出现在电源岛与电源岛之间。此时时钟线在第四层的背面走线，第三层(电源层)有两个电源岛，且第四层的走线必须跨过这两个岛.
6.2 跨岛出现在电源岛与地岛之间。此时时钟线在第四层的背面走线，第三层(电源层)的一个电源岛中间有一块地岛，且第四层的走线必须跨过这两个岛。
6.3 跨岛出现在地岛与地层之间。此时时钟线在第一层走线，第二层(地层)的中间有一块地岛，且第一层的走线必须跨过地岛，相当于地线被中断。
6.4 时钟线下面没有铺铜。若条件限制实在做不到不穿岛，保证频率大于等于66M的时钟线不穿岛，频率小于66M的时钟线若穿岛，必须加一个去耦电容形成镜像通路。以图6.1为例，在两个电源岛之间并靠近跨岛的时钟线，放置一个0.1UF的电容。
7.当面临两个过孔和一次穿岛的取舍时，选一次穿岛。
8.时钟线要远离I/O一侧板边500MIL以上，并且不要和I/O线并行走，若实在做不到，时钟线与I/O 口线间距要大于50MIL。
9.时钟线走在第四层时，时钟线的参考层（电源平面）应尽量为时钟供电的那个电源面上，以其他电源面为参考的时钟越少越好，另外，频率大于等于66M的时钟线参考电源面必须为3.3V电源平面。
10.时钟线打线时线间距要大于25MIL。
11.时钟线打线时进去的线和出去的线应该尽量远。尽量避免类似图A和图C所示的打线方式，若时钟线需换层，避免采用图E的打线方式，采用图F的打线方式。
12.时钟线连接BGA等器件时，若时钟线换层，尽量避免采用图G的走线形式,过孔不要在BGA下面走,最好采用图H的走线形式。
13.注意各个时钟信号，不要忽略任何一个时钟，包括AUDIO CODEC的AC_BITCLK，尤其注意的是FS3-FS0,虽然说从名称上看不是时钟，但实际上跑的是时钟，要加以注意。
14.Clock Chip上拉下拉电阻尽量靠近Clock Chip。
三、I/O口的处理
1.各I/O口包括PS/2、USB、LPT、COM、SPEAK OUT、 GAME分成一块地，最左与最右与数字地相连，宽度不小于200MIL或三个过孔，其他地方不要与数字地相连。
2.若COM2口是插针式的，尽可能靠近I/O地。
3.I/O电路EMI器件尽量靠近I/O SHIELD。
4.I/O口处电源层与地层单独划岛，且Bottom和TOP层都要铺地，不许信号穿岛（信号线直接拉出PORT，不在I/O PORT中长距离走线）。
四、几点说明
1.对EMI设计规范，设计工程师要严格遵守，EMI工程师有检查的权力，违背EMI设计规范而导至EMI 测试FAIL，责任由设计工程师承担。
2.EMI工程师对设计规范负责，对严格遵守EMI设计规范，但仍然EMI测试FAIL，EMI工程师有责任给出解决方案，并总结到EMI设计规范中来。
3.EMI工程师对每一个外设口的EMI测试负有责任，不可漏测。
4.每个PCB设计工程师有对该设计规范作修改的建议权和质疑的权力。EMI工程师有责任回答质疑，对工程师的建议通过实验后证实后加入设计规范。
5.EMI工程师有责任降低EMI设计的成本，减少磁珠的使用个数。
PCB抄板无铅制程OSP膜的性能及表征(一)
PCB抄板无铅制程OSP膜的性能及表征(一)
摘要：为了满足电子工业对于禁用铅的迫切要求，印刷电路板（PCB）工业正将最后表面处理从热风整平的喷锡（锡铅共晶）转移到其他表面处理，其中包括有机保护膜（OSP）、沉银、沉锡以及化学镍沉金。由于OSP膜的优异可焊性、工艺简单易行以及低操作成本，被认为是最佳的选择。
由于OSP（有机可焊保护膜）的优异可焊性、工艺简单易行以及低成本，被认为是最佳的表面处理工艺。
本文使用热脱附—气相色谱—质谱分析法（TD-GC-MS）、热重量分析法（TGA）以及光电子能谱分析法（XPS）分析新一代耐高温OSP膜的相关耐热特性。气相色谱测试耐高温OSP膜（HTOSP）内影响可焊性的小分子有机成分，同时说明耐高温OSP膜内的烷基苯并咪唑-HT具有极小的挥发性。而TGA数据表明HTOSP 膜与现行工业标准的OSP膜相比具有更高的降解温度。XPS数据显示耐高温OSP经过5次无铅回流后，氧含量仅增加了约1％。以上改进与工业无铅可焊性的要求直接有关。
OSP膜用于电路板已有多年，是由于唑类化合物（azole）与过渡金属元素发生反应，如铜和锌，而形成的有机金属聚合物薄膜。许多研究都揭示金属表面上唑类化合物的腐蚀抑制机理。G.P.Brown成功地合
成了苯并咪唑和铜（ I I ）、锌（II）以及其他过渡金属元素的有机金属聚合物，并通过TGA描述了聚（苯并咪唑—锌）优异的耐高温特性。G.P.Brown的TGA数据显示聚（苯并咪唑—锌）的降解温度在空气中高达400℃，在氮保护气氛下则高达500℃，而聚（苯并咪唑—铜）的降解温度只有250℃。最近研发的新型HTOSP膜是以聚（苯并咪唑—锌）化学特性为基础，从而具有最佳的耐热性。
OSP膜主要由有机金属聚合物和在沉积过程中夹带有机小分子组成，如脂肪酸和唑类化合物。有机金属聚合物提供必须的抗腐蚀性、铜表面粘附性和OSP的表面硬度。有机金属聚合物的降解温度必须高于无铅焊料的熔点才能经受PCB抄板无铅制程处理。否则，OSP膜会在经过PCB抄板无铅制程处理后降解。OSP 膜的降解温度很大程度上取决于有机金属聚合物的耐热性。影响铜抗氧化的另一重要因素是唑类化合物的挥发性，如苯并咪唑和苯基咪唑。OSP膜的小分子在无铅回流过程中会蒸发，因此会影响铜的抗氧化性。可以使用气相色谱—质谱（GC-MS）、热重量分析法（TGA）以及光电子能谱分析法（XPS）来科学地说明OSP的耐热性。
实验
1.气相色谱—质谱的分析
在这些测试的铜板分别涂上：a)新型HTOSP膜；b)工业标准的OSP膜以及；c)另外一种工业用OSP膜。从铜板上刮下约0.74-0.79mg的OSP膜。这些涂好的铜板以及被刮下的样品都没有经过任何回流处理。本实验使用H／P6890GC／MS仪器，并使用无针筒注射器。无针筒注射器可以在进样舱内直接对固体样品进行脱附处理。无针筒注射器可以将细小玻管内的样品转移到气相色谱的进舱内。载气可以不断地将挥发性有机物带到气相色谱仪柱子内进行收集和分离。将样品放置在紧靠柱子的顶端，从而使热脱附有效重复。在有足够的样品被脱附后，气相色谱开始工作，本实验使用RestekRT-1（0.25mmid×30m，膜厚为1.0μm）气相色谱柱子。气相色谱柱子的升温程序：在35℃加热2分钟后，开始升温至325℃，升温速度为15℃／min。热脱附条件为：在250℃加热2分钟后。质谱检测被分离的挥发性有机物，其质量／电荷比范围是
10-700daltons。所有有机小分子的保留时间也被记录下来。
2.热重量分析法（TGA）
同样，分别在样板上涂上新型HTOSP膜、工业标准的OSP膜以及另一工业用OSP膜。从铜板上刮下大约17.0mg的OSP膜作为材料测试样品。TGA测试前样板和膜都不能经过任何的无铅回流处理。使用TA仪器公司的2950TA，在氮气保护下进行TGA测试。工作温度保持为室温15分钟，然后以10℃／min的速度升高到700℃。
3.光电子能谱分析法（XPS）
光电子能谱分析法（XPS）也叫化学分析电子能谱（ESCA），是一种化学表面分析方法。XPS可测量涂层表面10nm的化学成分。将HTOSP膜和工业标准的OSP膜涂在铜板上，然后经过5次无铅回流。用XPS分析回流处理前和后的HTOSP膜；同样用XPS分析经过5次无铅回流后的工业标准的OSP膜，所使用的仪器是VGESCALABMarkII。
4.通孔可焊性测试
使用可焊性测试板（STVs）进行通孔可焊性测试。总共有10个可焊性测试板STV阵列（每个阵列有4个STVs）涂上的膜厚约为0.35μm，其中5个STV阵列涂上HTOSP膜，另外5个STV阵列涂上工业标准的OSP膜。然后，涂膜后的STVs在焊膏回流炉内经过一系列高温、无铅回流处理。每个测试条件包括0、1、3、5或7次连续回流。每种膜要有4个STVs进行每一种回流测试条件。在回流处理过程后，所有STVs都经过高温和无铅波动焊接的处理。通孔可焊性可通过检验每个STV，计算正确填充的通孔数量来确定。通孔验收的标准是填充的焊料必须填充到镀通孔的顶部或通孔的上端边缘。
每个STV有1196个通孔
10milholes-Fourgrids，100holeseachgridsquareandrou ndpads
20milholes-Fourgrids，100holeseachgridsquareandrou ndpads
30milholes-Fourgrids，100holeseachgridsquareandrou ndpads
5.通过沾锡天平测试可焊性
O S P 膜的可焊性也可通过沾锡天平测试来*定。在沾锡天平测试样板上涂上HTOS P 膜，经7次无铅回流后，Tpeak=262℃。使用BTUTRS结合IR／convection回流炉在空气中进行回流处理。按照IPC／EIAJ-STD-003A第4.3.1.4部分进行沾锡天平测试，使用“RoboticProcessSystems”自动化沾锡天平测试器、EF-8000助焊剂、无清洁助焊剂以及SAC305合金焊料。
6.焊接结合力测试
焊接结合力可通过测量剪切力。在BGA焊盘测试板上（直径为0.76mm）涂上HTOSP膜，其厚度分别为0.25和0.48μm并经过3次最高温度为262℃的无铅回流处理。并用匹配的焊膏焊接到焊盘上，焊球是SAC305合金（直径为0.76mm）。用DagePC-400粘合力测试仪以200μm／see的剪切速度进行剪切测试。
PCB抄板无铅制程OSP膜的性能及表征(二)
结果及讨论
1.气相色谱—质谱分析
气相色谱—质谱可以检测OSP膜有机成分的挥发性。工业上不同的OSP产品含有不同的唑类化合物包括咪唑类和苯并咪唑。用于HTOSP膜的烷基苯并咪唑、用于标准的OSP膜的烷基苯并咪唑以及用于其他OSP 膜的苯基咪唑在气相色谱柱子中加热时会挥发。由于有机金属聚合物不蒸发，气相色谱—质谱不能检验出与金属聚合的唑类化合物。因此，气相色谱—质谱只能检验出没有和金属反应的唑类化合物以及其他小分子。通常在气相色谱柱中同样的加热和气流条件下，挥发性较低的小分子保留时间更长。
用于标准OSP膜的烷基苯并咪唑和用于另一种OSP膜的苯基咪唑停留的时间为19.0分钟，说明了HT 烷基苯并咪唑的挥发性最低。气相色谱—质谱在三种OSP膜中，HTOSP膜所含的杂质最少。OSP膜的有机杂质也会影响膜在回流处理过程中的可焊性并导致变色。
据KojiSaeki报道说由于OSP膜表面的铜离子密度较小，表面的聚合反应比膜底部的弱。本文作者认为OSP膜表层还存留未反应的唑类化合物。回流处理过程中，更多的铜离子从底部移到膜的表层，从而提供机会与表层未反应的唑类化合物反应，进而防止铜氧化。用于HTOSP膜的烷基苯并咪唑-HT挥发性较低，因此更有机会与从低层移上表层的铜离子反应，进而降低回流过程铜的氧化。XPS可以显示从低层转移至表层的铜离子反应，进而降低回流过程铜的氧化。XPS可以显示从低层转移至表层的铜离子。
2.热重量分析法（TGA）
热重量分析法（TGA）测量物质因温度改变而发生的质量变化，并可以进行质量变化的有效的定量分析。在本文的实验中，热重量分析是一种氮气保护下无铅回流的模拟方法，用于分析OSP膜在氮气保护下无铅回流过程中膜的小分子的挥发和高分子的降解情况。
TGA结果显示工业标准的OS P 膜的降解温度为259℃，而HTOSP膜则为290℃。虽然聚（苯并咪唑—锌）的降解温度高达400℃，然而，HTOSP膜的实际降解温度由于膜内存在聚（苯并咪唑—铜）因而不能达到400℃的高温。由于工业标准的OSP膜的化学成分为聚（苯并咪唑—铜），其膜降解温度较低，只有259℃。有趣的是，另一种HTOSP膜有两个降解温度，分别为256℃和356℃。原因是此OSP膜可能含有铁[6]，或是由于聚（苯基咪唑—铁）发生了逐级分解。F.Jian及他的同事得到的TGA结果显示聚（咪唑—铁）亦有两个降解温度，分别为216℃and378℃[7]。
3.光电子能谱分析法
光电子能谱分析法利用光电电离和发射光电子能量分散的分析方法，研究样品表面的成分和电子状态。氧（1s）、铜（2p）和锌（2p）的结合能最高点在XPS谱分别显示为532-534eV、932-934eV和1022eV。此技术可为样品最外层10nm的表面成分做定量分析。通过分析，HT0SP膜在无铅回流处理前含有5.02％的氧和0.24％的锌。经过5次无铅回流后，HT0SP膜含氧和锌分别为6.2％和0.22％。经过5次无铅回流后，铜含量从0.60％增加到1.73％。铜离子增加的原因可能是低层的铜离子在回流过程中迁移至表层。
E.K.Changetc[8]也通过使用光电子能谱分析法进行工业标准的0SP膜的表面分析。没有经过任何回流处理前，氧含量为5.0％，然后在空气中分别进行1次和3次传统SnPb回流后，其氧含量分别增加至9.1％和11.0％。另外也报道，在经过氮气保护，一次SnPb回流后，其氧含量增加至6.5％。本实验中，光电子能谱显示工业标准的0SP膜在经过5次无铅回流后，其氧含量增加到12.5％。所以，在5次无铅回流前后，氧含量增加7.5％，大于HT0SP膜的1.2％氧含量的增值。
铜的焊接性能在很大程度上取决于铜的氧化程度以及所使用助焊剂的强弱。所以，用XPS所测出氧的含量是0SP膜耐热性能的一个很好的指标。和工业标准的0SP膜相比，HT0SP具有更好的耐热性能。
经过5次无铅回流后，变色测试显示HT0SP膜基本无变色，而工业标准的0SP膜则明显变色。变色测试结果与XPS的分析结果一致。
4.可焊性测试
沾锡天平测试显示经过多次无铅回流后，HT0SP膜的通孔可焊性高于现在工业标准的0 S P 膜。这与HTOSP膜的耐热性相一致。随着无铅回流次数的增加，T.（timetozero）会逐渐增加，但最大的沾锡力会慢慢下降。然而，经过7次无铅回流后HT0SP膜仍可维持其优异的可焊性。剪切测试显示剪切力逐渐增加并达到了25N的最高点。由于剪切力取决于剪切的横截面，因此结果因焊球的形状与剪切和焊盘之间的间隙不同而不同。本文作者认为只要铜表面有足够的保护，防止铜氧化，剪切力就不受限于OSP膜的厚度。
结论
1.与其他所测试的0SP膜相比，用于HT0SP膜的烷基苯并咪唑-HT挥发性最低。
2.与其他所测试的0SP膜相比，HT0SP膜的降解温度最高。
3.经过5次无铅回流后，HT0SP膜的氧含量仅增加了1％，而工业标准的0SP膜则增加了7．5％。同时，HT0SP膜基本不变色。
4.由于HT0SP膜优异的耐热性，其经过超过3次无铅回流后，在通孔测试和沾锡天平测试中其仍具有提供优异的焊接性。
5.HTOSP膜可提供高可靠性的焊接点，剪切测试可证明此可靠性。
柔性电路板的优点及功效
一、柔性电路板的挠曲性和可靠性
目前盛行四种柔性电路板：单面，双面，多层和刚-挠组合型。Friedman说："单面柔性板的成本最低。当对电性能要求不高，而且可以单面布线时，应当选用单面柔性板。"这种最常见的形式已经得到了商业应用，如打印机的喷墨盒和计算机的存储器。单面柔性板具有一层化学蚀刻出的导电图形，在柔性绝缘基材面上的导电图形层为压延铜箔。用作柔性装配的绝缘基材可以是聚酰亚胺（Kapton），聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），芳酰胺纤维纸（Nomex）和聚氯乙烯（PVC）。
双面柔性板是在基膜的两个面各有一层蚀刻制成的导电图形。金属化孔将绝缘材料两面的图形连接起来形成导电通路，以满足挠曲性的设计和使用功能。而覆盖膜可以保护单、双面导线并指示元件安放的位置。
多层柔性板是将三层或更多层的单面柔性电路板或双面柔性电路板层压在一起，通过钻孔、电镀形成金属化孔，在不同层间形成了导电的通路。这样，不需采用复杂的焊接工艺。尽管设计成这种柔性类型导
电层的数量可以是无限的，但是，在设计布局时，为了保证装配方便，应当考虑到装配尺寸、层数与柔性的相互影响。
传统的刚-挠板是由刚性和柔性基板有选择地层压在一起的组成的。结构紧密，以金属化孔形成导电连接。考虑到可靠性和价格因素，生产厂应试图保持尽可能少的层数。
柔性电路板工业正处于规模小但迅猛发展之中。聚合物厚膜法（PTF）是一种高效、低成本生产线路板的工艺。该工艺是在的廉价的柔性基材上，选择性地丝印导电聚合物油墨。其代表性的柔性基材为PET。PTF导体包括丝印金属填料或碳粉填料。PTF本身很清洁，使用无铅的SMT 粘接剂，不必蚀刻。
还有一种混合结构的柔性电路板，它也是一种多层板，但多层板的导电层由不同金属构成。这种混合结构大多用在电信号转换与热量转换的关系及电性能比较苛刻的低温的情况下。在这种情况下，柔性混合电路是唯一可行的解决方法。
这些柔性电路板的构成是否节省成本、是否得到最佳利用，可通过内连设计的方便程度和总成本进行评价。"内连的总体方式是不一样的，手机是分块布局形式；便携电脑是X-Y方向可定位布局；打印机是刚-挠PCB形式。这些产品采用价格各异的不同材料制成，以减少每根内连引线的费用。每种设计都要经过类型学的评估，以达到最佳的性能价格比"。
二、柔性电路板的经济性
如果电路的设计相对简单，总体积不大，而且空间适宜，传统的内连方式大多要合算的多。如果线路复杂，处理许多信号，或者有特殊的电学或力学性能要求，柔性电路板是一种较好的设计选择。柔性材料比起刚性材料还有一条潜在的节省成本的原因，就是免除了插接件。
高成本的原材料是柔性电路板价格居高的主要原因。尽管其原料较贵，制造麻烦，但是DiPalermo仍相信，可折叠、可弯曲以及多层拼板功能，会使整体组件尺寸减小，所用材料随之减少，总的组装成本降低。
三、柔性电路板的成本正在进一步降低
尽管有上述的成本方面的因素，但柔性装配的价格正在下降，变得和传统的PCB相接近。这主要是引入了更新的材料、改进了生产工艺以及变更了结构的原因。有这样一个例子，在具有很多层数的刚-挠板组件上，取消了使用丙烯酸粘合剂。
现在一些更新的材料因铜层更薄而可以制出更精细线条。更薄的铜层促使组件越来越轻巧，而更轻巧更薄的装配又促使柔性组件更加适合装入更小的空间。过去，我们采用辊压的工艺将铜箔粘附在涂有粘合剂的介质上。今天，可以不使用粘接剂直接在介质上生成铜箔。这些技术可以得到的数微米的铜层，使工业上得到3 mil甚至宽度更窄的精细线条。" 从柔性电路板中除去了粘合剂以后，使柔性电路板具有阻燃性能。
这样既可加速UL认证过程又可进一步降低成本。当柔性电路板持续迅速地从最初的军事工业应用发展到民用和消费应用时，取得UL认证就更加重要。柔性板焊料掩膜和其它的表面涂料使柔性组装成本进一步地降低。在过去的十年间，一些这样的新材料和新工艺极大地降低了成本。同时，也正是因为该类产品得到了广泛的认可和需求，柔性材料的成本也在下降。
在未来的数年中，更孝更复杂和组装造价更高的柔性电路板将要求组装更新颖，并需增加混合柔性电路板。对于柔性电路板工业的挑战是加强其技术优势，保持与计算机、远程通信、消费需求以及活跃的市场同步。另外，柔性电路板将在无铅化行动中起到重要的作用。
柔性电路板的特性
柔性电路板体积小，重量轻。柔性电路板最初的设计是用于替代体积较大的线束导线。在目前的接插（cutting-edge）电子器件装配板上，柔性电路板通常是满足小型化和移动要求的唯一解决方法。柔性电路（有时称作柔性印制线路）是在聚合物的基材上蚀刻出铜电路或印制聚合物厚膜电路。对于既薄又轻、其结构紧凑复杂的器件而言，其设计解决方案包括从单面导电线路到复杂的多层三维组装。柔性组装的总重量和体积比传统的圆导线线束方法要减少70%。柔性电路板还可以通过使用增强材料或衬板的方法增加其强度，以取得附加的机械稳定性。
柔性电路板可移动、弯曲、扭转而不会损坏导线，可以遵从不同形状和特殊的封装尺寸。其仅有的限制是体积空间问题。由于可以承受数百万次的动态弯曲，柔性电路板可很好地适用于连续运动或定期运动的内连系统中，成为最终产品功能的一部分。刚性PCB上的焊点受热机械应力的作用，在数百次的循环后便会失效。Shel-dahl，Northfield，Minn的产品经理Randy Lia说："要求电信号/电源移动，而形状系数/封装尺寸较小的某些产品都获益于柔性电路板。"
柔性电路板具有优良的电性能介电性能耐热性柔性电路板提供了优良的电性能。纽约
Inter-national Flex TEchnologies，Endicott，的首席执行官Don friedman说。 "较低的介电常数允许电信号快速传输；良好的热性能使组件易于降温；较高的玻璃转化温度或熔点使得组件在更高的温度下良好运行。"
柔性电路板具有更高的装配可靠性和产量柔性电路板减少了内连所需的硬件，如传统的电子封装上常用的焊点、中继线、底板线路及线缆，使柔性电路板可以提供更高的装配可靠性和产量。因为复杂的多个系统所组成的传统内连硬件在装配时，易出现较高的组件错位率。3M Electronic Products Division，Austinm ，Texas的市场经理Mike Giesler说："柔性电路板的刚度低，体积小，也正是因为柔性电路板组件的体积较小，所以使用的材料也就少。"随着质量工程的出现，一个厚度很薄的柔性系统被设计成仅以一种方式组装，从而消除了许多通常与独立布线工程有关的人为错误。
柔性组件的应用正在急剧增加。Strataflex Hudson，N.H.的总裁兼总经理Jim Barry说："几乎当你拿起当今任何一件电器，你都会在其中发现柔性组?quot;。打开一台35mm的照相机，里面有9到14处不同的柔性电路板，因为照相机正在变得更小，功能也更多。减小体积的唯一方法是组件更小线条更精细、
节距更紧密，以及物件可弯曲。心脏起搏器、医疗设备、视频摄像机、助听器、便携电脑--几乎所有我们今天使用的东西里面都有柔性电路板"。
PCB制造工艺缺陷的解决办法
在PCB制造过程涉及到工序较多，每道工序都有可能发生质量缺陷，这些质量总是涉及到诸多方面，解决起来比较麻烦，由于产生问题的原因是多方面的，有的是属于化学、机械、板材、光学等等方面。经过几十年的生产实践，结合解决质量总是实际经验和有关的解决技术问题的相应资料，现总结归纳如下：
PCB制造工序产生缺陷、原因和解决办法:
工序产生缺陷产生原因解决方法
贴膜板面膜层有浮泡板面不干净检查板面可润性即干净的表面能保持水均匀、连续水膜时间长达1分钟
贴膜温度和压力过低增加温度和压力
膜层边缘翘起由于膜层张力太大，致使膜层附着力差调整压力螺丝
膜层绉缩膜层与板面接触不良锁紧压力螺丝
曝光解象能力不佳由于散射光及反射光射达膜层遮盖处减少曝光时间
曝光过度减少曝光时间
影象阴阳差；感光度太低使最小阴阳差比为3:1
底片与板面接触不良检查抽真空系统
调整后光线强度不足再进行调整
过热检查冷却系统
间歇曝光连续曝光
干膜存放条件不佳在光下工作
显影显影区上面有浮渣显影不足，致使无色膜残留在板面上减速、增加显影时间
显影液成份过低调整含量，使达到1.5～2%碳酸钠
显影液内含膜质过多更换
显影、清洗间隔时间过长不得超过10分钟
显影液喷射压力不足清理过滤器和检查喷咀
曝光过度校正曝光时间
感光度不当最大与最小感光度比不得小于3
膜层变色，表面不光亮曝光不足，致使膜层聚合作用不充分增加曝光及烘干时间
显影过度减少显影时间，较正温度及冷却系统，检查显影液含量
膜层从板面上脱落由于曝光不足或显影过度，致使膜层附着不牢增加曝光时间、减少显影时间和整正含量
表面不干净检查表面可润性
贴膜曝光后，紧接着去显影贴膜后曝光后至少停留15～30分钟
电路图形上有余胶干膜过期更换
曝光不足增加曝光时间
底片表面不干净检查底片质量
显影液成份不当进行调整
显影速度太快进行调整
光印电路板的制作
制作电路板，用传统的敷铜板，很难做出高质量的电路板。本文介绍一种光印电路板，制版省时省力，工艺简单，可以双面布线，而且制作的电路板质量很高。下面就介绍具体制作步骤：
一、原稿的制作：
A.先用电路设计软件把电路图设计好，然后用激光打印机以透明、半透明或一般白纸打印出底图，喷墨打印机勉强能用，但品质差，针式打印机不能使用。
B.可用光绘机，或照相底片输出底图，这种效果最好。
C.现在有一种热转印纸出现，可用专用的热转印机把图转印到热转印纸上，从而得到底图。
二、裁切：
将光印电路板从包装袋中取出，先用介纸刀切断保护膜，再用锯子或裁刀按所需尺寸裁好线路板，为防止密接不良，需用挫刀将线路板的毛边磨平。将剩下的光印电路板放回袋中并于冷暗处保存。注意裁切时不能将保护纸揭下，以防刮伤或污损感光面。电木板也可用小刀将上下两面各割深约0.2mm左右刀痕，再予以折断。
三、曝光：
首先撕掉保护膜，露出草绿色的感光膜，将透明或半透明的原稿的背面放在光印电路板上，再用透明玻璃紧压原稿及感光板，越紧密解析度越好。曝光的距离和时间随灯光的不同而改变，具体方法介绍如下:
1）用日光台灯曝光：玻璃与灯管之间的距离为5CM（±1CM），透明稿的标准时间为8分钟±2分钟，半透明稿标准时间为10分钟。如果板的宽度超过10CM时，需用2只日光灯平均照射或采用分区曝光，曝光时间增加20%。
2）用金电子专用曝光机曝光：透明稿的标准时间为60秒，半透明稿为70秒。
3）用太阳光曝光：在强日光下标准时间为1.5分，在弱光下为3分钟。
制作双面板时，必须在原稿上加2—3个定位孔，依照此位置在光印电路板上钻孔，使正反面原稿与光印电路板上孔位对准，并用双面胶贴好固定，曝光即可。
在此过程中必须注意以下几点：
1）曝光过程不需要在暗房操作，只要在不太明亮的房间或日光直射不到的地方即可。
2）注意原稿的正反面，即以原稿背面贴于感光膜面。
3）玻璃必须平整、干净、紧压在感光板上，小心刮伤感光膜面，以免造成断线，保持板面及原稿清洁。
4）不可用白炽灯曝光，特别注意不要曝光过度，否则会显像太快而使线条变细并消失。
四、显像：
1）调制显像液：用塑料盆将显像剂按比例（显像剂：水=1：2）调配，即1包50g的显像剂加水1000毫升，稀释成显像液。
2）显像：将已曝光的光印电路板膜面朝上放入显像液，每隔数秒轻摇容器或感光板，使线条清晰显现，即铜箔清晰且不再有绿色雾状冒起则显像完成。此时需静待一会儿，确认显像百分百完成后进行水洗。
3）水洗：标准操作显像时间约1分钟显像过后用清水并用吹风吹干。，因感光板制造日期、曝光时间、显像液浓度、温度等不同而随着变化。即感光板自制造之日起每隔半年显像液浓度就增加20%；若显像液
浓度过稀或曝光不足，会使显像时间过长并会残留感光膜，则线条无法完全清晰显现；反之，若显像液浓度过浓或曝光过度，会使显像太快而导致线条太细以致完全消失；适宜温度为10—35度，温度高显影速度快。1 包显像剂可显影约20片10×15CM单面感光板，水洗双面板时注意不要让盆底损伤膜面。
显像过程中必须注意：
1）使用过和未经使用的显像液不能混装一起。
2）显像剂不能混有三氧化铁溶液，否则会失效。
3）1 包显像剂只可显影约20片10×15CM单面感光板。
4）严防划伤膜面。
5）显像液经显像后可保持一天左右，然后自行分解，不会造成环境污染。
五、修膜：
为了确保膜面无任何损伤，将干燥的感光板进行全面检查，如有短路处用小刀刮净，断线处用油性笔等修补。
六、蚀刻：
将三氯化铁配成1：1的腐蚀液加热至50℃—60℃，将光印电路板膜面朝上放入其中，轻摇容器，直至非线性部分被完全腐蚀掉，然后用水冲洗干净。用塑料盆蚀刻（忌用金属盆），三氯化铁蚀刻液的调配比例为：块状三氯化铁：水=1：2，液状三氯化铁：水=1：0.5，蚀刻时间约为20—60分钟。用金电子蚀刻机蚀刻，新药液约需要4—5分钟。在蚀刻过程中要掌握技巧及注意事项，现介绍几点如下，以供大家参考：
1）光印电路板放入腐蚀液后约20秒再拿起来检视，非线性部分的铜箔应为粉红色，若为亮绿色即显像不足，用清水将其洗净后再显像一次，但注意不要过度（显影时间适当减少）。
2）蚀刻时注意勿伤膜面，以防蚀断线路。
3）光印电路板只能使用酸性腐蚀液，不能使用碱性腐蚀液。
4）三氯化铁蚀刻液越浓越慢，越稀也慢。
七、除膜：
感光膜可直接焊接不必去除，如需去除可用酒精、丙酮等溶剂。若不去除必须使用高质焊锡；若要去除，则用布蘸较浓的显像液或酒精，抹去余下的膜层，去掉膜层后的线路板宜涂松香水或PCB板保护剂。
多层软性PCB的分类
软性多层PCB如刚性多层PCB那样，采用多层层压技术，可制成多层软性PCB。最简单的多层软性PCB 是在单面PCB两面覆有两层铜屏蔽层而形成的三层软性PCB。这种三层软性PCB在电特性上相当于同轴导线或屏蔽导线。最常用的多层软性PCB结构是四层结构，用金属化孔实现层间互连，中间二层一般是电源层和接地层。
多层软性PCB的优点是基材薄膜重量轻并有优良的电气特性，如低的介电常数。用聚酰亚胺薄膜为基材制成的多层软性PCB板，比刚性环氧玻璃布多层PCB板的重量约轻1/3，但它失去了单面、双面软性PCB 优良的可挠性，大多数此类产品是不要求可挠性的。
多层软性PCB可进一步分成如下类型：
1）挠性绝缘基材上构成多层PCB，其成品规定为可以挠曲：这种结构通常是把许多单面或双面微带可挠性PCB的两面端粘结在一起，但其中心部分并末粘结在一起，从而具有高度可挠性。为了具有所希望的电气特性，如特性阻抗性能和它所互连的刚性PCB相匹配，多层软性PCB部件的每个线路层，必须在接地面上PCB设计信号线。为了具有高度的可挠性，导线层上可用一层薄的、适合的涂层，如聚酰亚胺，代替一层较厚的层压覆盖层。金属化孔使可挠性线路层之间的z面实现所需的互连。这种多层软性PCB最适合用于要求可挠性、高可靠性和高密度的PCB设计中。
2）在软性绝缘基材上构成多层PCB，其成品末规定可以挠曲：这类多层软性PCB是用软性绝缘材料，如聚酰亚胺薄膜，层压制成多层板。在层压后失去了固有的可挠性。当PCB设计要求最大限度地利用薄膜的绝缘特性，如低的介电常数、厚度均匀介质、较轻的重量和能连续加工等特性时，就采用这类软性PCB。例如，用聚酰亚胺薄膜绝缘材料制造的多层PCB比环氧玻璃布刚性PCB的重量大约轻三分之一。
3）在软性绝缘基材上构成多层PCB，其成品必须可以成形，而不是可连续挠曲的：这类多层软性PCB 是由软性绝缘材料制成的。虽然它用软性材料制造，但因受电气PCB设计的限制，如为了所需的导体电阻，要求用厚的导体，或为了所需的阻抗或电容，要求在信号层和接地层之间有厚的绝缘隔离，因此，在成品应用时它已成形。术语“可成型的”定义为：多层软性PCB部件具有做成所要求的形状的能力，并在应用中不能再挠曲。在航空电子设备单元内部布线中应用。这时，要求带状线或三维空间PCB设计的导体电阻低、电容耦合或电路噪声极小以及在互连端部能平滑地弯曲成90度,这样设计的PCB实现了这种布线任务。因为聚酰亚胺薄膜耐高温、有可挠性、而且总的电气和机械特性良好。为了实现这个部件截面的所有互连，其中走线部分进一步可分成多个多层挠性线路部件，并用胶粘带合在一起，形成一条印制电路束。
印制电路板工艺设计规范
一、目的：
规范印制电路板工艺设计，满足印制电路板可制造性设计的要求，为硬件设计人员提供印制电路板工艺设计准则，为工艺人员审核印制电路板可制造性提供工艺审核准则。
二、范围：
本规范规定了硬件设计人员设计印制电路板时应该遵循的工艺设计要求，适用于公司设计的所有印制电路板。
三、规范内容：
电子装联工艺中有多种加工工艺，包括SMT、THT和SMT/THT混合组装，建议优选下列加工工艺：单面SMT（单面回流焊接技术）此种工艺较简单。典型的单面SMT，其PCB主要一面全部是表面组装元器件。
这里我们可以将单面SMT概念略微放宽一些，即PCB主要一面上可以有少量符合回流焊接温度要求和通孔回流焊接条件的THT元器件，采用通孔回流焊接技术焊接这些THT元器件，另外考虑到节省钢网，也可以允许在另一面有少量SMT元器件采用手工焊接，手工焊接SMT元器件的封装要求如下：引线间距大于0.5mm（不包括0.5mm）的器件，片式电阻、电容的封装尺寸不小于0603，不要有0402排阻，不要有BGA 等面阵列器件。也可以手工焊接少量THT元件。
加工工艺为：锡膏涂布――元器件贴装――回流焊接――手工焊接
双面SMT（双面回流焊接技术）
此种工艺较简单。适合双面都是表面贴装元器件的PCB，因此在元器件选型时要求尽量选用表面贴装元器件，以提高加工效率。如果PCB上无法避免使用小部分THT元器件，可以采用通孔回流焊接技术和手工焊接方法。采用通孔回流焊接技术，THT元器件要符合回流焊接温度要求和通孔回流焊接条件。由于此工艺是二次回流焊接，在第二次回流焊接时，底部的元器件是靠熔融焊料的表面张力而吸附在PCB板上的。
为防止焊料熔化时过重的元器件下掉或移位，对底面的元器件重量有一定要求，判断依据为：每平方英寸焊角接触面的承重量应小于等于30克。如果采用网带式回流焊机焊接，每平方英寸焊角接触面的承重量大于30克的器件，必须接触网带，并使PCB板同网带保持水平。
加工工艺为：锡膏涂布――元器件贴装――回流焊接――翻板――锡膏涂布――元器件贴装――回流焊接――手工焊接
单面SMT+THT混装（单面回流焊接，波峰焊接）
此类工艺是一种常用的加工方法，因此在PCB布局时，尽可能将元器件都布于同一面，减少加工环节，提高生产效率。
加工工艺为：锡膏涂布――元器件贴装――回流焊接――插件――波峰焊接
双面SMT+THT混装（双面回流焊接，波峰焊接）
此种工艺较为复杂，在网络产品中多见。此类PCB板底面的SMT元器件需要采用波峰焊接工艺，因此对底面的SMT元器件有一定要求。
电子工程师PCB设计基础知识 PCB于1936年诞生,美国于1943年将该技术大量使用于军用收音机内；自20世纪50年代中期起，PCB技术开始被广泛采用。目前，PCB已然成为“电子产品之母”，其应用几乎渗透于电子产业的各个终端领域中，包括计算机、通信、消费电子、工业控制、医疗仪器、国防军工、航天航空等诸多领域。 说了这么多，那么你知道PCB是如何设计出来的呢？立创电子小编告诉你： 1、前期准备 包括准备元件库和原理图。在进行PCB设计之前，首先要准备好原理图SCH元件库和PCB元件封装库。 PCB元件封装库最好是工程师根据所选器件的标准尺寸资料建立。原则上先建立PC的元件封装库，再建立原理图SCH元件库。 PCB元件封装库要求较高，它直接影响PCB的安装；原理图SCH元件库要求相对宽松，但要注意定义好管脚属性和与PCB元件封装库的对应关系。 2、PCB结构设计 根据已经确定的电路板尺寸和各项机械定位，在PCB设计环境下绘制PCB板框，并按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等。 充分考虑和确定布线区域和非布线区域（如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域）。 3、PCB布局设计 布局设计即是在PCB板框内按照设计要求摆放器件。在原理图工具中生成网络表（Design→Create Netlist），之后在PCB软件中导入网络表（Design→Import Netlist）。网络表导入成功后会存在于软件后台，通过Placement操作可以将所有器件调出、各管脚之间有飞线提示连接，这时就可以对器件进行布局设计了。 PCB布局设计是PCB整个设计流程中的首个重要工序，越复杂的PCB 板，布局的好坏越能直接影响到后期布线的实现难易程度。 布局设计依靠电路板设计师的电路基础功底与设计经验丰富程度，对电路板设计师属于较高级别的要求。初级电路板设计师经验尚浅、适合小模块布局设计或整板难度较低的PCB布局设计任务。 4、PCB布线设计 PCB布线设计是整个PCB设计中工作量最大的工序，直接影响着PCB
印制电路板基础知识 印制电路板：又称印刷电路板、印刷线路板，简称印制板，常使用英文缩写PCB 或写PWB ，以绝缘板为基材，切成一定尺寸，其上至少附有一个导电图形，并布有孔（如元件孔、紧固 孔、金属化孔等），用来代替以往装置电子元器件的底盘，并实现电子元器件之间的相互连 接。由于这种板是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。 （一） 按照线路板层数可分为单面板、双面板、四层板、六层板以及其他多层线路板。 1、 单面板 一面敷铜，另一面没有敷铜的电路板。单面板只能在敷铜的一面焊接元件和布线，适用于简单的电路设计。 2、 双面板 双面板包括顶层（Top Layer ）和底层（Bottom Layer ）两层，两面敷铜，中间为绝缘层， 两面均可以布线，一般需要由过孔或焊盘连通。双面板可用于比较复杂的电路，是比较理想 的一种印制电路板。 3、 多层板 为了增加可以布线的面积，多层板用上了更多单或双面的布线板。用一块双面作内层、二块单面作外层或 二块双面作内层、二块单面作外层的印刷线路板，通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按 设计要求进行互连的印刷线路板就成为四层、六层印刷电路板了，也称为多层印刷线路板。板子的层数并 不代表有几层独立的布线层，在特殊情况下会加入空层来控制板厚，通常层数都是偶数，并且包含最外侧 的两层。其特点是： 与集成电路配合使用，可使整机小型化，减少整机重量；提高了布线密度，缩小了元器件 的间距，缩短了信号的传翰路径；减少了元器件焊接点，降低了故陈牢，增设了屏蔽层，电 路的信号失真减少； 引入了接地散热层，可减少局部过热现象，提高整机工作的可靠性。 （二）根据覆铜板基底材料的不同，又可将印制板分为纸质覆铜箔层压板和玻璃布覆铜箔层 压板两大类。 （三）制作方法 根据不同的技术可分为消除和增加两大类过程。 减去法（Subtractive ），是利用化学品或机械将空白的电路板（即铺有完整一块的金属箔的电路 板）上不需要的地方除去，余下的地方便是所需要的电路。 加成法（Additive ） ，现在普遍是在一块预先镀上薄铜的基板上，覆盖光阻剂（D/F)，经紫外光 曝光再显影，把需要的地方露出，然后利用电镀把线路板上正式线路铜厚增厚到所需要的规 格,再镀上一层抗蚀刻阻剂－金属薄锡，最后除去光阻剂（这制程称为去膜），再把光阻剂下 的铜箔层蚀刻掉。 积层法 积层法是制作多层印刷电路板的方法之一。是在制作内层后才包上外层，再把外层以 减去法或加成法所处理。不断重复积层法的动作，可以得到再多层的多层印刷电路板则为顺 序积层法。
电子科技大学成都学院 实验报告册 课程名称：电路板设计实验 姓名：游恒宽 学号：11 院系：微电子技术系 专业：集成电路与集成系统 教师：刘浩森 2013 年7 月1 日
实验一: 原理图库的绘制 一、实验目的： 1、熟悉Cadence Allegro SPB 工作环境 2、熟悉元件库管理； 3、掌握元件编辑器的使用及编辑器工作环境的设置方法； 4、熟练掌握原理图元件库的创建、新元件的制作。 二、实验原理和内容： 虽然在Cadence Allegro SPB 提供了丰富的元器件库，但在设计过程中，仍然会发生在元器件库中找不到需要的元器件。因此，可以利用元器件的绘图工具及IEEE符号工具创建元器件,并添加到元器件库中。 （1）利用元件库编辑器提供的制作工具，分别绘制AT89S51、74HC138、74HC573、LCD128*64、LCD1602、PNP以及数码管的的元件，并将它保存在“” AT89S51 74HC138 三、实验步骤： 1、在“Cadence Allegro SPB ”中，选中“Cadence Product Choies”对话框。选择“OrCAD Capture”进入页面，然后执行【File】→【New】→【Library】命令，创建“”原理图元件库，保存到自己学好下，并在该库中制作AT89S51等元件。 2、选中“”单击鼠标右键选择“New Part…”,创建新的元器件，弹出“New
Part Properties”对话框，按要求填写。 3、给元器件添加引脚，安元器件添加引脚，并写上引脚的名称及代号。 4、绘制元器件外形，按要求选择所画的形状。 5、按要求添加文本。 6、检查元器件，确认无误后保存。 四、实验数据和结果： AT89S5174HC138 74HC573 PNP
PCB培训——基础篇 PCB的相关介绍 (1) PCB布局布线的注意事项 (1) PCB制板和生产的注意事项 (14) PCB的相关介绍 PCB布局布线的注意事项 PCB走线宽度与铜箔厚度、走线宽度的关系如下图所示：保守考虑，PCB布线时一般 采用20mil载流0.5A的方法来设计线宽。 焊盘走线引出的方式： 测试点的连接：
相邻走线层的走线要正交走线，即使不能正交走线，斜交也比平行走线要好： 避免走线开环： 避免信号不同层之间形成自环，自环将引起辐射干扰： 走线分支长度的控制： 走线长度越短越好，尤其是高频信号要注意：
走线不能是锐角或者直角，需要走135度角或者直线： 电源和地的环路尽量小；电源和地的管脚，尽量不要共用过孔。 为了防止电源线较长时，电源线上的耦合噪声直接进入负载器件，应在进入每个器件之 前，先对电源去耦，且为了防止它们彼此间的相互干扰，对每个负载的电源独立去耦，并做到先滤波再进入负载
高速信号的特性阻抗必须连续：同层的走线，其宽度必须连续；不同层的走线阻抗必须 连续。 地的连接：分为3种，如下图所示： 1MHz一下可考虑单点接地，大部分情况下均是采用多点接地。地管脚的连接需要注意，Trace尽可能宽，必要时可用铜箔；Trace尽可能短；多路连接效果更好。如下图所示： 走线宽度不能超过焊盘宽度。一般芯片或者排阻相邻管脚不能采用直连的方式。 避免T型走线。
3W规则：为了减少走线之间的串扰，应加大线距。当线中心距不小于3倍线宽时，可 保持70%的电场不互相干扰，这就是3W规则。如果要达到98%的电场不互相干扰，可使用10W的间距。没有线距要求且板上空间宽松，走线时请时刻谨记并贯彻执行3W规则。 20H规则：电源层和地层之间的电场是变化的，在板边缘会向外辐射电磁干扰，称为边 沿效应。因此需要将电源层内缩，使得电场只在接地层的范围内传到。假设电源层和地层之间的厚度为H，内缩20H可以将70%的电场限制在接地层边沿内；内缩100H，则可以将98%的电场限制在接地层边沿内。 如果有子系统的分割，如模数的分割，也应参考此规则。 映像平面以及返回路径：映像平面就是我们常说的参考平面。映像平面的主要作用是在 为高频电流提供一个低阻抗的回路。每个信号都需要一条信号回路，信号回路总是选择最低阻抗的路径。这样，信号电流和回路就组成了一个环形天线，这个环形天线的面积越大则辐射越大。因此要降低辐射，就要减小回路面积。通常信号最低阻抗回路就在信号正下方的参考层沿着信号相反方向返回。这条返回路径如果和原电流完全平行，那么回路面积是最小的，但是在映像平面上，经常会有元件孔或者过孔，如果不注意，就容易造成返回路径要绕道而行，如下图所示：
印刷电路板(PCB)基础知识 对PC中的主板、显示卡来说，最基本的部分莫过于印刷电路板(PCB : Printed Circuit Board)了，它是各种板卡工作的基础。对具体产品而言，印刷电路板的设计与制造水平，也在很大程度上决定着产品的各项指标和最终性能。 什么是印刷电路板(PCB : Printed Circuit Board) 印刷电路板(PCB : Printed Circuit Board)几乎是任何电子产品的基础，出现在几乎每一种电子设备中，一般说来，如果在某样设备中有电子元器件，那么它们也都是被安装在大小各异的 PCB上。 除了固定各种元器件外，PCB的主要作用是提供各项元器件之间的连接电路。随着电子设备越来越复杂，需要的元器件越来越多，PCB上头的线路与元器件也越来越密集了。 电路板本身是由绝缘隔热、并无法弯曲的材质制作而成，在表面可以看到的细小线路材料是铜箔。在被加工之前，铜箔是覆盖在整个电路板上的，而在制造过程中部份被蚀刻处理掉，留下来的部份就变成网状的细小线路了。——因这个加工生产过程，多是通过印刷方式形成供蚀刻的轮廓，故尔才得到印刷电路板的命名。国。——这些线路被称作导线(conductor pattern)或称布线，并用来提供PCB上元器件的电路连接。
PCB中的导线(Conductor Pattern) PCB上元器件的安装 为了将元器件固定在PCB上面，需要它们的接脚直接焊在布线上。在最基本的PCB(单面板)上，元器件都集中在其中一面，导线则都集中在另一面。这么一来就需要在板子上打洞，以便接脚才能穿过板子到另一面，所以元器件的接脚是焊在另一面上的。因为如此，PCB的正反面分别被称为元器件面(Component Side)与焊接面(Solder Side)。 对于部分可能需要频繁拔插的元器件，比如说主板上的CPU，需要给用户可以自行调整、升级的选择，就不能直接将CPU焊在主板上了，这时候便需要用到插座(Socket)：虽然插座是直接焊在电路板上，但元器件可以随意地拆装。如下方的Socket插座，即可以让元器件(这里指的是CPU)轻松插进插座，也可以拆下来。插座旁的固定杆，可以在您插进元器件后将其固
首先打开"Altium Designer Summer 09 "下图为软件初始界面 新建pcb 工程 Clrf+ ^ ■cia cuiBr±.-v wcrinjnr 」CA HB mcdv iKC-rt* til .1 cs*^e*w?st aTAJIwm DetijtHi 1 冲呻 i 朱从存 矶崛艸?■如和*科 !r*^5* yptfe-s >?iJ KXCJS 4I SuPMJftln?rr^i 何 Hills 眄fl ? ** 戶* Ah-ffl BnrniM 4*1 ph g aarili 丄
建好之后在新建原理图编辑 注意:文件名要保持一致（可以通过点击另存为改名，后缀用默认的就可以了，千万别改） 上图为原理图编辑界面 F 图为设计好的电路原理图 Ejt w W ■輕 玄十 决叫?^4?p+ff Kw 叭書A3 Qpe*- Hiqjpct. -MM MH F 4UM￡-H Gpe*^ C^u* K>_R. *吃弾 ■ 迥efvuAc ! Vou ?re hot 9^r#d tn 1* 51J'J!hMR I GR^ Q CKUIKK OebiM* UnfcFit - !>?￥ 1 fiftK ■ E.HLAdrii
PCB设计基础知识 印刷电路板（Printed circuit board，PCB）几乎会出现在每一种电子设备当中。如果在某样设备中有电子零件，那么它们也都是镶在大小各异的PCB上。除了固定各种小零件外，PCB的主要功能是提供上头各项零件的相互电气连接。随着电子设备越来越复杂，需要的零件越来越多，PCB上头的线路与零件也越来越密集了。标准的PCB长得就像这样。裸板（上头没有零件）也常被称为「印刷线路板Printed Wiring Board （PWB）」。 板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成。在表面可以看到的细小线路材料是铜箔，原本铜箔是覆盖在整个板子上的，而在制造过程中部份被蚀刻处理掉，留下来的部份就变成网状的细小线路了。这些线路被称作导线（conductor pattern）或称布线，并用来提供PCB上零件的电路连接。 为了将零件固定在PCB上面，我们将它们的接脚直接焊在布线上。在最基本的PCB（单面板）上，零件都集中在其中一面，导线则都集中在另一面。这么一来我们就需要在板子上打洞，这样接脚才能穿过板子到另一面，所以零件的接脚是焊在另一面上的。因为如此，PCB的正反面分别被称为零件面（Component Si de）与焊接面（Solder Side）。 如果PCB上头有某些零件，需要在制作完成后也可以拿掉或装回去，那么该零件安装时会用到插座（Soc ket）。由于插座是直接焊在板子上的，零件可以任意的拆装。下面看到的是ZIF（Zero Insertion Force，零拨插力式）插座，它可以让零件（这里指的是CPU）可以轻松插进插座，也可以拆下来。插座旁的固定杆，可以在您插进零件后将其固定。 如果要将两块PCB相互连结，一般我们都会用到俗称「金手指」的边接头（edge connector）。金手指上包含了许多裸露的铜垫，这些铜垫事实上也是PCB布线的一部份。通常连接时，我们将其中一片PCB上的金手指插进另一片PCB上合适的插槽上（一般叫做扩充槽Slot）。在计算机中，像是显示卡，声卡或是其它类似的界面卡，都是借着金手指来与主机板连接的。 PCB上的绿色或是棕色，是阻焊漆（solder mask）的颜色。这层是绝缘的防护层，可以保护铜线，也可以防止零件被焊到不正确的地方。在阻焊层上另外会印刷上一层丝网印刷面（silk screen）。通常在这上面会印上文字与符号（大多是白色的），以标示出各零件在板子上的位置。丝网印刷面也被称作图标面（legen d）。 单面板（Single-Sided Boards） 我们刚刚提到过，在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面，所以我们就称这种PCB叫作单面板（Single-sided）。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制（因为只有一面，布线间不能交叉而必须绕独自的路径），所以只有早期的电路才使用这类的板子。 双面板（Double-Sided Boards） 这种电路板的两面都有布线。不过要用上两面的导线，必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的「桥梁」叫做导孔（via）。导孔是在PCB上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍，而且因为布线可以互相交错（可以绕到另一面），它更适合用在比单面板更复杂的电路上。 多层板（Multi-Layer Boards） 为了增加可以布线的面积，多层板用上了更多单或双面的布线板。多层板使用数片双面板，并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢（压合）。板子的层数就代表了有几层独立的布线层，通常层数都是偶数，并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构，不过技术上可以做到近100层的PCB板。大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板，不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替，超多层板已经渐渐不被使用了。因为PCB中的各层都紧密的结合，一般不太容易看出实际数目，不过如果您仔细观察主机板，也许可以看出来。 我们刚刚提到的导孔（via），如果应用在双面板上，那么一定都是打穿整个板子。不过在多层板当中，如
电路原理图与电路板设计题目：简易单片机开发系统原理图及PCB绘制 姓名：潘正意 学号：2201020104225 专业：应用电子技术 指导老师：徐灵飞 日期：2012年5月12日
1.课程设计的目的 《电路原理图与电路板设计》是一门实践性要求很高的课程，学生通过上机实习和设计环节巩固所学知识。鉴于目前的设备与CAD软件的流通性，本实验课利用Protel 99SE软件为主题，介绍其基础知识、设计流程、设计方法及电子设计的基本技能等问题，并要求学生掌握电子产品开发的基本技术问题。通过实习学生可以独立实现电路原理图和电路板的设计，为今后的学习和工作中的实际应用打下较为坚实的基础。 二、设计内容与要求 2.课程设计的主要内容 用Protel 99 SE软件绘制一个电路图，图有自己决定。先绘制出电路原理图，然后进行电气规则检验，没有错误后，生成网络表，然后根据网络表生成印制电路板图，最后自动布局，手工调整，自动布线，手工调整布线，保存打印。 3、简易单片机开发系统原理图 3.1：原理图设计最基本的要求是正确性，其次是布局合理，最后是在正确性和布局合理的前提下力求完美。 (1)启动原理图设计界面，进入Protel99 SE,创建一个数据库，执行菜单File/New 命令，从框中选择原理图服务器（Schematic Document）图标，双击该图标，建立原理设计文档。双击文档图标，进入原理设计服务器界面; (2)设置原理图设计环境，执行菜单Design/Option和Tool/Preferences，设置图纸大小，捕捉栅格，电器栅格等; (3)创建自己的元件库，先进入Protel 99 SE的原理图编辑器，新建一个元件，绘制SCH元件以及放入元件的管脚，给新建的元件改名，绘制制元件的外形以及放入说明文字并保存好，画原理图的时候,就可以调用这些元件了; (4)装入所需的元件库，在设计管理器中选择Browse区域中的下拉框中选择Library,然后单击ADD/Remove按钮，在弹出的窗口中寻找Protel99 SE子目录，在该目录中选择Library\SCH路径，在元件库列表中选择所需的元件库，单击
印制板基础知识 印刷电路板（Printed circuit board，PCB）几乎会出现在每一种电子设备当中。如果在某样设备中有电子零件，那么它们也都是镶在大小各异的PCB上。除了固定各种小零件外，PCB 的主要功能是提供上头各项零件的相互电气连接。随着电子设备越来越复杂，需要的零件越来越多，PCB上头的线路与零件也越来越密集了。标准的PCB长得就像这样。裸板（上头没有零件）也常被称为「印刷线路板Printed Wiring Board（PWB）」。 板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成。在表面可以看到的细小线路材料是铜箔，原本铜箔是覆盖在整个板子上的，而在制造过程中部份被蚀刻处理掉，留下来的部份就变成网状的细小线路了。这些线路被称作导线（conductor pattern）或称布线，并用来提供PCB上零件的电路连接。 为了将零件固定在PCB上面，我们将它们的接脚直接焊在布线上。在最基本的PCB（单面板）上，零件都集中在其中一面，导线则都集中在另一面。这么一来我们就需要在板子上打洞，这样接脚才能穿过板子到另一面，所以零件的接脚是焊在另一面上的。因为如此，PCB的正反面分别被称为零件面（Component Side）与焊接面（Solder Side）。 如果PCB上头有某些零件，需要在制作完成后也可以拿掉或装回去，那么该零件安装时会用到插座（Socket）。由于插座是直接焊在板子上的，零件可以任意的拆装。下面看到的是ZIF（Zero Insertion Force，零拨插力式）插座，它可以让零件（这里指的是CPU）可以轻松插进插座，也可以拆下来。插座旁的固定杆，可以在您插进零件后将其固定。 如果要将两块PCB相互连结，一般我们都会用到俗称「金手指」的边接头（edge connector）。金手指上包含了许多裸露的铜垫，这些铜垫事实上也是PCB布线的一部份。通常连接时，我们将其中一片PCB上的金手指插进另一片PCB上合适的插槽上（一般叫做扩充槽Slot）。在计算机中，像是显示卡，声卡或是其它类似的界面卡，都是借着金手指来与主机板连接的。 PCB上的绿色或是棕色，是阻焊漆（solder mask）的颜色。这层是绝缘的防护层，可以保护铜线，也可以防止零件被焊到不正确的地方。在阻焊层上另外会印刷上一层丝网印刷面（silk screen）。通常在这上面会印上文字与符号（大多是白色的），以标示出各零件在板子上的位置。丝网印刷面也被称作图标面（legend）。 单面板（Single-Sided Boards） 我们刚刚提到过，在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面，所以我们就称这种PCB叫作单面板（Single-sided）。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制（因为只有一面，布线间不能交叉而必须绕独自的路径），所以只有早期的电路才使用这类的板子。 双面板（Double-Sided Boards） 这种电路板的两面都有布线。不过要用上两面的导线，必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的「桥梁」叫做导孔（via）。导孔是在PCB上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍，而且因为布线可以
交通职业学院 Protel99se课程设计报告 所属系别信息工程系 专业电子信息工程技术 班级 10大专电子信息工程1班 姓名年中 学号 0140 指导教师诺微 撰写日期 2011年12月28日
摘要 Protel99 SE 是澳大利亚Protel Technology公司推出的一个全32位的电路板设计软件。该软件功能强大，人机界面友好，易学易用，使用该软件的设计者可以容易地设计出电路原理图和画出元件设计电路板图。而且由于其高度的集成性与扩展性，一经推出，立即为广大用户所接受，很快就成为世界PC平台上最流行的电子设计自动化软件，并成为新一代电气原理图工业标准。 Protel99 SE主要有两大部分组成，每一部分个有几个模块，第一部分是电路设计部分，主要有：原理设计系统，包括用于设计原理图的原理图编辑器Sch,用于修改和生成原理图元件的原件编辑器，以及各种报表的生成器Schlib。印刷电路板设计系统，包括用于设计电路板的电路板编辑器PCB以及用于修改，生成元件封装的元件封装编辑器PCBLib。第二部分是电路仿真与可编程逻辑器件设计。 关键词：Protel99 SE,Sch,PCB,封装，布线
1.课程设计的目的 (1)了解Protel 99 SE绘图环境、各个功能模块、界面环境设置方法以及文件管理方法; (2)理解用Protel 99 SE设计电子电路的基本思想; (3)掌握用Protel 99 SE绘制电子电路原理图的基本方法; (4)掌握用Protel 99 SE绘制电子电路PCB板的基本方。 2.课程设计的主要容 用Protel 99 SE软件绘制一个电路图，图有自己决定。先绘制出电路原理图，然后进行电气规则检验，没有错误后，生成网络表，然后根据网络表生成印制电路板图，最后自动布局，手工调整，自动布线，手工调整布线，保存打印。3.课程设计步骤 3.1原理图设计 原理图设计最基本的要正确性，其次是布局合理，最后是在正确性和布局合理的前提下力求完美。 (1)启动原理图设计界面，进入Protel99 SE,创建一个数据库，执行菜单File/New 命令，从框中选择原理图服务器（Schematic Document）图标，双击该图标，建立原理设计文档。双击文档图标，进入原理设计服务器界面; (2)设置原理图设计环境，执行菜单Design/Option和Tool/Preferences，设置图纸大小，捕捉栅格，电器栅格等;
PCB 设计基础知识 印刷电路板(Printed circuit board, PCB)几乎会出现在每一种电子设备当中。如果在某样设备中有电子零 件，那么它们也都是镶在大小各异的PCB 上。除了固定各种小零件外，PCB 的主要功能是提供上头各项零 件的相互电气连接。随着电子设备越来越复杂，需要的零件越来越多，PCB 上头的线路与零件也越来越密 集了。标准的PCB 长得就像这样。裸板(上头没有零件)也常被称为「印刷线路板Printed Wiring Board (PWB)」。 板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成。在表面可以看到的细小线路材料是铜箔，原本铜箔是覆盖在整个板子上的，而在制造过程中部份被蚀刻处理掉，留下来的部份就变成网状的细小线路了。这些线路被称作导线(conductor pattern)或称布线，并用来提供PCB上零件的电路连接。 为了将零件固定在PCB上面，我们将它们的接脚直接焊在布线上。在最基本的PCB (单面板)上，零件都 集中在其中一面，导线则都集中在另一面。这么一来我们就需要在板子上打洞，这样接脚才能穿过板子到另一面，所以零件的接脚是焊在另一面上的。因为如此，PCB 的正反面分别被称为零件面( Component Si de)与焊接面(Solder Side)。 如果PCB 上头有某些零件，需要在制作完成后也可以拿掉或装回去，那么该零件安装时会用到插座( Soc ket)。由于插座是直接焊在板子上的，零件可以任意的拆装。下面看到的是ZIF (Zero Insertion Force， 零拨插力式)插座，它可以让零件(这里指的是CPU)可以轻松插进插座，也可以拆下来。插座旁的固定 杆，可以在您插进零件后将其固定。 如果要将两块PCB相互连结，一般我们都会用到俗称「金手指」的边接头( edge connector)。金手指上 包含了许多裸露的铜垫，这些铜垫事实上也是PCB 布线的一部份。通常连接时，我们将其中一片PCB 上的金手指插进另一片PCB上合适的插槽上(一般叫做扩充槽Slot)。在计算机中，像是显示卡，声卡或是 其它类似的界面卡，都是借着金手指来与主机板连接的。 PCB上的绿色或是棕色，是阻焊漆(solder mask)的颜色。这层是绝缘的防护层，可以保护铜线，也可以防止零件被焊到不正确的地方。在阻焊层上另外会印刷上一层丝网印刷面( silk screen)。通常在这上面会 印上文字与符号(大多是白色的)，以标示出各零件在板子上的位置。丝网印刷面也被称作图标面( legen d)。 单面板( Single-Sided Boards) 我们刚刚提到过，在最基本的PCB 上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面，所以我们就称这种PCB 叫作单面板( Single-sided) 。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制(因为只有一面，布线间不能交叉而必须绕独自的路径)，所以只有早期的电路才使用这类的板子。 双面板( Double-Sided Boards) 这种电路板的两面都有布线。不过要用上两面的导线，必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的「桥梁」叫做导孔(via)。导孔是在PCB上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍，而且因为布线可以互相交错(可以绕到另一面)，它更适合用在比单面板更复杂的电路上。 多层板( Multi-Layer Boards) 为了增加可以布线的面积，多层板用上了更多单或双面的布线板。多层板使用数片双面板，并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢(压合)。板子的层数就代表了有几层独立的布线层，通常层数都是偶数，并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构，不过技术上可以做到近100层的PCB板。大型的 超级计算机大多使用相当多层的主机板，不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替，超多层板已经渐渐不被使用了。因为PCB 中的各层都紧密的结合，一般不太容易看出实际数目，不过如果您仔细观察主机板，也许可以看出来。 我们刚刚提到的导孔( via) ，如果应用在双面板上，那么一定都是打穿整个板子。不过在多层板当中，如 果您只想连接其中一些线路，那么导孔可能会浪费一些其它层的线路空间。埋孔( lind vias)技术可以避免这个问题，因为它们只穿透其中几层。盲孔是将几层内部不须穿透整个板子。埋孔则只连接内部的PCB，所以光是从表面是看不出来的。 Buried vias)和盲孔(B PCB 与表面PCB 连接，
电路板维修+元器件基础知识大全（1）元器件基础知识 一、电容篇 1、电容在电路中一般用“C”加数字表示（如C25表示编号为25的电容）。电容是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘 材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。 电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它与交流信号的频率和电容量有关。 容抗XC=1/2πf c (f表示交流信号的频率，C表示电容容量) 电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。 2、识别方法：电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法 拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。其中：1法拉=103毫法=106微法=109 纳法=1012皮法 容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10 uF/16V 容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示6 字母表示法：1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF 数字表示法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是倍率。 如：102表示10×102PF=1000PF 224表示22×104PF=0.22 uF 3、电容容量误差表 符号 F G J K L M 允许误差±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%
如：一瓷片电容为104J表示容量为0. 1 uF、误差为±5%。 4、故障特点 在实际维修中，电容器的故障主要表现为： （1）引脚腐蚀致断的开路故障。 （2）脱焊和虚焊的开路故障。 （3）漏液后造成容量小或开路故障。 （4）漏电、严重漏电和击穿故障。 二、二极管 晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如：D5表示编号为5的二极管。 1、作用：二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导 通电阻极大或无穷大。正因为二极管具有上述特性，无绳电话机中常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、 调频调制和静噪等电路中。 电话机里使用的晶体二极管按作用可分为：整流二极管（如1N4004）、隔离二极管（如1N4148）、肖特基二极管（如 BA T85）、发光二极管、稳压二极管等。 2、识别方法：二极管的识别很简单，小功率二极管的N 极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些 二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。 发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。 3、测试注意事项：用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻
PCB设计实验报告 题目：整流开关电源 专业：测控技术与仪器 班级：1221201 姓名：杨生奎 学号：201220120114 组员：游佳明、王盛侃、杨胜奎指导教师:徐哈宁老师
2015年4 月9日 摘要：开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间。开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。 1.功能介绍 本实验设计的电源为整流型开关稳压电源，开关稳压电源设计输入220V，输出实现±5V/10A和±15V/2A输出。 2.方案选择 经过网上资料查询，找到由7805稳压的整流电路如图（1）。此电路中输入部分采用变压器变压，然后由电桥整流，再通过7805稳压器稳压输出。而7805的输出电压虽然是5V，但是其输出电流最大只有1A，远远达不到课题要求的2A和10A。
图（1） LM317是可调节3端稳压器，在输出电压为1.2V-37V时，其输出电流可以超过1.5A，输出功率最大可以达到70W。其标准电路如图（2）。
PCB制板基础知识 一、PCB概念 PCB（PrintedCircuitBoard），中文名称为印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。 二、PCB在各种电子设备中有如下功能： 1. 提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑。 2. 实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接（信号传输）或电绝缘。提供所要求的电气特性，如特性阻抗等。 3. 为自动装配提供阻焊图形，为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。 三、PCB技术发展概要 从1903年至今,若以PCB组装技术的应用和发展角度来看,可分为三个阶段 1 通孔插装技术(THT)阶段PCB 1.金属化孔的作用： (1).电气互连---信号传输 (2).支撑元器件---引脚尺寸限制通孔尺寸的缩小 a.引脚的刚性 b.自动化插装的要求 2.提高密度的途径 (1)减小器件孔的尺寸，但受到元件引脚的刚性及插装精度的限制，孔径≥0.8mm (2)缩小线宽/间距：0.3mm—0.2mm—0.15mm—0.1mm (3)增加层数：单面—双面—4层—6层—8层—10层—12层—64层 2 表面安装技术（SMT）阶段PCB 1.导通孔的作用：仅起到电气互连的作用，孔径可以尽可能的小，堵上孔也可以。 2.提高密度的主要途径 ①.过孔尺寸急剧减小：0.8mm—0.5mm—0.4mm—0.3mm—0.25mm ②.过孔的结构发生本质变化： a.埋盲孔结构优点：提高布线密度1/3以上、减小PCB尺寸或减少层数、提高可靠性、改善了特性阻抗控制，减小了串扰、噪声或失真（因线短，孔小） b.盘内孔（hole in pad）消除了中继孔及连线 ③薄型化：双面板：1.6mm—1.0mm—0.8mm—0.5mm ④PCB平整度： a.概念：PCB板基板翘曲度和PCB板面上连接盘表面的共面性。
PCB基本知识简介 一、印刷电路板（Printed circuit board，PCB） PCB是印刷电路板(即Printed Circuit Board)的简称。又称印制电路板、印刷线路板，由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。印刷电路板是组装电子零件用的基板，是在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印制板。该产品的主要功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接，起中继传输的作用，是电子产品的关键电子互连件，有“电子产品之母”之称。PCB作为电子零件装载的基板和关键互连件，任何电子设备或产品均需配备。 二、PCB的制造原理 我们打开通用电脑的健盘就能看到一张软性薄膜（挠性的绝缘基材），印上有银白色（银浆）的导电图形与健位图形。因为通用丝网漏印方法得到这种图形，所以我们称这种印制线路板为挠性银浆印制线路板。而我们去电脑城看到的各种电脑主机板、显卡、网卡、调制解调器、声卡及家用电器上的印制电路板就不同了。它所用的基材是由纸基（常用于单面）或玻璃布基（常用于双面及多层），预浸酚醛或环氧树脂，表层一面或两面粘上覆铜簿再层压固化而成。这种线路板覆铜簿板材，我们就称它为刚性板。再制成印制线路板，我们就称它为刚性印制线路板。单面有印制线路图形我们称单面印制线路板，双面有印制线路图形，再通过孔的金属化进行双面互连形成的印制线路板，我们就称其为双面板。如果用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印制线路板，通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印制线路板就成为四层、六层印制电路板了，也称为多层印制线路板。现在已有超过100层的实用印制线路板了。
电路板维修基础知识 一、电容篇 1、电容在电路中一般用“C”加数字表示（如C25表示编号为25的电容）。电容是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘 材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。 电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它与交流信号的频率和电容量有关。 容抗XC=1/2πf c (f表示交流信号的频率，C表示电容容量) 电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。 2、识别方法：电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法 拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。其中：1法拉=103毫法=106微法=109 纳法=1012皮法 容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10 uF/16V 容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示6 字母表示法：1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF 数字表示法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是倍率。 如：102表示10×102PF=1000PF 224表示22×104PF=0.22 uF 3、电容容量误差表 符号 F G J K L M 允许误差±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20% 如：一瓷片电容为104J表示容量为0. 1 uF、误差为±5%。
4、故障特点 在实际维修中，电容器的故障主要表现为： （1）引脚腐蚀致断的开路故障。 （2）脱焊和虚焊的开路故障。 （3）漏液后造成容量小或开路故障。 （4）漏电、严重漏电和击穿故障。 二、二极管 晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如：D5表示编号为5的二极管。 1、作用：二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导 通电阻极大或无穷大。正因为二极管具有上述特性，无绳电话机中常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、 调频调制和静噪等电路中。 电话机里使用的晶体二极管按作用可分为：整流二极管（如1N4004）、隔离二极管（如1N4148）、肖特基二极管（如 BAT85）、发光二极管、稳压二极管等。 2、识别方法：二极管的识别很简单，小功率二极管的N 极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些 二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。 发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。 3、测试注意事项：用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻
电路原理图及PCB设计规范探讨 一、原理图绘制规范 1、电阻标号规范：电阻的标号统一采用Rn，R代表的是电阻，n代表的是编号1、 2、3······依照依次增大的原则。滑动电阻标号统一采用RPn，RP代表的是电阻，n代表的是编号1、2、3······依照依次增大的原则。 2、电容标号规范：电容的标号统一采用Cn，C代表的是电容，n代表的是编号1、2、3······依照依次增大的原则。 3、其它元件的标号规范：三极管的标号统一采用Qn，排针和接头都采用JPn，Q代表的是三极管，JP代表的是排针和接头，n代表的是编号1、2、3······依照依次增大的原则。
4、电源标识规范：正负电源统一采用+VCC，—VCC。当有其它的不同电源值的电源的时候，其规范为+或—所加的电源值，如正负电源3.3V分别表示为+3.3V，—3.3V。 5、布局规范：在设计允许的范围内，尽量按照原理图的设计思路，比如方波、三角波、正弦波之间的相互转换。 6、其他规范：在元器件的放置时考虑美观，原理图对称的时候放置元器件也对称，走线也遵循这样的原则，之后生成元器件报表。 7、原理图 二、PCB设计流程 （一）Pcb设计准备 1.与项目主管确认电路原理图设计已经通过评审，且不会有较大更改。 2.确认所有器件封装都已经建立，位于Powerpcb标准器件库或临时器件库。 3.熟悉电路要求：了解电路原理、接口和模块划分；了解电路设计中对PCB 设计有特殊要求的网络和器件,如高速信号、设计关键点、特定封装的器件（如对于安装在印刷电路板上的较大的组件，要加金属附件固定，以提高耐振、耐冲击性能）；对PCB布局设计的特殊要求（如需要尽量放在正面的器件、需要考虑散热的器件等）。 4.了解结构制约：与项目主管、工业设计人员一起协商确定外部接口的要求、 影响内在结构的器件和电路板尺寸的要求。 5.分析和确定PCB的层数、基本布局、层安排、散热考虑、产品EMC/ESD等。（二）Pcb布局设计（前期设计） 1.网表输入：运行“FILE->INPORT”导入。