107第5章印制电路板设计初步.PPT

　　印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)的编辑、设计是电子产品设计过程中的关键环节之一。电子产品的功能由原理图决定(所用元器件以及它们之间的连接关系)。 电子产品的性能指标（稳定性、可靠性、抗震强度）不仅与原理图设计、元器件品质、生产工艺有关，而且很大程度上取决于印制电路板的布局、布线是否合理。 在电路图和元器件相同的条件下，印制电路板设计是否合理将直接影响到产品的稳定性(例如电路系统性能指标等几乎不随环境温度的变化而变化)和可靠性(抗干扰性能)。 　　随着电路系统工作频率的不断提高及微型低功耗已成为趋势，在电路系统中大量使用表面安装元件(如SMC)、器件(如SMD封装的各类IC芯片)就成了一种必然选择。不再借助传统的“万能板”或“面包板”进行，因此，掌握印制电路板编辑常识与熟练使用流行CAD软件进行印制电路板设计，对电子工程技术人员来说已成为必须具备的基本技能。 　　　　印制板是印制线路板或印制电路板的简称，通过印制板上的印制导线、焊盘以及金属化过孔、填充区、敷铜区等导电图形实现元器件引脚之间的电气互连。 由于印制板上的导电图形、元件轮廓线以及说明性文字(如元件序号、型号)等均通过印制方法实现，因此称为印制电路板。 　　通过一定的工艺，在绝缘性能很高的基材上覆盖一层导电性能良好的铜薄膜，就构成了生产印制电路板所需的材料——覆铜板。按电路要求，在覆铜板上刻蚀出导电图形，并钻出元件引脚安装孔、实现电气互连的金属化过孔、固定大尺寸元件以及整个电路板所需的螺丝孔等，就获得了电子产品所需的印制电路板。 5.1.1 印制板的材料　　覆铜箔层压板简称为覆铜板，根据覆铜板的刚、挠特性，有刚性覆铜板和挠性覆铜板两大类。　　根据刚性覆铜板基底材料的不同，可以将印制板分为纸基覆铜板、玻璃布基覆铜板、混合基覆铜板、金属基覆铜板及陶瓷基覆铜板等。使用粘结树脂将纸或玻璃布粘在一起，然后经过加热、加压工艺处理就形成了纸质覆铜箔层压板和玻璃布覆铜箔层压板。　　目前常用的粘结树脂主要有酚醛树脂、环氧树脂和聚四氟乙烯树脂三种。 　　使用酚醛树脂粘结的纸质覆铜箔层压板称为覆铜箔酚醛纸质层压板(简称纸基板)，典型品种为FR-1(阻燃型，也称V0基板或94V0基板)、XPC(非阻燃型)。纸基板的特点是成本低廉，主要用作收音机、电视机以及其他电子设备的印制电路板。　　使用环氧树脂粘结的纸质覆铜箔层压板称为覆铜箔环氧纸质层压板，典型品种为FR-3。覆铜箔环氧纸质层压板的电气性能和机械性能均比覆铜箔酚醛纸质层压板好，主要用作收音机、电视机以及其他低频电子设备的印制电路板。 　　混合基覆铜板绝缘基体的表层与绝缘基体分别采用不同的材料，典型产品有CEM-1(表面为玻璃布，内层为棉纤维纸)及CEM-3(价格最低廉的双面PCB板材，表面为玻璃布，内层为无纺玻璃纸)，其性能指标、价格介于纸基与FR-4之间。　　使用环氧树脂粘结的玻璃布覆铜箔层压板称为覆铜箔环氧玻璃布层压板(简称环氧-玻璃布基覆铜板)，代表性品种有FR-4(阻燃型)、G-10(非阻燃型)以及耐热特性更好的FR-5(阻燃型)、G-11(非阻燃型)。 这是目前使用最广泛的印制电路板材料之一，具有良好的电气和机械性能，耐热，膨胀系数小，尺寸稳定，可在较高温度下使用。因此，环氧-玻璃布基覆铜板广泛用作各种电子设备、仪器的印制电路板。　　使用聚四氟乙烯树脂粘结的玻璃布覆铜箔层压板称为覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板。由于其介电性能好(介质损耗小、介电常数低)，耐高温(工作温度范围宽)，耐潮湿(可以在潮湿环境下使用)，耐酸、碱(即化学稳定性高)，因而是制作高频、微波电子设备印制电路板的理想材料，只是价格略高。 　　覆铜板的主要性能指标有基板厚度(单位为mm)、铜箔厚度(以OZ为单位，含义是每平方英尺含多少盎司的金属铜)、铜膜抗剥强度、翘曲度、介电常数DK(越低越好)、介质损耗角正切tan(越小越好)、玻璃化温度Tg(越高越好)等。常用纸质、玻璃布覆铜箔层压板的标准厚度在0.2?mm～6.4?mm之间，可根据电路板用途、绝缘电阻及抗电强度等指标进行选择；铜箔标准厚度有0.5 OZ(18 μm)、1 OZ(35 μm)、1.5 OZ(50 μm)、2 OZ(70 μm)、3 OZ(105 μm)(误差为5 μm)。 5.1.2 印制板的种类及结构　　印制板种类很多，根据导电层数的不同，可将印制板分为单面电路板(简称单面板)、双面电路板(简称双面板)和多层电路板。　　单面板的结构如图5-1(a)所示，所用的覆铜板只有一面敷铜箔，另一面空白，因而也只能在敷铜箔面上制作导电图形。单面板上的导电图形主要包括固定、连接元件引脚的焊盘和实现元件引脚互