印制电路板的设计与制作

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1、第4章印制电路板的设计与制作4.1印制电路板的基础知识4.2印制电路板的排版设计4.3印制电路板制造工艺4.4计算机辅助设计印制电路4.1印制电路板的基础知识4.1.1印制电路板制造印制电路板的主要材料是覆铜板。所谓覆铜板，就是经过粘接、热挤压工艺，使一定厚度的铜箔牢固地覆着在绝缘基板上。所用基板材料及厚度不同，铜箔与结合剂也各有差异，制造出来的覆铜板在性能上就有很大差别。板材通常按增强材料类别和粘合剂类别或板材特性分类。常用的增强材料有纸、玻璃布、玻璃毡等。粘合剂有酚醛、环氧树脂、聚四氟乙烯等。在设计选用时，应根据产品的电气特性和机械特性及使用环境，选用不

2、同种类的覆铜板。同时，应满足国家(部)标准。1．覆铜板的种类(1)酚醛纸基覆铜箔层压板。酚醛纸基覆铜箔层压板是由绝缘浸渍纸或棉纤维浸以酚醛树脂，两面为无碱玻璃布，在其一面或两面覆以电解紫铜箔，经热压而成的板状纸品。此种层压板的缺点是机械强度低、易吸水和耐高温性能差(一般不超过100℃)，但由于价格低廉，广泛用于低档民用电器产品中。(2)环氧纸基覆铜箔层压板。环氧纸基覆铜箔层压板与酚醛纸基覆铜箔层压板不同的是，它所使用的粘合剂为环氧树脂，性能优于酚醛纸基覆铜板。由于环氧树脂的结合能力强，电绝缘性能好，又耐化学溶剂和油类腐蚀，机械强度、耐高温和潮湿性较好，因此，

3、广泛应用于工作环境较好的仪器、仪表及中档民用电器中。(3)环氧玻璃布覆铜箔层压板。环氧玻璃布覆铜箔层压板是由玻璃布浸以双氰胺固化剂的环氧树脂，并覆以电解紫铜，经热压而成的。这种覆铜板基板的透明度好，耐高温和潮湿性优于环氧纸基覆铜板，具有较好的冲剪、钻孔等机械加工性能，被用于电子工业、军用设备、计算机等高档电器中。(4)聚四氟乙烯玻璃布覆铜箔层压板。聚四氟乙烯玻璃布覆铜箔层压板具有优良的介电性能和化学稳定性，介电常数低，介质损耗低，是一种耐高温、高绝缘的新型材料，应用于微波、高频、家用电器、航空航天、导弹、雷达等产品中。(5)聚酰亚胺柔性覆铜板。聚酰亚胺柔性覆

4、铜板基材是软性塑料(聚酰、聚酰亚胺、聚四氟乙烯薄膜等)，厚度约为0.25～1mm。在其一面或两面覆以导电层以形成印制电路系统。使用时将其弯成合适形状，用于内部空间紧凑的场合，如硬盘的磁头电路和电子相机的控制电路。2．覆铜板的非电技术标准覆铜板质量的优劣直接影响印制板的质量。衡量覆铜板质量的主要非电技术标准有以下几项。(1)抗剥强度。抗剥强度是指单位宽度的铜箔剥离基板所需的最小力，用这个指标来衡量铜箔与基板之间的结合强度。此项指标主要取决于粘合剂的性能及制造工艺。(2)翘曲度。衡量覆铜板相对于平面的不平度指标，取决于基板材料和厚度。(3)抗弯强度。覆铜板所承受

5、弯曲的能力。这项指标取决于覆铜板的基板材料和厚度，在确定印制板厚度时应考虑这项指标。(4)耐浸焊性。耐浸焊性是指覆铜板置入一定温度的熔融焊锡中停留一段时间(一般为10s)后所承受的铜箔抗剥能力。一般要求铜板不起泡、不分层。如果浸焊性能差，印制板在经过多次焊接时，可能使焊盘及导线脱落。此项指标对电路板的质量影响很大，主要取决于板材和粘合剂。除上述几项指标外，衡量覆铜板的技术指标还有表面平滑度、光滑度、坑深、介电性能、表面电阻、耐氧化物等，其相关指标可参考相关手册。3．印制电路板分类印制电路板的种类很多，一般情况下可按印制导线和机械特性划分。1)按印制电路的分布

6、划分(1)单面印制板。单面印制板是在绝缘基板的一面覆铜，另一面没有覆铜的电路板。单面板只能在覆铜的一面布线，另一面放置元器件。它具有不需打过孔、成本低的优点，但因其只能单面布线，使实际的设计工作往往比双面板或多层板困难得多。它适用于电性能要求不高的收音机、电视机、仪器仪表等。(2)双面印制板。双面印制板是在绝缘基板的顶层和底层两面都有覆铜，中间为绝缘层。双面板两面都可以布线，一般需要由金属化孔连通。双面板可用于比较复杂的电路，但设计工作并不一定比单面板困难，因此被广泛采用，是现在最常见的一种印制电路板。它适用于电性能要求较高的通信设备、计算机和电子仪器等产品

7、。由于双面印制电路的布线密度高，因此在某种程度上可减小设备的体积。(3)多层印制板。多层印制板是指具有3层或3层以上导电图形和绝缘材料层压合而成的印制板，包含了多个工作层面。它在双面板的基础上增加了内部电源层、内部接地层及多个中间布线层。当电路更加复杂，双面板已经无法实现理想的布线时，采用多层板就可以很好地解决这一困扰。因此，随着电子技术的发展，电路的集成度越来越高，其引脚越来越多，在有限的板面上无法容纳所有的导线，多层板的应用会越来越广泛。2)按机械特性划分(1)刚性板。刚性板具有一定的机械强度，用它装成的部件具有一定的抗弯能力，在使用时处于平展状态。主要

8、在一般电子设备中使用。酚醛树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯