印制線路板設(shè)計(jì)和加工規(guī)范

摘 要 本文闡述通信產(chǎn)品用印制板的分類，材料選擇，技術(shù)發(fā)展方向，設(shè)計(jì)和加工技術(shù)規(guī)范，可供印制電路設(shè)計(jì)師、工藝師使用。

1 印制線路板的作用和功能

電子通信系統(tǒng)設(shè)備的各種印制電路板，是系統(tǒng)硬件設(shè)備的功能器官，相當(dāng)于組成人體的各種臟器。系統(tǒng)和終端產(chǎn)品上的印制線路板是電路的載體，是硬件電路的骨架、神經(jīng)和血管。

2 印制線路板的種類

按用途和技術(shù)類型分類，（見表1 ）。

按結(jié)構(gòu)和功能分有單面板、雙面板、多層板。

表1

表2 單、雙面覆銅層壓板的標(biāo)稱厚度及允許偏差 mm

3 PCB 基板材料品種和特性

基板材料分剛性基材和撓性基材。 剛性印制板如覆銅箔酚醛紙質(zhì)層壓板、覆銅箔環(huán)氧紙質(zhì)層壓板、覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板，它是以酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂為粘結(jié)劑，紙制品或無堿玻璃布為增強(qiáng)材料的電工絕緣層壓板，并在一面或兩面覆銅箔之后構(gòu)成的。

以上基板材料性能應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4723~GB/T 4725 中相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)，在電子通訊設(shè)備中大量采用覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板， 其中的通用型號為CEPGC-31;自熄（阻燃）型為CEPGC-32,該型號印制電路基板在NEMA（美） 標(biāo)準(zhǔn)中的型號為FR4.

表3 銅箔的單位面積質(zhì)量和允許偏差

3.1 覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板

它是以環(huán)氧樹脂為粘合劑，玻璃纖維布為增強(qiáng)材料的層壓板基材，其機(jī)械性能、尺寸穩(wěn)定性、抗沖擊性等都比紙質(zhì)層壓板好。

FR4 和FR5 的ε值在4.3~4.9 之間，其電氣性能優(yōu)良、允許工作溫度較高（FR4 為130℃，F(xiàn)R5 為170℃），受環(huán)境濕度影響較小，被廣泛用于電子通訊設(shè)備中。

　　3.2 多層板用的環(huán)氧玻璃布粘結(jié)片

它是預(yù)浸B 階段環(huán)氧樹脂的玻璃布材料， 用于生產(chǎn)多層板時(shí)，將分離的導(dǎo)電圖形單片印制板（單面或雙面）層壓粘合在一起的粘合材料。層壓后起介質(zhì)絕緣層作用。它是用無堿玻璃布預(yù)浸漬環(huán)氧樹脂，固化到B 階段。在壓制成型后環(huán)氧樹脂完全固化，成為剛性多層印制板。

3.3 自熄性（阻燃性）覆銅箔層壓板

此種材料除具有上述同類覆銅箔層壓板的相應(yīng)性能外，還具有阻燃性，對單個(gè)電子元件過熱引起的著火危險(xiǎn)和小火蔓延具有一定的抵抗能力，適用于有防火要求的電子設(shè)備。

3.4 覆銅箔聚四氟乙烯玻璃纖維板

覆銅箔聚四氟乙烯（ 特氟隆、Teflon、PTFE）玻璃纖維板是以聚四氟乙烯為粘合劑，玻璃纖維為增強(qiáng)材料的基材。其介電性能優(yōu)良（介質(zhì)損耗低，tgd 為10-3 數(shù)量級，介電常數(shù)覆蓋范圍寬，可根據(jù)需要選擇對應(yīng)品種基材）、耐高溫、耐潮濕、化學(xué)穩(wěn)定性好，工作溫度范圍寬，是比較理想的高頻、微波電子通訊設(shè)備用印制板材料。但其價(jià)格高，剛性較差，銅箔剝離強(qiáng)度較低，難以制作高多層板。

常用的聚四氟乙烯板Rogers,Taconic,Arlon,Metclad,GIL 等公司生產(chǎn)的印制板基材制品。

3.5 覆銅箔金屬基印制電路板

它又稱金屬芯印制板，是以不同厚度的金屬（一般為鋁）板代替環(huán)氧玻璃布等增強(qiáng)材料，經(jīng)過特殊處理后金屬表面覆以低熱阻、高絕緣且粘結(jié)力極強(qiáng)的介質(zhì)層，介質(zhì)層表面再根據(jù)電路板需要粘結(jié)不同厚度的銅箔構(gòu)成。

金屬芯印制板用于高密度組裝、高功率密度場合，如耗散功率大的電源電路等。金屬芯印制板的優(yōu)點(diǎn)是散熱性和尺寸穩(wěn)定性好，金屬基板有屏蔽作用。

目前使用的有Bergquist（貝格斯） 和信息產(chǎn)業(yè)部第五十一研究所的基材制品。

3.6 撓性印制板基材

撓性印制板基材，是將銅箔粘合在薄的塑料基片上制成。常用的塑料薄膜基材如下：

（1） 聚酯薄膜。工作溫度為80℃~130℃，熔點(diǎn)低，在錫焊溫度下易軟化變形；（2） 聚酰亞胺（Polyimide）薄膜：具有良好的可撓性，只要通過熱處理除去所吸收的潮氣，就可以進(jìn)行安全焊接。一般粘接型聚酰亞胺薄膜可在1 5 0 ℃下連續(xù)工作。用氟化乙丙烯（FEP）作中間薄膜，并以特殊的熔結(jié)型膠粘劑粘接的聚酰亞胺材料， 可在250℃下使用。

（3） 氟化乙丙烯薄膜（FEP）。

通常與聚酰亞胺和玻璃布結(jié)合在一起使用，具有良好的可撓性和較高的耐潮、耐酸和耐溶劑性能。

4 印制電路板技術(shù)發(fā)展方向的主潮流

印制板發(fā)展的主潮流是高密度，實(shí)現(xiàn)高密度的方法是：細(xì)線條，小孔徑，多層化，盲孔，埋孔。目前實(shí)現(xiàn)高密度（HDI）常用積層多層板（BUM）工藝。

5 覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板主要性能指標(biāo)和銅箔厚度選擇

除覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板的厚度和銅箔厚度要求外，覆銅箔層壓板的性能還有： 抗剝強(qiáng)度、翹曲度、抗電強(qiáng)度、絕緣電阻、介電常數(shù)、介質(zhì)損耗角正切值、耐熱沖擊、吸濕性、阻燃性等，覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板技術(shù)要求應(yīng)符合GB/T4725 的規(guī)定。

印制電路板的覆銅箔厚度，對印制板加工中印制導(dǎo)線的精度和最小導(dǎo)線寬度有很大影響，一般規(guī)律是： 銅箔越厚制造過程中印制導(dǎo)線的側(cè)蝕越大，印制導(dǎo)線變窄，當(dāng)印制導(dǎo)線小到一定程度將無法生產(chǎn)。因此，在確定PCB 最小導(dǎo)線寬度時(shí)，除依據(jù)負(fù)載電流、布線密度外還要考慮覆銅箔的厚度。有資料規(guī)定，對于35mm厚的銅箔， 導(dǎo)線寬度應(yīng)大于0.15mm, 用18mm 的銅箔時(shí)，導(dǎo)線寬度應(yīng)大于0.1mm.

6 印制板外形選擇、厚度和單板尺寸

6.1 印制板單板外形選擇

印制板一般采用長、寬尺寸相近的矩形，避免使用異形板。為便于生產(chǎn)線傳送及在插箱內(nèi)導(dǎo)入，四角可采用小圓弧形或斜角。

外形尺寸很小的板（例如板面小于100mm × 100mm 的），應(yīng)做成拼板。當(dāng)某產(chǎn)品的幾種印制板層數(shù)相同、厚度和介質(zhì)層相同、銅箔厚度相同、用量相同時(shí)，可以組合在一起拼成組合套板。

6.2 印制板厚度

印制板的厚度應(yīng)根據(jù)印制板的功能所安裝的元器件質(zhì)量、與之匹配的接插件規(guī)格，印制板的外形尺寸及所承受的機(jī)械負(fù)荷來選擇。對于板面較大易產(chǎn)生變形的印制板，須采用加強(qiáng)筋或邊框等措施進(jìn)行加固。

建議尺寸在300mm × 250mm以下一般印制板厚度可選用1.6mm ,背板及較大的單板厚度應(yīng)在2mm 以上，但因受加工印制板的壓力機(jī)能力限制，厚度一般應(yīng)在4mm 以下。

　　6.3 印制電路板外形尺寸

不裝在插箱中的印制電路板外形尺寸見GB9315 中印制電路板外形尺寸系列表。在箱柜中常用插件式帶插頭印制電路板。

7 目前國內(nèi)印制板公司工程制造能力

目前國內(nèi)印制板公司工程制造能力（印制板加工技術(shù)規(guī)范），見表4 .

表4 印制板加工技術(shù)規(guī)范（供參考）