印制電路板

印制電路板組成

目前的電路板，主要由以下組成

線(xiàn)路與圖面（Pattern）：線(xiàn)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(xiàn)路與圖面是同時(shí)做出的。

介電層（Dielectric）：用來(lái)保持線(xiàn)路及各層之間的絕緣性，俗稱(chēng)為基材。

孔（Through hole / via）：導(dǎo)通孔可使兩層次以上的線(xiàn)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(lái)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(shù)脂），避免非吃錫的線(xiàn)路間短路。根據(jù)不同的工藝，分為綠油、紅油、藍(lán)油。

絲?。↙egend /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(chēng)、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(wú)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(chēng)為表面處理。

印制電路板外觀(guān)

裸板（上頭沒(méi)有零件）也常被稱(chēng)為"印刷線(xiàn)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(xiàn)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(guò)程中部份被蝕刻處理掉，留下來(lái)的部份就變成網(wǎng)狀的細(xì)小線(xiàn)路了。這些線(xiàn)路被稱(chēng)作導(dǎo)線(xiàn)（conductor pattern）或稱(chēng)布線(xiàn)，并用來(lái)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(xiàn)，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(chēng)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(xiàn)連通，可以形成電子訊號(hào)連結(jié)及應(yīng)有機(jī)能。

印制電路板優(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(xiàn)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(xiàn)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(lèi)。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。

（概述圖片）

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．）

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(guò)程中，需采用大量的水，因而有多種重金屬?gòu)U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(guān)了。按一萬(wàn)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(guò)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(guò)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(guó)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。

印制電路板歷史

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(xiàn)直接連接而組成完整的線(xiàn)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?jiǎn)化電子機(jī)器的制作，減少電子零件間的配線(xiàn)，降低制作成本等優(yōu)點(diǎn)，于是開(kāi)始鉆研以印刷的方式取代配線(xiàn)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(xiàn)。而最成功的是1925年，美國(guó)的Charles Ducas 在絕緣的基板上印刷出線(xiàn)路圖案，再以電鍍的方式，成功建立導(dǎo)體作配線(xiàn)。

直至1936年，奧地利人保羅·愛(ài)斯勒（Paul Eisler）在英國(guó)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(xiàn)法“メタリコン法吹著配線(xiàn)方法（特許119384號(hào)）”成功申請(qǐng)專(zhuān)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(lèi)做法稱(chēng)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(xiàn)，稱(chēng)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(guò)也使印刷電路技術(shù)更進(jìn)一步。

印制電路板發(fā)展

近十幾年來(lái)，我國(guó)印制電路板(Printed Circuit Board，簡(jiǎn)稱(chēng)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(guó)兼具產(chǎn)業(yè)分布、成本和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，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(lái)電子產(chǎn)品的發(fā)展過(guò)程中，仍然保持強(qiáng)大的生命力。

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

印制電路板單面板

在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，導(dǎo)線(xiàn)則集中在另一面上。因?yàn)閷?dǎo)線(xiàn)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(xiàn)路上有許多嚴(yán)格的限制（因?yàn)橹挥幸幻?，布線(xiàn)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(lèi)的板子。

印制電路板雙面板

這種電路板的兩面都有布線(xiàn)，不過(guò)要用上兩面的導(dǎo)線(xiàn)，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(mǎn)或涂上金屬的小洞，它可以與兩面的導(dǎo)線(xiàn)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€(xiàn)交錯(cuò)的難點(diǎn)（可以通過(guò)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。

印制電路板多層板

為了增加可以布線(xiàn)的面積，多層板用上了更多單或雙面的布線(xiàn)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(xiàn)路板，通過(guò)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(xiàn)路板就成為四層、六層印刷電路板了，也稱(chēng)為多層印刷線(xiàn)路板。板子的層數(shù)并不代表有幾層獨(dú)立的布線(xiàn)層，在特殊情況下會(huì)加入空層來(lái)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(guò)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(guò)因?yàn)檫@類(lèi)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(guò)如果仔細(xì)觀(guān)察主機(jī)板，還是可以看出來(lái)。

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(lèi)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(xiàn)是關(guān)鍵的兩個(gè)環(huán)節(jié)。

印制電路板布局

布局，是把電路器件放在印制電路板布線(xiàn)區(qū)內(nèi)。布局是否合理不僅影響后面的布線(xiàn)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(mǎn)足工藝性、檢測(cè)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(xiàn)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(xiàn)最短。

印制電路板功能區(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(xiàn)和供電系統(tǒng)完全分開(kāi)，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。

印制電路板熱磁兼顧

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。

印制電路板工藝性

⑴層面

貼裝元件盡可能在一面，簡(jiǎn)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。

印制電路板布線(xiàn)

1、導(dǎo)線(xiàn)

⑴寬度

印制導(dǎo)線(xiàn)的最小寬度，主要由導(dǎo)線(xiàn)和絕緣基板間的粘附強(qiáng)度和流過(guò)它們的電流值決定。印制導(dǎo)線(xiàn)可盡量寬一些，尤其是電源線(xiàn)和地線(xiàn)，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(xiàn)，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(xiàn)系統(tǒng)的電阻。對(duì)長(zhǎng)度超過(guò)80mm的導(dǎo)線(xiàn)，即使工作電流不大，也應(yīng)加寬以減小導(dǎo)線(xiàn)壓降對(duì)電路的影響。

⑵長(zhǎng)度

要極小化布線(xiàn)的長(zhǎng)度，布線(xiàn)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(chǎng)效應(yīng)管柵極，三極管的基極和高頻回路更應(yīng)注意布線(xiàn)要短。

⑶間距

相鄰導(dǎo)線(xiàn)之間的距離應(yīng)滿(mǎn)足電氣安全的要求，串?dāng)_和電壓擊穿是影響布線(xiàn)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(guò)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(xiàn)路阻抗不平衡。所以，最好保持路徑的寬度不變。在布線(xiàn)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(chǎng)，該電場(chǎng)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(xiàn)以銳角相遇連接時(shí)，應(yīng)將銳角改成圓形。

2、孔徑和焊盤(pán)尺寸

元件安裝孔的直徑應(yīng)該與元件的引線(xiàn)直徑較好的匹配，使安裝孔的直徑略大于元件引線(xiàn)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(pán)直徑大約為2mm。對(duì)于大孔徑焊盤(pán)為了獲得較好的附著能力，焊盤(pán)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(guò)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(guò)孔直徑比是6：1。高速信號(hào)時(shí)，過(guò)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(guò)孔應(yīng)該被保持到絕對(duì)的最小。對(duì)于高速的并行線(xiàn)(例如地址和數(shù)據(jù)線(xiàn))，如果層的改變是不可避免，應(yīng)該確保每根信號(hào)線(xiàn)的過(guò)孔數(shù)一樣。并且應(yīng)盡量減少過(guò)孔數(shù)量，必要時(shí)需設(shè)置印制導(dǎo)線(xiàn)保護(hù)環(huán)或保護(hù)線(xiàn)，以防止振蕩和改善電路性能。

3、地線(xiàn)設(shè)計(jì)

不合理的地線(xiàn)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(wú)法工作。地線(xiàn)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(xiàn)阻抗的存在，地線(xiàn)各處電位不都是零。因?yàn)榈鼐€(xiàn)只要有一定長(zhǎng)度就不是一個(gè)處處為零的等電位點(diǎn)，地線(xiàn)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(xiàn)干擾的基本原則。所有電路、設(shè)備的地線(xiàn)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(xiàn)串聯(lián)一點(diǎn)接地和獨(dú)立地線(xiàn)并聯(lián)一點(diǎn)接地。

公用地線(xiàn)串聯(lián)一點(diǎn)接地方式比較簡(jiǎn)單，各個(gè)電路接地引線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

⑴走線(xiàn)長(zhǎng)度盡量短，以便使引線(xiàn)電感極小化。在低頻電路中，因?yàn)樗须娐返牡仉娏髁鹘?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(xiàn)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(xiàn)，可以增強(qiáng)屏蔽能力。

⑶雙層板可以使用地線(xiàn)面，地線(xiàn)面的目的是提供一個(gè)低阻抗的地線(xiàn)。

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(xiàn)網(wǎng)格的間距不能太大，因?yàn)榈鼐€(xiàn)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(guò)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(wèn)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(xiàn)并不起作用。

⑸地線(xiàn)面能夠使輻射的環(huán)路最小。

印制電路板基材

基材普遍是以基板的絕緣部分作分類(lèi)，常見(jiàn)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(shù)脂組成的絕緣部分，再以環(huán)氧樹(shù)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(jiàn)的基材及主要成份有：

FR-1 ──酚醛棉紙，這基材通稱(chēng)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(shù)脂

FR-4 ──玻璃布（Woven glass）、環(huán)氧樹(shù)脂

FR-5 ──玻璃布、環(huán)氧樹(shù)脂

FR-6 ──毛面玻璃、聚酯

G-10 ──玻璃布、環(huán)氧樹(shù)脂

CEM-1 ──棉紙、環(huán)氧樹(shù)脂（阻燃）

CEM-2 ──棉紙、環(huán)氧樹(shù)脂（非阻燃）

CEM-3 ──玻璃布、環(huán)氧樹(shù)脂

CEM-4 ──玻璃布、環(huán)氧樹(shù)脂

CEM-5 ──玻璃布、多元酯

AIN ──氮化鋁

SIC ──碳化硅

印制電路板金屬涂層

金屬涂層除了是基板上的配線(xiàn)外，也就是基板線(xiàn)路跟電子元件焊接的地方。此外，由于不同的金屬價(jià)錢(qián)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?cè)诮涌冢y（一般只會(huì)鍍?cè)诮涌?，或以整體也是銀的合金）。

印制電路板線(xiàn)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(xiàn)、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(xiàn)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(jiǎn)單的版圖設(shè)計(jì)可以用手工實(shí)現(xiàn)，但復(fù)雜的線(xiàn)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

印制電路板基本制作

根據(jù)不同的技術(shù)可分為消除和增加兩大類(lèi)過(guò)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(xiàn)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(xiàn)路板放到腐蝕液中，沒(méi)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(jiǎn)單的做法就是用打印機(jī)印出來(lái)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(xiàn)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(lái)，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(xiàn)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(xiàn)路板上正式線(xiàn)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(chēng)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(wú)電解銅組成線(xiàn)路

部分加成法

1.以無(wú)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(wú)電解銅消失

ALIVH

ALIVH（Any Layer Interstitial Via Hole，Any Layer IVA）是日本松下電器開(kāi)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(shù)脂成為“黏合片”（prepreg）

2.雷射鉆孔

3.鉆孔中填滿(mǎn)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(xiàn)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(kāi)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(xiàn)路圖案

6.再不停重復(fù)第二至四的步驟，直至完成

印制電路板功能測(cè)試

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

在同夾具供應(yīng)商打交道時(shí)，要記住這些問(wèn)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(cè)試工程師會(huì)忽略的地方。例如我們假定測(cè)試工程師身在美國(guó)的加利福尼亞，而產(chǎn)品制造地卻在泰國(guó)。測(cè)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(chǎng)房?jī)r(jià)格高，要求測(cè)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(guó)，這兩個(gè)問(wèn)題都不存在，讓人工來(lái)解決這些問(wèn)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(chǎng)房不是一個(gè)問(wèn)題。因此有時(shí)候一流設(shè)備在有的國(guó)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(cè)試更快（用探針測(cè)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(cè)試點(diǎn)。不管在哪里，都應(yīng)確保測(cè)試點(diǎn)已清楚地標(biāo)出。

探針類(lèi)型和普通操作工也應(yīng)該注意，需要考慮的問(wèn)題包括：

探針大過(guò)測(cè)試點(diǎn)嗎？探針有使幾個(gè)測(cè)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(cè)試點(diǎn)并進(jìn)行檢查嗎？測(cè)試點(diǎn)是否很大易于辨認(rèn)呢？

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

考慮上述問(wèn)題后測(cè)試工程師應(yīng)重新評(píng)估測(cè)試探針的類(lèi)型，修改測(cè)試文件以更好地識(shí)別出測(cè)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(cè)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(cè)試點(diǎn)短路的可能性,并使測(cè)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(cè)試點(diǎn)相距有多近？

測(cè)試探針的定位精度

系統(tǒng)能對(duì)UUT進(jìn)行兩面探測(cè)嗎？

探針移至下一個(gè)測(cè)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(lái)講它比離線(xiàn)式功能測(cè)試系統(tǒng)要大）

自動(dòng)探查通常不用針床夾具接觸其它測(cè)試點(diǎn)，而且一般它比生產(chǎn)線(xiàn)速度慢，因此可能需要采取兩種步驟：如果探測(cè)儀僅用于診斷，可以考慮在生產(chǎn)線(xiàn)上采用傳統(tǒng)的功能測(cè)試系統(tǒng)，而把探測(cè)儀作為診斷系統(tǒng)放在生產(chǎn)線(xiàn)邊上；如果探測(cè)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(xiàn)上也是必須要研究的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，生產(chǎn)線(xiàn)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(cè)系統(tǒng)都與SMEMA標(biāo)準(zhǔn)兼容，因此它們可以在在線(xiàn)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枰獙?zhuān)門(mén)的元器件來(lái)執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)。在以數(shù)字電路為主的UUT中，可以購(gòu)買(mǎi)帶有IEEE1194(邊界掃描）支持的器件，這樣只做很少或不用探測(cè)就能解決大部分診斷問(wèn)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(xiàn)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(cè)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(lái)，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。