最新印制电路板的可靠性设计措施
印制电路板的可靠性
设计措施
印制电路板的可靠性设计措施
摘要：本文通过长期科研实践和产品开发，提出了印制电路板在设计与工艺中应解决的可靠性设计、电磁兼容性问题的有效方法。
关键词：印制电路板可靠性电磁兼容
1 引言
近年，由于先后参加“彩电回扫变压器自动测试系统”“黑白电视机回扫变压器自动测试仪”以及“FBT回扫变压器温控台”，“FBT回扫变压器断续台”的研制开发生产工作，体会到：即使电路原理图和试验板试验正确，印制板电路设计不当，也会对设计的电子产品的可靠性产生不利影响。
印制电路板的设计与工艺越来越显得重要，譬如：印制电路板的两条细平行线靠得近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声。还有印制板地线的阻抗较高，构成公共阻抗就会在器件之间形成耦合干扰，元、器件在印制板中的排列也十分重要。因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用科学的方法进行印制板的可靠性设计和电磁兼容性设计。
2.根据器件排列选择印制
电路板的尺寸
根据电路原理图中的元器件的体积，多少及相互影响来决定印制电路板的大小尺寸的选择。印制板尺寸要适中，尺寸大时，即制线条长，阻抗增加，不仅抗噪声能力下降，成本也高，体积也大；尺寸小时，则散热不好，同时易受临近线条干扰。
器件的排列，应把相互有关的器件尽量就近排列，按电路原理图逐级排列。有两个变压器以上的电路应考虑垂直分布，对发热器件应考虑通风与散热。
3.电磁兼容性设计
印制电路板中的电磁兼容设计尤为重要。电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中能够正常工作的能力。电磁兼容性设计的目的是使电子设备既能抑制各种外来的干扰，使电子设备在特定的电磁环境中能够正常工作，同时又能减少电子设备本身对其它电子设备的电磁干扰
。
3.1 选择合理的布线
印制电路板中选择合理的布线也是提高电磁兼容的好办法。为了抑制印制电路板导线之间的串扰，在设计布线时应尽量避免长距离的平行走线，尽可能拉开线与线之间的距离，信号线与地线及电源线尽可能不交叉，在一些对干扰十分敏感的信号线之间设置一根接地的印制线，可以有效地抑制串扰。
选择双面印制板也是提高电磁兼容的有效办法。具体做法是在印制板的一面横向布线，另一面纵向布线，然后在交叉孔处用金属化孔相连，装配时逐一严格检查金属化孔的上下连线是否接通。采用平行走线可以减少导线电感，但导线之间的互感和分布电容增加，如果布局允许，最好采用双面#字形网状布线结构。
3.2 抑制高频产生的电磁辐射
为了抑制高频信号通过印制板导线时产生的电磁辐射，在印制电路板布线时，可采取以下措施。
设计时钟信号电路引线最容易产生电磁辐射干扰，走线时应与地线回路相靠近，不要长距离地与信号线并行走线。尽量减少印制导线的不连续性，印制板的线条宽度要规一，导线的拐角应大于90°，禁止环状走线。
设计数字电路时，如果电原理图中有高速、中速和低速逻辑电路时，一般在印制板布置时上部为高速电路，中部为中速电路，下部为低速电路。参考图1的方式排列。
图 1
设计带有总线驱动器应紧挨其欲驱动的总线，对于那些离开印制电路板的引线，驱动器应紧挨着连接器。数据总线的布线应与每两根信号线之间夹一根信号地线。
设计高频电路时一般还应考虑采用隔离设计和屏蔽盒隔离的方法。印制板电路设计时器件应紧挨和就近接地方法。
3.3 抑制反射干扰
终端的反射干扰是印制电路板印制线条的终端反射所造成。设计时应与考虑。
抑制反射干扰，除了特殊需要之外，应尽可能缩短印制线的长度和采用慢速电路，必要时可加终端匹配，即在传输线的末端对地和电源端各加接一个相同阻值的匹配电阻。匹配电阻的阻值应根据集成电路的输出驱动电流及吸收电阻的最大值来决定。对一般速度较快的TLL电路，其印制线条长于10cm以上时就应采用终端匹配措施。
4.地线设计
地线设计是印制电路板中不可忽略的问题。接地是控制干扰的重要方法，如果将接地和屏蔽正确结合起来使用可解决大部分干扰问题。
地线设计时应考虑系统地、机壳地(屏蔽地)，数字地(逻辑地)和模拟地等。4.1 地线设计时尽量粗(宽)
根据电路板尺寸和元器件排列设计时，接地线的宽度应大于3mm。因为接地线细，接地电位则随电流的变化而变化，致使电子设备的定时信号电平不稳，抗噪声性能变坏，解决的办法应将接地线尽量加粗，使它能通过三倍于印制电路板的允许电流。
4.2 接地点的选择
合理选择接地点也是印制电路板的关键。有单点接地、多点接地、就近接地。
4.2.1 单点接地
当信号工作频率小于1MHz时，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地。
当信号工作频率小于10MHz时，应该注意，如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长的1／20，否则应采用多点接地法。
4.2.2 多点接地与就近接地
当信号工作频率大于10MHz时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用多点接地和就近接地。
4.3 数字电路与模拟电路分开设计
印制电路板设计时如有数字电路与模拟电路或即有高速逻辑电路，又有线性电路时，应使它们尽量分开，数字地和模拟地线不要相混，分别与电源端地线相连，要尽量加大线性电路的接地面积。
4.4 单纯数字电路接地线可采用
闭环路设计
单纯数字电路接地线可采用闭环路设计，它可以提高电路在印制电路板中抗噪声的能力。
闭环路接地设计，可以对印制电路板上有很多集成电路元件，尤其遇有耗电较多的元件时，因受接地线粗细的限制，会在地线上产生较大的电位差，引起抗噪声能力下降，则会缩小电位差值，达到提高电子设备的抗噪声能力。
5.电路抗噪声设计
为了达到电路抗噪声，在直流电源回路中，负载的变化而引起的电源噪声和在数字电路中，当电路从一个状态转换为另一状态时，同样会在电源线上产生一个很大的尖峰电流，形成瞬变的噪声电压。电路抗噪声设计可以采用配置去耦电容达到抑制因负载变压而产生的噪声，是印制电路板可靠性设计的一种常用办法。
印制电路板在电源输入端留一个跨接10～1000μF的电解电容位置，留的位置尺寸根据印制电路板的空间决定。一般采用100μF以上的电解电容器的抗干扰效果会更佳。
去耦电容的引线不宜过长，特别高频旁路电容不能带引线。
设计印制电路板时还要考虑在每片集成电路芯片留一个0.01μF的陶瓷电容器；如果印制板尺寸小，空间小而装不下时，可每4－10个芯片留一个1－
10μF的电解电容器位置，这种器件的高频阻抗特别小，在500kHz～20MHz，范围内阻抗小于1Ω，而且漏电流小于0.5μΑ以下。
印制电路板的可靠性设计
印制电路板的可靠性设计 实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声。因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用正确的方法。 地线设计 在电子设备中，接地是控制干扰的重要方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用，可解决大部分干扰问题。电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻辑地）和模拟地等。在地线设计中应注意以下几点： 1.正确选择单点接地与多点接地 在低频电路中，信号的工作频率小于1MHz，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地。当信号工作频率大于10MHz时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就近多点接地。当工作频率在1～10MHz时，如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长的1/20，否则应采用多点接地法。 2.将数字电路与模拟电路分开 电路板上既有高速逻辑电路，又有线性电路，应使它们尽量分开，而两者的地线不要相混，分别与电源端地线相连。要尽量加大线性电路的接地面积。 3.尽量加粗接地线 若接地线很细，接地电位则随电流的变化而变化，致使电子设备的定时信号电平不稳，抗噪声性能变坏。因此应将接地线尽量加粗，使它能通过三位于印制电路板的允许电流。如有可能，接地线的宽度应大于3mm。 4.将接地线构成闭环路 设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时，将接地线做成闭环路可以明显的提高抗噪声能力。其原因在于：印制电路板上有很多集成电路元件，尤其遇有耗电多的元件时，因受接地线粗细的限制，会在地结上产生较大的电位差，引起抗噪声能力下降，若将接地结构成环路，则会缩小电位差值，提高电子设备的抗噪声能力。
中国印制电路板行业概况研究-行业概况及市场前景
中国印制电路板行业概况研究-行业概况及市场前景 （一）行业概况和市场前景 1、印制电路板行业简介 印制电路板（Printed Circuit Board，PCB），又称印刷电路板，指在通用基材上按预定设计形成点间连接及印刷元件的印刷板，其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。印制电路板被称为“电子系统产品之母”, 几乎所有的电子设备都要使用印制电路板，不可替代性是印制电路板制造行业得以长久稳定发展的重要因素之一。 印制电路板的制造品质、工艺技术对电子产品的可靠性、功能性产生直接影响。PCB 板主要由线路与图形、介电层、导通孔、防焊油墨、丝印、表面处理层等构成，不同部件发挥的作用如下：
2、PCB 产品分类 印制电路板分类方法较多，行业中应用较多的分类方法主要为以下几种：（1）按导电图形层数分类。 印制电路板按照导电图形层数可以分为：单面板、双面板和多层板。 单面板是最基本的印制电路板，元器件集中在其中一面，导线则相对集中在 另一面。 双面板是指在两面都有布线，并且在两面间有适当的电路连接的印制电路板，解决了单面板中布线交错的问题，可以用于较复杂的电路上。 多层板是指有四层及以上的导电图形的PCB，多层板的层数通常为偶数，层数越高所需的技术要求也越高，可以支持的功能也更丰富。 （2）按板材的材质分类 按PCB 使用的板材材质可以分为刚性板、挠性板、刚挠结合板。 刚性板是由不易弯曲、具有一定强韧度的刚性基材制成的印制电路板，在电子产品中得到广泛使用。刚性板的基材通常采用玻纤布基板、热塑性基板、复合基板、陶瓷基板、金属基板、纸基板等。 挠性板指采用柔性的绝缘基材制成的印制电路板，可根据安装要求进行弯曲、卷绕、折叠。挠性基材包括聚酰亚胺基板、聚酯基板等。 刚挠结合板是由刚性板和挠性板有序地层压组成，并以金属化孔形成电气连接，既可以提供刚性板的支撑作用，又具有挠性板的弯曲性，能够满足三维组装的要求。刚挠结合板对节省产品内部空间，减少成品体积，提高产品性能有很大的帮助。 （3）按技术、工艺等维度分为HDI 板和特殊板等。
印制电路板的可靠性设计措施doc
印制电路板的可靠性设计措施 摘要：本文通过长期科研实践和产品开发，提出了印制电路板在设计与工艺中应解决的可靠性设计、电磁兼容性问题的有效方法。 关键词：印制电路板可靠性电磁兼容 1 引言 近年，由于先后参加“彩电回扫变压器自动测试系统”“黑白电视机回扫变压器自动测试仪”以及“FBT回扫变压器温控台”，“FBT回扫变压器断续台”的研制开发生产工作，体会到：即使电路原理图和试验板试验正确，印制板电路设计不当，也会对设计的电子产品的可靠性产生不利影响。 印制电路板的设计与工艺越来越显得重要，譬如：印制电路板的两条细平行线靠得近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声。还有印制板地线的阻抗较高，构成公共阻抗就会在器件之间形成耦合干扰，元、器件在印制板中的排列也十分重要。因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用科学的方法进行印制板的可靠性设计和电磁兼容性设计。 2.根据器件排列选择印制 电路板的尺寸 根据电路原理图中的元器件的体积，多少及相互影响来决定印制电路板的大小尺寸的选择。印制板尺寸要适中，尺寸大时，即制线条长，阻抗增加，不仅抗噪声能力下降，成本也高，体积也大；尺寸小时，则散热不好，同时易受临近线条干扰。 器件的排列，应把相互有关的器件尽量就近排列，按电路原理图逐级排列。有两个变压器以上的电路应考虑垂直分布，对发热器件应考虑通风与散热。 3.电磁兼容性设计 印制电路板中的电磁兼容设计尤为重要。电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中能够正常工作的能力。电磁兼容性设计的目的是使电子设备既能抑制各种外来的干扰，使电子设备在特定的电磁环境中能够正常工作，同时又能减少电子设备本身对其它电子设备的电磁干扰 。 3.1 选择合理的布线 印制电路板中选择合理的布线也是提高电磁兼容的好办法。为了抑制印制电路板导线之间的串扰，在设计布线时应尽量避免长距离的平行走线，尽可能拉开线与线之间的距离，信号线与地线及电源线尽可能不交叉，在一些对干扰十分敏感的信号线之间设置一根接地的印制线，可以有效地抑制串扰。 选择双面印制板也是提高电磁兼容的有效办法。具体做法是在印制板的一面横向布线，另一面纵向布线，然后在交叉孔处用金属化孔相连，装配时逐一严格检查金属化孔的上下连线是否接通。采用平行走线可以减少导线电感，但导线之间的互感和分布电容增加，如果布局允许，最好采用双面#字形网状布线结构。 3.2 抑制高频产生的电磁辐射
PCB印制电路板的认证
PCB（印制电路板）是一项技术难度高，生产工艺复杂，资金投入量大的高科技产品。随着电子产品的集成化和小型化趋势，对印制电路板的体积要求越来越小，随之要求的是多层技术和高密度技术，致使印制电路板的制造越来越复杂。能否制造出高质量，高复杂及高精密度的印制电路板，生产设备尤其重要。而在PCB生产设备中，激光光绘机是PCB生产的关键设备，它的精度决定了生产印制电路板的精密度。 Q/SLEC001-2001 1、范围 本规范规定了有关激光光绘机的技术 要求、实验方法、检验规则、标志、包 装及运输和贮存。 2、引用规范 下列规范包含的条文，通过本规范中引 用而构成为本规范的条文。在规范出版 时，所示版本均为有效。所有规范都会 被修订，使用本规范的各方探讨、使用 下列规范最新版本的可能性。 外观尺寸说明
GB191―1990包装储运图标标志GB2423.1―1989电工电子产品基本环 境实验规程 实验A：低温实验方法GB2423.2―1989电工电子产品基本环 境实验规程 实验B：高温实验方法GB2423.3―1992电工电子产品基本环 境实验规程 实验Ca：恒定湿热实验 方法 GB4943―1995信息技术设备（包括电气事务设备）安全 GB5080.7―1986设备可靠性实验，恒定 失败率假设下的失败 率与平均无故障时间 的验证方法。 GB6881―1986声学―噪声源声功率 级的测定混响室精密
法和工程法 HB6158―1988 可靠性实验故障分类 3、技术要求 3.1主要设计要求 本机采用He-Ne激光器作为 光源，声光调制器作扫描激 光的控制开关，由计算机发 送的图形信息经RIP处理后 进入驱动电路控制声光调制 器工作，被调制的Ⅰ级4路 衍射激光，经物镜聚焦在被 滚筒吸咐的胶片上，滚筒高 速旋转作纵向主扫描，光学 记录系统横移作副扫描，两 个扫描运动合成，实现将计 算机内部处理的图形信息以 点阵形式还原在胶片上。 3.2主要技术性能
系统可靠性设计与分析
可靠性设计与分析作业 学号：071130123 姓名：向正平一、指数分布的概率密度函数、分布函数、可靠度函数曲线 （1）程序语言 t=(0:0.01:20); Array m=[0.3,0.6,0.9]; linecolor=['r','b','y']; for i=1:length(m); f=m(i)*exp(-m(i)*t); F=1-exp(-m(i)*t); R=exp(-m(i)*t); color=linecolor(i); subplot(3,1,1); title('指数函数概率密度函数曲线'); plot(t,f,color); hold on subplot(3,1,2); title('指数函数分布函数函数曲线'); plot(t,F,color); hold on subplot(3,1,3); title('指数指数分布可靠度函数曲线 plot(t,R,color); hold on end （3）指数分布的分析 在可靠性理论中，指数分布是最基本、最常用的分布，适合于失效率为常数 的情况。指数分布不但在电子元器件偶然失效期普遍使用，而且在复杂系统和整 机方面以及机械技术的可靠性领域也得到使用。 有图像可以看出失效率函数密度f(t)随着时间的增加不断下降，而失效率随 着时间的增加在不断的上升，可靠度也在随着时间的增加不断地下降，从图线的 颜色可以看出，随着m的增加失效率密度函数下降越快，而可靠度的随m的增加 而不断的增加，则失效率随m的增加减小越快。 在工程运用中，如果某零件符合指数分布，那么可以适当增加m的值，使零 件的可靠度会提升，增加可靠性。 二、正态分布的概率密度函数、分布函数、可靠性函数、失效率函数曲线 （1）程序语言 t=-10:0.01:10; m=[3,6,9]; n=[1,2,3]; linecolor=['r','b','y'];
中国印刷电路板(PCB)行业上市公司分析
中国PCB行业上市公司分析 印刷电路板(Printed circuit board，简称PCB)是组装电子零件用的基板，全球产值每年达450亿美元，在电子行业中仅次于半导体行业，而中国的增长速度远高于行业平均速度。如今电子产品日新月异，价格战改变了供应链的结构，中国兼具成本和市场优势。PCB行业由于受成本和下游产业转移的影响，正逐渐转移到中国，在世界范围内中国是最具成长性的PCB市场。 低端PCB(4层以下)进入壁垒相对不高，竞争比较充分，集中度较低，受下游整机降价的压力，产品价格经常面临下游厂商压价的挤压。而高端PCB(HDI等)技术、设备、工艺等要求很高，进入壁垒较高，扩产周期较长，在中国处于供不应求的状态。 中国PCB厂商产能快速扩张，产值不断增大，产品向高端发展，中国的PCB厂商还有很大的成长空间。 CCL(覆铜板)和下游整机产品隔着PCB板，价格传递没有这么直接，集中度比较高，议价能力比PCB高，但产品用途单一导致对PCB的依赖很强；由于低端产品和特殊的PCB板材的需求，导致成本低、和针对特定细分市场的规模小厂商的有生存空间，行业整合的难度较大。 CCL大厂商推行规模领先战略，有较大的扩产动作，强者恒强的格局维持，产能的释放集中在2007～2008年，但2008年上半年是传统淡季，价格战难以避免。从长期看集中是一种趋势，但短期利润损失的阵痛难免。 原材料涨价使上游厂商毛利丰厚，加上中国政府加强对环境的保护，加速了下游行业的整合，提高进入门槛，迫使竞争力弱的企业退出行业。 PCB的发展使玻纤厂商纷纷加大高档的电子纱生产，电子纱产业向薄纱方向发展，有窑炉厂in-house趋势。电子布的生产规模取决于窑炉的大小，投资较大，集中度更高。 技术创新能力、新兴产业需求及高端大客户需求的跟踪和保障能力是PCB厂商获取高额利润的关键。 一、PCB的产业链和竞争力分析 (一) PCB产业链分析
印制电路板的设计规范
目录 1印制线路板（PCB）说明 .................................................................................................................... 错误!未定义书签。 1.1印制线路板定义 ........................................................................................................................... 错误!未定义书签。 1.2印制线路板基本组成 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。 1.3印制线路板分类 ........................................................................................................................... 错误!未定义书签。2原理图入口条件 .................................................................................................................................... 错误!未定义书签。3原理图的使用 ........................................................................................................................................ 错误!未定义书签。4结构图入口条件（游） ........................................................................................................................ 错误!未定义书签。5结构图的使用 ........................................................................................................................................ 错误!未定义书签。6电路分类 ................................................................................................................................................ 错误!未定义书签。 6.1从安规角度分类 ........................................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.2布局设计要求 ............................................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.3各类电路距离要求 ....................................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.4其他要求 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。7规则设置 ................................................................................................................................................ 错误!未定义书签。 7.1规则分类 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.2基本设置 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.3特殊区域 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.4电源、地信号设置 ....................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.5时钟信号设置 ............................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.6差分线的设置 ............................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.7等长规则 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.8最大过孔数目规则 ....................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.9拓扑规则 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.10其他设置 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。8安规、EMC ........................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.1PCB板接口电源的EMC设计 .................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.2板内模拟电源的设计 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.3关键芯片的电源设计 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.4普通电路布局EMC设计要求..................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.5接口电路的EMC设计要求......................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.6时钟电路的EMC设计要求......................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.7其他特殊电路的EMC设计要求................................................................................................. 错误!未定义书签。 8.8其他EMC设计要求..................................................................................................................... 错误!未定义书签。9DFX设计 ............................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 9.1空焊盘（DUMMY PAD）................................................................................................................ 错误!未定义书签。 9.20402阻容器件的应用条件 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。10孔（结构） ........................................................................................................................................ 错误!未定义书签。
北京航空航天大学系统可靠性设计分析期末试卷a
1．判断题（共20分，每题2分，答错倒扣1分） (1)（）系统可靠性与维修性决定了系统的可用性和可信性。 (2)（）为简化故障树，可将逻辑门之间的中间事件省略。 (3)（）在系统寿命周期的各阶段中，可靠性指标是不变的。 (4)（）如果规定的系统故障率指标是每单位时间0.16，考虑分配余量，可以按每单位时间0.2 进行可靠性分配。 (5)（）MTBF和MFHBF都是基本可靠性参数。 (6)（）电子元器件的质量等级愈高，并不一定表示其可靠性愈高。 (7)（）事件树的后果事件指由于初因事件及其后续事件的发生或不发生所导致的不良结果。 (8)（）对于大多数武器装备，其寿命周期费用中的使用保障费用要比研制和生产费用高。 (9)（）所有产品的故障率随时间的变化规律，都要经过浴盆曲线的早期故障阶段、偶然故障 阶段和耗损故障阶段。 (10)（）各种产品的可靠度函数曲线随时间的增加都呈下降趋势。 2．填空题（共20分，每空2分） (1)MFHBF的中文含义为。 (2)平均故障前时间MTTF与可靠度R(t)之间的关系式是。 (3)与电子、电器设备构成的系统相比，机械产品可靠性特点一是寿命不服从分 布，二是零部件程度低。 (4)在系统所处的特定条件下，出现的未预期到的通路称为。 (5)最坏情况容差分析法中，当网络函数在工作点附近可微且变化较小、容差分析精度要求不 高、设计参数变化范围较小时，可采用；当网络函数在工作点可微且变化较大，或容差分析精度要求较高，或设计参数变化范围较大时，可采用。 (6)一般地，二维危害性矩阵图的横坐标为严酷度类别，纵坐标根据情况可选下列三项之一： 、 或。
3．简要描述故障树“三早”简化技术的内容。（10分）
PCB印制电路板设计规范(doc 20页)完美版
印制电路板设计规范 一、适用范围 该设计规范适用于常用的各种数字和模拟电路设计。对于特殊要求的，尤其射频和特殊模拟电路设计的需量行考虑。 应用设计软件为Protel99SE。也适用于DXP Design软件或其他设计软件。二、参考标准 GB 4588.3—88 印制电路板设计和使用 Q/DKBA—Y004—1999 华为公司内部印制电路板CAD工艺设计规范 三、专业术语 1.PCB（Print circuit Board）: 印制电路板 2.原理图（SCH图）：电路原理图，用来设计绘制，表达硬件电路之间各种 器件之间的连接关系图。 3.网络表（NetList表）：由原理图自动生成的，用来表达器件电气连接的关 系文件。 四、规范目的 1.规范规定了公司PCB的设计流程和设计原则，为后续PCB设计提供了设 计参考依据。 2.提高PCB设计质量和设计效率，减小调试中出现的各种问题，增加电路 设计的稳定性。 3.提高了PCB设计的管理系统性，增加了设计的可读性，以及后续维护的 便捷性。 4.公司正在整体系统设计变革中，后续需要自主研发大量电路板，合理的 PCB设计流程和规范对于后续工作的开展具有十分重要的意义。 五、SCH图设计 5.1 命名工作 命名工作按照下表进行统一命名，以方便后续设计文档构成和网络表的生成。有些特殊器件，没有归类的，可以根据需求选择其英文首字母作为统一命名。 表1 元器件命名表 按键，命名为U100，在Lib Ref中描述为KEY。这样使得整个原理图更加清晰，功能明确。 5.2 封装确定 元器件封装选择的宗旨是
1. 常用性。选择常用封装类型，不要选择同一款不常用封装类型，方便元器件购买，价格也较有优势。 2. 确定性。封装的确定应该根据原理图上所标示的封装尺寸检查确认，最好是购买实物后确认封装。 3. 需要性。封装的确定是根据实际需要确定的。总体来说，贴片器件占空间小，但是价格贵，制板相同面积成本高，某些场合下不适用。直插器件可靠性高，焊接方便，但所占空间大，高性能的MCU已经逐步没有了直插封装。实际设计应该根据使用环境需求选择器件。如下几个例子说明情况： a. 电阻贴片和直插的选择 选择直插和贴片电阻主要从精度和功率方面考虑。直插电阻一般精度较高，可以选择0.1%甚至更高的精度，功率可以根据需要选择。常见直插电阻的功率为1/4W。一般在模拟回路采用直插封装，能够更好的保证精度。（特殊情况下也可选择贴片，但须考虑成本问题） 贴片电阻精度一般常见的为5%。功率为1/10W。基本用在数字电路。成本比直插高，但是占空间小。 b. BGA封装的问题 是否选择BGA封装的元器件，主要考虑实际的需求。BGA的特点是占空间小，管脚集成度高，可靠性好，受电磁干扰程度小。但是由于管脚密闭，对于管脚的调试不方便。同时由于BGA的环形管脚排布，使得BGA封装的元器件对于电路板设计有更高要求，一般至少需要4层以上。BGA越复杂，板的层数要求越高，设计成本越高。 c. 电源芯片的封装问题 一般的数字电路常用的稳压器芯片如AS1117-3.3/1.2等。选择封装的时候应该注意其三个管脚的定义是否与设计相同。确定电源芯片的封装定义。
印制电路板行业分析
印制电路板行业分析 一、印制电路板行业概况 1、印刷电路板定义 印制电路板英文简称PCB（Printed Circuit Board），又称印刷线路板，是指在通用基材上按预定设计形成点间连接及印刷元件的印刷板，其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。印制电路板作为组装电子零件用的基板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体和电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。 在印制电路板出现之前，电子元件之间的互连都是依靠电线直接连接而组成完整的线路。在当代，电路面板只是作为有效的实验工具而存在，而印刷电路板在电子工业中已经成了占据了绝对统治的地位。 根据国家统计局制定的《国民经济行业分类与代码》，中国把印制电路板（PCB）制造归入通信设备、计算机及其他电子设备制造业（国统局代码40）中的电子元件制造（C406），其统计4级码为C4062。 在较大型的电子产品研究过程中，印制电路板的设计、编制和制造是最基本的核心工作，印制电路板的设计水平和制造质量会直接影响到整机电子产品的性能、质量和成本，因此印制电路板在电子信息产业中有着举足轻重的地位。 2、印刷电路板分类 根据印制电路板制造行业的特点，可有四种分类方式，具体如下： 印制电路板（PCB）产品分类 印制电路板从单层发展到双面板、多层板和挠性板，并不断地向高精度、高
密度和高可靠性方向发展。不断缩小体积、减少成本、提高性能，使得印制电路板在未来电子产品的发展过程中，仍然保持强大的生命力。 未来印制电路板生产制造技术发展趋势是在性能上向高密度、高精度、细孔径、细导线、小间距、高可靠、多层化、高速传输、轻量、薄型方向发展。 3、印刷电路板的组成 目前的电路板，主要由以下组成 线路与图面（Pattern）：线路是做为原件之间导通的工具，在设计上会另外设计大铜面作为接地及电源层。线路与图面是同时做出的。 介电层（Dielectric）：用来保持线路及各层之间的绝缘性，俗称为基材。 孔（Through hole / via）：导通孔可使两层次以上的线路彼此导通，较大的导通孔则做为零件插件用，非导通孔作为表面贴装定位，组装时固定螺丝用。 防焊油墨（Solder resistant /Solder Mask) ：并非全部的铜面都要吃锡上零件，因此非吃锡的区域，会印一层隔绝铜面吃锡的物质（通常为环氧树脂），避免非吃锡的线路间短路。根据不同的工艺，分为绿油、红油、蓝油。 丝印（Legend /Marking/Silk screen）：此为非必要之构成，主要的功能是在电路板上标注各零件的名称、位置框，方便组装后维修及辨识用。 表面处理（Surface Finish）：由于铜面在一般环境中，很容易氧化，导致无法上锡（焊锡性不良），因此会在要吃锡的铜面上进行保护。保护的方式有喷锡（HASL），化金（ENIG），化银（Immersion Silver)，化锡（Immersion Tin），有机保焊剂（OSP），方法各有优缺点，统称为表面处理。 4、印刷电路板的外观 我们通常说的印刷电路板是 指裸板，即没有上元器件的电路 板。裸板也常被称为“印刷线路 板Printed Wiring Board（PWB）”。 板子本身的基板是由绝缘隔热且 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
可靠性试验分析及设计
ji 第四章(44) 可靠性试验与设计 四、最小二乘法 用图估法在概率纸上描出[],()i i t F t 点后,凭目视作分布检验判别所作的回归直线往往因人而异，因此最好再通过数值计算求出精确的分布检验结论和求出数学拟合的回归直线。通常用相关系数作分布检验，用最小二乘法求回归直线。 相关系数由下式求得： ()() n i i X X Y Y γ--= ∑ 其中X,Y 是回归直线的横坐标和纵坐标，它随分布的不同而不同。下表是不同分布的 坐标转换 只有相关系数γ 大于临界值0γ时，才能判定所假设的分布成立。0γ临界系数可查相应的临界相关系数表，如给定显著水平0.05α=，n=10,可查表得00.576γ=。若计算的0γγ，则假设的分布成 立。 如果回归的线性方程为 Y mX B =- 则由最小二乘法得到系数为
1 1 111 221 1??1?1 ()n n i i i i n n n i i i i i i i n n i i i i Y m X B N X Y X Y N m X X N =======-+=-=-∑∑∑∑∑∑∑ 代入上表中的不同的分布，就可以得到相应分布的参数估计值。 五、最好线性无偏估计与简单线性无偏估计 1、无偏估计 不同子样有不同的参数估计值?q ，希望?q 在真值q 附近徘徊。若?()E q q =，则?q 为q 的无偏估计。如平均寿命的估计为?i t n q =? ，是否为无偏估计？ Q 1 [] ?()[]n i i i i t E t E E n n n q q q === = =? 邋 \ ?q 为q 的无偏估计 2、最好无偏估计定义 若?k q 的方差比其它无偏估计量的方差都小，即?()min ()k k D D q q =，则?k q 为最好无偏估计。 3、线性估计定义 若估计量?q 是子样的一个线性函数，即1 ?n i i i a q ==C ? ，则称?q 为线性估计。 4、最好线性无偏估计 当子样数25n ￡时，通过变换具有()F m s C -形式的寿命分布函数，其,m s 的最好线性无偏估计为： 1 ?(,,)r j i D n r j X m ==? ?(,,)j C n r j X s =? 其中(,,),(,,)D n r j C n r j 分别为,m s 的无偏估计，有了,,n r j 后，可有专门表格查无偏系数(,,),(,,)D n r j C n r j 。
《印制电路板设计技术》基本概念
《印制电路板设计技术》基本概念 一、Protel 99软件概述 3、Protel99 SE的文件类型 在设计数据库中包含了全部的用户文件，文件类型以扩展名加以区分。Protel 99SE常见文件类型有： bak（自动备份文件）ddb（数据库文件）sch（原理图文件）pcb（电路板图文件）prj（项目文件） lib（元件库文件） net（网络表文件） pld（pld描述文件）txt（文本文件） rep（报告文件） ERC（电气规则测试报告文件） XLS（元件列表文件） XRF（交叉参考元件列表文件）等。 二、电路原理图设计 1、印制电路板设计分为三大步骤：（1）电路原理图的设计、（2）产生网络表、（3）印制电路板的设计。 2、电路原理图设计的一般步骤：（1）新建电路原理图文件；（2）启动电路原理图编辑器；（3）设置图纸和工作环境；（4）加载元件库；（5）放置元件；（6）调整元器件布局；（7）进行布线及调整；（8）报表文件的生成；（9）文件的保存与输出。 3、在原理图中，设计管理器由Explorer（设计浏览器）和Browse Sch（元件管理器）组成。设计浏览器用来管理设计数据库文件，元件管理器用来装载/删除元件库、选取与查找元件、打开元件编辑器。 4、Protel 99SE中使用的尺寸是英制，它与公制之间的关系为：1 inch（英寸）=25.4mm，1 inch=1000 mil（毫英寸），1mm=40mil 。 5、Snap Grid 表示捕捉栅格，用于将元件、连线放置在栅格上，使图形整齐且易画图；Visible Grid表示可视栅格，屏幕显示的栅格，用以确定元件位置；Electrical Grid 表示电气栅格，用于连线。 6、Protel 99 SE提供的常用快捷键如下：PageUp：放大视图；PageDown：缩小视图；End：刷新视图；Space：被放置的对象旋转90度；Tab：在元件浮动状态时，编辑元件的属性；X：元件水平镜像翻转；Y：元件垂直镜像翻转；Esc：取消当前操作。 7、直线LINE与导线Wire 的区别是： LINE是画直线的工具，没有电气连接意义；Wire 是画导线的工具，有电气连接意义。在使用中两者不能互相代替。 8、网络标号在电路原理图中具有实际的电气连接作用，只要网络标号相同的网络不管图上是否连接表示它们都是连接在一起的。 9、主电路图的扩展名是：.prj，这个文件又称项目文件。 10、电路原理图元件库的扩展名是.lib；而电路原理图文件的扩展名是. sch。 11、制作新元件的一般步骤如下：（1）新建元件库；（2）设置工作参数；（3）绘制元件外形；（4）放置并编辑元件引脚；（5）编辑元件信息；（6）生成有关元件的报表；（7）元件保存。 12、PCB 电路板的概念 所谓印制电路板(PrintedCircuitBoard，PCB)就是以一定尺寸的绝缘板为基材，以铜箔为导线，通过印制板上的印制导线、焊盘及金属化过孔等来实现电路元件各个引脚之间的电气连接。 13、单面板、双面板与多层板的区别是：单面板是一种单面敷铜，因此只能利用它敷了铜的一面设计电路导线和元件的焊接；双面板是包括 Top （顶层）和 Bottom （底层）的双面都敷有铜的电路板，双面都可以布线焊接，中间为一层绝缘层，为常用的一种电路板；如果在双面板的顶层和底层之间加上别的层，即构成了多层板。
印制电路板的设计与制作
印制电路板的设计与制作 本章主要介绍印制电路板的元件布局及布线原则；应用ＰＲＯＴＥＬ设计印制电路板的基本步骤及设计示例；印制电路板的手工制作与专业制作的方法，并以实验室常用的ＶＰ?１０８Ｋ电路板制作系统为例，介绍了ＰＣＢ的制作步骤与方法。章末附有印制电路板的设计与制作训练。 现代印制电路板（简称ＰＣＢ，以下ＰＣＢ即指印制电路板）的设计大多使用电脑专业设计软件进行，ＰＣＢ的制作也是通过专业制作厂家完成的。因此，大批量的ＰＣＢ生产常常是用户自己设计好印制板，将文档资料交给印制板生产厂家，由其完成ＰＣＢ板的制 出的印制板文档可以广泛地被各专业印制板生产厂家所接受。因此本章首先介绍使用ＰＲＯＴＥＬ进行印制板设计的一般步骤，给出一个设计示例，然后简单介绍手工制作印制板的一般方法，最后介绍适合于实验室的印制电路板制作设备ＶＰ?１０８Ｋ。 印制电路板的设计原则 印制电路板的设计是一项很重要的工艺环节，若设计不当，会直接影响整机的电路性能，也直接影响整机的质量水平。它是电子装配人员学习电子技术和制作电子装置的基本功之一，是实践性十分强的技术工作。 印制电路板的设计是根据电路原理图进行的，所以必须研究电路中各元件的排列，确定它们在印制电路板上的最佳位置。在确定元件
的位置时，还应考虑各元件的尺寸、质量、物理结构、放置方式、电气连接关系、散热及抗电磁干扰的能力等因素。可先草拟几种方案，经比较后确定最佳方案，并按正确比例画出设计图样。画图在早期主要靠手工完成，十分繁琐，目前大多用计算机完成，但前述的设计原则既可适用于手工画图设计，也可适用于计算机设计。 对于印制电路板来说，一般情况下，总是将元件放在一面，我们把放置元件的一面称为元件面。印制板的另一面用于布置印制导线（对于双面板，元件面也要放置导线）和进行焊接，我们把布置导线的这一面叫做印制面或焊接面。如果电路较复杂，元件面和焊接面容不下所有的导线，就要做成多面板。在元件面和焊接面的中间设置层面，用于放置导线，这样的层面我们称之为内部层或中间层。中间层如果是专门用于放置电源导线的，又称做电源层或地线层。如果是用于放置传递电路信号的导线的，叫做中间信号层。多面板的元件面、焊接面要和中间层连通，靠印制电路板上的金属化孔完成，这种金属化孔叫通孔（Ｖｉａ）。 １． 要将一定数量的元件按原理图中的电气连接关系安装在印制电路板上，必须事先知道各元件的安装数据，以便元件布局。一般采用下述方法确定元件的安装数据。 （１）设计者提供元件正确的安装资料。 （２）若没有提供元件安装数据，应通过元件型号查手册找出元件的安装数据。
印制电路板常见结构
印制电路板常见结构以及PCB抄板PCB设计基础知识 印制电路板（PCB）的常见结构可以分为单层板（single Layer PCB）、双层板（Double Layer PCB）和多层板（Multi Layer PCB）三种。 一、单层板single Layer PCB 单层板（single Layer PCB）是只有一个面敷铜，另一面没有敷铜的电路板。元器件一般情况是放置在没有敷铜的一面，敷铜的一面用于布线和元件焊接，如图所示。 二、双层板Double Layer PCB 双层板（Double Layer PCB）是一种双面敷铜的电路板，两个敷铜层通常被称为顶层（Top Layer）和底层（Bottom Layer），两个敷铜面都可以布线，顶层一般为放置元件面，底层一般为元件焊接面，如图所示。 三、多层板Multi Layer PCB 多层板（Multi Layer PCB）就是包括多个工作层面的电路板，除了有顶层（Top Layer）和底层（Bottom Layer）之外还有中间层，顶层和底层与双层面板一样，中间层可以是导线层、信号层、电源层或接地层，层与层之间是相互绝缘的，层与层之间的连接往往是通过孔来实现的。以四层板为例，如图2 3 4 所示。这个四层板除了具有顶层和底层之外，内部还具有一个地层和一个图2 3 4 四层板结构 尽管Protel DXP支持72层板的设计，但在实际的应用中，一般六层板已经能够满足电路设计的要求，不必将电路板设计成更多层结构。 Prepreg&core
Prepreg：半固化片，又称预浸材料，是用树脂浸渍并固化到中间程度(B 阶)的薄片材料。半固化片可用作多层印制板的内层导电图形的黏结材料和层间绝缘。在层压时，半固化片的环氧树脂融化、流动、凝固，将各层电路毅合在一起，并形成可靠的绝缘层。 core:芯板，芯板是一种硬质的、有特定厚度的、两面包铜的板材，是构成印制板的基础材料。 通常我们所说的多层板是由芯板和半固化片互相层叠压合而成的。而半固化片构成所谓的浸润层，起到粘合芯板的作用，虽然也有一定的初始厚度，但是在压制过程中其厚度会发生一些变化。 通常多层板最外面的两个介质层都是浸润层，在这两层的外面使用单独的铜箔层作为外层铜箔。外层铜箔和内层铜箔的原始厚度规格，一般有0.5OZ、1OZ、2OZ(1OZ约为35um或1.4mil)三种，但经过一系列表面处理后，外层铜箔的最终厚度一般会增加将近1 OZ左右。内层铜箔即为芯板两面的包铜，其最终厚度与原始厚度相差很小，但由于蚀刻的原因，一般会减少几个um。 多层板的最外层是阻焊层，就是我们常说的“绿油”，当然它也可以是黄色或者其它颜色。阻焊层的厚度一般不太容易准确确定，在表面无铜箔的区域比有铜箔的区域要稍厚一些，但因为缺少了铜箔的厚度，所以铜箔还是显得更突出，当我们用手指触摸印制板表面时就能感觉到。 当制作某一特定厚度的印制板时，一方面要求合理地选择各种材料的参数，另一方面，半固化片最终成型厚度也会比初始厚度小一些。下面是一个典型的6层板叠层结构（iMX255coreboard）：