國家標準-》印制電路板設計規(guī)范

1、中國航天工血總公司航天工業(yè)行業(yè)標準印制電路板設計規(guī)范代替 qj/z76-881范圍1.1主題內容本標準規(guī)定了剛性印制電路板（以下簡稱印制板）設計中的基本原則、技術要求和數 據。1.2適用范圍本標準適用于航天電子設備用印制板的設計。引用文件gb 1360-88印制電路坐標網格gb2036-94印制電路術語和定義gb3131 -88錫鉛焊料gb4722-84印制電路用覆銅箔層壓板試驗方法gjb2142-94印制線路板用覆金屬箔層壓板總規(guī)范2gjb/z50.1-93軍用印制電路板及其基材系列型譜印制電路用覆箔基材gjb 3243 -98電子元器件表面安裝要求qj 165a - 95航天電子電氣產品安

2、裝通用技術要求qj 201a - 99印制電路板通用規(guī)范qj518-80印制電路板外形尺寸系列qj 519a-99印制電路板試驗方法qj 831a-98航天用多層印制電路板通用規(guī)范qj 832a-98航天用多層印制電路板試驗方法qj 978 - 86電子產品裝配圖簡化畫法3定義本標準采用gb 2036的定義。4 一般要求4.1印制板類型根據結構，印制板分為單面印制電路板（以下簡稱單面板）、雙面印制電路板（以下簡 稱雙面板）、多層印制電路板（以下簡稱多層板）。4.2印制板設計的基本原則在進行印制板設計時，應考慮以下基本原則。4.2.1電氣連接的準確性印制板上印制導線的連接關系應與電原理圖導線連接

3、關系相一致，如因結構、電氣性 能或其它物理性能要求不宜在印制板上布設的導線，應在印制板裝配圖上注明裝配要求。4.2.2 可 it 性影響印制板可靠性的因素很多，印制板的結構、基材的選擇、印制板的制造和裝聯(lián)工 藝以及印制板布線、導線寬度和間距等都會影響印制板的可靠性。設計時必須綜合考慮以 上因素，按本標準第5章的詳細要求，并根據產品在整機中的重要程度留有適當的安全系數 進行設計。4.2.3工藝性設計印制板時應考慮印制板的制造工藝和裝聯(lián)工藝要求，盡可能有利于制造、裝配和維修。4.2.4經濟性印制板設計應考慮其設計方法、選擇的基材、制造工藝等成本最低的原則，在滿足使 用的安全性和可靠性要求的前提下，

4、力求經濟實用。5詳細要求5.1材料及選用原則5.1.1覆銅箔層壓板和粘接片5. 1. 1. 1印制板常用的覆銅箔層壓板和基材5. 1.1. 1.1剛性印制板用覆銅箔層壓板a. 覆銅箔環(huán)氧紙層壓板：該板是以環(huán)氧樹脂為粘合劑，纖維素纖維紙為增強材料的 電工絕緣紙層壓板作為基材，其電氣性能、機械性能方面比酚醛紙質板有改善，技術要求 符合gj b 2142中的pf型基材，應用于使用條件較好的電子儀器中；b. 覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板：該板是以環(huán)氧樹脂為粘合劑，玻璃纖維布為增強材料 的層壓板基材，其機械性能、尺寸穩(wěn)定性、抗沖擊性等都比紙質層壓板好。其電氣性能優(yōu) 良、工作溫度較髙，受環(huán)境溫度影響小，被廣泛應

5、用于航天產品的儀器和電子設備中。技 術要求符合gjb2142的ge或gf型（fr4型）基材；c. 覆銅箔聚四氟乙烯玻璃布層壓板：該板是以聚四氟乙烯為粘合劑，玻璃纖維布為增 強材料的層壓板為基材。它的介電性能優(yōu)良、耐髙溫、耐潮濕、化學穩(wěn)定性好，工作溫度 范圍寬，是比較理想的高頻、微波電子設備用的印制板材料。但其成本髙，剛性較差，其 技術要求符合b/z50.1中gt或gx型；以上板材中的pf型、gf型和gt、gx型是阻燃型覆銅箔層壓板，除具有上述同類覆銅 箔層壓板的相應性能外，還具有阻燃性，對單個電子元件偶然過熱引起的著火危險和小火 蔓延具有有限的抵抗能力。該材料出廠時都有紅色標記。適用于任何有防

6、火要求的電子設 備；d. 覆銅箔聚酰亞胺玻璃布層壓板：該板是以聚酰亞胺為粘合劑，玻璃纖維布為增強 材料的層壓板，耐熱性好。適用于髙溫下使用的印制板，其技術要求應符合gjb/z 50.1中 的gi型；e. 覆銅箔聚酰亞胺芳香聚酰胺布層壓板：該板是以聚酰亞胺為粘合劑，芳香聚酰胺布 為增強材料的層壓板，其耐熱性好，x、y方向熱膨脹系數小，適合于熱膨脹系數低的表面 安裝元件安裝用的印制板，但其缺點是吸濕性較大，焊接前應預熱處理。焊后必須進行敷 形涂覆。其技術要求應符合cub/7. 50.1中ai型基材。5. 1.1. 1.2多層板用的預浸漬b階段環(huán)氣玻瑾布粘接片此種材料是用于生產多層板時，將各層分離的

7、導電圖形的單片印制板（單面或雙面）層壓粘合在一起的粘接材料。層壓后起絕緣層作用。它是用增強材料（如無堿玻璃布）預 浸漬環(huán)氧樹脂，固化到b階段的薄片。當多層板層壓時，根據絕緣層厚度及印制板總厚度的 要求，在各層導電圖形之間放置適當數量的薄片，加熱加壓使樹脂完全固化后形成為剛性 板。生產工藝和設計對予浸漬粘接片均有嚴格的要求，其技術要求應符合gjb 2142的規(guī)定。 在選擇此種材料時，應考慮能與其內外層導電圖形所用的覆銅箔板的增強材料和樹脂相一 致或能相互兼容。5. 1.1. 2覆銅箔層壓板的主要性能指標5. 1. 1. 2. 1覆銅潔層壓板的厚度和銅箔厚度單、雙面覆銅涫層壓板的標稱厚度及其允許偏

8、差見表1。銅箔單位面積的質量與厚度的允許偏差應符合表2的規(guī)定。表 1mm標稱厚度單點偏差精粗0.2一0.5±0.07一0.7±0.09一0.8±0.09±0.15(h0”±0.11±0.17(1.2”±0.12±0.181.5±0.121.6±0.14±0.202.0±0.1$±0.252.4±0.18±0.253.2± ().2()± 0306.4±0.30±0.56注：1）非優(yōu)選值。表2單位面積質量 g

9、/ m2相應銅箱的厚度m-m標稱值偏差標稱值偏差精粗精粗152±5±1018±2.5±5230±5±1025±2.5±5305±5±1035±2.5±5610±5±1070±4.0±8915±5±10105±5.0±10多層板用的薄覆銅箔層壓片，其厚度標準只給出尺寸范圍，而不是固定值。其銅箔厚 度及覆銅箔方式（單面或雙面、有膠板或無膠板）由供需雙方共同商定。5. 1.1. 2. 2其它性能除本標準

10、5.1.2.1條外，覆銅箔層壓板的性能還有：抗剝強度、翹曲度、抗電強度、絕 緣電阻、介電常數、介質損耗角正切值、耐熱沖擊、吸濕性、阻燃性等。其技術要求均應 符合b/z50.1的相應規(guī)定。5.1.2材料的選用原則設計印制板時，應根據cdb /z 50.1中4.4條和下列因素選擇合適的材料。a. 印制板的類型；b. 制造工藝；c. 工作及貯存環(huán)境；d. 機械性能要求；e. 電氣性能要求；f. 特殊性能要求（如阻燃性等）；g. 板材與所安裝的元器件的熱膨脹系數相匹配（用于smt時考慮）。5.2印制板表面涂（鍍）覆層5. 2.1金厲涂（鍍）覆層所有的外層導電圖形（包括金屬化孔、連接盤等）都應被焊料或電

11、鍍錫鉛合金以及設 計文件允許的其它涂覆層涂覆。在任何兩種涂覆層的交界處，不允許有直接露銅底層的現 象。當采用熱風整平的印制板時，金屬化孔壁及連接盤應被焊料覆蓋，其余部位應被阻焊 膜覆蓋。a. 錫鉛合金或錫：該鍍層是陽極性鍍層，用來提高可焊性和保護印制導線的銅基體。 其厚度取決于所采用的t藝。當采用電鍍錫鉛合金時，其鍍層厚度通常為815 pim。熱熔 后，在焊盤和孔壁之間交界處厚度很薄，可小至lm。電鍍錫鉛合金的成份中，錫的含量 在60%70%之間。最佳錫含量為61 %63%。由于電鍍時錫鉛比例難于控制，其與印制 阻焊膜結合不牢固，所以此類鍍層逐漸被焊料涂層所代替；b. 焊料涂層：印制板上焊料涂

12、層只許覆蓋在連接盤和金屬化孔中，它的形成是用裸 銅表面覆蓋阻焊膜（smobc）的方法制造印制板時，采用熱風整平技術，將焊料涂覆在焊 盤上和金屬化孔中，所用焊料應是符合gr 3131的川$116（6或1116川卜焊料，其厚度不作qj 3103 - 99,嚴格要求，但應能滿足qj 201 a中對金屬化孔可焊性和最小孔徑要求；c. 銅：電鍍銅主要用于圖形電鍍或金屬化孔電鍍加厚層。銅層的純度最低應為99.5%, 平均厚度不小于25 »xm，最薄處不小于20 pc m;d. 金：在印制板上，金鍍層主要用于印制接觸點和采用熱壓焊或超聲焊的部位。其 厚度最小應為13 p. m;金鍍層一般不用于錫焊

13、部位。因為金與錫容易合金化形成金錫合金，造成焊點發(fā)脆引 起干焊和改變焊料槽的成份。在特殊情況下，如必須在焊接部分采用金鍍層時，其最大厚 度不應超過2.5 m;e. 鎳：電鍍金之前，在銅層上先鍍一層低應力鎳，以便在銅和金之間形成一阻擋層， 防止銅向金層擴散，減小孔隙率，提高防護性和耐磨性。鎳層厚度一般為主要 用于印制開關和印制插頭的接觸點；f. 鎳上鍍銠：鎳上鍍金后再鍍銠，主要用于印制接觸點上，鍍層質量應符合qj 201a 中的規(guī)定。5. 2.2非金屬涂覆層印制板表面也可以采用非金屬涂覆層，主要有以下幾種。a. 可焊性涂覆層：用作保護導電圖形的可焊性，是一種暫時性保護涂層。錫焊后除 去；b. 阻

14、焊涂覆層：用作保護導電圖形在規(guī)定區(qū)域焊接和防止導電圖形之間橋接的涂層。 該涂層在焊接后不去掉，做為一種永久性保護層；c. 保護性涂覆層：用于提髙或保護印制板電性能?？梢栽诤附忧盎蚝附雍笸扛?。焊 接前涂覆常用djb 823固體保護膜，也可用于裸銅導線上的防氧化涂覆層。5.3印制板的結構尺寸5.3.1印制板的基本尺寸要素印制板的基本尺寸要素見圖1。句左偏的內層向心偏的內層 波注舟由人b導線寬度圖中：a'孔中心距 d,鉆孔直徑 t一導體厚度圖1印制板基本尺寸要素 d2內層接連盤直徑h印制板厚度s導線間距d,表層連接盤直徑c一層間重合度 e層間間距金屬化后直徑5. 3.2形狀尺寸印制板的形狀原

15、則上可以是任意的，但考慮到整機空間的限制和易于加工，在滿足空 間布局要求的前提下，力求簡單。一般為長寬比例不太懸殊的長方形。對于板面積較大， 容易產生翹曲變形的印制板，須采用加強筋或邊框等措施進行加固。一般印制板的外形尺寸，應符合qj 518規(guī)定的尺寸系列，并應避免外形尺寸公差過嚴。 5.3.3厚度 5.3.3. 1印制坂的厚度印制板的厚度應根據印制板的功能及所安裝的元器件的重量、與之相匹配的插座的規(guī) 格，印制板的外形尺寸以及所承受的機械負荷來選擇。星、彈上用的印制板，在其厚度能 滿足安全使用的前提下，不要選得過厚，以免增加整機的重量。5. 3. 3. 2多層印制板中間絕緣層的厚度多層印制板中

16、間各導電層之間絕緣層的厚度，應根據其電氣性能和結構性能的需要來 決定。在兩相鄰導電層之間，至少應有0.09mm厚的絕緣材料，并且其粘接片不少于兩片。5. 3.4孔的尺寸及公差5. 3. 4. 1非金屬化孔的尺寸非金屬化孔標稱直徑，按所插人元件引線的標稱直徑來考慮。一般優(yōu)選的標稱孔徑及 公差見表3。只作機械安裝用的孔，按所安裝零件的最大公差值確定其公差。每根引線支撐 重量超過7.0g的軸向元件或每根引線支撐重量超過3.5g的徑向元件，除考慮元件安裝孔外還 應考慮支撐加固零件孔的尺寸。表 3mm孔標稱直徑0.4, 0.5, 0.6, 0.8 > 0.91.0, 1.2, 1.6, 2,0公差

17、±0.05±0.105.3. 4.2金屬化孔的尺寸在同一塊印制板上應盡量減少不同尺寸的種類。金屬化孔的直徑與板厚之比最好不小 于1 :1 : 5。過小的比例使加工困難、質量難于保證，且成本較髙。只作貫穿連接的導通孔，在滿足布線要求和本標準5.3.6.1中連接盤最小尺寸要求的前 提下，對其孔徑尺寸不作嚴格要求。對雙面板上的導通孔，在裝配時應根據焊接工藝的不 同，采用焊料填充或插人裸銅導線焊接。用作安裝元、器件的金屬化孔尺寸，應考慮元、器件引線的最大和最小直徑以及本標 準5.3.4.4條的因素來確定。金屬化孔最大直徑和最小直徑一般應符合表4的規(guī)定。表4引線直徑與孔直徑的關系孔徑

18、選擇范圍一般較髙引線最小直徑與孔最大直徑孔最大直徑比引線最小直徑大0.7mni以內孔最大直徑比引線最小直徑大0.6mm以內引線最人直徑與孔最小直徑孔最小直徑比引線最大直徑大0.2mm以上孔最小直徑比引線最大直徑火0.15mm以上"金屬化孔壁銅層平均厚度不小于25 fx m,最小厚度不小于20|xm。在此前提下，鍍層厚度允許偏差0% 80%。5. 3. 4. 3異形孔的尺寸應盡量避免使用異形孔，特殊情況下可用矩形孔代替異形孔。在同一塊板上異形孔的 種類應盡量少，一般不要求金屬化。矩形孔優(yōu)選的標稱尺寸及允許偏差見表5。表5mm標稱尺寸1x2, 1x3，2x3,1 x4, 2x4，1x5，

19、1 x n, 2xn允許偏差±0.10注：n < 10的正整數。5. 3. 4. 4元件孔與插入元件引線后的間隙元件孔插人元件引線后應留有一定的間隙，其間隙大小由下式計算：d-dq >2 <5, + 2 52+ a, + a2 (1)式中：4 一'鉆孔公稱直徑，mm；d(-元件引線公稱直徑，mm;一金屬化孔壁厚度(非金屬化孔可不考慮此項)，mm；一元件引線搪錫層厚度，mm； i一'鉆孔孔徑偏差，mm;a2元件引線直徑偏差，mm。一般4 4取0.2 0.4mm，要金屬化的孔取0.3 0.4mm。對于矩形引線，外則為矩 形橫截面的對角線，并且孔與矩形引線

20、的間隙不大于矩形引線厚度方向尺寸的0.7nmi，如 圖2所示。+0.7mm圖2矩形引線的元件孔5.3.5孔位和圖形位置 5. 3. 5. 1坐標網格孔位和導電圖形位置設計時應優(yōu)先選用符合gb 1360規(guī)定的坐標網格系統(tǒng)。基本格子為 2.5mm,輔助網格為1.25mm和0.625mm。也可采用2.54mm為基木格。5. 3. 5. 2參考基準為制造和檢査圖形時定位。建議使用參考基準。在同一塊板上有幾個閣形時，所有圖形都應使用相同的參考基準。參考基準一般由設計者確定。通常的方法是采用兩條正交的 直線，當在印制板外形線內設置參考基準時，必須標出參考基準到印制板邊緣的尺寸及公 差，如圖3所示。x,圖3

21、參考基準5. 3. 5.3光學定位基準用于表面安裝（smt）的印制板在帶有自動光學定位系統(tǒng)的髙精度自動化表面安裝設 備上安裝時，應在印制板的一面兩角或三個角上各設置一個小1.6mm的圓形或邊長為2.0mm 的方形光學定位標志作為基準，在大尺寸或細節(jié)距的1c焊盤圖形對角線或中心位置上各設 置一個基準標志，如圖4所示。標志上不允許有阻焊膜覆蓋。圖4光學定位基準5. 3. 5. 4孔中心位置及公差元件孔和安裝孔的中心應位于坐標網格的交點上，以利丁數控加工（cam）和測試 （cat）。當元件孔、安裝孔成組作圓形排列時，孔組的共同中心必須在格子的交點上，并 且安裝孔中至少有一個孔的中心位于上述同一坐標網

22、格的交點上。如圖5所示。當元件孔、安裝孔成組作非圓形排列時，至少應有一個孔中心位于網格的交點上，并 且其它孔至少有一個孔的中心位于上述交點的同一坐標線上。如圖6所示。元件孔、導通孔的中心位置公差，在滿足5j.5.6條和5.3.6.i條要求的前提下，一般不大 于 0.2mmo安裝孔以及其它相互之間有尺寸要求的孔，其公差建議按表6的規(guī)定選取。在滿足使用的前提下，盡量避免選用/h公差，以便降低成本。表 6mm精度要求規(guī)定的孔位置和參考基準之間的距離150> 150髙± 0.05±0.1較髙±0.10±0.2一般±0.20±0.45.

23、3. 5. 5孔間距任意兩個相鄰的機械安裝孔的邊緣之間的最小距離應大于印制板厚度。5. 3. 5. 6孔邊緣與印制板邊緣的距離孔邊緣與印制板邊緣的最小距離應大于印制板厚度。5. 3. 5. 7孔和連接盤的錯位孔和連接盤之間容易產生錯位。采用5j.5.2條的參考基準后，只能減小錯位值，但不 能消除。對要求連接盤包圍的孔，其錯位程度應不使連接盤環(huán)寬的減少超過5.3.6條的規(guī)定。 為減少加工中造成的錯位，有時可在連接盤中心設置鉆孔導向點。導向點應與連接盤同心 并小于所需鉆孔的孔徑，一般導向點直徑取0.4mm。5. 3.6連接盤（焊盤）5. 3. 6.1連接盤尺寸連接盤尺寸的確定，應考慮鉆孔方式、最小

24、環(huán)寬、層間允許偏差、孔位允許偏差以及 導線寬度允許偏差等因素。為使焊點連接可靠、加工方便，連接盤的尺寸應盡可能大些。 無支撐孔周圍的連接盤最小直徑應至少比孔的最大直徑大0.8mm。圍繞金屬化孔的圓形連 接盤最小直徑應按下式考慮。式中：d 連接盤最小直徑，mm; d 鉆孔最大直徑，mm;w 一允許最小環(huán)寬（金屬化孔為0.15mm,非金屬化孔為0.3mm ）; ap -允許的孔位偏移或多層板有凹蝕要求時最大凹蝕余量的二倍。一般連接盤的最小直徑可參照表7選取。表 7mm鉆孔直徑0.40.50.60.80.91.01.21.62.0連接盤最小直徑1.0- 1.21.2 - l51.5- 1.81.5-

25、2.01.6-2.252.0-2.752.5-3.03.0 3.55. 3. 6. 2連接盤形狀常用連接盤的形狀有圓形、方形、長方形、橢圓形等。應根據布線密度和制造工藝的 不同來選擇連接盤的形狀。分立元件安裝孔、導通孔，一般都采用圓形連接盤。在布線密 度高時，往往采用圓形或方形連接盤。雙列直插式組件的連接盤，當兩相鄰連接盤間通過 一根以上導線時，往往采用切割圓形或楠岡形連接盤，長方形連接盤主要用于扁平封裝器 件和表面安裝元器件的焊接，其連接盤寬度不小于最大引線寬度，其長度-般取寬度的二 倍。為提髙間距，可將連接盤交錯排列。表面安裝用印制板的連接盤按g.ib 3243中的規(guī)定。5.3.7印制導線

26、的寬度和間距 5. 3. 7. 1印制導線的寬度印制導線寬度的設計應在其所承受的載流景的基礎上考慮。載流量除與導線寬度有關 外，還與導線厚度有關，應按照本標準5.4.2.1和s.4.2.2條的規(guī)定選擇。為了便丁加丄和保證 可靠性導線在布線區(qū)域允許的情況下，盡量設計得寬一些，最小導線寬度應不小于0.15mm。 導線寬度的精度受照相底版精度、工藝方法以及導線厚度的影響。如果對成品印制板的導 線寬度公差有要求，在布設總圖中應明確規(guī)定。當銅箔厚度為35 m時，導線寬度公差的 選擇一般不超過表8中的數值。表 8mm銀覆狀態(tài)導線寬度公差髙較髙一般低無鍍層+ 0.03+ 0.05+ 0.10+ 0.15-0

27、.05-0.10-0.12-0.25+ 0.03+ 0,08+ 0.15+ 0.30有鍍層-0.050.05-0.10- 0.20注：其它厚度的銅箔制作的導線，要適當地增加或減小導線寬度的公差。加工出的成品印制板，導線寬度的精度應符合qj 201a的規(guī)定。5. 3. 7. 2印制導線間距相鄰導線之間的距離應滿足電氣安全要求，為便于加工和保證可靠性，最小間距應不 小于0.20mm，在有條件的情況下盡量寬些。其間距公差應符合201a的有關規(guī)定。5. 3. 8插接區(qū)域、連接方式和印制插頭5. 3. 8. 1插接區(qū)域印制板與相應的連接器（各種類型的印制板插頭、插座）相連接的部位稱為插接區(qū)域。 插接區(qū)域

28、的尺寸應與連接器的尺寸相匹配，以保證連接可靠。必要時對插接區(qū)域長度方向 的翹曲度單獨提出要求，并要考慮印制板的厚度公差。5. 3. 8. 2連接方式選擇適當的連接方式是印制板設計中十分關鍵的內容之一。通常采用的有如下幾種方 式。a. 印制插頭一插座式連接：這種連接方式是印制板本身帶有印制插頭，在印制板上 不需要安裝任何裝置，就可以和插座相連接。這種方式從整個設備來考慮，其成本較低。 但插頭接觸片的精度要求較髙，否則會造成接點短路或錯位；b. 插針一插座式連接：這種連接方式是在印制板上不制作印制插頭，而是選用專供 印制板連接的配套的插頭和插座，其插頭直接安裝到印制板上，并把插針焊接到印制板邊 緣

29、專門設置的安裝孔里。該方式可靠性較印制插頭式高；c. 永久性連接：在彈、星上使用的印制板，由于電連接的髙可靠要求和設備的不可 維修性，所以一般不用能隨時插拔的連接器，而是采用永久性連接方式。如把彈簧插針安 裝在印制板邊緣上，然后再插人插座連接到板上，當設備調試好后，再把插針焊在印制板 上。5. 3. 8. 3印制插頭5. 3. 8. 3.1印制插頭的設計原則印制插頭應根據與其相配合的插座的有關數據、尺寸公差及裝配要求進行設計。印制 插頭設計圖必須標出接觸片中心距、寬度和長度。如果有定位槽，還要標出定位槽位置、寬度、長度及公差。在布設總圖上印制插頭的尺寸標注要完整，并要注明涂覆層要求。5. 3.

30、 8. 3. 2印制插頭接越片的設計印制插頭接觸片的寬度一般為插座簧片中心距的0.55倍，接觸片的插人端應設計成半 圓形，其半徑為接觸片寬度的一半（見圖7）。圖7印制插頭接觸片插人端圖中：a插座簧片中心距；b插頭接觸片寬度；r插人端半徑為減少繪圖的積累誤差，一般應以定位槽中心線或定位基準邊為基準，依次向兩側或 一側定出各個插頭接觸片的中心位置。正反兩面接觸片的相對位置，應與其相匹配的插頭 座的簧片尺寸及公差一致。5. 3. 8. 3. 3工藝導線設計為保證印制插頭在電鍍時導電，在印制板布線區(qū)外靠近板的邊緣部位必須附加工藝導 線，把各接觸片連成通路（見圖8），其導線寬度為0.30.5mm的實線。

31、干線應加寬到1mm。5.3.9槽和缺口尺寸印制板上的槽和缺口，原則上可以取任何形狀和尺寸，但沒計時，應考慮在所選用的 基材t加工槽和缺口的難易程度和加工后的機械強度。其形狀要力求簡單，種類盡量少。 尺寸的最小偏差一般為士 0.1mm。印制插頭部位的槽和缺口尺寸精度要求很髙，設計時必 須注明相關的尺寸和要求。5.4電氣性能5. 4. 1電阻5. 4. 1.1導線電阻印制導線的電阻比較小，一般情況下可不考慮。當需要考慮時，對于銅導線可以用圖9 進行估算。圖中給出了每10mm長導線的電阻與導線寬度、厚度及溫升之間的關系。印制導線的電阻實際上是基體上的銅箔加上鍍層的復合電阻（并聯(lián)電阻）。但是有些鍍 層

32、（如金、鎳、錫鉛合金等）相對于基體銅箔厚度是很薄的，并且錫鉛合金的電阻率又遠 遠大于銅的電阻率，因此他們對導線電阻的影響很小，可以忽略不計。低電阻率材料的厚鍍層，例如金屬化孔印制板上的銅鍍層，在鍍銅加厚時，使整個銅 層大大加厚了，導線電阻可以通過銅箔厚度加鍍層厚度根據圖9估算出來。(mm)'、 、%xx、ra、%、s%x%1=25%：xz11=100%：、%n%、»a/ij%t=25°c>a%、%'、v、vx、乂，%、%、'v、%、%、s1057()3518 導線厚度()7導線5寬4 度321.00.80.50.30.20.10.20 3 04

33、06 ob 12348 1020304060電阻r,80 100 (mhz 10mm)圖9導線電阻與導線寬度、厚度及溫升的關系5. 4. 1. 2互連電阻多層板上兩個金屬化孔之間的互連電阻除對電路的設計參數有影響外，也可以反映所 采用的加工工藝的水平。當按qj 832a進行熱沖擊試驗后，其變化率是多層板可靠性的重要 指標。該電阻通常由以下部分組成：a. 金屬化孔鍍層電阻；b. 金屬化孔的鍍層與內層導線之間的連接電阻；c. 導線的電阻；d. 導線和第二個金屬化孔鍍層之間的連接電阻；e. 導線鍍層電阻。5. 4.1.3金屬化孔電阻金屬化孔電阻值很小，一般為幾百微歐。該電阻值能反映印制板金屬化孔鍍層

34、質量和工藝水平。當按qj 831a進行溫度循環(huán)和熱沖擊試i時，測量其阻值變化，可以檢查金屬化孔孔壁鍍層是否產生斷裂而反映出使用的可靠程度。金屬化孔電阻與印制板的厚度、孔徑、加工質量有關。對于板厚為1.6mm的印制板，不同銅鍍層厚度的孔電阻可用圖10進行估算。單個孔電阻o-lj i isj i i ii i i ii 1 111ii1i1l:k一w- kkk乂k0.6mm0.8rrliltu u-m-m-11,6r、nm1.3m11 .ommmt 1 10.110202530405060708()鍍屋原度0.25孔直徑2 5 o.jo0 9 8 7 6 5 5 4 loo o o 04-0o3o

35、圖10鍍層厚度與孔電阻的關系5. 4.2電流負載能力5. 4. 2. 1 表層電流* 4印制導線的電流負載能力要求嚴格的情況t，其電流負載能力必須在使用環(huán)境條件 下，測暈負荷電流通過印制導線時的溫升來確定。在一般場合，可按設計的條件予以估算。 當導線的厚度一定時，不同寬度的導線，其負載電流與溫升之間的關系，可用圖h來估算。 但允許的溫升不能超過板材的安全使用溫度與環(huán)境溫度之差。考慮到制作工藝、銅箔厚度、導線寬度在允許的范圍內變化，圖中所示曲線已在實際 數值上降低了 10%。建議在下列情況下將圖示值再降低15%：a. 板的厚度0.5 1.5mm;b. 應用了表面涂覆層；c. 導線間距小于導線寬度

36、。5. 4. 2. 2內層連續(xù)電流多層板中，同樣厚度和寬度的印制導線，其內層導線和表層導線的負載電流幾乎是相 等的。但是在實際應用條件下，其內層散熱不如表層散熱好，并且內層熱量要通過印制板本身來散發(fā)。這樣會引起整個印制板溫升增加，降低層間結合力;影響印制板上元器件正 常工作。因此，設計時建議按圖降額一半使用。.0.o.o.o.o.0.0.0.o.5.or5so255o.25.20.5.20.8.76.54.3.2.oooo<<)被汝長10.007,0.0250.1250.2500.3750.5000.750j oo150 200 250 300 400500 600 7005 5

37、0 5)0 2 7 5 7 g 11.2.3.5(ee)超弒舐聽導線橫截面(6.45x io- mm2)圖11導線寬度、導線橫截面與允許電流的關系5. 4. 2. 3沖擊電流電流使導線發(fā)熱的程度取決丁導線的電阻、通過導線電流的大小和持續(xù)時間以及冷卻 條件等。而冷卻條件又受基材類型的影響。導線電流過載使溫升大大提高而產生出大量的熱簠，這不僅使導線和基材之間的結合 強度降低，而且由于局部熱膨脹使印制板承受相當火的機械應力可能引起印制板的破壞。 圖12和圖13給出了不同寬度和厚度的導線所允許的沖擊電流和持續(xù)時間的關系曲線，供設 計時參考。12圖導線寬度、厚度與沖擊電流和持續(xù)吋間的關系圖13導線寬度、

38、厚度與沖擊電流和持續(xù)時間的關系5. 4.3絕緣電阻5. 4. 3. 1表層絕緣電阻印制板的表層絕緣電阻由導電圖形、絕緣介質（其中包括印制板基材和空氣介質）、印 制板加工工藝以及溫度、濕度、表面污染等因素決定。相鄰導線平行段的長短也會影響表 面絕緣電阻值。因而要盡量避免導線平行段過長，特別是間距較小的平行導線。兩相鄰導 線間的絕緣電阻對參照下列公式來估算：式中：-所選擇的導線之間預計的最小絕緣電阻，mh；-規(guī)定溫度下材料的最小絕緣電阻，mq;w -導線間距，mm;l -導線平行段長度，mm。實際上導線間距設計是不均勻的，此時w / l的平均值可按下式計算:=+ (4)w! l wj l, wjl

39、2wn / ln式中：字母右下方的標注表明各種標稱間距，,與其相應的各段導線的長度 2, ln)安裝了元器件之后的印制板組裝件，由于焊接方法、助焊材料、操作條件等影響，還 會使其絕緣電阻下降。采用金屬化孔的雙面板和多層板，考慮其表面絕緣電阻時，則應注意印制板其它并聯(lián) 部分的影響。5. 4. 3. 2內層絕緣電阻多層板內層兩相鄰導體間的絕緣電阻，雖然其絕緣介質只有印制板基材一種，但其值 仍可按本標準5.4.3.1中的公式進行近似地估算。當用儀器測量絕緣電阻吋，所測得的阻值 是表面電阻和體積電阻的組合。因這一電阻是很重要的，所以應通過測攝的方法來確定。5. 4. 3.3層間絕緣電阻相鄰導電層間的絕

40、緣電阻，可以用基體材料的體積電阻粗略地進行估算。必要時可通 過測量來確定。5.4.4耐壓5. 4. 4. 1表面解壓導線之間可以允許的電壓，主要取決于基材的種類、涂覆層、導線側面齊整性、導線 間距、表面污染、布線情況及環(huán)境條件等因素。同時還取決于使用時要求或規(guī)定的安全系 數。因此只能給出通用的應用要求。印制板上的絕緣涂覆層和組裝件上的敷形涂覆，"般 能提髙導線間的允許電壓。印制導線間的允許工作電壓見表9。表9不同導線間距允許的工作電壓印制導線間距mm0.130.20.51.01.5每增加0.003 mm允許工作電壓v102050150300增加1v在沒有規(guī)定允許電樂的情況芥，可參照圖

41、14的電壓與導線間距的關系曲線來確定，-j一 c/010.20.30.50.71.0235710i. . i. ii j.i. .iiill導線間距（mm100705030203(x)()2000200o0()(sg00 7 5 3圖14電壓與導線間距的關系 圖中：曲線a局部放電電壓：曲線b工作電壓減至局部放電電壓的40%;曲線c 一工作電壓減至局部放電電壓的20%;曲線d工作電壓減至局部放電電壓的9%。注：此圖只適用于無涂覆層、環(huán)氧玻璃布為基材的印制板。其中實線表示在海拔1000米以下室內測 得的數據。虛線表示在海拔1000米以下室外測得的數據。低氣壓條件下的耐電壓比正常大氣條件下的耐電壓要

42、低，通過試驗測量來確定，也可 參照圖15來估計。圖15低氣壓條件下電壓與導線間距的關系5. 4.4.2層間耐壓多層印制板相鄰層間允許的電壓取決于絕緣層的厚度和介電強度，并且可以從有關絕 緣材料規(guī)定的數值直接計算出來。5.4.5其它電氣性能5. 4. 5.1特性阻抗在高頻或髙速脈沖電路中，印制導線應看作為傳輸線。這時必須考慮其特性阻抗和傳 輸時間。常用的印制電路傳輸線是微帶線和帶狀線。傳輸線的導線斷面情況如圖16所示。(a)(b)j.圖16傳輸線的導線斷面 圖中：(a是多層板的情況稱為帶狀線；(b)稱為微帶狀線(簡稱微帶線)。微帶線是一種用電介質將導線與地平面隔開的傳輸線，其特性阻抗由印制導線的

43、厚度、 寬度和基材的厚度以及電介質的介電常數決定。當在0.13.0之間，介電常數在1 5 之間時，特性阻抗4可用下式計算：zo =87火 + 1.415.98a0.8w + /(5)式中：z0特性阻抗，卩；w 一印制導線寬度，mm;h -印制導線與接地平面之間的介質層厚度，mm; t 一印制導線的厚度，mm;£ 相對介電常數o帶線是位于兩層接a平面之間的電介質內的印制導線。它的特性阻抗和印制導線的 厚度、寬度、電介質的介電常數以及到兩接地平面的距離有關。對稱的帶狀線，當vv/a2 時，其特性阻抗z(可用k式進行計算：60in4(2/? + /)2.1(0.8w + z);式中：a 特

44、性阻抗，1;w 一印制導線寬度，mm; h 兩層接地平面之間的距離，mm； i 一印制導線厚度，mm; er 相對介電常數。5. 4. 5. 2 電感和電容u h印制導線的電感量，由導線的幾何形狀及鄰近是否有其他導線等環(huán)境條件決定。印制導線的電容量取決于介質材料、導線的表面積及導線接近于地線的程度、導線平行段長度等因索。必要時需作分析計算或測定。5. 4. 5. 3傳輸延遲傳輸延遲在低頻電路中一般可不考慮，但在髙頻和高速脈沖電路中必須認真考慮。信 號通過印制導線的傳輸延遲與電介質的介電常數有關。微帶線的傳輸延遲可用下式計算：ra =3.33/0.475,4-0.67 (7)帶狀線的傳輸延遲可用

45、下式計算:' =3.33也(8)式中：7'a 傳輸延遲，ns/m; ez相對介電常數。5. 4. 5. 4串擾特性在設計高頻電路的印制板吋，必須對串擾特性給以髙度重視。沒計時應采取措施盡量 放寬兩根信號線的距離或者采用其它的屏蔽方法來避免串擾。一般可以采用如圖17所示的 幾種屏蔽方式屏蔽。(a)同層單側屏蔽(b)同層雙側屏蔽(c)對層屏蔽一信號線zzz 一屏蔽線圖17屏蔽方式多層板可以采取其中若干層作為屏蔽層，電源層、地線層均可視為髙頻電路印制板的 屏蔽層。5. 4. 5. 5衰減與損耗信號沿印制板傳輸線傳送時，由于介質損耗、導體損耗和輻射損耗會使傳送的信號產 生衰減。在髙頻電

46、路或微波電路中，印制板傳輸線的衰減常數需要進行汁算或測定。選材 時應選低介質損耗的板材。5.5 機械性能5.5.1導電圖形的附著強度5. 5. 1. 1導線的剝離強度(抗剝強度)印制導線與基材之間的剝離強度與導線的寬度、環(huán)境溫度、覆箔板基材、工藝方法，表面涂覆層以及由于在加工、焊接過程中溫升影響而造成的應力有關。對于寬度為0.8mm以上的導線，在正常環(huán)境溫度下測試的剝離強度不小于表10中的數值。表10不同材料的剝離強度基體材料最小剝離強度n/mm環(huán)氧紙質1.4環(huán)氧玻璃布1.4寬度為0.8mm以下的導線，其剝離強度更低些。導線剝離強度的測試按qj 519a的規(guī)定 進行o5. 5.1.2連接盤（焊

47、盤）的拉膚強度5. 5. 1. 2. 1非金厲化孔連接盤的拉鋭強度連接盤與基材之間的粘合力與連接盤的面積、環(huán)境溫度、覆箔基材、工藝方法以及先 前的溫度（例如焊接溫度）造成的應力有關。連接盤的粘合力通常用拉脫強度來表示。連 接盤的面積和把它從基體材料上拉開所需要的力之間不是線性關系，對小連接盤（焊盤） 更是如此。實際上連接盤的拉脫強度一般都達到了元件引線的抗張強度，因此這種非線性 關系可忽略不計，除特殊要求外，一般不作規(guī)定。例如：連接盤直徑為4mm,孔徑為1.3nwi,實際達到的拉脫強度大約是150n ,而直徑 為0.8mm的銅導線的抗張強度大約是13on。5. 5. 1.2.2無連接盤金屬化孔

48、的拉脫強度無連接盤的金屬化孔的拉脫強度反映出金屬化孔孔壁的金屬層與孔壁的結合力。它取 決于孔的直徑、孔壁粗糙度、加工工藝和印制板的厚度。由于實際上金屬化孔的拉脫強度一般都達到了元件引線的抗張強度，因此，除特殊要 求外，一般不另外規(guī)定。例如：板厚為1.6mm,孔徑為1.3mm的無連接盤金屬化孔，實際上達到的拉脫強度平均 約為200n，直徑為0.8mm的銅引線的抗張強度大約是130n。5.5.2翅曲度裝焊了元器件的印制板，其翹曲度致關重要。翹曲度大的印制板能減小與其相鄰的平 行安裝的印制板或屏蔽元件之間的距離，如果有安裝導軌，則插人狹窄的導軌也將產生困 難，并有影響元器件、焊接點可靠連接的危險。印

49、制板的翹曲度與所用的材料和印制板儲存時的放置方式、加工工藝、焊接孔和導電 圖形分布的均勻程度，印制板形狀、尺寸和種類等因素有關。為防止翹曲影響平整度，必 要時可采取增加強度的加固措施，對于面積較大的印制板尤為必要。如果對印制板翹曲度 要求髙于qj 201 a和qj 831 a的規(guī)定，則應在布設總圖中作規(guī)定。5.6印制板圖設計5 6.1印制板圖的設計程序印制板圖是根據電原理圖或邏輯圖和使用要求而設汁的一系列圖紙或文件，通常要包 括以下幾種圖：a. 布設總圖；b. 原版圖形（照相底圖或cad產生的圖形數據軟盤）;c. 阻焊圖；d. 標記字符圖；e. 機械加工圖；f. 裝配圖。印制板圖的設計程序框圖

50、見圖18所示。圖18印制板圖設計程序框圖5.6.2布設總圖設計5. 6. 2.1布設總困的設計原則布設總圖是根據電原理圖或邏輯圖要求，標出印制板上所有尺寸范圍和網格位置的一 個文件。它包括導電圖形、非導電圖形的安排，元器件尺寸和類型，孔的位置以及制造印 制板必須說明的資料，它可用一張或多張圖表明。一般情況下，印制板圖形和設計數據盡 可能放在一張布設總圖上表示。如果孔的數量多，圖形復雜、繪制有困難，或者加注釋也 難以表示清楚的情況下應采用多張布設總圖。多張布設總圖的第一張圖上設計印制板的形 狀、尺寸、所有孔位置，并注明孔徑、公差等所有要求。其余的各張布設總圖應確定每層 導電圖形的形狀、圖形位置等

51、。多層板的層次應從元件面開始順序排列。如果元件面沒有 導線和連接盤，則其下一層為第一層。布沒總圖的編制原則應按有關規(guī)定進行。它可以用手工設計，也可以用計算機輔助設 計（cad），通過筆繪機繪制。5. 6. 2. 1. 1人工設計人工沒計一般是在尺寸穩(wěn)定的坐標網格紙上準確地標出連接盤和孔的位置、尺寸、導 電圖形、導線寬度和間距等一系列要求，并可以加文字說明，但導電圖形的導線寬度不要 求劃得精確。人工設計的布設總圖也可做為計算機輔助設計的依據，這可以減少cad中的 布局工作程序。該法只適合于圖形簡單和布線密度不高的印制板。5. 6. 2. 1. 2計算機輔助設計計算機輔助設計（cad）采用cad工作站或微機都可以進行，它根據電原理圖或邏輯 圖及導線表將印制板的結構參數、電氣要求、設計規(guī)則、元件目錄表等設計數據輸人計算 機輔助設計系統(tǒng)。計算機按這些指令自動完成布局、布線、圖形編制、網表產生、設計規(guī) 定校檢等功能。其結構圖形可由終端顯示，并可人機交互修改設計。完成后應提供含有一 系列數據的軟件，其數據應包括印制板加工所需的所有詳細、完整的資料，主要有：外形 尺寸、孔徑、板材型號和厚度、表面涂覆等要求。根據這些數據軟件，通過筆繪機可以產 生近于1 : 1比例的布設總圖，機械加工圖、裝配圖等，并能直接通過自動光繪機生產各種 原版圖形。cad所采用的軟件包的形式，應能與計