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中国电子科技集团公司第七研究所

中国电子科技集团公司第七研究所. P 0. PCB 生产流程及设计注意事项简介. 一、印 制 电 路 板（ PCB） 流 程 介 绍. P 1. 1. 板 材： 1）最常用的印制板基材是具有阻燃性能的环氧玻璃布基覆铜箔层压板。因标准不同，它的命名代号也不同。 FR — 4： 是美国电气制造商协会（ NEMA） 所命名的； CEPGC — 32F ： 是国际电工工会（ IEC） 和国际 GB 所命名的； G F： 是美军标（ MIL） 和国军标（ GJB） 所命名的。

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  1. 中国电子科技集团公司第七研究所 P 0 PCB生产流程及设计注意事项简介

  2. 一、印 制 电 路 板（PCB） 流 程 介 绍 P 1 1. 板 材： 1）最常用的印制板基材是具有阻燃性能的环氧玻璃布基覆铜箔层压板。因标准不同，它的命名代号也不同。 FR—4：是美国电气制造商协会（NEMA）所命名的； CEPGC—32F ：是国际电工工会（IEC）和国际GB 所命名的； G F： 是美军标（MIL）和国军标（GJB）所命名的。 该材料的工作温度可达到120℃，介电常数较高。我公司现用的生益材料介电常数为4.2～4.6 2）聚四氟乙烯玻璃布基覆铜箔板（PTFE）： 主要适用于高频微波印制板，介电常数相对较低为：2.2～2.8，介质损耗比环氧玻璃布小一个数量级，一般为：0.002 ～0.006(1MHZ时)。板材相对较软。其玻璃化温度只有：19 ℃。 由于聚四氟乙烯本身的化学稳定性和不亲水性，制作金属化孔（PTH）有一定的难度。 3）金属基铝基板： 主要适用于高散热型的线路板，由于板材本身的特点，一般只适用于单面线路板，如果要 加工成双层及以上的线路板则按照盲、埋孔的多层线路板进行处理。由于板材本身的特点，钻头易磨损，成本较高。

  3. 一、印 制电 路 板（PCB）基础知识 P 2 按照国军标规定： GFN（或GF）代表阻燃型的环氧玻璃布，N代表自然色。 GX、GY代表微波用阻燃的聚四氟乙烯玻璃布，严格控制介电常数。 2. 铜箔厚度有三种表示方法：通常所讲的厚度并不是标准的计量，标准化的计量是单位面 积的铜的质量。按照IPC（MIL）标准分为：0.5 OZ/st(盎司/平方英尺)、 1OZ/st(盎司/平方 英尺) 2 OZ/st，通常直观的说法是：18μm：对应152克/平方米或0.5 OZ/st，35 μm ：对应 305克/平方米或1 OZ/st，70 μm ：对应710克/平方米或2 OZ/st 3. PCB的分类 从使用的主要材料来分： 刚性印制线路板、挠性印制线路板、刚挠性印制线路板。 从加工的层数来分： 单面线路板\双面线路板\多层线路板(多达16层)

  4. 一、印 制 电 路 板（PCB） 流 程 介 绍 典型的六层板叠层结构： LAYER 1 LAYER 2 半固化片（Prepreg） 半固化片（Prepreg） 半固化片（Prepreg） LAYER 3 LAYER 4 LAYER 5 LAYER 6 说明：“黄色”代表线路铜层，“白色”代表绝缘层。其余代表“半固化片” P 3 内芯板（core） 内芯板（core）

  5. 印 制 电 路 板（PCB） 流 程 介 绍 P 4 典型多层板具体制作流程- MLB 1. 下料：内 层（内芯板） 材料铜箔层 该内芯板厚度范围： 0.1mm~3.0mm 铜箔厚度一般为：0.5oz、1oz，这取决线路密度来定 基材绝缘层 2. 内层线路制作(压膜) 感光膜

  6. 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 典型多层板制作流程- MLB 3. 内层线路制作(曝光) 菲林片 黑色区域未发生光的聚合反应，而浅，蓝色区域发生光的聚合反应。 4. 内层线路制作(显影) 未发生聚合反应的区域被显影液冲洗掉露出铜，而发生光的聚合反应的区域不能被显影液冲洗掉，保留感光膜，即为客户所需的线路图形。 P 5

  7. 将类似多余的铜腐蚀掉。 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 6 典型多层板制作流程- MLB 5.内层线路制作(蚀刻) 6.内层线路制作(去膜) 将此线路表面的感光膜退掉，露出线路铜，形成客户所需的内层线路图形。 目的：1）增大铜箔的地表面，从而增大与树脂接触面积，有利于树脂充分扩散，在层压时，流动的树脂可以嵌入这些表层，形成较好的结合力；2）使非极性的铜表面变成极性铜表面，这种极性表面增加了与树脂极性键之间的结合力，同时氧化的表面在高温下不受湿气的影响，减少了铜与树脂分离的可能性。 7.内层线路制作(黑化)

  8. 半固化片绝缘层，常用的半固化片： 7628H：0.21mm 7628A：0.18mm 2116A：0.12mm 1080A：0.08mm LAYER 1 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 7 典型多层板制作流程- MLB 8. 叠板 LAYER 2 LAYER 3 LAYER 4 LAYER 5 LAYER 6 9. 层压

  9. 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 8 典型多层板制作流程- MLB 10. 钻孔 此板只钻通孔。 11. 沉铜及板铜 此处会对孔壁及板面覆上新的铜层。

  10. 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 9 典型多层板制作流程- MLB 12. 外层线路压膜 此层为感光膜层，实现图形转移的重要部分。 类似区域为客户所需的图形铜，未发生光的聚合反应。 13. 外层线路曝光 此处为菲林片。 类似区域为多余线路铜，发生光的聚合反应。

  11. 典型多层板制作流程- MLB 14. 外层线路制作(显影) 发生聚合反应的部分膜被溶解掉，露出铜。 未发生聚合反应的部分膜未被溶解，仍被感光膜覆盖。 图镀锡 图镀铜 15. 图镀铜及镀锡 沉铜+板镀铜 在客户所需的图形部分又镀上一铜层，并在此铜层上再镀上纯锡层做为抗蚀层。 基 铜 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 10

  12. 典型多层板制作流程- MLB 16. 去干膜 将类似此处的干膜退掉露出铜。 17. 蚀刻(碱性蚀刻液) 将多余的基铜层和板镀层铜腐蚀掉，露出基材。故当基铜越厚，腐蚀的时间越长，侧蚀越严重，故对线宽有限制。 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 11

  13. 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 典型多层板制作流程- MLB 18. 退掉保护的锡层 此处铜层上的锡层被退掉。 19. 阻焊(绿油)制作 对未焊接部分盖上绿油，起到保护作用。其余部分露出铜（solder mask层) P 12

  14. 典型多层板制作流程- MLB 20. 水金(吹锡……)制作 此处对SOLDER MASK层喷上白色的铅锡层。 沿着小板的边缘铣开成各自单元。 此处为厂家用于加工使用的工艺边。 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 13 21.外形处理

  15. 压 膜（湿膜） 基铜 板 压膜后 去 膜 显 影 蚀 刻 曝 光 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 14 内 层 板 制 作 流 程 铜箔 core 白色：透光部分

  16. 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 典型的多层板叠板及压板结构 层压机的热板 压板用的钢板 铜箔 COMP 半固化片 内层板 半固化片 内层板 半固化片 S0LD. 铜箔 . . . 压板用的钢板 多层叠合 压板用的钢板 铜箔 COMP 半固化片 内层板 半固化片 内层板 半固化片 S0LD. 铜箔 压板用的钢板 层压机的热板 P 15

  17. 铜箔 环氧化树脂 整板丝印湿膜 （图象转移） 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 16 1.下料裁板 （以FR-4为例） 注：此处下料的大小并不等于客户设计板面的大小。 纬向 经向 2.内层板湿膜

  18. 光 源 3.曝光 UV平行光 Artwork (菲林片) Artwork (菲林片) 4.曝光后 湿膜 （图象转移） 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 17

  19. 5.内层板显影 湿膜 6.蚀刻 湿膜 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 18

  20. 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 19 7.去膜 8.黑化

  21. 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 9.叠板 铜箔 半固化片 内芯板 Layer 1 铜箔 Layer 2 Layer 3 Layer 4 P 20

  22. 10.层压 11.钻孔（电镀孔 非电镀孔 盲孔 埋孔） 铝板 垫木板 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 21

  23. 盲孔 埋孔钻孔方法： 盲孔：如1-3为盲孔 layer1 layer2 layer3 铝板 垫木板 P 22

  24. 铝板 垫木板 P 23 埋孔：如2-3为盲孔 layer2 layer3

  25. 12.沉铜及板铜 盲、埋孔孔按同此方法进行金属化。 13.外层压膜(干膜) 干膜 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 24

  26. 14.外层曝光 15.曝光后 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 25 菲林片

  27. 16.外层显影 17.图镀及镀锡 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 26

  28. 18.去 膜 19.蚀 刻(碱性蚀刻) 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 27

  29. 20.去 锡 21.印阻焊 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 28

  30. 光源 22.阻焊曝光 绿 油 23.阻焊显影 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 29

  31. 24.印文字 25.吹锡(水金……) R105 GCI 印 刷 电 路 板 流 程 介 绍 P 30 R105 GCI

  32. 25.铣边 R105 GCI

  33. 二、印制电路布线设计注意事项

  34. 1、焊盘、过孔 1.1 单面焊盘的金手指不要用填充块（FILL）而应用焊盘（PAD）来表示，因为填充 块默认为上阻焊（绿油）不可焊接，而加工时焊盘默认是上铅锡或金的。 1.2 单面焊盘一般都不钻孔，所以一般将孔径设置为“0”。如确定需要钻孔的，则要 标注此孔的大小及金属化情况，同时还要说明此孔的另一面是否允许有焊环。 如需要将某种金属化孔设为一面有焊环，而另一面没有焊环时，请将没有焊环 那一面的焊盘大小设定值比孔径小，其余按正常处理。（见下图1） 如果表面上铅锡的，则注明是否要倒角。

  35. 箭头所指的焊盘为 单面底层焊盘。 要注明此孔为PTH或NPTH； 如果是金属化孔，厂家要对此 孔的顶层设计为有焊盘，故客 户必须说明：顶层是否允许有 焊环。 图1

  36. 1.3 过孔(Via)尽量不用焊盘(pad)来设计，反之亦然。否则当过孔需要掩盖绿油 时，尤其是该过孔跟元件孔大小相似时将无法识别哪些是真正的过孔。 （见下图2、3） 图 2 图 3

  37. 1.4 如需对成品线路板的过孔(Via)表面处理为盖绿油绝缘层时，则选中其属性中的soldermask项目中的“tenting”，否则此过孔在转换GERBER文件过程中自动生成solder mask层，则成品过孔表面为金属物而不是绝缘物（见下图） 此过孔有阻焊层（紫 红色），成品表面上 金属。 此过孔无阻焊层（无紫红 色层），成品表面上绿油

  38. 1.5 不要放置重叠的焊盘与过孔，在多层板中两个重孔，如一个孔对GND层为连接 盘（热焊盘），而另一个孔对同一GND层为隔离盘，此二义性孔将导致出错。 1.6 表面贴装元件焊盘一般应与其相邻孔之间保留一定的阻焊隔离，否则表贴元件 焊接后容易歪斜，也增加加工的难度。 此层为GND层（用Plane层绘制） 此重孔加工难度大，成品质量差。

  39. 1.7如您要求SMT封装各引脚的大小要一致时，则各引脚的线路层要相同。由于厂家在加工的过程中，要对线路进行补偿，同时为了预防阻焊上焊盘及对位的准确性，一般要对各引脚留有一定的阻焊窗，即在客户设计焊盘实际大小的基础上加大4mils；同样，由于阻焊焊盘的加大与线路的补偿，造成引脚间距的缩小，故一般建议客户将引脚间间距尽量保持在10MILS以上。1.7如您要求SMT封装各引脚的大小要一致时，则各引脚的线路层要相同。由于厂家在加工的过程中，要对线路进行补偿，同时为了预防阻焊上焊盘及对位的准确性，一般要对各引脚留有一定的阻焊窗，即在客户设计焊盘实际大小的基础上加大4mils；同样，由于阻焊焊盘的加大与线路的补偿，造成引脚间距的缩小，故一般建议客户将引脚间间距尽量保持在10MILS以上。 （2）原文件（放大） （1）SMT封装 此红色带大小为阻焊窗 （3）加工文件（放大）

  40. 此黑色圆圈代表隔离环 A处 B处 当A处的显示值小于或等于B处的值时，则默认为非金属化孔。 此暗红色的圆圈代表阻焊层，防止绿油入孔。 此处选中则表示过孔被绿油覆盖。 1.8 焊盘比孔径小的孔一般做非金属化处理，对过孔则无法辩别该过孔是否盖绿油，请给予说明；反之亦然，画非金属化孔时，焊盘应小于孔径，这样不会造成加工的不准确性，导致有小焊盘细线路容易掉，造成短路；非金属化孔为了避免在自动布线时，线距孔太近造成短路或断线，可在Keep out层画一个比孔稍大的隔离环。

  41. 切除字符后 宽度 高度 2、字符 2.1字符的标注应尽量避免上焊盘，否则给印制板的通断测试及元件的焊接带来不便，一般情况下我们会切除上焊盘的字符部分，造成字符完整性的欠缺，所以设计时应考虑到这一点。 2.2字符的尺寸不应太小，因为字符是用丝网印刷的，其分辨率有限，一般字符的高度为30mil ，宽度为5mil。

  42. 2.3 设计时将不需要的字符设置为隐含，不要把字符搬到板外而导致文件转换有困难。 2.4 字符放置不应有重叠现象。特别注意：在Bottom overlayer层字符应为镜像字 符（即反的）。 2.5 对高频线路板（尤其是高频板材）避免将字符印在线路上，以免影响高频信号 的传输。 如果不显示C53字符则选中“hide”。 以上字符为反的相的。如重叠放置时造成油默堆积，字符不清。

  43. 3、阻焊（绿油） 3.1 电路板设计时，如果有某些填充块、线条、大铜面不需要掩盖阻焊，而要上铅 锡或镀金，则应该在相应阻焊层上（PROTEL中顶层、底层阻焊分别为TOP Solder Mask 和Bottom Solder Mask）用实心图形（可用Fill铺实心铜）或线来 表达不需上阻焊的区域 “红色”代表：丝印阻焊部位（大于12mil，否则经热冲击后会容易引起掉阻焊） “暗红色”代表：喷铅锡或镀金部位

  44. 3.2 对部分孔一面盖绿油、一面喷锡时，则无法保证绿油不入孔，否则过孔的两面都设计有焊盘。 红色：TOPLAYER 粉红色：TOPSOLDERMASK 黄色：BOTTOMLAYER 绿色：BOTSOLDERMASK（以上图形无此层）

  45. 4大面积铺铜网格 4.1构成大面积网格的线与线之间的净空(网格中无铜的小方块)尺寸应≥10mil×10 mil(0.254mm×0.254mm)，否则在加工过程中净空部位的细小感光膜附着力差，容易脱落而造成线路不良。以下图形为客户设计时最常用的数值。另外，建议表面处理加工成上绿油而不是喷锡，以保证外观的平整度。 12mils 10mils 4.2 大面积铺铜：在设置线宽时，不要设置得太小，否则数据量会大增，屏幕刷新较慢，文件大、光绘速度慢，加工难度也相应提高（建议将Grid size设为24 mil，Track Width设为 12 mil），甚至打不开文件。（如左上图）

  46. 黑圈：代表隔离环，一般 要大于10mils 4.3 铺铜网格时，应注意隔离环的间隙，不要太小，一方面在加工过程中为了保证线宽及孔径的大小，一般对线路及孔径、孔焊盘都有一定的补偿，这就造成间距缩小，加工难度大，同时对于多层板，层间叠加及钻孔都有一定的偏差，如果隔离不够则易产生开、短路现象。 4.4 在允许的情况下尽量使两面的图形分布得较一致，或在孤立的区域铺些铜网格，可适当地避免成品板翘曲的产生。 可在此孤立的区域铺铜（网格或实心铜） bot层 Top层

  47. 4.5 在孤立的区域(有少数的孔或线条的周围)则应适当的铺些铜网格或铜皮（在允许的情况下一般建议对整板铺无任何电性能的铜网格，此网格的大小一般为12mil×12mil，网格离线或焊盘之间的距离大于1.5mm），防止孤立的区域孔径变小、线变厚、阻焊外观不一致等，同时对含有SMT的线路板，为了保证贴片之间有足够的阻焊桥，保证镀层的均匀性，则通过铺铜网格对此有所帮助。 经铺铜后放大该区域成如右图 放大选定的区域成左下图 隔离环大小 此处指：网格的大小。

  48. 4.6 对有线连接的焊盘（此焊盘小于或等于线路层），厂家在加工的过程中同样为了预防阻焊上焊盘及提高对位的精度，故将原客户设计的焊盘加大（即加大的部分称为阻焊窗），在加大焊盘大小时，加大区域对应的线路层如布有线路时则会上金属，相反则为基材绝缘部分，从而造成成品焊盘形成不规则图形（即不圆）。 图2（焊点放大部分） 图1（ BGA ） 红色区域为阻焊窗明即加大焊盘的部分

  49. 5、加工层的定义 5.1 在绘制单面板时线路层应画在Bottom层，并且要按从元件面看向焊接面的透视方向画图，其相应的字符画在TOP Overlayer 层，为正视的效果。否则必须声明视图方向，以免加工的板是设计原意的镜像图形，无法使用。

  50. 5.2 多层板需要定义好叠层顺序，除PROTEL 99SE 版本（如客户没有提供叠层说明，按以下图示中的叠层加工）外，一般CAD文件中不能反映设计顺序时应另附说明。电源、地层的放置应该尽量对称，保证图形分布均匀。如六层板：顶层、电源（地）、中间1、间2、地层（电源层）、底层。在确定叠层的顺序时也要考虑两侧的图形分布接近一致如下图：Toplayer plane1 mid1 mid2 plane2 Bottomlayer 。 PROTEL 99SE版本

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