隨著PCB行業的(de)(de)(de)發(fa)展越(yue)好越(yue)好，越(yue)來越(yue)多(duo)的(de)(de)(de)工(gong)程技術人(ren)員加(jia)入PCB的(de)(de)(de)設(she)計和(he)PCB制(zhi)造中(zhong)來，但由于PCB制(zhi)造涉及的(de)(de)(de)領域較廣泛，且相當一(yi)部(bu)分(fen)PCB設(she)計工(gong)程人(ren)員(Layout人(ren)員)沒有從事或參(can)與過PCB的(de)(de)(de)生產(chan)制(zhi)造過程，導致在設(she)計過程中(zhong)偏重考慮(lv)電氣性能(neng)及產(chan)品功(gong)能(neng)等方(fang)面的(de)(de)(de)內容，但下游PCB加(jia)工(gong)廠(chang)在接(jie)到訂單，實際生產(chan)過程中(zhong)，有很多(duo)問題(ti)由于設(she)計沒有考慮(lv)造成(cheng)產(chan)品加(jia)工(gong)困(kun)難，加(jia)工(gong)周(zhou)期延長或存在產(chan)品隱(yin)患；為便于表達，從開料、鉆(zhan)孔、線路、阻(zu)焊、字符、表面處(chu)理(li)及成(cheng)形七個方(fang)面分(fen)析(xi)：

      一. 開料主要考慮板厚及銅厚問題：

      板料厚度大于0.8MM的板，標準系列為：1.0 1.2 1.6 2.0 3.2 MM，板料厚度小于0.8MM不算標準系列，厚度可以根據需要而定，但經常用到的厚度有：0.1 0.15 0.2 0.3 0.4 0.6MM，這此材料主要用于多層板的內層。

內層制作時，可(ke)以(yi)通過半固化片(PP)的厚(hou)度(du)及結構(gou)配置(zhi)調整層壓(ya)后的厚(hou)度(du)，芯板(ban)(ban)的選擇(ze)范(fan)圍可(ke)靈活一(yi)(yi)些，例如成品(pin)板(ban)(ban)厚(hou)要求(qiu)1.6mm，板(ban)(ban)材(芯板(ban)(ban))的選擇(ze)可(ke)以(yi)是1.2MM也可(ke)以(yi)是1.0MM，只要層壓(ya)出來的板(ban)(ban)厚(hou)控制在一(yi)(yi)定范(fan)圍內，即可(ke)滿足成品(pin)板(ban)(ban)厚(hou)要求(qiu)。

      PCB外層設計時板厚選擇注意，生產加工需要增加鍍銅厚度、阻焊厚度、表面處理(噴錫，鍍金等)厚度及字符、碳油等厚度，實際生產板金板將偏厚0.05-0.1MM，錫板將偏厚0.075-0.15MM。例如設計時成品要求板厚2.0 mm時，正常選用2.0mm板料開料時，考慮到板材公差及加工公差，成品板厚將達到2.1-2.3mm之間，如果設計一定要求成品板厚不可大于2.0mm時，板材應選擇為1.9mm非常規板料制作，PCB加工廠需要從板材生產商臨時訂購，交貨周期就會變得很長。

另外就是PCB板厚公差問題，PCB設計人員在考慮產品裝配公差的同時要考慮PCB加工后板厚公差，影響成品公差主要是三個方面，板材來料公差、層壓公差及外層加厚公差。現提供幾種常規板材公差供參考：(0.8-1.0)±0.1 (1.2-1.6)±0.13 2.0±0.18 3.0±0.23 層壓公差根據不同層數及板厚，公差控制在±(0.05-0.1)MM 之間。特別是有板邊緣連接器的板(如印制插頭)，需要根據與連接器匹配的要求確定板的厚度和公差。

      PCB表面銅厚問題，由于孔銅需要通過化學沉銅及電鍍銅完成，如果不做特殊處理，在加厚孔銅時表面銅厚會隨著一起加厚。根據IPC-A-600G標準，最小銅鍍層厚度，1、2級為20um ，3級為25um。因此在線路板制作時，如果銅厚要求1OZ(最小30.9um)銅厚時，開料有時會根據線寬/線距選擇HOZ(最小15.4um)開料，除去2-3um的允許公差，最小可達33.4um，如果選擇1OZ開料，成品銅厚最小將達到47.9um。其它銅厚計算可依次類推。

      二.PCB板鉆孔主要考慮孔徑大小公差、鉆孔的預大，孔到板邊線邊、非金屬化孔的處理問題及定位孔的設計：

      目前機械鉆孔最小的加工鉆嘴為0.2mm，但由于孔壁銅厚及保護層厚，生產時需要將設計孔徑加大制作，噴錫板需要加大0.15mm 金板需要加大0.1mm，這里的關鍵問題是，如果孔徑加大以后，此類孔到線路、銅皮的距離是否達到加工要求?本來設計的線路焊盤的焊環夠不夠?例如，設計時過孔孔徑為0.2mm，焊盤直徑為0.35mm，理論計算可知，焊環單邊有0.075mm是完全可以加工的，但按錫板加大鉆嘴后生產，就已經沒有焊環了。如果焊盤由于間距問題，CAM工程人員無法再加大的話，此板就無法加工生產。

      孔徑公差問題：目前國內鉆機大部分鉆孔公差控制在±0.05mm，再加上孔內鍍層厚度的公差，金屬化孔公差控制在±0.075mm，非金屬化孔公差控制在±0.05mm。

另(ling)外(wai)容(rong)易忽略(lve)的一(yi)個問題是鉆孔到多層(ceng)板內層(ceng)銅皮或(huo)(huo)(huo)線(xian)(xian)的隔離(li)距離(li)，由于鉆孔定位(wei)公差為±0.075mm，層(ceng)壓時內層(ceng)壓板后圖形(xing)伸(shen)縮(suo)變形(xing)有±0.1mm的公差變化。因此(ci)設計時孔邊到線(xian)(xian)或(huo)(huo)(huo)銅皮的距離(li)4層(ceng)板保(bao)證在0.15mm以上(shang)，6層(ceng)或(huo)(huo)(huo)8層(ceng)板保(bao)證在0.2mm以上(shang)的隔離(li)才可方便于生產。

      非金屬化孔制作常見有以下三種方式，干膜封孔或膠粒塞孔，使孔內鍍上的銅因為無蝕阻保護，可在蝕刻時除去孔壁銅層。注意干膜封孔，孔徑不可大于6.0mm，膠粒塞孔不可小于11.5mm。另外就是采用二次鉆孔制作非金屬化孔。不管采取何種方式制作，非金屬化孔周圍必須保證0.2mm范圍內無銅皮。

      定位孔的設計往往也是容易忽略的一個問題，線路板加工過程中，測試，外形沖板或電銑均需要使用大于1.5mm的孔做為板固定的定位孔。設計時需考慮盡量成三角形將孔分布于線路板三個角上。

      三. 阻焊制作比較麻煩的就是過電孔上的阻焊處理方式上面：

      由于過電孔除了導電功能外，很多PCB設計工程師會將它設計成裝配元件后的成品在線測試點，甚至極少數還設計成元件插件孔。常規過孔設計時為防止焊接時沾錫會設計成蓋油，如果做測試點或插件孔則必須開窗。

      但噴錫板過孔蓋油極易造成孔內藏錫珠，因此相當部分產品設計成過孔塞油，為便于封裝BGA位置也是按塞油處理。但當孔徑大于0.6mm時，會增加塞油難度(塞不飽滿)，因此也有將噴錫板設計成開比孔徑大單邊0.065mm的半開窗形式，孔壁及孔邊0.065mm范圍內噴上錫。

      四. 線路制作主要考慮線路蝕刻造成的影響：

      由于側蝕的影響，生產加工時考慮銅厚及不同加工工藝，需要對線路進行一定預粗，噴錫和沉金板HOZ銅常規補償0.025mm，1OZ銅厚常規補償0.05-0.075mm,線寬/線距生產加工能力常規0.075/0.075mm。因此在設計時在考慮最線寬/線距布線時需要考慮生產時的補償問題。

      鍍金板由于蝕刻后不需要退除線路上面的鍍金層，線條寬度沒有減小，因此不需要補償。但需注意由于側蝕仍然存在，因此金層下面銅皮線寬會小于金層線寬，如果銅厚過厚或蝕刻過量極易造成金面塌陷，從而導致焊接不良的現象發生。

對于有特性阻抗要求的線路，其線寬/線距(ju)要求會更加嚴格。

      五. PCB的表面涂(鍍)層對設計的影響：

      目前應用比較廣泛的常規表面處理方式有 OSP 鍍金 沉金 噴錫我們可以從成本、可焊性，耐磨性、耐氧化性和生產制作工藝不同，鉆孔及線路修改等幾個方面比較各自優缺點。

OSP工藝：成(cheng)(cheng)本(ben)低(di)，導電(dian)性和平整性較好，但耐氧化性差，不利于保存。鉆孔補償(chang)常規按0.1mm制(zhi)作(zuo)，HOZ銅厚線寬補償(chang)0.025mm。考(kao)慮到極(ji)易氧化和沾(zhan)染(ran)灰塵，OSP工序加工放在成(cheng)(cheng)形(xing)(xing)清洗以后完成(cheng)(cheng)，當單(dan)片尺寸小(xiao)于80MM時(shi)須(xu)考(kao)慮拼連片形(xing)(xing)式(shi)交貨。

      電鍍鎳金工藝：耐氧化性、耐磨性好，用于插頭或接觸點時，金層厚度大于或等于1.3um，用于焊接的金層厚度常規在0.05-0.1um，但相對可焊性較差。鉆孔補償按0.1mm制作，線寬不做補償，注意銅厚1OZ以上制作金板時，表面金層下的銅層極易造成蝕刻過度而塌陷造成可焊性的問題。鍍金因需要電流輔助，鍍金工序設計在蝕刻前，完整表面處理的同時也起到蝕阻的作用，蝕刻后減少了退除蝕阻的流程，這也是線寬不做補償的原因。

      化學鍍鎳金(沉金)工藝：耐氧化性、可悍性好，鍍層平整廣泛用于SMT板，鉆孔補償按0.15mm制作，HOZ銅厚線寬補償0.025mm，因為沉金工序設計在阻焊以后，蝕刻前需要使用蝕阻保護，蝕刻后需要退除蝕阻，因此線寬補償比鍍金板多，于是在阻焊后沉金，大部分線路有阻焊覆蓋不需要沉金，相對于大面積銅皮的板，沉金板消耗的金鹽量要明顯低于鍍金板。

      噴錫板(63錫/37鉛)工藝：耐氧化性、可悍性相對好，平整度較差，鉆孔補償按0.15mm制作，HOZ銅厚線寬補償0.025mm，工序與沉金基本一致，目前為最常見的一種表面處理方式。

      由于歐盟提出ROHS指令，拒絕使用含有鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴二苯醚(PBDE)和多溴聯苯(PBB)六種有害物質，表面處理推出了噴純錫(錫銅<鎳>)、噴純錫(錫銀銅)、沉銀和沉錫等新工藝來替代噴鉛錫工藝。

      六. 字符處理時主要考慮字符上焊盤及相關標記的添加：

      由于元件布局越來越密，并且要考慮字符印刷時不可上焊盤，至少保證字符到焊盤在0.15mm以上距離，元件框和元件符號有時根本無法完整分布在線路板上，好在現在貼片大部分由機器完整，因此設計時如果實在無法調整，可以考慮只印字符框，不印元件符號。

      標記添加的內容常見有，供應商標識、UL論證標識、阻燃等級、防靜電標志、生產周期，客戶指定標識等等。必須弄清楚各標識的含意，留出并指定加放位置。

      七. 拼板，外形制作也是設計時考慮很難全面的問題：

      拼板首先要考慮便于加工，電銑外形時間距要按一個銑刀直徑(常規為1.6 1.2 1.0 0.8)來拼板，沖板外形時注意孔、線到板邊的距離是否大于一個板厚，最小沖槽尺寸要大于0.8mm 。如果采用V-CUT連結時，靠板邊線路和銅皮必須保證距V-CUT中心0.3mm。

      其次要考慮大料利用率的問題，由于大料購買的規格比較固定，常用板料規格有930X1245，1040X1245 1090X1245等幾種規格，如果交貨單元拼板不合理，極易造成板料的浪費。