印制电路板的设计与制造
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前言

印制电路板是现代电子设备中不可缺少的基础零部件,它能为各种电子元器件提供安装支撑、实现相互电气连接或绝缘以及信号的传输,并能为电路提供某些特殊的电气性能。随着微电子技术的发展,特别是晶体管、集成电路和微电子器件等元器件在电子整机产品和设备中的广泛应用,印制电路板的应用也越来越广泛,从电子玩具、电子表到计算机、通信设备和宇航电子设备等,凡是用到电子元器件的电子产品都离不开印制电路板;甚至一些超大规模集成电路和组件的芯片载体也采用更加精细、复杂的印制板作为载板。随着电子元器件的小型化和多功能化需求的发展,印制电路板的类型和品种也越来越多,结构也越来越复杂,导线越来越精细,印制板在电子设备中的地位也越来越重要,已成为电子行业的重要支柱产品。

在当今信息技术高速发展的时代,数字技术和高速器件广泛应用,电子设备中的印制板不再仅仅是元器件安装和互连的载体,印制板上的印制导线及其特性阻抗已构成电路传输功能的一部分,直接影响电路的功能和可靠性。所以,印制板的质量和可靠性不仅会影响电子组装件安装的难易,还会影响电子整机设备或系统的质量和可靠性,有时会成为制约电子整机质量的关键。在已组装好的电子设备中,如果需要更换一块有质量问题的印制板,所发生的费用要远远超过更换任何一个有质量问题的元器件的费用。所以,印制板的质量和可靠性越来越引起电子设备设计和制造人员的重视。

印制板的外形看起来简单,其实是项制造工艺复杂、采用主要材料和辅助材料繁多的特殊电子产品。影响其产品质量和可靠性的因素很多,可能有设计方面的,也可能有材料质量以及制造和检测方面的。材料的选择由设计决定,产品的质量受制造影响,因此概括起来是由设计、制造共同对产品质量产生影响的。

印制板的设计和制造分属于电子设计和制造两个互为联系而又不同的技术领域和部门,若要把这两个技术专业有机地联系起来,确保印制板产品的质量,对设计和制造人员的技术素质都需要有一定的要求。对于简单的单双面印制板,设计和制造两者的联系要求不是很高。对于复杂的多层板、高密度互连印制板(HDI板)和刚挠结合印制板等高端印制板,设计与制造必须紧密结合才能较好地保证印制板的质量。设计人员不仅要掌握电路设计技术,还要了解一定的制造工艺技术,熟悉印制板的可制造性要求。工艺制造人员既要掌握制造的技能和技巧,又要能理解设计的意图和要求,熟悉相关标准和检测技术并且严格操作。这样将设计与制造结合起来,才能更好地保证印制板最终产品的质量和可靠性。

通常印制板的设计与制造往往在不同的部门或单位进行,要做到设计与制造专业技术的结合,就要求相关的技术人员必须要有广泛的相关知识和丰富的实践经验,这需要花费较长时间来学习和实践积累。为了使从事印制板设计和制造的技术人员,能较快地掌握印制板设计和制造技术,更好地把握两者的有机联系,提高设计和制造的水平,进而保证印制板产品的质量和可靠性,作者基于本人从事印制板制造技术及其标准研究的多年实践经验,并汲取广大印制板设计和制造工程师的经验,参考相关资料及标准编写了此书。

从倡导环境保护和进行绿色生产考虑,本书专门设置了一章讲述印制板生产中的环境保护和水处理技术,为设计和工艺人员能最大限度地采用可再生、回收或环保型材料进行生产提供参考。

本书第4章中的钻孔技术、电镀技术、蚀刻技术和网印技术等内容是在李学明等人编写的职工培训教材《印制板制造技术》的基础上重新整理、编辑、修改的,并根据培训时学员的建议减少了基本理论的论述,增加了实际操作的经验和激光钻孔、等离子技术、HDI板制造工艺等新技术。在此向培训教材原文的编写者表示感谢。本书主要由姜培安、鲁永宝、暴杰编著,另外张润松、李学明、李兰玉、姜浩也参与编写了部分章节。由于本书涉及专业较宽、技术面广,作者水平所限,书中错误和不足在所难免,敬请广大读者谅解和指正。

作者

2012年春季