第 1 页 共 4 页 印刷电路板的基本设计方法和原则要求
一台性能优良的仪器，除挑选高质量的元器件，合理的外，印刷线路板的组件布局和电气联机方向的正确结构设计是打算仪器能否牢靠工作的一个关键问题，对同一种组件和参数的电路，因为组件布局设计和电气联机方向的不同会产生不同的结果，其结果可能存在很大的差异。因而，必需把如何正确设计印刷线路板组件布局的结构和正确挑选布线方向及整体仪器的工艺结构三方面联合起来考虑，合理的工艺结构，既可消退因布线不当而产生的噪声干扰，同时便于生产中的安装、调试与检修等。 下面我们针对上述问题举行研究，因为优良“结构”没有一个严格的“定义”和“模式”，因而下面研究，只起抛砖引玉的作用，仅供参考。每一种仪器的结构必需按照详细要求（电气性能、整机结构安装及面板布局等要求），实行相应的结构设计计划，并对几种可行设计计划举行比较和反复修改。
印刷板电源、地的布线结构挑选----系统结构：和数字电路在组件布局图的设计和布线办法上有许多相同和不同之处。模拟电路中，因为的存在，由布线产生的微小噪声，都会引起输出信号的严峻失真，在数字电路中，TTL噪声容限为0.4V～0.6V,噪声容限为Vcc的0.3～0.45倍,故数字电路具有较强的抗干扰的能力。
良好的电源和地总线方式的合理挑选是仪器牢靠工作的重要保证，相当多的干扰源是通过电源和地总线产生的，其中地线引起的噪声干扰最大。
一 印刷电路板图设计的基本原则要求
１．印刷电路板的设计，从确定板的尺寸大小开头，印刷电路板的尺寸因受机箱外壳大小限制，以能恰好安放入外壳内为宜，第二，应考虑印刷电路板与外接元器件（主要是电位器、插口或另外印刷电路板）的衔接方式。印刷电路板与外接组件普通是通过塑料导线或金属隔离线举行衔接。但有时也设计成插座形式。即：在设备内安装一个插入式印刷电路板要留出充当插口的接触位置。
印刷电路板（PCB）的特性阻抗与特性阻抗控制
1、电阻
交流电流流过一个导体时，所受到的阻力称为阻抗 （Impedance），符合为Z，单位还是Ω。
此时的阻力同直流电流所遇到的阻力有差别，除了电阻 的阻力以外，还有感抗（XL）和容抗（XC）的阻力问题。
为区别直流电的电阻，将交流电所遇到之阻力称为阻抗 （Z）。
Z=√ R2 +（XL -XC）2
2、阻抗（Z）
近年来，IC集成度的提高和应用，其信号传输频率和速 度越来越高，因而在印制板导线中，信号传输（发射）高到 某一定值后，便会受到印制板导线本身的影响，从而导致传 输信号的严重失真或完全丧失。这表明，PCB导线所“流通”的“东西”并不是电流，而是 方波讯号或脉冲在能量上的传输。
3、特性阻抗控制（Z0 ）
上述此种“讯号”传输时所受到的阻力，另称为“特性阻 抗”，代表符号为Z0。
所以，PCB导线上单解决“通”、“断”和“短路”的问题还 不够，还要控制导线的特性阻抗问题。就是说，高速传输、高频讯号传输的传输线，在质量上 要比传输导线严格得多。不再是“开路/短路”测试过关，或者 缺口、毛刺未超过线宽的20%，就能接收。必须要求测定特性阻抗值，这个阻抗也要控制在公差以 内，否则，只有报废，不得返工。
二、讯号传播与传输线
1、信号传输线定义
（1）根据电磁波的原理，波长（λ）越短，频率（f）越 高。两者的乘积为光速。即C
= λ.f ＝3×1010 cm/s
（2）任何元器件，尽管具有很高的信号传输频率，但经 过PCB导线传输后，原来很高的传输频率将降下来，或时间 延迟了。
因此，导线长度越短越好。
（3）提高PCB布线密度或缩短导线尺寸是有利的。但是，随着元件频率的加快，或脉冲周期的缩短，导线 长度接近信号波长（速度）的某一范围，此时元件在PCB导 线传输时，便会出现明显的“失真”。
（4）IPC－2141的3.4.4提出：当信号在导线中传输时，如果导线长度接近信号波长 的1/7时，此时的导线被视为信号传输线。
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第 1 页 共 7 页 印刷电路板（Printed circuit board，PCB）几乎会出现在每一种电子设备当中。如果在某样设备中有电子零件，那么它们也都是镶在大小各异的PCB上。除了固定各种小零件外， PCB的主要功能是提供上头各项零件的相互电气连接。随着电子设备越来越复杂，需要的零件越来越多，PCB上头的线路与零件也越来越密集了。 标准的PCB长得就像这样。裸板（上头没有零件）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、并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 下来的部份就变成网状的细小线路了。这些线路被称作导线（conductor pattern）或称布线，并用来提供PCB上零件的电路连接。
为 了将零件固定在PCB上面，我们将它们的接脚直接焊在布线上。在最基本的PCB（单面板）上，零件都集中在其中一面，导线则都集中在另一面。这么一来我们 就需要在板子上打洞，这样接脚才能穿过板子到另一面，所以零件的接脚是焊在另一面上的。因为如此，PCB的正反面分别被称为零件面（Component Side）与焊接面（Solder Side）。
如果PCB上头有某些零件，需要在制作完成后也可以拿掉或装回去，那么该零件安装时会用到插座（Socket）。由于插座是直接焊在板子上的，零件可以任 意的拆装。下面看到的是ZIF（Zero Insertion Force，零拨插力式）插座，它可以让零件（这里指的是CPU）可以轻松插进插座，也可以拆下来。插座旁的固定杆，可以在您插进零件后将其固定。
印刷电路板的制作过程
我们来看一下印刷电路板是如何制作的，以四层为例。
四层PCB板制作过程：
1.化学清洗—【Chemical Clean】
为得到良好质量的蚀刻图形，就要确保抗蚀层与基板表面牢固的结合，要求基板表面无氧化层、油污、灰尘、指印以及其他的污物。因此在涂布抗蚀层前首先要对板进行表面清洗并使铜箔表面达到一定的粗化层度。
内层板材：开始做四层板，内层（第二层和第三层）是必须先做的。内层板材是由玻璃纤维和环氧树脂基复合在上下表面的铜薄板。
2.裁板 压膜—【Cut Sheet Dry Film Lamination】
涂光刻胶：为了在内层板材作出我们需要的形状，我们首先在内层板材上贴上干膜（光刻胶，光致抗蚀剂）。干膜是由聚酯簿膜，光致抗蚀膜及聚乙烯保护膜三部分组成的。贴膜时，先从干膜上剥下聚乙烯保护膜，然后在加热加压的条件下将干膜粘贴在铜面上。
3.曝光和显影-【Image Expose】 【Image Develop】
曝光：在紫外光的照射下，光引发剂吸收了光能分解成游离基，游离基再引发光聚合单体产生聚合交联反应，反应后形成不溶于稀碱溶液的高分子结构。聚合反应还要持续一段时间，为保证工艺的稳定性，曝光后不要立即撕去聚酯膜，应停留15分钟以上，以时聚合反应继续进行，显影前撕去聚酯膜。
显影：感光膜中未曝光部分的活性基团与稀碱溶液反应生产可溶性物质而溶解下来，留下已感光交联固化的图形部分。
4.蚀刻-【Copper Etch】
在挠性印制板或印制板的生产过程中，以化学反应方法将不要部分的铜箔予以去除，使之形成所需的回路图形，光刻胶下方的铜是被保留下来不受蚀刻的影响的。
5.去膜，蚀后冲孔，AOI检查，氧化
Strip Resist】 【Post Etch Punch】 【AOI Inspection】 【Oxide】
去膜的目的是清除蚀刻后板面留存的抗蚀层使下面的铜箔暴露出来。“膜渣”过滤以及废液回收则须妥善处理。如果去膜后的水洗能完全清洗干净，则可以考虑不做酸洗。板面清洗后最后要完全干燥，避免水份残留。
