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摘 要 近些年，随着科学技术的不断进步与发展，PCB/PCBA的布线布局也更趋向于精密化，这就对生产有了更高的要求，换句话来说，对生产的可靠性有了更大的要求，生产过程中的可靠性高了，生产出来的产品才会有更高的可靠性。本文从PCB/PCBA的概念谈起，然后
详细分析了PCB/PCBA的可制造性以及可靠性设计中存在的问题，最后提出了实现PCB/PCBA的可制造性以及可靠性设计的有效举措。
关键词 PCB/PCBA；可制造性；可靠性；设计；举措
中图分类号 TN 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)021-0210-01
PCB/PCBA的可制造性和可靠性设计的提出有效的提高了电路工业设计的工艺水平，然而由于对PCB/PCBA的可制造性和可靠性设计的研究还缺少相对比较成熟的理论，所以在PCB/PCBA的可制造性和可靠性设计中还存在一些人为因素和技术上的问题，剖析问题的成因，提出有效的实现PCB/PCBA可制造性和可靠性设计的改进举措具有非常重要的意义。
1 PCB/PCBA的概念
所谓的PCB/PCBA即印制电路板是在绝缘基材上，按预定设计，制成印制线路，印制元件或有两者组合而成的导电图形后制成的板。它作为元器件的支撑，并且提供系统电路工作所需要的电气连接，是实现电子产品小型化、轻量化、装配机械化和自动化的重要基础部件，在电子工业中有广泛应用。
2 PCB/PCBA的可制造性以及可靠性设计中存在的问题
2.1 钻孔问题
工厂进行孔加工时，通过机械作业，工程部提供各种参数配置，在一块覆铜板上，按照工程部提供的钻孔参数图进行各种孔的加工。实际上，在一块PCB板上，孔径不会完全一样，因为有的孔是作为镀通孔，而有的孔不需要镀铜，这就导致了孔径的大小的不同。同时PCB板上的孔都是毫米级的单位，这就对机器有了很高的精度要求。
尽管如此，由于线路过于密集，孔与孔之间距离过近等原因，孔钻偏这一现象屡屡发生，而且一直占据着不良项目的最大比重。正如前文所描述的设计原则，孔到线的距离以及孔与孔之间的距离有一个最佳的推荐范围，这值得设计者们关注并且在平时的设计里考虑进去。同时，焊盘的大小对这一问题也有一定影响，例如说，焊盘设计得较为宽大，那么即便是孔稍微钻偏一点，也不影响PCB板的可靠性。当然，焊盘的设计更要考虑到整体板面的布局，不能因为这个原因而使得布线超过了密度所允许的范围，而引起了另外的问题，以至于对PCB板的可靠性造成了同等的或者更大的影响。
2.2 沉铜问题
沉铜是PCB工序中一个非常重要的部分，在PCB生产中，双面板以及多层板是生产最多的板型，而沉铜这一工序就显得十分重要，他使得不同层次的板面连接起来，形成一个整体，因此，沉铜的成功率决定了PCB板生产的成品率的高低。
在前文已经介绍了，沉铜主要是通过化学反应让板面的铜箔加厚，让孔壁上留下一层薄薄的铜，以方便后面的电镀工序。由于孔壁中需要镀铜，这就决定了实际的孔径大小与设计时的孔径大小是不一样的。而沉铜是通过化学反应来完成的，我们只能通过一些参数，比如问题，溶液浓度等，来控制沉铜的程度与进度，因此，这个精度就把握不是非常的精确，这就要求设计时，设计者们要充分考虑到这一工序客观上存在的困难，来设计PCB的布线图，从而使得加工出来的板的可靠性能达到最大可能范围。
另外，因为PCB工厂的生产是规模化的，而不是个体化，这就决定了生产过程中，工人不可能将每一块正在生产加工的PCB照顾到，因此，这就更加要求设计者们要充分考虑加工中的客观困难。
2.3 工程资料问题
一般工厂在接到客户的订单以及布线图后，需要将其转化成能够用于生产的各种图纸，而随着科技的发展，PCB的布线密度也越来越高，越来越精密，这对于工程师来说是一种考验。
作为工程部的工程师，他们需要将原布线图还原成几份不同的资料，尤其是钻孔图，在设计中，孔是有不同的分类的，在多层板中，还有盲孔的分布，以及孔需不需要镀铜的要求。为了提高PCB生产过程中的可靠性与成品率，就必须要求设计者们将各个层面划分清晰，各种孔类标识清楚，布线规范合理，严格按照设计规范要求来操作，使各个设计参数达到标准。
2.4 蚀刻问题
同样在前面提到过，蚀刻后的铜线路不是一个标准的长方体，这就要求了设计者在考虑通过线路电流强度的范围时，要将其当成一个梯形的横截面来看，也因为这个原因，线宽要比理论上的适当放宽。实际上，这一步工作在工程这一环节中已经做了，设计者们只需要考虑能否有足够的地方让工程部来将线宽扩充，因此，在设计时，两线之间的距离必须留有足够的余地。
3 实现PCB/PCBA的可制造性以及可靠性设计的有效举措
3.1 采用数控钻孔技术
在多层板和双面板生产过程中，对钻孔工序有下述三方面的要求：一是孔位准确；二是孔壁质好；三是生产效率高。
由于印制板表面安装技术以密为核心，不断向“薄、平”纵深发展，提高表面安装印制板密度，主要方法之一就是减少导通孔的尺寸，因此钻孔的发展趋势主要是导通孔尺寸急剧减小；φ0.8mm→φ0.5mm→φ0.4mm→φ0.3mm→φ0.25mm→φ0.15mm→……孔的尺寸减小要求，影响数控钻孔的设备及条件向更好的方向发展。
3.2 采用化学镀铜工艺
化学镀铜工艺主要包括双面板和多面板两种化学镀铜工艺，其中双面板化学镀铜的工艺流程如下：
钻孔板→去毛刺→清洁调整处理→微蚀刻→预浸处理→活化处理→加速处理→化学镀铜。其中多面板的化学镀铜工艺流程和双面板的基本相同，不同之处在于多层板去毛刺后要增加除孔内钻污或凹蚀处理。
3.3 做好工程材料的审查
工程部的作用主要是将用户提供的PCB布线图通过软件转化成实际加工所需要的工程图， 工程部在开始生产之前，必须要对客户提供的PCB布线图进行审核，看能否符合本公司工厂生产的技术指标和参数，以避免无效加工，浪费材料，对效率和利润造成损害。
3.4 做好蚀刻工艺的施工
要选择适合高密度印制电路板图形蚀刻工艺方法是非常重要的。特别是蚀刻液的功能和蚀刻方式是确保电路图形尺寸精度的关键。从当前所采用的工艺仍然以减成法为主流来说，电路图形的抗蚀层有两种，一种是有机膜、一种是抗蚀金属镀层。
4 结束语
本论文基于工厂实际生产的基础上，在设计对制造过程中产生的可靠性问题进行了总结和分析。总的来说，在制造生产过程中，造成不可靠性产生的原因大多是加工过程中设备、人工操作等因素引起的，但不缺少由于设计的不周密性而导致的制造中的不可靠性。
参考文献
[l]张华文,刘永忠,李柳生.PCB设计的可制造性设计[J].工业设计,2010,05.
[2]卢启洪,林世清.印制电路板(PCB)设计规范[D].和记奥普泰通信技术有限公司,2003.
[3]刘明浩.PCB板设计制作的可靠性研究[J].中南大学学报,2005,12.
详细分析了PCB/PCBA的可制造性以及可靠性设计中存在的问题，最后提出了实现PCB/PCBA的可制造性以及可靠性设计的有效举措。
关键词 PCB/PCBA；可制造性；可靠性；设计；举措
中图分类号 TN 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)021-0210-01
PCB/PCBA的可制造性和可靠性设计的提出有效的提高了电路工业设计的工艺水平，然而由于对PCB/PCBA的可制造性和可靠性设计的研究还缺少相对比较成熟的理论，所以在PCB/PCBA的可制造性和可靠性设计中还存在一些人为因素和技术上的问题，剖析问题的成因，提出有效的实现PCB/PCBA可制造性和可靠性设计的改进举措具有非常重要的意义。
1 PCB/PCBA的概念
所谓的PCB/PCBA即印制电路板是在绝缘基材上，按预定设计，制成印制线路，印制元件或有两者组合而成的导电图形后制成的板。它作为元器件的支撑，并且提供系统电路工作所需要的电气连接，是实现电子产品小型化、轻量化、装配机械化和自动化的重要基础部件，在电子工业中有广泛应用。
2 PCB/PCBA的可制造性以及可靠性设计中存在的问题
2.1 钻孔问题
工厂进行孔加工时，通过机械作业，工程部提供各种参数配置，在一块覆铜板上，按照工程部提供的钻孔参数图进行各种孔的加工。实际上，在一块PCB板上，孔径不会完全一样，因为有的孔是作为镀通孔，而有的孔不需要镀铜，这就导致了孔径的大小的不同。同时PCB板上的孔都是毫米级的单位，这就对机器有了很高的精度要求。
尽管如此，由于线路过于密集，孔与孔之间距离过近等原因，孔钻偏这一现象屡屡发生，而且一直占据着不良项目的最大比重。正如前文所描述的设计原则，孔到线的距离以及孔与孔之间的距离有一个最佳的推荐范围，这值得设计者们关注并且在平时的设计里考虑进去。同时，焊盘的大小对这一问题也有一定影响，例如说，焊盘设计得较为宽大，那么即便是孔稍微钻偏一点，也不影响PCB板的可靠性。当然，焊盘的设计更要考虑到整体板面的布局，不能因为这个原因而使得布线超过了密度所允许的范围，而引起了另外的问题，以至于对PCB板的可靠性造成了同等的或者更大的影响。
2.2 沉铜问题
沉铜是PCB工序中一个非常重要的部分，在PCB生产中，双面板以及多层板是生产最多的板型，而沉铜这一工序就显得十分重要，他使得不同层次的板面连接起来，形成一个整体，因此，沉铜的成功率决定了PCB板生产的成品率的高低。
在前文已经介绍了，沉铜主要是通过化学反应让板面的铜箔加厚，让孔壁上留下一层薄薄的铜，以方便后面的电镀工序。由于孔壁中需要镀铜，这就决定了实际的孔径大小与设计时的孔径大小是不一样的。而沉铜是通过化学反应来完成的，我们只能通过一些参数，比如问题，溶液浓度等，来控制沉铜的程度与进度，因此，这个精度就把握不是非常的精确，这就要求设计时，设计者们要充分考虑到这一工序客观上存在的困难，来设计PCB的布线图，从而使得加工出来的板的可靠性能达到最大可能范围。
另外，因为PCB工厂的生产是规模化的，而不是个体化，这就决定了生产过程中，工人不可能将每一块正在生产加工的PCB照顾到，因此，这就更加要求设计者们要充分考虑加工中的客观困难。
2.3 工程资料问题
一般工厂在接到客户的订单以及布线图后，需要将其转化成能够用于生产的各种图纸，而随着科技的发展，PCB的布线密度也越来越高，越来越精密，这对于工程师来说是一种考验。
作为工程部的工程师，他们需要将原布线图还原成几份不同的资料，尤其是钻孔图，在设计中，孔是有不同的分类的，在多层板中，还有盲孔的分布，以及孔需不需要镀铜的要求。为了提高PCB生产过程中的可靠性与成品率，就必须要求设计者们将各个层面划分清晰，各种孔类标识清楚，布线规范合理，严格按照设计规范要求来操作，使各个设计参数达到标准。
2.4 蚀刻问题
同样在前面提到过，蚀刻后的铜线路不是一个标准的长方体，这就要求了设计者在考虑通过线路电流强度的范围时，要将其当成一个梯形的横截面来看，也因为这个原因，线宽要比理论上的适当放宽。实际上，这一步工作在工程这一环节中已经做了，设计者们只需要考虑能否有足够的地方让工程部来将线宽扩充，因此，在设计时，两线之间的距离必须留有足够的余地。
3 实现PCB/PCBA的可制造性以及可靠性设计的有效举措
3.1 采用数控钻孔技术
在多层板和双面板生产过程中，对钻孔工序有下述三方面的要求：一是孔位准确；二是孔壁质好；三是生产效率高。
由于印制板表面安装技术以密为核心，不断向“薄、平”纵深发展，提高表面安装印制板密度，主要方法之一就是减少导通孔的尺寸，因此钻孔的发展趋势主要是导通孔尺寸急剧减小；φ0.8mm→φ0.5mm→φ0.4mm→φ0.3mm→φ0.25mm→φ0.15mm→……孔的尺寸减小要求，影响数控钻孔的设备及条件向更好的方向发展。
3.2 采用化学镀铜工艺
化学镀铜工艺主要包括双面板和多面板两种化学镀铜工艺，其中双面板化学镀铜的工艺流程如下：
钻孔板→去毛刺→清洁调整处理→微蚀刻→预浸处理→活化处理→加速处理→化学镀铜。其中多面板的化学镀铜工艺流程和双面板的基本相同，不同之处在于多层板去毛刺后要增加除孔内钻污或凹蚀处理。
3.3 做好工程材料的审查
工程部的作用主要是将用户提供的PCB布线图通过软件转化成实际加工所需要的工程图， 工程部在开始生产之前，必须要对客户提供的PCB布线图进行审核，看能否符合本公司工厂生产的技术指标和参数，以避免无效加工，浪费材料，对效率和利润造成损害。
3.4 做好蚀刻工艺的施工
要选择适合高密度印制电路板图形蚀刻工艺方法是非常重要的。特别是蚀刻液的功能和蚀刻方式是确保电路图形尺寸精度的关键。从当前所采用的工艺仍然以减成法为主流来说，电路图形的抗蚀层有两种，一种是有机膜、一种是抗蚀金属镀层。
4 结束语
本论文基于工厂实际生产的基础上，在设计对制造过程中产生的可靠性问题进行了总结和分析。总的来说，在制造生产过程中，造成不可靠性产生的原因大多是加工过程中设备、人工操作等因素引起的，但不缺少由于设计的不周密性而导致的制造中的不可靠性。
参考文献
[l]张华文,刘永忠,李柳生.PCB设计的可制造性设计[J].工业设计,2010,05.
[2]卢启洪,林世清.印制电路板(PCB)设计规范[D].和记奥普泰通信技术有限公司,2003.
[3]刘明浩.PCB板设计制作的可靠性研究[J].中南大学学报,2005,12.