【国家标准(GB)】 印制电路板设计和使用

中华人民共和国国豪标准
印制电路板设计和使用
Design and use of printed boardsGB 4588.3--~88
木标推规定了印制电路板设计和使用的基本原则、要求和数据等，对印制电略板设计和使用起指导作用。
本标准参照采用国际标准IEC326-3（1980)印制板设计和使用》与IEC326-3A（1982）对IEC326-3标推的第一次补充等制订的。材料和表面镀涂）覆层
1.1材料选用的原则
设计印制电路板应考虑下列因素选用合适的材料：采用的制造工艺(减成法、加成法、半加成法)；h.
印制板的类型（单面板，双面板、多层板、挠性印制板等）电气性能；
机械性能；
特殊性能，如耐燃性和机械加工性；e.
f.经济性。
1.2印制电路板常用基材
印制电路板常用的基材主要分为两大类，纸质覆铜箱层压板和玻璃布置铜错层压板层压板是由粘结树脂与纸或玻璃布在加热和加压条件下形成的景压制品。常用的粘结树脂基酚醛树脂和环氧树脂，在特殊情况下使用聚四氟乙烯树脂等。1.2.1覆铜箔酚醛纸质层压板
这种铜箱层压板的放本低，主要用于翻造一般收音机，电靓机及其他电子设备中的印制电路板。覆箔酚醛纸质层压板的技术要求应符合GB4723《印制电路用覆铜箔酚醛纸质层压板》的规定。1.2.2覆铜箔环氧纸质层压板
这种覆铜箔层压板在电气性能和机械性能方面比酚醛纸质层压板好。它的用途和覆铜箔酚醛纸质甚压板相同。覆铜箔环氧纸质层压板的技术要求应符合GB4721印制电路用爱铜箔环氧纸质层压板》的规定。
1.2.3疆铜箔环氧玻璃布层压板
这种覆铜箱层压板的机械性能、尺寸稳定性，抗热冲击都比纸质层压板好。电气性能优良，工作温度较高，受环境湿度影响小，广泛用于制造各种电子设备和仪器装置中的印制电路板。覆铜箔环氧玻璃布层压板的技术要求应符合GB4725印制电路用环氧跛璃布层压板》的规定。1.2.4覆铜箔聚四氯乙烯玻璃布层压板这种覆铜箔层压板具有优良的介电性能(介质损耗小、介电常数低）,耐高温，耐潮混，化学性能稳定（耐酸、耐碱），工作温度范围宽，是比较理想的高频、微波电子设备用印制电路板的材料。它的技术条件正在考虑中。
中华人民共和国机械电子工业部1988-10-22批准1989-07-01实施
1.2.5阻燃性覆铜箱层压板
GH4588.3-88
这种材料除了具有同类型覆铜箔层压板的相似性能外，还具有阻燃或自熄的性能，适用于任何有防火要求的电子设备。
1.2.6挠性印制电路基材
挠性印制电路基材是在薄的塑料基底上粘合铜箔而成，常用的基材有：聚酯薄膜：它的工作温度可以达到80～130℃。缺点是熔点低，在锡焊温度下容易软化，变形。b．聚酰亚胺薄膜：有良好的可挠性，而且只要通过预热处理除去所吸收的潮气，就可以进行安全焊接。一般粘结型案酰亚胺薄膜可以在150C下连续工作。而中间层为氟化乙丙烯(FEP)的特殊熔接型案酰亚胺可以在250℃下使用。
氟化乙丙烯薄膜(FEP)：通常和酰亚胺或玻布结合在一起使用。具有良好的可挠性、耐潮性、耐酸碱性和耐溶剂性。
印制电路板基材选用指南，见附录A。1.2.7多层印制电路用预浸环氧玻璃布多层印制电璐板是由预没环氧玻璃布把三层以上的分离导电图形粘结层压而成。这些预浸环氧玻璃布的树脂预先固化到B阶段。当多层压制成型后，环氧树脂完全固化。生产工艺和多层板设计对预浸环氧玻璃布均有严格的要求。例如预漫环氧玻璃布的厚度，含胶量，挥发物含量、流动度、凝胶温度和凝胶时间等。
1.3覆铜箔层压板的卡要性能
1.3.1覆铜箱层压板的厚度和钢箔厚度单、双面覆铜箱层压板的标称厚度及其允许偏差见表1和表2。表1纸基覆翎箱层压板
标称厚度
单点偏差
在考愿中
(±0. 11)
(±0. 12)
注; ① 标称厚度 0. 7mm 和 1. 5mm 适用于印制插头②数值加圆括号者为非推荐尺寸。表2
标称厚度
标称厚度
玻璃布基复铜箔层压板
单点偏差
(±0. 11)
（±0.12)
单点偏差
± 020
在考虑中
(±0. 17)
标称厚度
GB 4588.3--88
续表 2
单点偏差
(±0. 15)
+o, 18
注: ① 标称,厚度 0. 5mntm 和 1. 5mm 道用于印制插头 。②数值加圆括号者为非推荐尺计。 0. 8mm 以下的厚度值不包括锯箱厚度铜箔厚度、单位面积质量及其允许的偏差应符合表3的规定：表3铜箔厚度和单位面积质量
标称值
±2: 5
标称值
单位面积质量
偏差,%
对于多层印制电路板用的薄覆铜箔层压板，其厚度标准是儿个尺寸范围，而不是固定值。薄覆铜箱层压板的铜箔厚度及覆箱方式(单面或双面)由供需双方共同商定。1.3.2抗剥强度
由于基材类型不同，铜箔与基板的附着力也不同。可以根据使用要求和印制电路板基材有关标准GB4723～4725等的规定选择相应的基材。抗剥强度试验方法应按GB4722印制电路板用覆铜箔层压板试验方法中第13章的规定进行。1.3.3薄曲度
覆钢箔层压板的翘曲容易造成印制插头与插座之间接触不良，甚至损坏元件连接，破坏金属化孔，铜箱层压板的翘曲度应符合有关标准 GB 4723~4725等的规定。翘曲度试验方法应按 GB 4722第11章的规定进行。1.3.4介电常数
铜箱层压板的介电常数（)应低，以减小印制电路的寄生电容。各种覆铜箱层压板的介电常数应符合有关标准GB4723～4725等的规定。介电常数试验方法应按 GB 4722 中第 9 章的规定进行。1.3.5介质损耗角正切
灌铜箱层压板的介质损耗角正切（t)应尽量小，以斌小高频电路摄耗。各种覆锅箱层压板的介质报耗角正切座符合有关标准GB47234725等的规定。介质摄耗角正切试验方法应按GB 4722中第 9章的规定进行。1.4表面镀（涂)覆层
1.4.1金属镀覆层
GB 4588.3-88
应根据印制电路板的旧途选择一种适合于导电图形用的镀覆层。表面镀覆层的类型直接影响牛产二1.艺、生产成本和印制电路板的性能，例如寿命、可焊性和接触性能等。以下所列是泛使用的一些金属镶层的实例。因为不同的应用场合对镀层厚度的要求不同，所以·没有给出厚度值。
1.4.1.1铜
在没有附加镀层时常用于单面板（用印制蚀刻法制造）和没有特辣镀覆层要求的金属化孔印制板（用掩蔽法、加成法和半加成法制造），铜的纯度不低于99.5%。1.41.2铅
用于保护可焊性，在没有其他表面保护涂覆层时，也可以用锡铅镀层保护导电图形。采用电镀锡铅时，其厚度通常为5～15gm。
电镀锡铅般要经过热熔处理，以提高可焊性和可靠性。锡铅镀层中的锡含量应为50%~70%。1.4.1.3金
纯金镀层用来焊接集成电路芯片。一般不用于锡焊、因为金和锡铅产牛合金化，可能造成焊接点虚焊和改变焊料槽成分。
微波印制电路板的导电图形表面往社也要镀金，这是因为金具有很低的电阻率和良好的保护性能。1.4.7.4镍上镀金
通常用于开关和插头接触。为了防止铜尚金层扩散，减少孔率，提高防护性能，金和铜之间还必须有一层阻挡层，一般是锦，因此在电被金之前，必须电镀镍。作为接触表面的镀金层所必须具备的特性是厚度、硬度，耐磨性、接触电阻等，1.4.1.5其他金属镀覆层
镍上镀钯镍上镀铠、镍和金上键佬、镀锡镍，这些表面镀层也用作印制接触。印制接触区的金属表面应光滑，没有容易降低电性能和机被性能的缺陷。用作印制接触区的地方，应当仔细考虑所用的镀层类型.要与它相配合的零件相适应（包括硬度、耐磨性、接触电阻等）。1.4.2非金属涂覆层
印制电路板表面可使用以下三类非金属涂覆层。1.4.2.1可焊性涂覆层
可焊性徐覆层用来保护导电图形的可焊性；涂覆在没有锡铅镀层的铜表面上，是一种暂时性的保护涂疆层。这些涂程层既可以在焊接前被除去，也可以作为焊剂，后者如松香基焊剂或合成树脂型爆剂。1.4.2.2阻焊涂覆层
在焊接操作中，用来防止非焊接区的焊料润湿和导电图形之间产生桥接，是提高或保持印制电路板电性能的永久性保护涂覆层。
在波蜂焊接后，阻焊层可能起铵、起泡、甚至脱落。减小这些影响的方法是：直接在铜上涂翟阻焊层；使用较厚的阻焊层（起隔热作用）选用较薄的铅镀覆层：选用较窄的导线；在大面积导电图形上开窗口。
常用的阻焊涂覆层有两种类型：网印阻焊印料和光敏阻焊干膜。1.4.2.3保护涂覆层
用来提高或保持印制电路板及印制电路板组装件的电性能，涂覆在印制电路板组装件的两面（包括元件引线）的涂覆层。这类涂材料有醋漆、骤氨酯臻，丙烯酸漆、有机硅漆和硅橡胶胺等。挠性印制电路板表面通常覆盖一层绝缘薄膜，例如聚酰亚胺薄膜，用来提高或保持性印制电路板的电性能和可挠性。焊盘上面的薄膜要开孔，以便于焊接。挠性印制电路不适于表面有锡铅镀层的导电，图形。一般只适用于裸铜的导电图形。2印制电路板的结构尺寸
2-1印制电路板的基本要素尺寸
GB 4588.3-88
印制电路板的基本要素尺寸如图 1 所示图 1 基本要素尺寸
A—-孔中心距—导线宽度;C—层间重合度;d-站孔直径:4g—孔金屏化后直径:D,-衰层连接盘直径ID,-内层连接盘直径,E--层间最小距离IS—-导线最小间距;一导线厚度—印制电路板厚度
2.2形状及大小
原则上，印制电路板可以为任意形扰,但从生产工艺角度考虑，形状应当尽量简单，一般为长宽比例不太悬殊的长方形。对于板面较大，容易产生翘曲变形的印制电路板，须用加强筋或边框进行加固。为了便于生产、降低越本，应避免印制电路板的外形尺寸公差过严。2.3厚度
印制电路板的厚度应根据印制电路板的功能及所安装的元器件重量，印制插座规格，印制电璐板外形尺寸和所承受的机械负荷来决定。单面和双面板的厚度及公差取决于所选用的基材。多层印制电路板的总厚度及各导电层间的厚度应根据电气和结构性能的需要来确定。多层印制电路板的厚度公差般为标称厚度的土10%。
印制插头区域的厚度公差很重要，它将影响与插座的可靠接触，所以必须与所选用的插座相匹配。2.4孔尺寸和公差
2.4.1非金属化孔
推荐的标称孔径及公差地表4。
标称孔径
2.4.2金属化孔
具有金属化孔的印制电路板，其孔径与板厚之比尽可能不小于13更小会引起生产困难和增加成本。
GB 4588.3—88
只用作贯穿连接而不安装元件的中继孔，它们的公差，特别是最小孔径公差没有严格要求。用作安装元件的金属化孔的直径及其公差见表5。表5
标称孔径
金属化孔孔壁镀铜层的平均厚度不小于25um，最小厚度大约15~18mm。在此前提下，镀层厚度允许偏差0~100%。
2.4.3异形孔
应当尽量避免使用异形孔,在特殊情况下可用矩形孔作安装孔，一-般异形孔不金属化。矩形孔的推荐尺寸及公差见表6。表6
标称尺寸
注,的≤10 的正整数。
2.4.4元件孔与元件引线之间的间隙1×4
为了装插元件引线方便和保证良好的焊接质最，元件孔与元件引线之问必须要有合适的间随。鱼。金淇化孔的间隙
可由下式确定：
(d,-28,4,)-(d.+282+A,)=0.2~0.7mm或
d.-(d,+25,+4,)-0. 2~0. 7mm
式中dn—圆形引线的标称直径；a,——钻孔标称直径，
一金属化孔后的直径：
一金属化孔孔壁金具厚度：
32——元件引线摘锅厚度，
,—~钻孔孔径偏差
4一元件引线直径偏差。
对于矩形引线,d。则为矩形横截面的对角线尺寸,其间隙应为 0. 1～0. 4mmb．非金属化孔的间隙
在保证容易插装元件的前提下，为了获得可靠的焊接点，非金属化孔的间隙应尽量小些。2.5连接盘
2.5.1连接盘尺寸
连接盘尺寸应适当大些。确定连接盘的尺寸要考虑钻孔设备、最小环宽、层间允许偏、孔位允许偏差以及导线宽度允许偏差等因素。连接盘最小直径的确定见表7。钻孔直径
最小连接
盘直经
2.5.2连接盘形状
GB 4588.3-88
常用的连接盘有圆形、方形、椭圖形和长阈形等多种形状。为了增加连接盘的附着强度，在中等密度布线情况下，往往使用椭画形和长圆形连接盘；在高密度布线场合，多使用圆形和方形连接盘。在相同环宽情况下，方形、椭圆形和长圆形连接盘比圈形连接盘的面积大。长圆形连接盘上可以钻两个孔，从而增加金属化孔互连的可靠性。椭阈形连接盘有利于斜向布线。各种连接盘的形状见图2。在中等密度布线时，连接盘的直径或连接盘的最小宽度为1.5mm或1.6mm，在高密度布线时，一般为1.4mm或1.3mm，甚至更小。e
长圆形
2.6印制导线
2.6.1导线宽度
图2连接盘形状
精圆形
导线宽度应尽量宽一些，至少要宽到足以承受所设计的电流负荷。导线宽度的精度受照相底版的精度、生产方法以及导线厚度的影响。导线宽度公差应不超过表8中的数值。表8
灌面镀层
无电镶层
有电镀屋
超精公差
导线宽度公媒
精公差
一般公差
粗公差
注：表中数值只适合于在 35am厚例销上制作导线,对于在其他厚度铜错上制作的导线应适当增大或减小导线公差数值。
GB 4588.3—8B
表中数据，不包括缺口、针孔和边缘缺陷所造成的偏差。这些缺陷所造成的导线宽度的减小应符合有关技术条件的规定。
2.6.2导线间距
相邻导线之间的距离应满足电气安全的要求，而且为了便于操作和生产，间臣应尽量宽些。选择最小间距至少应该适合所施加的电压。这个电压包括工作电压、附加的波动电压，过电压和因其他原因产生的峰值电压。
同一层印制电路板上的导线间距与施加电压之间的关系见3.4条的规定。由于导线间距公差不仅取决于导线的定位偏差，而且也取决于导线宽度偏差，因此规定了导线宽度公差，也就相应地限定了导线间距公差。导线与连接盘之间的间距和公差与导线之间的间距和公差相同。2.7图形和孔的位置
2.7. 1 参考基准
为了制造或检查定位图形(包括充图）,建议使用参考基准。在一块印制电路板上有几个图形时，所有的图形都应该使用相同的参考基准。参考基准最好由设计者规定,常用的一个方法是采用两条正交的线,例如某个孔的中心,如图 3 中的A点。
图 3 基准特性
2.7.2孔中心的位置公差
孔中心位置公差主要取决于制造方法和设备，建议的公差见表9。表9
公垂等级
超精公差
精公差
一般公差
粗公差
2.7.3孔间距
规定的孔位受和参考基准之间的距离150
任意两孔之间的距离可以通过公共的参考基准来确定，其偏差等于2.7.2条中所指出的位置公差。带有连接盘的相邻孔的间距应按2.5.1条和2.6.2条确定。不带连接盘的孔与柑邻孔边缘之间的最小距离应不小于印制电路板的厚度或其中较小的孔径。2.7.4孔到印制电路板边缘的距离GB 4588.3--88
孔边缘到印制电路板边缘的最小距离应大于印制电路板厚皮。2.7.5孔和连接盘的错位
对于使用孔和连接盘的印制电路板,通常会产生孔和连接盘的错位间题。采用如2. 7.1条所建议的同一参考基后，可以减小错位，但不能消除。孔和连接盘的错位可由设计者根据设计的具体要求进行规定。2.7.6以参考基准为准的图形位置(重合度）对于使用孔和连接盘的单面印制电路板，通常不需要规定重合度。重要的是要控制连接盘的最小径向境度。
对于其他类型的印制电路板，特别是对于无连接盘的孔的印制电路板和多层印制电路板中各层的薄印制电骼板，图形相对于参考基准的位暨很重要。以参考基准为准的图形位置（重合度），建议采用如下偏差：精公差
一般公差
粗公差
2.7.7面对面图形的重合度
主0.05mm
±心.25mm
面对面图形的重合度不单独加以规定，其偏差是所规定的图形位置相对于参考基准偏差的两倍。2.8印制插头
2.8.1印制插头的设计原则
印制插头应根据与其相配合的公差尺寸，配合尺寸及装配要求等有关数据进行设计。印制插头设计图-般应示出：
接触片的中心距.宽度、长度：
和。定位情的位置、宽度、长度及其公差，插头与印制电路板的尺寸关系；c
如果设置电镀工艺导线，其宽度不大干0.5mmd.
個角尺寸。
有关印制插头的设计图例见图4。d
图4印制插头的设计尺寸
2.8.2定位槽、缺口
印制插头的定位或缺口的宽度很重要，其偏差一般不超过士0..1mm。2.8.3无定位槽或缺口的印制插头除了考虑与插座的配合外,有时还要考虑与机架,导轨等结构的配合。2.8.4其他
对于不起电接触作用的“空接触片”在设计图中可以不予画出，在成品印制电路板上将没有这些接触片。若需要多个接触片相连,不要把相邻若干个接触片连成--个整体，以避免金的浪费。示例见图5。3电气性能
3.1电阻
建议的
（a）无用的炭触片不于两出
CB 4588. 3 -88
(b）用导貌连握起相网作用的
相邦楼整片
图5印制插头接触片
3.1.1导线电阻
不允许的
(c) 接触片连成一整体
印制导线的横截面一般近似为长方形。对于用作导电材料的铜,在温度为25C时,其电阻率 β=1.8X10-\l·cm。每10mm长的导线电阻与导线宽度,导线厚度及温度之间的关系如图 6所示。mm100m70m
t=100r
0.2 0.3 0.1 0.6 o.8 1
寻视厚度
印制导线的电阻
四/10mm端长
GB 4588-3---88
由于印制导线的电阻一般较小，可不予考虑。但在重要的地方，例如地线回路，大电流电路或一些特殊电路中,则必须用图 6 进行估算或进行测量。有关测试方法标准正在制订中。钢层上镀有象镍，金或锡铅这些金属薄镀层，因为它们对导线电阻的影响根小，所以金属镀爱层的电阻可不予考虑，而只需考虑铜箱部分的电阻。低电阻率金展的厚镀层，例如金属化孔印制电路板上常用的铜键层。就籍要认真考虑。由于镜房加厚导线的厚度，所以导线电阻的估算，可以用铜箱的厚度加上钢镀层的厚度，根据图6进行估算。对于铜以外的其他导电材料，或其他横截面形状的导线，如果有必要，其导线电阻必须计算。3.1.2互连电阻
多层印制电路板上两个金屏化孔之间的互连电阻通常由以下各部分组成，金属化孔的镀层电阻R
金属化孔的镀层和内层导线之间的连接电阻R；导线的电阻R！
导线和第二个金属化孔姨层之间的连接电阻R；导线镀层电阻R；。
无论是为检查生产的工艺质量，还是按电路设计者的要求，都应该测定互连电阻，测试方法按GB4677.12《印制电路板互连电阻测试方法》进行。3.1.3金属化孔电阻
对于电路来说，金厚化孔的电阻值通常悬不重要的，但测定其阻值可以反映出印制电路板金属化孔镀层的质量和工艺质量。特别是接有关技术条件GB 4677.13印制板金展化孔电阻的变化一热循环试验方法》测量其热循环电阻变化，可以检查金属化孔孔壁镀层是否产生断裂。对于1.6rmm厚的印制电路板，镀层为铜的金属化孔的电阻，可用图7进行估算。ma
快尽草度
图？金属化孔镀层电阻
3.2载流量
GB 4588.3---8B
印制导线的载流量主要受印制电路板最高工作温度的限制，也受短时间的大电流和热膨胀造成的机械应力等因素的影响。
温度的数值取决于下列诸因素：电气功耗，单位面积上的功耗及其在印制电路板上的分布情况；b.
印制电路板的尺寸和材料，金属量及其分布情况；印制电路板安装方式;水平安装或垂真安装，离相邻部件或机柜边框的龟离等：印制电路板表面的热辐射及其和邻近部件的温差，以及它们的绝对温度：安装器件的热传导；
热量对流方式自然冷却或强制冷却。以上诸因素是相互关连的。在大多数情况下根据具体情况正确估算就能满足要求。在重要的地方，导线的载流量必须按实际使用情况测定。3.2.1连续电流
3.2.1.1单面板的热耗
对干以铜为导电材料，标称厚度为1.6~-3.2m的单面印制电路板，不同宽度和常用厚度的印制导线的温升与电流之间的关系(不包括附加镀层的影响），图8所示。2.5
at=20rWww.bzxZ.net
0.20.30.40.60.811.52
电截一
1a=50 c
&=75℃
ar=100℃
3456810A
（a）导线厚度18μm
at20 C
at=40 c
at-0oc
(c）导线厚座70μm
1520 A
at=tooc
0.30.50.70.91.21.52
(b）导线厚度35um
净: 0. 4
910LS A
4t=50 ℃
1520 30 A
(d）导线厚度105μm
图8印制导线的电流与温升之间的关系
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