电子产品设计工艺性
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基材选择的依据： • 印制板的使用条件； • 印制板的制造工艺； • 根据印制板的结构确定基材覆铜箔的面积； • 机械电气性能要求； • 依据印制板尺寸、单位面积承载元器件质量，确定基材的
厚度； • 印制板是否有特殊性能要求（阻燃、高频等）； • 尽量选择玻璃化转变温度Tg较高的材料。
常用基材的选择：
内容； • 与设计工艺性要素相关细节的设计，细化、量化不到位； • 产品设计文件不齐套。
2、印制板设计工艺性
印制板是电子产品的基础 部件，设计工艺性将会直接 影响产品质量和可靠性。
2.1 印制板设计遵循的原则：
• 电气连接的准确性（与电原理图一致）； • 可靠性（优化设计） • 可制造性（有利于加工、安装和维修）； • 经济性（在安全可靠性的基础上，遵循成本最低）； • 环境适应性（满足产品使用要求）； • 环保性。
连接盘：形状一般为圆形，与孔同心环绕在孔周围，最小环宽应 ≥0.1mm。
• 表面涂（镀）层的选择 有机涂层：助焊剂（松香）、助焊剂、敷形涂层、有机防氧化保护剂 （osp）等 金属镀层：锡铅合金镀层、焊料涂层、电镀镍/金、化学浸镍/金等。
2.5 电气性能设计
• 导线电阻 由导线宽度、长度和厚度决定。
1.1 设计工艺性的内涵 设计工艺性与可制造性或可生产性，其概念基本一致。
（1）MIL-STD1528《生产管理》： 设计工艺性是多种特性的综合，即通过产品设计和生 产策划，形成最有效和经济的方法，进行产品的制造、 装配、检查、试验、安装、检验和验收。
1.1 设计工艺性的内涵
（2）MIL-HDBK-727《可制造性设计原则》： 可制造性是设计要素、特性和生产策划的综合，通过折 中权衡，在满足质量和性能要求的前提下，使设计描述 的产品，在最小可能成本和最短时间的优化方案下进行 生产和检验。
1.2 设计工艺性相关要素
1.3 设计工艺性的规范化要求
• 符合相关设计标准和工艺标准的规定和要求； • 符合现有设备和工艺技术能达到的能力； • 对新元器件、新材料、新设备、新工艺、新技术应通过工艺试验，工
艺攻关，在转化为成熟工艺技术的条件下加以应用； • 对局部非规范设计，应通过Байду номын сангаас分的试验、验证、证明不会影响产品性
• 互连电阻 由界面电阻、金属化电阻和导线电阻组成。
• 导线电流负载能力 持续电流（工作电流） 冲击电流（过载电流）
• 绝缘电阻 表面绝缘电阻（板材决定） 内层绝缘电阻（多层板同一层导线之间的电阻） 层间绝缘电阻（各导电层之间绝缘层的体电阻）
电子产品设计工艺性
内容
1．设计工艺性的基本概念 2. 印制电路板设计工艺性 3．电子元器件选用工艺性 4．印制电路板组装件设计工艺性 5．整机设计工艺性 6．电缆组装件设计工艺性 7.防护与加固设计工艺性 8.电子产品调试（测试）设计工艺性 9.静电防护技术 10.无铅焊接及混装工艺探讨
1、设计工艺性的基本概念
• 尽量在GB4725标准中选择材料和类型和规 格；
• 军用电子产品的PCB一般采用FR-4、FR-4改 性，FR-5；
• 高频和微波电路采用聚酰亚胺覆铜板、聚 四氟乙烯覆铜板。
2.4 PCB的结构设计
印制板结构是根据布线密度要求，整机 给予印制板的空间尺寸和电气性能要求决 定。
• PCB的外形、尺寸 外形力求简单，一般为长宽比例不大的长方形，尺寸公差一般为 ±0.2mm
能和可靠性； • 能严格防止设计技术更改，产品修复与改装的随意性。
1.4 电子产品设计工艺性审查流程
1.5 设计工艺存在的问题
• 对产品设计中对相关的工艺标准和工艺技术要求不了解； • 对产品设计工艺性与产品可靠性的相互依从关系认识不足； • 在产品设计中，非规范性内容没有得到有效控制； • 对产品设计工艺性审查不严，设计文件中缺少“设计工艺性分析”的
产品设计工艺性是产品设计工作中一项重要因素， 也是产品的固有属性之一。设计工艺性直接影响产品 的可制造性，影响产品质量和可靠性，影响产品生产 周期和生产效率。
一般情况下，设计费用约占产品总成本的 5%，但却决定了产品总成本的约70%，而约 80%的设计差错要到制造和使用过程才能发现。 制造业公认的“十倍定律”表明，如果在概念设 计阶段发现并改正一个错误所需费用为1，那来 改正同一错误，在详细设计阶段所需费用为10， 在生产制造阶段所需费用为100，这是公认的“ 十倍定律。”
（3）美国国防部指令5000.34《生产管理》： 可制造性是相对容易地生产出受设计特性和要求规定
的产品或系统，即采用可利用的生产技术经济地制造、 装配、检查和试验产品或系统。
（4）前苏联《航空制造工程手册——飞机结构工艺性指南》：
结构工艺性是指设计的产品所具有的“在一定的产量 和生产条件下，经综合权衡后，能以尽可能低的成本和 短的周期制造出来，并能符合必须的使用性能和质量要 求”的那些结构特性。
• PCB的厚度 在满足安全使用的前提下，不选择过厚的基材
• 坐标网格 采用GB1360规定的网格系统
• 导线宽度、长度和间距 宽度由负载电流、允许升温和铜箔附着力决定。间距由导线之间绝缘 和耐压要
求及基材料特性决定。长度低频电路没有严要求。
• 孔与连接盘 孔：机械安装孔、元器件安装孔、隔离孔、中继孔、安位孔五类。各 类孔的设计 要求不同，在设计中孔径的种类尽可能少，并避免异 形孔。
2.2 印制板设计师的任务
• 将电原理图转换成印制板图； • 确定印制板的结构（尺寸、层数、布线等）； • 选择印制板基材（FR-4、FR-4改性、FR-5等）； • 设计导电图形和非导线图形（阻焊图形）； • 提出印制板加工要求（镀层、翘曲度、公差等）； • 提供印制板生产的全套设计文件。
2.3 对基材的选择
结论：
• 设计工艺性是产品的固有属性，产品的结构设计的各种要 素都对设计工艺性产生影响；
• 设计工艺性是对产品性能、生产周期、全寿命成本、可靠 性、安全性和可维护性等的综合平衡优化的结果，其目标 是在满足产品性能和可靠性要求的前提下，满足经济高效 生产的要求；
• 设计工艺性不但与产品结构的要素相关，而且与工艺布局、 设备条件等生产要素密切相关，同时与产品的生产批量密 切相关。
厚度； • 印制板是否有特殊性能要求（阻燃、高频等）； • 尽量选择玻璃化转变温度Tg较高的材料。
常用基材的选择：
内容； • 与设计工艺性要素相关细节的设计，细化、量化不到位； • 产品设计文件不齐套。
2、印制板设计工艺性
印制板是电子产品的基础 部件，设计工艺性将会直接 影响产品质量和可靠性。
2.1 印制板设计遵循的原则：
• 电气连接的准确性（与电原理图一致）； • 可靠性（优化设计） • 可制造性（有利于加工、安装和维修）； • 经济性（在安全可靠性的基础上，遵循成本最低）； • 环境适应性（满足产品使用要求）； • 环保性。
连接盘：形状一般为圆形，与孔同心环绕在孔周围，最小环宽应 ≥0.1mm。
• 表面涂（镀）层的选择 有机涂层：助焊剂（松香）、助焊剂、敷形涂层、有机防氧化保护剂 （osp）等 金属镀层：锡铅合金镀层、焊料涂层、电镀镍/金、化学浸镍/金等。
2.5 电气性能设计
• 导线电阻 由导线宽度、长度和厚度决定。
1.1 设计工艺性的内涵 设计工艺性与可制造性或可生产性，其概念基本一致。
（1）MIL-STD1528《生产管理》： 设计工艺性是多种特性的综合，即通过产品设计和生 产策划，形成最有效和经济的方法，进行产品的制造、 装配、检查、试验、安装、检验和验收。
1.1 设计工艺性的内涵
（2）MIL-HDBK-727《可制造性设计原则》： 可制造性是设计要素、特性和生产策划的综合，通过折 中权衡，在满足质量和性能要求的前提下，使设计描述 的产品，在最小可能成本和最短时间的优化方案下进行 生产和检验。
1.2 设计工艺性相关要素
1.3 设计工艺性的规范化要求
• 符合相关设计标准和工艺标准的规定和要求； • 符合现有设备和工艺技术能达到的能力； • 对新元器件、新材料、新设备、新工艺、新技术应通过工艺试验，工
艺攻关，在转化为成熟工艺技术的条件下加以应用； • 对局部非规范设计，应通过Байду номын сангаас分的试验、验证、证明不会影响产品性
• 互连电阻 由界面电阻、金属化电阻和导线电阻组成。
• 导线电流负载能力 持续电流（工作电流） 冲击电流（过载电流）
• 绝缘电阻 表面绝缘电阻（板材决定） 内层绝缘电阻（多层板同一层导线之间的电阻） 层间绝缘电阻（各导电层之间绝缘层的体电阻）
电子产品设计工艺性
内容
1．设计工艺性的基本概念 2. 印制电路板设计工艺性 3．电子元器件选用工艺性 4．印制电路板组装件设计工艺性 5．整机设计工艺性 6．电缆组装件设计工艺性 7.防护与加固设计工艺性 8.电子产品调试（测试）设计工艺性 9.静电防护技术 10.无铅焊接及混装工艺探讨
1、设计工艺性的基本概念
• 尽量在GB4725标准中选择材料和类型和规 格；
• 军用电子产品的PCB一般采用FR-4、FR-4改 性，FR-5；
• 高频和微波电路采用聚酰亚胺覆铜板、聚 四氟乙烯覆铜板。
2.4 PCB的结构设计
印制板结构是根据布线密度要求，整机 给予印制板的空间尺寸和电气性能要求决 定。
• PCB的外形、尺寸 外形力求简单，一般为长宽比例不大的长方形，尺寸公差一般为 ±0.2mm
能和可靠性； • 能严格防止设计技术更改，产品修复与改装的随意性。
1.4 电子产品设计工艺性审查流程
1.5 设计工艺存在的问题
• 对产品设计中对相关的工艺标准和工艺技术要求不了解； • 对产品设计工艺性与产品可靠性的相互依从关系认识不足； • 在产品设计中，非规范性内容没有得到有效控制； • 对产品设计工艺性审查不严，设计文件中缺少“设计工艺性分析”的
产品设计工艺性是产品设计工作中一项重要因素， 也是产品的固有属性之一。设计工艺性直接影响产品 的可制造性，影响产品质量和可靠性，影响产品生产 周期和生产效率。
一般情况下，设计费用约占产品总成本的 5%，但却决定了产品总成本的约70%，而约 80%的设计差错要到制造和使用过程才能发现。 制造业公认的“十倍定律”表明，如果在概念设 计阶段发现并改正一个错误所需费用为1，那来 改正同一错误，在详细设计阶段所需费用为10， 在生产制造阶段所需费用为100，这是公认的“ 十倍定律。”
（3）美国国防部指令5000.34《生产管理》： 可制造性是相对容易地生产出受设计特性和要求规定
的产品或系统，即采用可利用的生产技术经济地制造、 装配、检查和试验产品或系统。
（4）前苏联《航空制造工程手册——飞机结构工艺性指南》：
结构工艺性是指设计的产品所具有的“在一定的产量 和生产条件下，经综合权衡后，能以尽可能低的成本和 短的周期制造出来，并能符合必须的使用性能和质量要 求”的那些结构特性。
• PCB的厚度 在满足安全使用的前提下，不选择过厚的基材
• 坐标网格 采用GB1360规定的网格系统
• 导线宽度、长度和间距 宽度由负载电流、允许升温和铜箔附着力决定。间距由导线之间绝缘 和耐压要
求及基材料特性决定。长度低频电路没有严要求。
• 孔与连接盘 孔：机械安装孔、元器件安装孔、隔离孔、中继孔、安位孔五类。各 类孔的设计 要求不同，在设计中孔径的种类尽可能少，并避免异 形孔。
2.2 印制板设计师的任务
• 将电原理图转换成印制板图； • 确定印制板的结构（尺寸、层数、布线等）； • 选择印制板基材（FR-4、FR-4改性、FR-5等）； • 设计导电图形和非导线图形（阻焊图形）； • 提出印制板加工要求（镀层、翘曲度、公差等）； • 提供印制板生产的全套设计文件。
2.3 对基材的选择
结论：
• 设计工艺性是产品的固有属性，产品的结构设计的各种要 素都对设计工艺性产生影响；
• 设计工艺性是对产品性能、生产周期、全寿命成本、可靠 性、安全性和可维护性等的综合平衡优化的结果，其目标 是在满足产品性能和可靠性要求的前提下，满足经济高效 生产的要求；
• 设计工艺性不但与产品结构的要素相关，而且与工艺布局、 设备条件等生产要素密切相关，同时与产品的生产批量密 切相关。