精编【PCB印制电路板】PCB板设计与制作的可靠性研究

【PCB印制电路板】PCB 板设计与制作的可靠性研

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中南大学

本科生毕业论文(设计)

题目：PCB板设计和制作的可靠性研究学院：物理科学和技术

专业班级：电子信息科学和技术0701

内容摘要

摘要：随着社会和科技的不断发展，PCB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。本文通过对生产中一些问题的分析，来阐述设计对制造生产过程中的可靠性的影响，或者说，设计时要怎么考虑才能使得生产中有更高的可靠性。

关键词：PCB;可靠性;设计;生产

Abstract: With the continuous development of society and technology, PCB wiring layout is also more inclined to precision, which have higher requirements on the production, in other words, the reliability of production have a greater Requirements, high reliability of the production process, and the products produced will have a higher reliability. Based on the analysis of the production of a number of issues to illustrate the design process on the reliability of manufacturing effects, or that the design should consider how to make the production of higher reliability.

Key word: PCB;reliability;design;production

绪论

1.印刷电路板的背景

PCB（printed circuit board），即印制电路板是在绝缘基材上，按预定设计，制成印制线路，印制元件或有俩者组合而成的导电图形后制成的板。它作为元器件的支撑，且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。它在整个电子产品中，扮演了整合连结总其成所有功能的角色。图1是电子构装层级区分示意。

图1 电子构装层级区分

而近年来，随着科学技术的不断发展，电子产品日趋轻薄短小，使得PCB 的制造面临了几个挑战：（1）薄板（2）高密度（3）高性能（4）高速(5) 产品周期缩短（6）降低成本等。以往以灯桌、笔刀、贴图及照相机作为制前工具，当下已经被计算机、工作软件及激光绘图机所取代。过去，以手工排版，或者仍需要Micro-Modifier来修正尺寸等费时耗工的作业，今天只要在

CAM(Computer Aided Manufacturing)工作人员取得客户的设计资料，可能几小时内，就能够依设计规则或DFM(Design For Manufacturing)自动排版且变化不同的生产条件。同时能够输出如钻孔、成型、测试冶具等资料。而为了提高PCB生产的效率，提升生产中的成品率，降低生产的成本，在生产设备允许的条件下，规范的、符合生产设备要求的PCB设计在其中占了很大比重。因此，

在本文中将具体探究基于日常生产参数之上的PCB的设计规范问题。

2.“可靠性”的来源

第二次世界大战中，美国自己认为其军工技术是高超的，但事实上却相反，在许多地方都暴露了它的缺陷。

例如，根据已公开的统计，在美军运到远东的武器中，60%的飞机不能使用，电子设备有50%在库存中就发生了故障，轰炸机的电子设备寿命仅有20h，海军用的电子设备70%是有故障的。而大部分故障都是发生在军用机器的心脏部分———电子设备。

据说这些事实使美国政府感到震惊，因而军方和民用企业共同努力，开展了可靠性的研究。这就是可靠性问题真正受到重视的开始。

开始时，可靠性问题是专门针对电子管的，且且是以军方的研究为主，且成立了一系列研究机构和组织。经过它们的研究，结果确定了高可靠度的规格，除电气特性之外，仍提出了振动、冲击等环境因素。和此同时，振动和冲击的试验、测量等技术也进一步发展起来了。

20世纪50年代，可靠性研究的范围从电子管扩大到整套电子设备，走上了轨道。1950年，美国国防部成立了电子设备研究小组，陆海空三军中也分别开展了电子设备和元器件的可靠性研究工作。

1952年8月，美国国防部设立了著名的电子设备可靠性咨询小组

（AGREE,Advisory,Group, on Reliability of Electronic Equipment）。

电子设备可靠性咨询小组于1957年7 月提出了方案。方案以生产、试制时的可靠性测量方法为主提出了许多建议，成为以后军用品生产的规格和相继而来的许多研究工作的基础。依据这份方案能够认为，到这个时期为止，可靠性问题的方向已具体地确立了。

3.可靠性的定义

可靠性一词有狭义和广义俩种解释。从广义上来说，可靠性是指消费者对产品满意的程度，或对企业信赖的程度。可是这些都是由主观上来判定的，如要对可靠性作出具体的定量判定，就有必要为可靠性作出更为客观的解释。这不是本书中要谈到的可靠性。狭义上的可靠性是有客观的科学定义的，当下工业界广泛地使用如下的定义：

所谓可靠性，就是在给定条件下和规定时间内，元器件、设备或者系统完成规定功能的概率。

可靠性定义是一个科学的概念，对这一定义有必要加以说明。

1、可靠性具有定量性

所谓可靠性，且不是平常所说的那种可靠或不可靠，它不用“非常可靠”或“相当可靠”之类的方式来表达，而是要求用概率（Probability）来作定量的、客观的表示。

2、问题的对象

“零件、器件、设备或系统”是可靠性问题的主要对象。

3、完成规定的功能

“完成规定的功能”是制造设备或者系统的目的。

4、规定的时间

“规定的时间”是通过合同来决定的，长短不一，短的如导弹那样只有几分钟，长的也有如光缆之类达几十年之久的。

5、规定的条件

“规定的条件”就是使用条件、环境条件等，它包括所有物理、化学及人一机工程学的因素。

第一章P CB板设计的工艺规范及参数

1.1、总则

PCB设计在整个硬设计中起着关键的连接作用，它不仅要考虑考虑电原理功能上的实现，也要考虑后续生产、测试、使用、维修、归档继承等方面的因素。

1.2、基本工艺要求

1.2.1 组装形式

PCB 的设计首先应该确定SMD（贴装）和THC（插装）在PCB 正反俩面上的

布局。不同的组装形式有不同的工艺流程，对生产线也有不同的要求。表1大致列出的几种组装形式是比较常见的。

表1 PCB的组装形式

1.2.2 PCB尺寸

在设计时，考虑到装焊以及生产的可行性，其最小的单板尺寸应不小于“宽120mm X长120mm”,一般最理想的尺寸范围是“宽（200mm - 250mm）X 长（250mm - 350mm）”。而表2 列出其厚度和表面铜箔的厚度。

表2 PCB厚度及铜箔厚度

1.2.3 PCB外形

1、对波峰焊，PCB 的外形必须是矩形的（四角为R=1～2mm 圆角更好，但不做严格要求）。偏离这种形状会引起PCB 传送不稳、插件时翻板和波峰焊时熔融焊料汲起等问题。

2、对纯SMT 板，允许有缺口，但缺口尺寸须小于所在边长度的1/3，应该确保PCB 在链条上传送平稳，见图2所示。

图2 PCB外形

3、对于特殊情况，需要将PCB 设计成非矩形，必须通过拼版方式将整体外形设计成矩形，有利于装焊，装焊后将附加的拼版部分掰去。

1.2.4 传送边、挡条边、定位孔

PCB应该留出俩条5mm宽度的传送边，一边在流水线上传送。如果元件较多，安装面积不够，能够将元件安装到边，但必须加上工艺传送边（通过拼板方式）。另外，距边1mm 范围内不得有导体，否则在PCB 制作时将进行刮铜处理，可能造成缺陷。

每一块PCB 必须在其角部位置设计三个定位孔，以便在线测试和PCB 本身加工时进行定位，定位孔直径为φ3.2mm。

定位孔、非接地安装孔均应设计成非金属化孔，非金属化孔周围需留出0.3mm 宽的非铜箔区（即留出封孔圈），以便PCB 制作时能封住孔使之不金属化。

1.2.5 光学定位标志

对采用光学定位的贴装设备应该设计出光学定位标志。光学定位标志用于贴片机整体自动定位，要求统一使用圆形定位标志。光学定位标志应该在贴片机的

光源照射下有高的对比度。

1.2.6 PCB拼板设计

拼板设计首先要考虑的就是小板如何摆放，拼成较大的板。建议以拼板后最终尺寸接近理想的尺寸为拼板设计的依据。

拼板的连接方式主要有双面对刻V 形槽、长槽孔加圆孔和长槽孔三种，视PCB 的外形而定。具体见表3所示。

表3 拼板连接方式

同时为了分离方便以及满足插装时的刚度需要需设计连接桥，连接桥位置和数量的设置应该根据此板的组装工艺具体考虑。

1.2.7 孔位图和非金属化孔的表示

在PCB 的设计中应区分金属化和非金属化孔。

非金属化孔周围应该设禁止布线区，以免紧固件接触电路，直径大小根据紧固件的尺寸决定。

1.2.8 铜箔和边框的间距

边框露铜容易造成一系列的问题，边缘腐蚀，和机壳短路等等。因此要求，在PCB

板覆铜时要离开板边缘最少1mm。如果有电源、地层，则在电源、地层应沿PCB 外框线画一条2mm 宽的隔离线。如图3 所示。同时地层的边框应比电源层的边框宽5mm。

图3 为保证边框不露铜使用的隔离线

1.3、布线

1.3.1 布线的基本原则

1、布线面的选择顺序应是单面、双面和多层，布线密度应综合结构要求、加工条件限制和电性能要求等各项因素合理选区。在布线密度允许的条件下，应适当放宽导线宽度和间距。

2、俩相邻面的印制导线应采取相互垂直、斜交、或弯曲走线，避免互相平行，以减小寄生耦合。在同一面布设高频电路的印制导线，也应避免相邻导线平行段过长，以免发生信号反馈或串扰。

3、线拐弯处的外拐角应成圆形或圆弧形,以免在高频电路中造成辐射干扰和衰减。避免使用直角拐角或45 度拐角，推荐使用135 度拐角和圆弧形拐角。

1.3.2 布线密度设计

在组装密度许可的情况下，选用较低密度布线设计，以提高无缺陷和可靠性的制造能力，常用布线密度设计参考表4。

表4 布线密度说明

（单位mm）

1.3.3 焊盘和印制线的连接

焊盘和印制线的连接设计主要是针对再流焊时元件处于浮动状态，为防止元件位置变动、防止每个焊盘上焊膏不同时熔化情况的产生而考虑的。

1、对于俩个焊盘安装的元件，如电阻、电容，和其焊盘连接的印制线最好从焊盘中心位置对称引出，且和焊盘连接的印制线必须具有一样宽度，如图4所示。

图4 阻容元件焊盘和印制线的连接

2、和较宽印制线连接的焊盘，中间最好通过一段窄的印制线过渡，这一段窄的印制线通常被称为“隔热路径”，否则，对2125(英制即0805)及其以下CHIP 类SMD，焊接时极易出现“立片”缺陷。具体要求如图5 所示。

图5 隔热路径的设计

3、对焊盘、过孔和连线的连接，采用水珠连接方式，可有效解决连线和焊盘、过孔的连接牢固问题，这一点在生产过程中尤为重要，一般工厂的工程部会的对非水珠连接方式的电路图进行修改。

1.3.4 过孔位置的设计

过孔的位置主要和再流焊工艺有关，过孔不能设计在焊盘上，更不允许直接将过孔作为BGA 器件的焊盘来用，应该通过一小段印制线连接，否则容易产生“立片”、“焊料不足”缺陷。

1.3.5 大面积电源区和接地区的设计

面积超过φ25mm 大面积电源区和接地区，如果无特殊需要，一般都应该开设窗口，以免其在焊接时间过长时，产生铜箔膨胀、脱落现象。

1.3.6 引脚的连接

对于QFP 等引脚间距很小（小于0.5mm）的器件，俩脚相连时不可直接相连，而应通过引出线相连，否则在生产目检时容易和焊盘搭锡混淆。如图6。

图6 高密度引脚间距时，引脚间连接方式

1.4、基本参数

1.4.1 最小线宽和最小线距

对于一般数字电路来说，最小线宽和线距受生产工艺条件限制。太细易断路；太密易短路；太宽则无法布通。布线完成后，必须进行DRC 检查。如表5所示最

佳

最小线宽最先线距参数。

表5 推荐最小线宽最先线距参数

1.4.2 孔径

焊盘和过孔的孔径均是指喷锡以后的孔径。生产厂家会自动加大钻孔尺寸，以保证喷锡后的孔径等于钻孔图中标示的孔径。如表6。

表6 推荐优先采用的孔径系列

1.4.3 过孔

目前采用贯通式过孔（through hole），如果因为布线密度问题需要采用埋孔（blind/buried via）应先和厂商协商。表7所示过孔系列尺寸。

表7 孔系列尺寸

1.4.4 焊盘

焊盘除了要求电气连接性能以外，仍要求有一定的可焊性和机械强度。一般焊盘应留有足够的焊环宽度，以保证焊接的可靠性，焊环宽度受布线密度影响。通常越大的焊盘焊环宽度越大。对于常用的IC 和接插件，焊环宽度可

0.33mm~0.41mm 之间。对于压接式焊盘，焊环允许减小。允许的最小焊环宽度为0.20mm。

表8 推荐优先选用的过孔、焊盘外径数值系列

第二章PCB板加工的工序工艺及参数控制

2.1、工程

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，为钻孔、丝印提供相关资料和菲林的制作。工程部的工作可分为3个部分，即：资料审查、资料转换、菲林制作。

2.1.1 资料审查

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，见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。

2.1.2 资料转换

这一步主要是涉及CAD/CAM作业。工程师将PCB布线图输入所使用的CAM系统中，将apertures 和shapes定义好，就能够设定参数直接输出程式。同时，目前已经有很多PCB 的CAM系统能够接受ODB++格式，而且使用该格式就能够减少提供aperture files的步骤，提高了效率。

而关于ODB++格式，它是一种可扩充的ASCⅡ格式，ODB++是一種可扩充的ASCII格式，它可在单一数据库中保存PCB生产和装配所必需的全部工程数据。单一文件即可包含图形、钻孔资讯、布线、元件、网表、规格、绘图、工

印制电路板的设计与制作

第七章印制电路板的设计与制作 印制电路板PCB(PrintedCircuitBoard)简称为印制板，是安装电子元器件的载体，在电子设计竞赛中应用广泛。 印制电路板的设计工作主要分为原理图设计和印制电路板设计两部分。在掌握了原理图设计的基本方法后，可以进入印制电路板设计，学习印制电路板的设计方法。 完成印制电路板设计，需要设计者了解电路工作原理，清楚所使用的元器件实物，了解PCB板的基本设计规范，才能设计出适用的电路板。 第一节印制电路板设计的基础知识 1. 印制电路板的类型 一般来说，印制电路板材料是由基板和铜箔两部分组成的。基板可以分无机类基板和有机类基板两类。无机类基板有陶瓷板或瓷釉包覆钢基板，有机类基板采用玻璃纤维布、纤维纸等增强材料浸以酚醛树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯等树脂黏合而成。铜箔经高温、高压敷在基板上，铜箔纯度大于99.8%，厚度约在18~105μm。 印制电路是在印制电路板材料上采用印刷法制成的导电电路图形，包括印制线路和印刷元件(采用印刷法在基材上制成的电路元件，如电容器、电感器等)。 根据印制电路的不同，可以将印制电路板分成单面印制板、双面印制板、多层印制板和性印制板。 (1)单面印制板仅在一面上有印制电路，设计较为简单，便于手工制作，适合复杂度和布线密度较低的电路使用，在电子设计竞赛中使用较多。 (2)双层印制板在印制板正反两面都有导电图形，用金属化孔或者金属导线使两面的导电图形连接起来。与单面印制板相比，双面印制板的设计更加复杂，布线密度也更高。在电于设计竞赛中，也可以手工制作。 (3)多层印制板是指由三层或三层以上导电图形构成的印制电路板，导体图形之间由绝缘层隔开，相互绝缘的各导电图形之间通过金属化孔实现导电连接。多层印制电路板可实现在单位面积上更复杂的导电连接，并大大提升了电子元器件装配和布线密度，叠层导电通路缩短了信号的传输距离，减小了元器件的焊接点，有效地降低了故障率，在各导电图形之间可以加入屏蔽层，有效地减小信号的干扰，提高整机的可靠性。多层印制板的制作需要专业厂商。 (4)软性印制板也称为柔性印制板或挠性印制板，是采用软性基材制成的印制电路板。特点是体积小，质量轻，可以折叠、卷缩和弯曲，常用于连接不同平面间的电路或

印制电路板的可靠性设计

印制电路板的可靠性设计 实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声。因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用正确的方法。 地线设计 在电子设备中，接地是控制干扰的重要方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用，可解决大部分干扰问题。电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻辑地）和模拟地等。在地线设计中应注意以下几点： 1.正确选择单点接地与多点接地 在低频电路中，信号的工作频率小于1MHz，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地。当信号工作频率大于10MHz时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就近多点接地。当工作频率在1～10MHz时，如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长的1/20，否则应采用多点接地法。 2.将数字电路与模拟电路分开 电路板上既有高速逻辑电路，又有线性电路，应使它们尽量分开，而两者的地线不要相混，分别与电源端地线相连。要尽量加大线性电路的接地面积。 3.尽量加粗接地线 若接地线很细，接地电位则随电流的变化而变化，致使电子设备的定时信号电平不稳，抗噪声性能变坏。因此应将接地线尽量加粗，使它能通过三位于印制电路板的允许电流。如有可能，接地线的宽度应大于3mm。 4.将接地线构成闭环路 设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时，将接地线做成闭环路可以明显的提高抗噪声能力。其原因在于：印制电路板上有很多集成电路元件，尤其遇有耗电多的元件时，因受接地线粗细的限制，会在地结上产生较大的电位差，引起抗噪声能力下降，若将接地结构成环路，则会缩小电位差值，提高电子设备的抗噪声能力。

中国印制电路板行业概况研究-行业概况及市场前景

中国印制电路板行业概况研究-行业概况及市场前景 （一）行业概况和市场前景 1、印制电路板行业简介 印制电路板（Printed Circuit Board，PCB），又称印刷电路板，指在通用基材上按预定设计形成点间连接及印刷元件的印刷板，其主要功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接，起中继传输的作用。印制电路板被称为“电子系统产品之母”, 几乎所有的电子设备都要使用印制电路板，不可替代性是印制电路板制造行业得以长久稳定发展的重要因素之一。 印制电路板的制造品质、工艺技术对电子产品的可靠性、功能性产生直接影响。PCB 板主要由线路与图形、介电层、导通孔、防焊油墨、丝印、表面处理层等构成，不同部件发挥的作用如下：

2、PCB 产品分类 印制电路板分类方法较多，行业中应用较多的分类方法主要为以下几种：（1）按导电图形层数分类。 印制电路板按照导电图形层数可以分为：单面板、双面板和多层板。 单面板是最基本的印制电路板，元器件集中在其中一面，导线则相对集中在 另一面。 双面板是指在两面都有布线，并且在两面间有适当的电路连接的印制电路板，解决了单面板中布线交错的问题，可以用于较复杂的电路上。 多层板是指有四层及以上的导电图形的PCB，多层板的层数通常为偶数，层数越高所需的技术要求也越高，可以支持的功能也更丰富。 （2）按板材的材质分类 按PCB 使用的板材材质可以分为刚性板、挠性板、刚挠结合板。 刚性板是由不易弯曲、具有一定强韧度的刚性基材制成的印制电路板，在电子产品中得到广泛使用。刚性板的基材通常采用玻纤布基板、热塑性基板、复合基板、陶瓷基板、金属基板、纸基板等。 挠性板指采用柔性的绝缘基材制成的印制电路板，可根据安装要求进行弯曲、卷绕、折叠。挠性基材包括聚酰亚胺基板、聚酯基板等。 刚挠结合板是由刚性板和挠性板有序地层压组成，并以金属化孔形成电气连接，既可以提供刚性板的支撑作用，又具有挠性板的弯曲性，能够满足三维组装的要求。刚挠结合板对节省产品内部空间，减少成品体积，提高产品性能有很大的帮助。 （3）按技术、工艺等维度分为HDI 板和特殊板等。

印制电路板的可靠性设计措施doc

印制电路板的可靠性设计措施 摘要：本文通过长期科研实践和产品开发，提出了印制电路板在设计与工艺中应解决的可靠性设计、电磁兼容性问题的有效方法。 关键词：印制电路板可靠性电磁兼容 1 引言 近年，由于先后参加“彩电回扫变压器自动测试系统”“黑白电视机回扫变压器自动测试仪”以及“FBT回扫变压器温控台”，“FBT回扫变压器断续台”的研制开发生产工作，体会到：即使电路原理图和试验板试验正确，印制板电路设计不当，也会对设计的电子产品的可靠性产生不利影响。 印制电路板的设计与工艺越来越显得重要，譬如：印制电路板的两条细平行线靠得近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声。还有印制板地线的阻抗较高，构成公共阻抗就会在器件之间形成耦合干扰，元、器件在印制板中的排列也十分重要。因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用科学的方法进行印制板的可靠性设计和电磁兼容性设计。 2.根据器件排列选择印制 电路板的尺寸 根据电路原理图中的元器件的体积，多少及相互影响来决定印制电路板的大小尺寸的选择。印制板尺寸要适中，尺寸大时，即制线条长，阻抗增加，不仅抗噪声能力下降，成本也高，体积也大；尺寸小时，则散热不好，同时易受临近线条干扰。 器件的排列，应把相互有关的器件尽量就近排列，按电路原理图逐级排列。有两个变压器以上的电路应考虑垂直分布，对发热器件应考虑通风与散热。 3.电磁兼容性设计 印制电路板中的电磁兼容设计尤为重要。电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中能够正常工作的能力。电磁兼容性设计的目的是使电子设备既能抑制各种外来的干扰，使电子设备在特定的电磁环境中能够正常工作，同时又能减少电子设备本身对其它电子设备的电磁干扰 。 3.1 选择合理的布线 印制电路板中选择合理的布线也是提高电磁兼容的好办法。为了抑制印制电路板导线之间的串扰，在设计布线时应尽量避免长距离的平行走线，尽可能拉开线与线之间的距离，信号线与地线及电源线尽可能不交叉，在一些对干扰十分敏感的信号线之间设置一根接地的印制线，可以有效地抑制串扰。 选择双面印制板也是提高电磁兼容的有效办法。具体做法是在印制板的一面横向布线，另一面纵向布线，然后在交叉孔处用金属化孔相连，装配时逐一严格检查金属化孔的上下连线是否接通。采用平行走线可以减少导线电感，但导线之间的互感和分布电容增加，如果布局允许，最好采用双面#字形网状布线结构。 3.2 抑制高频产生的电磁辐射

PCB印制电路板的认证

PCB（印制电路板）是一项技术难度高，生产工艺复杂，资金投入量大的高科技产品。随着电子产品的集成化和小型化趋势，对印制电路板的体积要求越来越小，随之要求的是多层技术和高密度技术，致使印制电路板的制造越来越复杂。能否制造出高质量，高复杂及高精密度的印制电路板，生产设备尤其重要。而在PCB生产设备中，激光光绘机是PCB生产的关键设备，它的精度决定了生产印制电路板的精密度。 Q/SLEC001-2001 1、范围 本规范规定了有关激光光绘机的技术 要求、实验方法、检验规则、标志、包 装及运输和贮存。 2、引用规范 下列规范包含的条文，通过本规范中引 用而构成为本规范的条文。在规范出版 时，所示版本均为有效。所有规范都会 被修订，使用本规范的各方探讨、使用 下列规范最新版本的可能性。 外观尺寸说明

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法和工程法 HB6158―1988 可靠性实验故障分类 3、技术要求 3.1主要设计要求 本机采用He-Ne激光器作为 光源，声光调制器作扫描激 光的控制开关，由计算机发 送的图形信息经RIP处理后 进入驱动电路控制声光调制 器工作，被调制的Ⅰ级4路 衍射激光，经物镜聚焦在被 滚筒吸咐的胶片上，滚筒高 速旋转作纵向主扫描，光学 记录系统横移作副扫描，两 个扫描运动合成，实现将计 算机内部处理的图形信息以 点阵形式还原在胶片上。 3.2主要技术性能

系统可靠性设计与分析

可靠性设计与分析作业 学号：071130123 姓名：向正平一、指数分布的概率密度函数、分布函数、可靠度函数曲线 （1）程序语言 t=(0:0.01:20); Array m=[0.3,0.6,0.9]; linecolor=['r','b','y']; for i=1:length(m); f=m(i)*exp(-m(i)*t); F=1-exp(-m(i)*t); R=exp(-m(i)*t); color=linecolor(i); subplot(3,1,1); title('指数函数概率密度函数曲线'); plot(t,f,color); hold on subplot(3,1,2); title('指数函数分布函数函数曲线'); plot(t,F,color); hold on subplot(3,1,3); title('指数指数分布可靠度函数曲线 plot(t,R,color); hold on end （3）指数分布的分析 在可靠性理论中，指数分布是最基本、最常用的分布，适合于失效率为常数 的情况。指数分布不但在电子元器件偶然失效期普遍使用，而且在复杂系统和整 机方面以及机械技术的可靠性领域也得到使用。 有图像可以看出失效率函数密度f(t)随着时间的增加不断下降，而失效率随 着时间的增加在不断的上升，可靠度也在随着时间的增加不断地下降，从图线的 颜色可以看出，随着m的增加失效率密度函数下降越快，而可靠度的随m的增加 而不断的增加，则失效率随m的增加减小越快。 在工程运用中，如果某零件符合指数分布，那么可以适当增加m的值，使零 件的可靠度会提升，增加可靠性。 二、正态分布的概率密度函数、分布函数、可靠性函数、失效率函数曲线 （1）程序语言 t=-10:0.01:10; m=[3,6,9]; n=[1,2,3]; linecolor=['r','b','y'];

中国印刷电路板(PCB)行业上市公司分析

中国PCB行业上市公司分析 印刷电路板(Printed circuit board，简称PCB)是组装电子零件用的基板，全球产值每年达450亿美元，在电子行业中仅次于半导体行业，而中国的增长速度远高于行业平均速度。如今电子产品日新月异，价格战改变了供应链的结构，中国兼具成本和市场优势。PCB行业由于受成本和下游产业转移的影响，正逐渐转移到中国，在世界范围内中国是最具成长性的PCB市场。 低端PCB(4层以下)进入壁垒相对不高，竞争比较充分，集中度较低，受下游整机降价的压力，产品价格经常面临下游厂商压价的挤压。而高端PCB(HDI等)技术、设备、工艺等要求很高，进入壁垒较高，扩产周期较长，在中国处于供不应求的状态。 中国PCB厂商产能快速扩张，产值不断增大，产品向高端发展，中国的PCB厂商还有很大的成长空间。 CCL(覆铜板)和下游整机产品隔着PCB板，价格传递没有这么直接，集中度比较高，议价能力比PCB高，但产品用途单一导致对PCB的依赖很强；由于低端产品和特殊的PCB板材的需求，导致成本低、和针对特定细分市场的规模小厂商的有生存空间，行业整合的难度较大。 CCL大厂商推行规模领先战略，有较大的扩产动作，强者恒强的格局维持，产能的释放集中在2007～2008年，但2008年上半年是传统淡季，价格战难以避免。从长期看集中是一种趋势，但短期利润损失的阵痛难免。 原材料涨价使上游厂商毛利丰厚，加上中国政府加强对环境的保护，加速了下游行业的整合，提高进入门槛，迫使竞争力弱的企业退出行业。 PCB的发展使玻纤厂商纷纷加大高档的电子纱生产，电子纱产业向薄纱方向发展，有窑炉厂in-house趋势。电子布的生产规模取决于窑炉的大小，投资较大，集中度更高。 技术创新能力、新兴产业需求及高端大客户需求的跟踪和保障能力是PCB厂商获取高额利润的关键。 一、PCB的产业链和竞争力分析 (一) PCB产业链分析

印制电路板的设计规范

目录 1印制线路板（PCB）说明 .................................................................................................................... 错误!未定义书签。 1.1印制线路板定义 ........................................................................................................................... 错误!未定义书签。 1.2印制线路板基本组成 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。 1.3印制线路板分类 ........................................................................................................................... 错误!未定义书签。2原理图入口条件 .................................................................................................................................... 错误!未定义书签。3原理图的使用 ........................................................................................................................................ 错误!未定义书签。4结构图入口条件（游） ........................................................................................................................ 错误!未定义书签。5结构图的使用 ........................................................................................................................................ 错误!未定义书签。6电路分类 ................................................................................................................................................ 错误!未定义书签。 6.1从安规角度分类 ........................................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.2布局设计要求 ............................................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.3各类电路距离要求 ....................................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.4其他要求 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。7规则设置 ................................................................................................................................................ 错误!未定义书签。 7.1规则分类 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.2基本设置 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.3特殊区域 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.4电源、地信号设置 ....................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.5时钟信号设置 ............................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.6差分线的设置 ............................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.7等长规则 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.8最大过孔数目规则 ....................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.9拓扑规则 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.10其他设置 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。8安规、EMC ........................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.1PCB板接口电源的EMC设计 .................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.2板内模拟电源的设计 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.3关键芯片的电源设计 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.4普通电路布局EMC设计要求..................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.5接口电路的EMC设计要求......................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.6时钟电路的EMC设计要求......................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.7其他特殊电路的EMC设计要求................................................................................................. 错误!未定义书签。 8.8其他EMC设计要求..................................................................................................................... 错误!未定义书签。9DFX设计 ............................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 9.1空焊盘（DUMMY PAD）................................................................................................................ 错误!未定义书签。 9.20402阻容器件的应用条件 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。10孔（结构） ........................................................................................................................................ 错误!未定义书签。

北京航空航天大学系统可靠性设计分析期末试卷a

1．判断题（共20分，每题2分，答错倒扣1分） (1)（）系统可靠性与维修性决定了系统的可用性和可信性。 (2)（）为简化故障树，可将逻辑门之间的中间事件省略。 (3)（）在系统寿命周期的各阶段中，可靠性指标是不变的。 (4)（）如果规定的系统故障率指标是每单位时间0.16，考虑分配余量，可以按每单位时间0.2 进行可靠性分配。 (5)（）MTBF和MFHBF都是基本可靠性参数。 (6)（）电子元器件的质量等级愈高，并不一定表示其可靠性愈高。 (7)（）事件树的后果事件指由于初因事件及其后续事件的发生或不发生所导致的不良结果。 (8)（）对于大多数武器装备，其寿命周期费用中的使用保障费用要比研制和生产费用高。 (9)（）所有产品的故障率随时间的变化规律，都要经过浴盆曲线的早期故障阶段、偶然故障 阶段和耗损故障阶段。 (10)（）各种产品的可靠度函数曲线随时间的增加都呈下降趋势。 2．填空题（共20分，每空2分） (1)MFHBF的中文含义为。 (2)平均故障前时间MTTF与可靠度R(t)之间的关系式是。 (3)与电子、电器设备构成的系统相比，机械产品可靠性特点一是寿命不服从分 布，二是零部件程度低。 (4)在系统所处的特定条件下，出现的未预期到的通路称为。 (5)最坏情况容差分析法中，当网络函数在工作点附近可微且变化较小、容差分析精度要求不 高、设计参数变化范围较小时，可采用；当网络函数在工作点可微且变化较大，或容差分析精度要求较高，或设计参数变化范围较大时，可采用。 (6)一般地，二维危害性矩阵图的横坐标为严酷度类别，纵坐标根据情况可选下列三项之一： 、 或。

3．简要描述故障树“三早”简化技术的内容。（10分）

印制电路板行业分析

印制电路板行业分析 一、印制电路板行业概况 1、印刷电路板定义 印制电路板英文简称PCB（Printed Circuit Board），又称印刷线路板，是指在通用基材上按预定设计形成点间连接及印刷元件的印刷板，其主要功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接，起中继传输的作用。印制电路板作为组装电子零件用的基板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体和电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。 在印制电路板出现之前，电子元件之间的互连都是依靠电线直接连接而组成完整的线路。在当代，电路面板只是作为有效的实验工具而存在，而印刷电路板在电子工业中已经成了占据了绝对统治的地位。 根据国家统计局制定的《国民经济行业分类与代码》，中国把印制电路板（PCB）制造归入通信设备、计算机及其他电子设备制造业（国统局代码40）中的电子元件制造（C406），其统计4级码为C4062。 在较大型的电子产品研究过程中，印制电路板的设计、编制和制造是最基本的核心工作，印制电路板的设计水平和制造质量会直接影响到整机电子产品的性能、质量和成本，因此印制电路板在电子信息产业中有着举足轻重的地位。 2、印刷电路板分类 根据印制电路板制造行业的特点，可有四种分类方式，具体如下： 印制电路板（PCB）产品分类 印制电路板从单层发展到双面板、多层板和挠性板，并不断地向高精度、高

密度和高可靠性方向发展。不断缩小体积、减少成本、提高性能，使得印制电路板在未来电子产品的发展过程中，仍然保持强大的生命力。 未来印制电路板生产制造技术发展趋势是在性能上向高密度、高精度、细孔径、细导线、小间距、高可靠、多层化、高速传输、轻量、薄型方向发展。 3、印刷电路板的组成 目前的电路板，主要由以下组成 线路与图面（Pattern）：线路是做为原件之间导通的工具，在设计上会另外设计大铜面作为接地及电源层。线路与图面是同时做出的。 介电层（Dielectric）：用来保持线路及各层之间的绝缘性，俗称为基材。 孔（Through hole / via）：导通孔可使两层次以上的线路彼此导通，较大的导通孔则做为零件插件用，非导通孔作为表面贴装定位，组装时固定螺丝用。 防焊油墨（Solder resistant /Solder Mask) ：并非全部的铜面都要吃锡上零件，因此非吃锡的区域，会印一层隔绝铜面吃锡的物质（通常为环氧树脂），避免非吃锡的线路间短路。根据不同的工艺，分为绿油、红油、蓝油。 丝印（Legend /Marking/Silk screen）：此为非必要之构成，主要的功能是在电路板上标注各零件的名称、位置框，方便组装后维修及辨识用。 表面处理（Surface Finish）：由于铜面在一般环境中，很容易氧化，导致无法上锡（焊锡性不良），因此会在要吃锡的铜面上进行保护。保护的方式有喷锡（HASL），化金（ENIG），化银（Immersion Silver)，化锡（Immersion Tin），有机保焊剂（OSP），方法各有优缺点，统称为表面处理。 4、印刷电路板的外观 我们通常说的印刷电路板是 指裸板，即没有上元器件的电路 板。裸板也常被称为“印刷线路 板Printed Wiring Board（PWB）”。 板子本身的基板是由绝缘隔热且 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

印制电路板的设计与制作

印制电路板的设计与制作 本章主要介绍印制电路板的元件布局及布线原则；应用ＰＲＯＴＥＬ设计印制电路板的基本步骤及设计示例；印制电路板的手工制作与专业制作的方法，并以实验室常用的ＶＰ?１０８Ｋ电路板制作系统为例，介绍了ＰＣＢ的制作步骤与方法。章末附有印制电路板的设计与制作训练。 现代印制电路板（简称ＰＣＢ，以下ＰＣＢ即指印制电路板）的设计大多使用电脑专业设计软件进行，ＰＣＢ的制作也是通过专业制作厂家完成的。因此，大批量的ＰＣＢ生产常常是用户自己设计好印制板，将文档资料交给印制板生产厂家，由其完成ＰＣＢ板的制 出的印制板文档可以广泛地被各专业印制板生产厂家所接受。因此本章首先介绍使用ＰＲＯＴＥＬ进行印制板设计的一般步骤，给出一个设计示例，然后简单介绍手工制作印制板的一般方法，最后介绍适合于实验室的印制电路板制作设备ＶＰ?１０８Ｋ。 印制电路板的设计原则 印制电路板的设计是一项很重要的工艺环节，若设计不当，会直接影响整机的电路性能，也直接影响整机的质量水平。它是电子装配人员学习电子技术和制作电子装置的基本功之一，是实践性十分强的技术工作。 印制电路板的设计是根据电路原理图进行的，所以必须研究电路中各元件的排列，确定它们在印制电路板上的最佳位置。在确定元件

的位置时，还应考虑各元件的尺寸、质量、物理结构、放置方式、电气连接关系、散热及抗电磁干扰的能力等因素。可先草拟几种方案，经比较后确定最佳方案，并按正确比例画出设计图样。画图在早期主要靠手工完成，十分繁琐，目前大多用计算机完成，但前述的设计原则既可适用于手工画图设计，也可适用于计算机设计。 对于印制电路板来说，一般情况下，总是将元件放在一面，我们把放置元件的一面称为元件面。印制板的另一面用于布置印制导线（对于双面板，元件面也要放置导线）和进行焊接，我们把布置导线的这一面叫做印制面或焊接面。如果电路较复杂，元件面和焊接面容不下所有的导线，就要做成多面板。在元件面和焊接面的中间设置层面，用于放置导线，这样的层面我们称之为内部层或中间层。中间层如果是专门用于放置电源导线的，又称做电源层或地线层。如果是用于放置传递电路信号的导线的，叫做中间信号层。多面板的元件面、焊接面要和中间层连通，靠印制电路板上的金属化孔完成，这种金属化孔叫通孔（Ｖｉａ）。 １． 要将一定数量的元件按原理图中的电气连接关系安装在印制电路板上，必须事先知道各元件的安装数据，以便元件布局。一般采用下述方法确定元件的安装数据。 （１）设计者提供元件正确的安装资料。 （２）若没有提供元件安装数据，应通过元件型号查手册找出元件的安装数据。

印制电路板常见结构

印制电路板常见结构以及PCB抄板PCB设计基础知识 印制电路板（PCB）的常见结构可以分为单层板（single Layer PCB）、双层板（Double Layer PCB）和多层板（Multi Layer PCB）三种。 一、单层板single Layer PCB 单层板（single Layer PCB）是只有一个面敷铜，另一面没有敷铜的电路板。元器件一般情况是放置在没有敷铜的一面，敷铜的一面用于布线和元件焊接，如图所示。 二、双层板Double Layer PCB 双层板（Double Layer PCB）是一种双面敷铜的电路板，两个敷铜层通常被称为顶层（Top Layer）和底层（Bottom Layer），两个敷铜面都可以布线，顶层一般为放置元件面，底层一般为元件焊接面，如图所示。 三、多层板Multi Layer PCB 多层板（Multi Layer PCB）就是包括多个工作层面的电路板，除了有顶层（Top Layer）和底层（Bottom Layer）之外还有中间层，顶层和底层与双层面板一样，中间层可以是导线层、信号层、电源层或接地层，层与层之间是相互绝缘的，层与层之间的连接往往是通过孔来实现的。以四层板为例，如图2 3 4 所示。这个四层板除了具有顶层和底层之外，内部还具有一个地层和一个图2 3 4 四层板结构 尽管Protel DXP支持72层板的设计，但在实际的应用中，一般六层板已经能够满足电路设计的要求，不必将电路板设计成更多层结构。 Prepreg&core

Prepreg：半固化片，又称预浸材料，是用树脂浸渍并固化到中间程度(B 阶)的薄片材料。半固化片可用作多层印制板的内层导电图形的黏结材料和层间绝缘。在层压时，半固化片的环氧树脂融化、流动、凝固，将各层电路毅合在一起，并形成可靠的绝缘层。 core:芯板，芯板是一种硬质的、有特定厚度的、两面包铜的板材，是构成印制板的基础材料。 通常我们所说的多层板是由芯板和半固化片互相层叠压合而成的。而半固化片构成所谓的浸润层，起到粘合芯板的作用，虽然也有一定的初始厚度，但是在压制过程中其厚度会发生一些变化。 通常多层板最外面的两个介质层都是浸润层，在这两层的外面使用单独的铜箔层作为外层铜箔。外层铜箔和内层铜箔的原始厚度规格，一般有0.5OZ、1OZ、2OZ(1OZ约为35um或1.4mil)三种，但经过一系列表面处理后，外层铜箔的最终厚度一般会增加将近1 OZ左右。内层铜箔即为芯板两面的包铜，其最终厚度与原始厚度相差很小，但由于蚀刻的原因，一般会减少几个um。 多层板的最外层是阻焊层，就是我们常说的“绿油”，当然它也可以是黄色或者其它颜色。阻焊层的厚度一般不太容易准确确定，在表面无铜箔的区域比有铜箔的区域要稍厚一些，但因为缺少了铜箔的厚度，所以铜箔还是显得更突出，当我们用手指触摸印制板表面时就能感觉到。 当制作某一特定厚度的印制板时，一方面要求合理地选择各种材料的参数，另一方面，半固化片最终成型厚度也会比初始厚度小一些。下面是一个典型的6层板叠层结构（iMX255coreboard）：

印制电路板标准精选(最新)

印制电路板标准精选（最新） G1360《GB/T1360-1998 印刷电路网格体系》 G4588.1《GB/T4588.1-1996 无金属化孔单双面印制板分规范》 G4588.2《GB/T4588.2-1996 有金属化孔单双面印制板分规范》 G4588.3《GB/T4588.3-2002 印制板的设计和使用》 G4677《GB/T4677-2002 印制板测试方法》 G4724《GB/T 4724-1992 印制电路用覆铜箔环氧纸层压板》 G4725《GB/T 4725-1992 印制电路用覆铜箔环氧玻璃布层压板》 G5130《GB/T5130-1997 电气用热固性树脂工业硬质层压板试验方法》 G7911《GB/T 7911-1999 热固性树脂浸渍纸高压装饰层积板(HPL)》 G10244《GB10244-1988 电视广播接收机用印制板规范》 G14515《GB/T14515-1993 有贯穿连接的单、双面挠性印制板技术条件》 G14708《GB/T 14708-1993 挠性印制电路用涂胶聚酯薄膜》 G14709《GB/T 14709-1993 挠性印制电路用涂胶聚酰亚胺薄膜》 G15157.2《GB/T15157.2-1998 基本网格 2.54mm（0.1in）的印制板用两件式连接器》 G15157.7《GB/T15157.7-2002 有质量评定的具有通用插合特性的8位固定和自由连接器详细规范》4 G15157.12《GB/T 15157.12-2011 频率低于3MHz的印制板连接器 ：集成电路插座的尺寸、一般要求和试验方法详细规范》 G15157.14《GB/T 15157.14-2007 音频、视频和音像设备用低音频及视频圆形连接器详细规范》 G16261《GB/T16261-1996 印制板总规范》 G16315《GB/T16315-1996 印制电路用限定燃烧性的覆铜箔玻璃布层压板》 G16317《GB/T16317-1996 多层印制电路用限定燃烧性的薄覆铜箔玻璃布层压板》G17562.1《GB/T17562.1-1998 频率低于3MHz的矩形连接器:有质量评定要求的连接器》 G17562.8《GB/T17562.8-2002 具有4个信号接触件和电缆屏蔽用接地接触件的连接器详细规范》 G18334《GB/T18334-2001 有贯穿连接的挠性多层印制板规范》 G18335《GB/T18335-2001 有贯穿连接的刚性多层印制板规范》 G18373《GB/T 18373-2013 印制板用E玻璃纤维布》 G19247.1《GB/T19247.1-2003 印制板组装:通用规范采用表面安装和相关组装技术的电子和电气焊接组装的要求》 G19247.2《GB/T19247.2-2003 印制板组装:分规范表面安装焊接组装的要求》 G19247.3《GB/T19247.3-2003 印制板组装:通孔安装焊接组装的要求》 G19247.4《GB/T19247.4-2003 印制板组装:引出断焊接组装的要求》 G29846《GB/T 29846-2013 印制板用光成像耐电镀抗蚀剂》 G29847《GB/T 29847-2013 印制板用铜箔试验方法》 G31988《GB/T 31988-2015 印制电路用铝基覆铜箔层压板》 GJZ163《GJB/Z 163-2012 Z 印制电路组件装焊技术指南》 GJ362B《GJB362B-2009 Z 刚性印制板通用规范》 GJ1438Z《GJB1438A-2006 Z 印制电路连接器及其附件通用规范》

印制电路板的可靠性设计样本

印制电路板可靠性设计 一、印制电路板可靠性设计 当前电子器材用于各类电子设备和系统依然以印制电路板为重要装配方式。实践证明，虽然电路原理图设计对的，印制电路板设计不当，也会对电子设备可靠性产生不利影响。例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形延迟，在传播线终端形成反射噪声。因而，在设计印制电路板时候，应注意采用对的办法。 一、地线设计 在电子设备中，接地是控制干扰重要办法。如能将接地和屏蔽对的结合起来使用，可解决大某些干扰问题。电子设备中地线构造大体有系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻辑地）和模仿地等。在地线设计中应注意如下几点： 1.对的选取单点接地与多点接地 在低频电路中，信号工作频率不大于1MHz，它布线和器件间电感影响较小，而接地电路形成环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地。当信号工作频率不不大于10MHz时，地线阻抗变得很大，此时应尽量减少地线阻抗，应采用就近多点接地。当工作频率在1～10MHz时，如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长1/20，否则应采用多点接地法。 2.将数字电路与模仿电路分开 电路板上既有高速逻辑电路，又有线性电路，应使它们尽量分开，而两者地线不要相混，分别与电源端地线相连。要尽量加大线性电路接地面积。 3.尽量加粗接地线 若接地线很细，接地电位则随电流变化而变化，致使电子设备定期信号电平不稳，抗噪声性能变坏。因而应将接地线尽量加粗，使它能通过三位于印制电路板容许电流。如有也许，接地线宽度应不不大于3mm。 4.将接地线构成闭环路 设计只由数字电路构成印制电路板地线系统时，将接地线做成闭环路可以明显提高抗噪声能力。其因素在于：印制电路板上有诸多集成电路元件，特别遇有耗电多元件时，因受接地线粗细限制，会在地结上产生较大电位差，引起抗噪声能力下降，若将接地构导致环路，则会缩小电位差值，提高电子设备抗噪声能力。 印制电路板可靠性设计 二、电磁兼容性设计 电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中仍可以协调、有效地进行工作能力。电磁兼容性设计目是使电子设备既能抑制各种外来干扰，使电子设备在特定电磁环境中可以正常工作，同步又能减少电子设备自身对其他电子设备电磁干扰。 1.选取合理导线宽度 由于瞬变电流在印制线条上所产生冲击干扰重要是由印制导线电感成分导致，因而应尽量减小印制导线电感量。印制导线电感量与其长度成正比，与其宽度成反比，因而短而精导线对抑制干扰是有利。时钟引线、行驱动器或总线驱动器信号线经常载有大瞬变电流，印制导线要尽量地短。对于分立元件电路，印制导线宽度在1.5mm左右时，即可完全满足规定；对于集成电路，印制导线宽度可在0.2～1.0mm之间选取。 2.采用对的布线方略