大家对PCB电路板电路这个词很熟,有的了解PCB电路板的组成,有的了解PCB电路板的设计步骤,有的了解PCB电路板的制作工艺......但是对整个PCB电路板的组成、设计、工艺、流程及元器摆放和布线原则,及后期的注意事项没有一个综合的了解。沐渥科技把这一套都整合罗列出来了,下面我们就跟着小编来学习下吧!
PCB电路板的组成:
1、线路与图面: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。
2、介电层:用来保持线路及各层之间的绝缘性,俗称为基材。
3、孔: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,另外有非导通孔通常用来作为表面贴装定位,组装时固定螺丝用。
4、防焊油墨: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。
5、丝印: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。
6、表面处理: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,化金,化银,化锡,有机保焊剂,方法各有优缺点,统称为表面处理。
PCB电路板的设计步骤:
(1) 电路原理图的设计:电路原理图的设计主要是利用Protel DXP的原理图编辑器来绘制原理图。
(2)生成网络报表:网络报表就是显示电路原理与中各个元器件的链接关系的报表,它是连接电路原理图设计与电路板设计的桥梁与纽带,通过电路原理图的网络报表,可以迅速地找到元器件之间的联系,从而为后面的PCB设计提供方便。
(3)PCB电路板的设计:PCB设计是以电路原理图为根据来实现所需要的功能,设计PCB图,需要考虑很多因素,包括机械的结构、外部连接布局、元件的布局、连线、散热、电磁兼容等。为最终完成这一步往往需要无数次的修改电路原理图。
(4)PCBA控制板制作;采购完元件,PCB板拿到后,按照原理图,经过SMT上件,焊接上各种元器件,和DIP插件的制程,这样我们的控制板就制作完成了。
元器件放置原则
首先,放置与结构有紧密配合的元器件,如电源插座、指示灯、开关、连接器、接口等;其次,放置特殊元器件,如大的元器件、重的元器件、发热元器件、IC等;最后,放置小的元器件;元件布局时应考虑走线,尽量选择利于布线的布局设计;
1、晶振要靠近IC摆放;
2、IC去耦电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚,并使之与电源和地之间形成的回路最短;
3、发热元件一般应均匀分布,以便于单板和整机的散热,除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件;
走线原则
1、高速信号走线尽量短,关键信号走线尽量短;
2、一条走线不要打太多的过孔,不要超过两个过孔;
3、走线拐角应尽可能大于90度,杜绝90度以下的拐角,也尽量少用90度拐角;
4、双面板布线时,两面的导线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线,避免相互平行,以减少寄生耦合;
5、音频输入线要等长,两条线靠近摆放,音频线外包地线;
6、功放IC下面不能走线,功放IC下多打过孔与GND连接;
7、双面板中没有地线层,晶振电容地线应使用尽量款的短线连接至器件上离晶振最近的GND引脚,且尽量减少过孔;
8、电源线,USB充电输入要走粗线(》=1mm),过孔处双面铺铜,然后在铺铜处多打几个过孔;
一般情况下,首先应对电源线和地线进行布线,以保证电路板的电气性能。在条件允许的范围内,尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最细宽度可达0.05~0.07mm,电源线一般为1.2~2.5mm。
多层PCB电路板的完整制作工艺流程;
1.内层;主要是为了制作PCB电路板的内层线路;制作流程为:
裁板:将PCB基板裁剪成生产尺寸;前处理:清洁PCB基板表面,去除表面污染物;压膜:将干膜贴在PCB基板表层,为后续的图像转移做准备;曝光:使用曝光设备利用紫外光对覆膜基板进行曝光,从而将基板的图像转移至干膜上;DE:将进行曝光以后的基板经过显影、蚀刻、去膜,进而完成内层板的制作
2.内检;主要是为了检测及维修板子线路;
AOI:AOI光学扫描,可以将PCB板的图像与已经录入好的良品板的数据做对比,以便发现板子图像上面的缺口、凹陷等不良现象;VRS:经过AOI检测出的不良图像资料传至VRS,由相关人员进行检修;补线:将金线焊在缺口或凹陷上,以防止电性不良;
3.压合;是将多个内层板压合成一张板子;
棕化:棕化可以增加板子和树脂之间的附着力,以及增加铜面的润湿性;铆合:将PP裁成小张及正常尺寸使内层板与对应的PP牟合;叠合压合、打靶、锣边、磨边;
4.钻孔;按照客户要求利用钻孔机将板子钻出直径不同,大小不一的孔洞,使板子之间通孔以便后续加工插件,也可以帮助板子散热;
5.一次铜;为外层板已经钻好的孔镀铜,使板子各层线路导通;去毛刺线:去除板子孔边的毛刺,防止出现镀铜不良;除胶线:去除孔里面的胶渣;以便在微蚀时增加附着力;
6.外层;外层同第一步内层流程大致相同,其目的是为了方便后续工艺做出线路;
7.二次铜与蚀刻;二次镀铜,进行蚀刻;
8.阻焊:可以保护板子,防止出现氧化等现象;
9.文字;印刷文字;酸洗:清洁板子表面,去除表面氧化以加强印刷油墨的附着力;
10.表面处理OSP;将裸铜板待焊接的一面经涂布处理,形成一层有机皮膜,以防止生锈氧化;
11.成型;锣出客户所需要的板子外型,方便客户进行SMT贴片与组装;
12.飞针测试;测试板子电路,避免短路板子流出;
13.FQC;最终检测,完成所有工序后进行抽样全检;
14.包装、出库,完成交付;
PCB电路板制作流程注意事项
1.设置电路板外形得是用keep-out layer层画线;
2.线与线的间距,线与过孔的间距,覆铜间距,得达到制版厂的要求,一般10mil即可;
3.投板之前进行规则检查,关键查漏短路和开路这两项;
4.元器件布局时距离板边至少2mm的距离.
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