印制電路板是怎樣畫成的ppt課件

1、 預(yù)備：丁中華預(yù)備：丁中華 2019 2019年年8 8月月1010日日 l 板子本身的基板是由絕緣隔熱、并不易彎曲的材質(zhì)所制形成。在外表可以看到的細(xì)小線路資料是銅箔，本來銅箔是覆蓋在整個(gè)板子上的，而在制造過程中部份被蝕刻處置掉，留下來的部份就變成網(wǎng)狀的細(xì)小線路了。這些線路被稱作導(dǎo)線conductor pattern或稱布線，并用來提供PCB上零件的電路銜接。 為了將零件固定在PCB上面，我們將它們的接腳直接焊在布線上。在最根本的PCB單面板上，零件都集中在其中一面，導(dǎo)線那么都集中在另一面。這么一來我們就需求在板子上打洞，這樣接腳才干穿過板子到另一面，所以零件的接腳是焊在另一面上的。由于如此，

2、PCB的正反面分別被稱為零件面Component Side與焊接面Solder Side。 假設(shè)PCB上有某些零件，需求在制造完成后也可以拿掉或裝回去，那么該零件安裝時(shí)會(huì)用到插座Socket。由于插座是直接焊在板子上的，零件可以恣意的拆裝。上面看到的是ZIFZero Insertion Force，零撥插力式插座，它可以讓零件這里指的是CPU可以輕松插進(jìn)插座，也可以拆下來。插座旁的固定桿，可以在您插進(jìn)零件后將其固定。 假設(shè)要將兩塊PCB相互連結(jié)，普通我們都會(huì)用到俗稱金手指的邊接頭edge connector。 三星2410ARM9中心開發(fā)板 金手指上包含了許多裸露的銅墊，這些銅墊現(xiàn)實(shí)上也是PC

3、B布線的一部份。通常銜接時(shí)，我們將其中一片PCB上的金手指插進(jìn)另一片PCB上適宜的插槽上普通叫做擴(kuò)展槽Slot。在計(jì)算機(jī)中，像是顯示卡，聲卡或是其它類似的界面卡，都是借著金手指來與主機(jī)板銜接的。 PCB上的綠色或是棕色，是阻焊漆solder mask的顏色。這層是絕緣的防護(hù)層，可以維護(hù)銅線，也可以防止零件被焊到不正確的地方大多是綠色的，所以又叫綠油 。在阻焊層上另外會(huì)印刷上一層絲網(wǎng)印刷面silk screen。通常在這上面會(huì)印上文字與符號(hào)大多是白色的，所以又叫白油，以標(biāo)示出各零件在板子上的位置。絲網(wǎng)印刷面也被稱作圖標(biāo)面legend。 PCB絲印面 設(shè)計(jì)圖紙 1.單面板Single-Sided

4、Boards 我們剛剛提到過，在最根本的PCB上，零件集中在其中一面，導(dǎo)線那么集中在另一面上。由于導(dǎo)線只出如今其中一面，所以我們就稱這種PCB叫作單面板Single-sided。 由于單面板在設(shè)計(jì)線路上有許多嚴(yán)厲的限制由于只需一面，布線間不能交叉而必需繞單獨(dú)的途徑，所以只需早期的電路才運(yùn)用這類的板子。 2.雙面板Double-Sided Boards 這種電路板的兩面都有布線。不過要用上兩面的導(dǎo)線，必需求在兩面間有適當(dāng)?shù)碾娐枫暯硬判小＿@種電路間的橋梁叫做導(dǎo)孔via。導(dǎo)孔是在PCB上，充溢或涂上金屬的小洞，它可以與兩面的導(dǎo)線相銜接。由于雙面板的面積比單面板大了一倍，而且由于布線可以相互交錯(cuò)可以繞

5、到另一面，它更適宜用在比單面板更復(fù)雜的電路上。 3.多層板Multi-Layer Boards 為了添加可以布線的面積，多層板用上了更多單或雙面的布線板。多層板運(yùn)用數(shù)片雙面板，并在每層板間放進(jìn)一層絕緣層后黏牢壓合。板子的層數(shù)就代表了有幾層獨(dú)立的布線層，通常層數(shù)都是偶數(shù)，并且包含最外側(cè)的兩層。大部分的主機(jī)板都是4到8層的構(gòu)造，不過技術(shù)上可以做到近100層的PCB板。大型的超級計(jì)算機(jī)大多運(yùn)用相當(dāng)多層的主機(jī)板，不過由于這類計(jì)算機(jī)曾經(jīng)可以用許多普通計(jì)算機(jī)的集群替代，超多層板曾經(jīng)漸漸不被運(yùn)用了。由于PCB中的各層都嚴(yán)密的結(jié)合，普通不太容易看出實(shí)踐數(shù)目，不過假設(shè)您仔細(xì)察看主機(jī)板，也答應(yīng)以看出來。 我們剛剛

6、提到的導(dǎo)孔via，假設(shè)運(yùn)用在雙面板上，那么一定都是打穿整個(gè)板子。不過在多層板當(dāng)中，假設(shè)您只想銜接其中一些線路，那么導(dǎo)孔能夠會(huì)浪費(fèi)一些其它層的線路空間。埋孔Buried vias和盲孔Blind vias技術(shù)可以防止這個(gè)問題，由于它們只穿透其中幾層。盲孔是將幾層內(nèi)部PCB與外表PCB銜接，不須穿透整個(gè)板子。埋孔那么只銜接內(nèi)部的PCB，所以光是從外表是看不出來的。 在多層板PCB中，整層都直接銜接上地線與電源。所以我們將各層分類為信號(hào)層Signal，電源層Power或是地線層Ground。假設(shè)PCB上的零件需求不同的電源供應(yīng)，通常這類PCB會(huì)有兩層以上的電源與電線層。 埋孔Buried vias盲

7、孔Blind vias 2.系統(tǒng)功能區(qū)塊圖 接下來必需求制造出系統(tǒng)的功能方塊圖。方塊間的關(guān)系也必需求標(biāo)示出來。 4.將系統(tǒng)分割幾個(gè)PCB 可分為：主板mother board 、背板：backplane 、銜接板connect board、子板：daughter board 、將系統(tǒng)分割數(shù)個(gè)PCB的話，不僅在尺寸上可以減少，也可以讓系統(tǒng)具有晉級與交換零件的才干。系統(tǒng)功能方塊圖就提供了我們分割的根據(jù)。像是計(jì)算機(jī)就可以分成主機(jī)板、顯示卡、聲卡、軟盤驅(qū)動(dòng)器和電源等等。 決議運(yùn)用封裝方法，和各PCB的大小 :QFPQuad Flat Package 小型方塊平面封裝BGABall Grid Array

8、 Package球柵陣列封裝。SOP-Small outline Package短輸出線雙列扁平封裝DIP-Dual ln-linePackage 雙列直插式封裝 當(dāng)各PCB運(yùn)用的技術(shù)和電路數(shù)量都決議好了，接下來就是決議板子的大小了。假設(shè)設(shè)計(jì)的過大，那么封裝技術(shù)就要改動(dòng)，或是重新作分割的動(dòng)作。在選擇技術(shù)時(shí)，也要將線路圖的質(zhì)量與速度都考量進(jìn)去。外觀也是很重要的哦！那就去找機(jī)構(gòu)工程師來處理吧、這將影響到裝配的勝利與否。 l l一些定位元件需求機(jī)構(gòu)工程師確實(shí)認(rèn)才干放置、這與元件的高度也是密不可分的。 l 它們必需以最有效率的方式與途徑相銜接。所謂有效率的布線，就是牽線越短并且經(jīng)過層數(shù)越少這也同時(shí)減少

9、導(dǎo)孔的數(shù)目越好，不過在真正布線時(shí)，我們會(huì)再提到這個(gè)問題。為了讓各零件都可以擁有完美的配線，放置的位置是很重要的。 l 測試布線能夠性，與高速下的正確運(yùn)作 ，這個(gè)在座各位比我熟習(xí)。呵呵！l一些閱歷豐富的RF工程師會(huì)給出重要的信息來指引PCB上的元件規(guī)劃與布線。 這類軟件可以讀取設(shè)計(jì)圖，并且用許多方式顯示電路運(yùn)作的情況。這比起實(shí)踐做出一塊樣本PCB，然后用手動(dòng)丈量要來的有效率多了。9.導(dǎo)出PCB上線路。 在原理圖中的銜接，如今將會(huì)實(shí)地作成布線的樣子。這項(xiàng)步驟可以是自動(dòng)的，不過普通來說還是需求手動(dòng)更改某些部份。右邊是樣板的導(dǎo)線模板。紅色和藍(lán)色的部份，分別代表PCB的零件層與焊接層。白色的文字與四方形

10、代表的是網(wǎng)版印刷面的各項(xiàng)標(biāo)示。紅色的點(diǎn)和圓圈代表鉆洞與導(dǎo)孔。 由于印刷電路板上的導(dǎo)線具有一定的電阻，因此在電流經(jīng)過時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生電壓降。在20時(shí)，寬度為1mm，厚度為0.05mm的導(dǎo)線其導(dǎo)線電流與電壓降如下： 當(dāng)銅箔的厚度確定之后，兩根印刷導(dǎo)線之間的分布電容容量的大小與線間間隔成反比，與線間的平行長度成正比。在高頻形狀任務(wù)時(shí)，更要留意分布電容對電路的不良影響。普通情況下，線間電容和導(dǎo)線間距的分布電容量關(guān)系如下： 這些規(guī)定按照電路的速度，傳送信號(hào)的強(qiáng)弱，電路對耗電與噪聲的敏感度，以及材質(zhì)質(zhì)量與制造設(shè)備等要素而有不同。假設(shè)電流強(qiáng)度上升，那導(dǎo)線的粗細(xì)也必需求添加。為了減少PCB的本錢在減少層數(shù)的同時(shí)，

11、也必需求留意這些規(guī)定能否仍舊符合。假設(shè)需求超越2層的構(gòu)造的話，那么通常會(huì)運(yùn)用到電源層以及地線層，來防止信號(hào)層上的傳送信號(hào)遭到影響，并且可以當(dāng)作信號(hào)層的防護(hù)罩。 為了確定線路在導(dǎo)線后可以正常運(yùn)作，它必需求經(jīng)過最后檢測。這項(xiàng)檢測也可以檢查能否有不正確的銜接，并且一切聯(lián)機(jī)都照著原理圖走。 當(dāng)一切的設(shè)計(jì)任務(wù)完成時(shí)，就得輸出最終的作品了；這就是通常講的任務(wù)底片Artwork ，以便送到PCB制造廠商。由于目前有許多設(shè)計(jì)PCB的CAD工具，制造廠商必需有符合規(guī)范的檔案，才干制造板子。規(guī)范規(guī)格有好幾種，不過最常用的是Gerber files規(guī)格。一組Gerber files包括各信號(hào)、電源以及地線層的平面圖

12、，阻焊層與網(wǎng)板印刷面的平面圖，以及鉆孔與取放等指定檔案。 Gerber Format簡介 Gerber Format 是電子業(yè)之間通用的資料格式，而它是被用於設(shè)計(jì)完成與上線制造PCB的中間媒介， 就像土木或機(jī)械五金業(yè)常用的 Autocad 軟體所輸出的 DXF 或 HPGL 格式普通， 當(dāng)設(shè)計(jì)師把圖稿設(shè)計(jì)完成後所產(chǎn)生的與其它系統(tǒng)連結(jié)的任務(wù)資料檔。這本是美國 Gerber 公司自行制定出來給該公司所消費(fèi)的光學(xué)繪圖機(jī)來運(yùn)用的，也因此而稱為 Gerber data ，但由于該格式頗能符合電子業(yè)間的需求，也因此大家廣泛運(yùn)用久而久之演化成一種業(yè)界規(guī)范的資料格式， 後來由于該格式被電子業(yè)廣為接受漸漸的大家

13、都稱為 Gerber format。其實(shí)真正的稱號(hào)應(yīng)該是叫做RS-274-D format。這是由于該格式的制定是依 EIA美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)Electronic Industries Association 的 RS-274-D 規(guī)范碼所衍生訂定的，而其資料內(nèi)容包括 word address 資料及繪圖機(jī)的叁數(shù)檔與控制碼。RS-274-D 碼被運(yùn)用至今已數(shù)十年了。因電子產(chǎn)品的演化早已超出當(dāng)初的須求， 因此原用的 RS-274-D格式也漸漸的不敷運(yùn)用，許多的定義都付之闕如，也因此才會(huì)再衍生出強(qiáng)化版的 Gerber format，稱為RS-274-X format。 RS-274-X format

14、即現(xiàn)今最常用的資料格式。電路的最大速度得看如何照EMC規(guī)定做了。內(nèi)部的EMI，像是導(dǎo)體間的電流耗損，會(huì)隨著頻率上升而加強(qiáng)。假設(shè)兩者之間的電流差距過大，那么一定要拉長兩者間的離。這也通知我們?nèi)绾畏乐垢邏?，以及讓電路的電流耗費(fèi)降到最低。布線的延遲率也很重要，所以長度自然越短越好。所以布線良好的小PCB，會(huì)比大PCB更適宜在高速下運(yùn)作。第五部分 節(jié)省制造本錢的方法 為了讓PCB的本錢可以越低越好，有許多要素必需求列入考量： 板子的大小自然是個(gè)重點(diǎn)。板子越小本錢就越低。 手機(jī)板早已由機(jī)構(gòu)工程師確定外形，就不要操心這丫了！部份的PCB尺寸曾經(jīng)成為規(guī)范，只需照著尺寸作那么本錢就自然會(huì)下降。 規(guī)范尺寸的信息

15、： 降低制版本錢,更好地利用PCB經(jīng)濟(jì)尺寸。在電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，本錢是最重要的目的之一，可以減少本錢的方法很多，這里主要談?wù)凱CB板的本錢問題。有人說，我把PCB設(shè)計(jì)得很小，不就減少了本錢嗎？其實(shí)不盡然， 板子做得太小了，加工不方便，消費(fèi)效率低，這就添加了加工本錢，對整個(gè)產(chǎn)品來說，總本錢說不定還添加了。同樣，板子做得太大時(shí)，加工也不方便，還會(huì)有曲磽變形等不利要素。 那什么樣的PCB板本錢最低呢？在目前，主要但不僅只有以下三方面： 1單板PCB的面積盡量小。 PCB板的價(jià)錢普通按面積的大小來計(jì)算的，板子小了，單板價(jià)錢自然廉價(jià)。 2PCB板大小適中，加工方便。 當(dāng)單板很小時(shí)，就要進(jìn)展拼板開模，以提

16、高消費(fèi)效率，減少加工工時(shí)，節(jié)約加工本錢。 3PCB廠家在消費(fèi)PCB板時(shí)，原資料的利用率最高。 PCB板廠的原資料普通都是1020mm1020mm和1020mm1220mm規(guī)格的多，假設(shè)單板或拼板的尺寸不適宜，PCB消費(fèi)過程中，就會(huì)產(chǎn)生很多的原料廢邊，PCB板廠會(huì)把之些廢邊的價(jià)錢都加到他的板子上，這樣他的PCB板單位價(jià)錢就貴一些；假設(shè)板子大小設(shè)計(jì)得好，單板或拼板的尺寸是原資料的n等分，那么原資料的利用率就最高，PCB板廠也好開料，以一樣的原資料尺寸，做出最多的板子，單板價(jià)錢也就是最廉價(jià)的了。 運(yùn)用SMT會(huì)比THT來得省錢，由于PCB上的零件會(huì)更密集也會(huì)比較小，當(dāng)然電性能也是好得多。 另一方面，假設(shè)板子上的零件很密集，那么布線也必需更細(xì)，運(yùn)用的設(shè)備也相對的要更高階。同時(shí)運(yùn)用的材質(zhì)也要更高級，在導(dǎo)線設(shè)計(jì)上也必需求更小心，以免對電路呵斥影響。這些問題帶來的本錢，可比減少PCB尺寸所節(jié)省的還要多。 層數(shù)越多本錢越高，不過層數(shù)少的PCB通常會(huì)呵斥面積大小的添加。 鉆孔會(huì)影響電路質(zhì)量，所以導(dǎo)孔越少越好。 埋孔比貫穿一切層的