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印制電路闆設計技術

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印制電路闆設計技術

發布日期:2019-03-27 作者:萬創 點擊:

什麼是印制電路闆


印制電路闆,簡稱PCB(PrintedCircuitBoard),是通過一定的制作工藝,在絕緣度非常高的基材上覆蓋上一層導電性能良好的銅薄膜構成覆銅闆,然後根據體的PCB圖的要求,在覆銅闆上蝕刻出PCB圖上的導線,并鑽出印制闆安裝定位孔以及焊盤和過孔。在雙面闆和多層闆中,還需要對焊盤和過孔做金屬化處理,即在焊盤和過孔的内孔周圍作沉銅處理,以實現焊盤和過孔在不同層之間的電氣連接。




PCB的功能?⑴為電路中的各種元器件提供必要的機械支撐。 ⑵提供電路的電氣連接。 ⑶用标記符号将闆上所安裝的各個元器件标注出來,便于插裝、檢查及調試。




PCB的分類

按照在一塊闆上導電圖形的層數,印制電路闆可分為以下3類。(1)單面闆

一面敷銅,另一面沒有敷銅的電路闆。單面闆隻能在敷銅的一面布線,其特點是成本低,但僅适用于比較簡單的電路設計。(2)雙面闆

雙面闆包括頂層(TopLayer)和底層(BottomLayer)兩層,兩面敷銅,中間為絕緣層,兩面均可以布線,一般需要由過孔或焊盤連通。由于兩面均可以布線,對比較複雜的電路,其布線的布通率比單面闆的高,所以它是目前采用最廣泛的電路闆結構。

(3)多層闆多層闆一般指3層以上的電路闆。它在雙面闆的基礎上增加了内部電源層、接地層及多個中間信号層。随着電子技術的飛速發展,電路的集成度越來越高,多層闆的應用也越來越廣泛。但由于多層電路闆的層數增加,給加工工藝帶來了難度,同時制作成本也很高。



PCB闆基本組成(相關的名詞術語)(1)焊盤( Pad) 焊盤 (Pad)的作用是放置焊錫、連接導線和元件的引腳。


Protel99SE在封裝庫中給出了一系列不同形狀和大小的焊盤,如圓形、方形、八角形等。根據元件封裝的類型。焊盤分為針腳式和表面貼裝式兩種,其中針腳式焊盤必須鑽孔,而表面貼裝式無需鑽孔。選擇元件的焊盤類型要綜合考慮該元件的形狀、大小、布置形式、振動和受熱情況、受力方向等因素。(2)過孔 (Via) 對于雙層闆和多層闆,各信号層之間是絕緣的,需在各信号層有連接關系的導線的交彙處鑽一個孔,并在鑽孔後的基材壁上澱積金屬 (也稱電鍍或金屬孔化),以實現不同導電層之間的電氣連接,這種孔稱為過孔 (Via)。 過孔有三種,分别是從頂層貫通到底層的穿透式過孔、從頂層通到内層或從内層通到底層的盲過孔及内層間的隐蔽過孔。過孔的内徑 (通孔直徑 Hole size )與外徑尺寸 (過孔直徑 Diameter)一般小于焊盤的内外徑尺寸。


(3)銅模導線 (Track)印制電路闆上,在焊盤與焊盤之間起電氣連接作用的是銅膜導線,簡稱導線 (Track),是印制電路闆最重要的部分。它也可以通過過孔把一個導電層和另一個導電層連接起來。印制電路闆設計都是圍繞如何布置導線來進行的。


(4)飛線在PCB設計過程中,還有一種與導線有關的線,常稱為飛線或預拉線。飛線是在引入網絡表後,系統根據規則生成的,用來指引系統自動布線的一種連線。(5)網絡(Net) 從一個元件的某個引腳上到其他引腳上的電氣連接關系稱作為網絡 (Net)。每一個網絡均有唯一的網絡名稱,可人為添加的或系統自動生成的,系統自動生成的網絡名由該網絡内兩個連接點的引腳名稱組成。(6)網絡表(Netlist ) 網絡表描述電路中元器件特征和電氣連接關系,一般從電路原理圖中獲取,它是電路原理圖設計和PCB設計之間的橋梁。(7)安全間距 進行印制電路闆設計時,為了避免導線、過孔、焊盤及元件間的距離過近而造成相互幹擾就必須在它們之間留出一定的間距,這個間距就稱為安全間距 (Clearance)。(8)助焊膜和阻焊膜 各類膜(Mask)不僅是PCB制作工藝過程中必不可少的,而且更是元器件焊裝的必要條件。按“膜”所處的位置及其作用, “膜”可分為元器件面(或焊接面)助焊膜(Top or Bottom Solder)和元器件面(或焊接面)阻焊膜(Top or Bottom Paste Mask)兩類。 助焊膜是塗于焊盤上,提高可焊性能的一層膜,也就是在綠色闆子上比焊盤略大的淺色圓。 阻焊膜的情況正好相反,為了使制成的闆子适應波峰焊等焊接形式,要求闆子上非焊盤處的銅箔不能焊錫,因此在焊盤以外的各部分都要塗覆


一層塗料,用于阻止這些部位上錫(9)絲印層 為方便電路的安裝和維修,在印制闆的上下兩表面印上所需要的标志圖案和文字代号等,例如元器件标号和參數、元器件輪廓形狀和廠家标志、生産日期等等,這就稱為絲印層(Silkscreen Top/Bottom Overlay)。(10)元件的封裝 電路原理圖中的元件使用的是實際元件的電氣符号;PCB設計中用到的元件則是使用實際元件的封裝 (Footprint)。元件的封裝由元件的投影輪廓、引腳對應的焊盤、元件标号和标注字符等組成。不同的元件可以共用同一個元件封裝,同種元件也可以有不同的封裝。


元件封裝的命名一般與管腳間距和管腳數有關,如電阻封裝AXIAL0.3中的0.3表示管腳間距為0.3英寸或300mil(1英寸=1000mil);雙列直插式IC封裝DIP8中的8表示集成塊的管

6L電路闆


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