PCB技术 图

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PCB组装技术

从1903年至今，若以PCB组装技术的应用和发展角度来看，可分为三个阶段。

 1  通孔插装技术(THT)阶段PCB

金属化孔的作用：

(1).电气互连---信号传输

(2).支撑元器件---引脚尺寸限制通孔尺寸的缩小

a.引脚的刚性

b.自动化插装的要求

提高密度的途径：

(1)减小器件孔的尺寸，但受到元件引脚的刚性及插装精度的限制，孔径≥0.8mm

(2)缩小线宽/间距：0.3mm—0.2mm—0.15mm—0.1mm

(3)增加层数：单面—双面—4层—6层—8层—10层—12层—64层

 2  表面安装技术（SMT）阶段PCB

导通孔的作用：

仅起到电气互连的作用，孔径可以尽可能的小，堵上孔也可以。

提高密度的主要途径：

①.过孔尺寸急剧减小：0.8mm—0.5mm—0.4mm—0.3mm—0.25mm

②.过孔的结构发生本质变化：

a.埋盲孔结构 优点：提高布线密度1/3以上、减小PCB尺寸或减少层数、提高可靠性、 改善了特性阻抗控制，减小了串扰、噪声或失真（因线短，孔小）

b.盘内孔（hole in pad）消除了中继孔及连线

③薄型化：双面板：1.6mm—1.0mm—0.8mm—0.5mm

④PCB平整度：

a.概念：PCB板基板翘曲度和PCB板面上连接盘表面的共面性。

b.PCB翘曲度是由于热、机械引起残留应力的综合结果

c.连接盘的表面涂层：HASL、化学镀NI/AU、电镀NI/AU…

 3  芯片级封装(CSP)阶段PCB

CSP以开始进入急剧的变革于发展其之中，推动PCB技术不断向前发展，PCB工业将走向激光时代和纳米时代。

PCB设计技术

 设置软件工作环境

软件规矩设置：

进入Design\Rules，依照规划的要求对选项中的各项进行设置：

① 安全间隔设置：PROTEL99SE软件中Routing的Clearance Constraint项规矩了板上不同网络的走线、焊盘、过孔等之间有必要坚持的间隔。在单面板和双面板的规划中，首选值为10-12mil；四层及以上的PCB首选值为6-8mil；最大安全间隔一般没有约束。

② 布线层面和方向设置：Routing的Routing Layers，设置运用的走线层面和每层的走线方向（贴片单面板只用顶层，直插单面板只用底层）。一般状况下，运用默认值。

③ 过孔选项设置：PROTEL99SE软件中Routing的Routing Via Style项规矩了过孔的内、外径的最小、最大和首选值。单面板和双面板过孔外径应设置40mil—60mil之间；内径应设置在20mil—30mil。四层及以上的PCB外径最小值为20mil，最大值为40mil；内径最小值为10mil，最大值为20mil。

④ 线宽选项设置：PROTEL99SE软件中Routing的Width Constraint项规矩了布线的宽度。单面板和双面板的布线宽度应设置在10—30mil之间，特别状况下最大值不该超越60mil，最小值不该低于8mil；四层及以上PCB最小值不该低于5mil，其他设置参照双面板设置。另能够增加一些网络的线宽设置，如地线、+5伏电源线、时钟线、+12伏电源线、-12伏电源线、交流电源输入线、功率输出线等。地线、时钟线和+5伏电源线首选值一般为60mil（最大值不限，最小值为8 mil，在能走通的状况下线尽量宽）宽度，各种电源线首选值一般为40mil（最大值不限，最小值为8mil，在能走通的状况下线尽量宽）宽度。依照PCB线宽和电流的联系（大约是每毫米线宽答应经过500毫安的电流）断定最大线宽。

⑤ 敷铜衔接选项设置：PROTEL99SE软件中Manufacturing的Polygon Connect Style项规矩了敷铜衔接的方法。衔接方法（Rule Attributes）设置成Relief Connect方法，导线宽度（Conductor Width）设置成25mil，衔接数量（Conductors）设置成4，视点（Angle）设置成90度。

⑥ 物理孔径设置：PROTEL软件中Manufacturing的Hole Size Constraint项规矩了物理孔的巨细。最小值设置为20mil，最大值没有约束 （补白：物理孔一般是指定位孔和装置孔等等）。其他各项一般可用它的缺省值。

软件参数设置：

进入Design\Options和Tools\Preferences，依照规划的要求对选项中的各项进行设置：

① 可视栅格选项设置：PROTEL软件中Design\Options\Layer中选中：Masks中的Top solder；Silkscreen中Top overlay；Other中Keepout和Multi Layer；System下面各项悉数选中。Visible Grid项规矩了可视栅格的巨细，别离设置成10mil（上）和100mil（下）。

② 捕捉和器材移动栅格选项设置：PROTEL软件中Design\Options\Options项规矩了捕捉和器材移动栅格的巨细，捕捉和器材移动栅格均设置为10mil。选中Electrical Grid并把Range中设为8mil，Visible Kind设为Lines，Measurement Uint设为Imperial。

DRC校验设置：

进入Tools\Design Rules Check，依照规划的要求对选项中的各项进行设置：Report\Routing Rules的Clearance Constraints，Max/Min Width Constraints，Short Circuit Constraints和Un－Routed Net Constraints均选中；Report\Manufacturing Rules的Max/Min Hole Size选中；Report\Options的选项悉数选中；On－line\Routing Rules的Clearance Constraints选中；On－line\Manufacturing Rules的Layer Pairs选中；On－line\Placement Rules的ComponentClearance选中。

 增加器材库

这步首要是即将PCB原理图中所示的元器材，从元件相应的库中调出

 导入网络表

在导入网络表的进程中，有必要确保没有任何过错，制止在网络表导入有过错的状况下进行规划。（这个操作必定得留意）断定PCB尺度及定位孔方位和尺度，并把相关器材进行确定

 元器材布局

PCB布局的原则是漂亮大方，疏密妥当，符合电气特性，利于布线，尽量分红模块。在可能的状况下将元器材摆放规整，并尽量确保各首要元器材之间和模块之间的对称性。

要求：整个PCB布局要显得大气，疏密妥当，不要有的当地过紧，有的当地过松。丝印框要尽量削减，并杰出各模块。模块的汉字或英文标明尽量放在对称和平行一致的方位上，并能表现模块的称号和美感。

布局完成后应对PCB布局进行查看，一般查看有如下几个方面：

（1）印制板尺度应与加工图纸尺度相符，有定位标记，设置参考点；

（2）元器材应确保在二维、三维空间上无抵触；

（3）元器材布局应疏密有序，摆放规整；

（4）需常常替换的元器材应确保能便利的进行替换；

（5）热敏元件与发热元件之间是坚持恰当的间隔，在需求散热的当地，应加装散热器，一起确保空气活动的晓畅；

（6）可调元器材应确保能便利进行调整；

（7）信号流程应坚持顺利且互连最短；

（8）尽可能确保过孔数量最少；

（9）制止运用Ctrl＋X或Ctrl＋Y对器材进行翻转；

（10）一块PCB上孔的内径尺度不能超越9种；

（11）影响外观的元器材如TO-220封装的三端稳压器、贴片的电解电容等要尽可能的焊接在不和；不需求调理的电位器、中周和可调电容等要尽可能的焊接在不和，不能透过PCB焊接，而且要在产品规格书中要特别说明；其它特别影响整体外观的元器材如大的电解电容、继电器等设法焊接在不和。

 PCB布线

一般引荐运用主动布线+手动调整的方法，主动布线要求依次依照地线——电源线——时钟线——其它的次序进行布线，在布线规矩中设置布线优先级，0为最初级，100为第一流，共101种状况。在比较复杂的电路板中，考虑到电气特性的要求、搅扰等要素，咱们悉数采用手动布线。制止把过孔放在元器材的管脚上，在主动布线之前应该确定现已布好的线。走线要统筹漂亮和电气特性，特别影响外观得走线要设法走在不和，原则上在产品称号、类型和众友标识的当地正面不要走线（特别状况在外），在丝印框与Keepout框之间不答应正面走线（特别状况在外）。

 丝印和汉字的放置

（1）产品称号、类型及众友标识的放置

（2）元器材工程号丝印的放置

（3）模块标明汉字的放置

（4）测验钩和测验孔标识的放置

（5）字体放置的要求

 大面积铺地

进入Place\Polygon Plane，Net Options选项将Connect to Net设置为Connect to GND，一起将Pour Over Same和Remove Dead topper选中，在Plane setting选项中将Grid size设置为18mil，Track width设置为20mil，layer选中相对应的层；Hatching style中选中Vertical Hatch；其它运用缺省值。

大面积铺地之前，还应将安全间隔值设置为25mil，大面积铺地之后，再将安全间隔值复原。在不期望有走线的区域内放置FILL填充层（如散热器和卧放的两脚晶振，HC49S的晶振，多圈电位器的正面，TO220封装的三端稳压器等，如有其它网络的线从此处穿过则很简单形成短路），要上锡的在Top Solder 或Bottom Solder 层的相应处放FILL。

泪滴可增加它们的牢度但会使板上的线变得较丑陋，关于贴片和单面板必定要加，其它可根据实际状况挑选泪滴。

 重复DRC查看

进入Tools\Design Rules Check，依照规划要求对选项中的各项进行设置，参考前面设置，DRC查看完成后批改查看中发现的过错，修正完后不答应有过错存在。

 首要事项

整个进程操作都需求认真，特别对PCB布线必定得确保布线无过错

为防止技能泄密，在制板或存档时应将元器材的封装及称号内容悉数删除。一起有必要附一个制板说明。比如：厚度：做一般PCB时厚度为1.6mm，大PCB可用2mm ，射频用PCB等一般在0.8-1mm 左右；资料与色彩等

PCB制程技术

MID技术

在PCB制程技术上，国外厂商正尝试开发可射出成型的基板-MID(Molded Interconnect Devices)技术，MID是一种无基板的立体PCB，颠覆以往印刷电路板『平面』的刻板印象，将PCB以铸模连接元件(Molded Interconnect Devices，MID)的方式直接在塑胶成品上形成印刷电路，省略基板的使用，此一技术可将PCB变成任意的形状，提供无限的产品创意。

MID即指以射出成形的方式直接以塑胶作为基板，在上面直接作线路设计，并整合机械与电子的功能，这种三维电路设计方式即称为MID.

MID代表一种新的设计概念，此技术自1980年代即开始发展，但进度未能快速推进，主要原因是相关之工具设计难度极高，使技术无法快速普及纯熟。然而，随著环保意识的抬头，MID技术开始为人重视，其优点为(1)可大量制作；(2)基板材料可回收利用；(3)整合基板零件减少制程步骤；(4)使携带型电子消费产品重量减轻；(5)使产品造型更多样化等等。