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  • 高端PCB打樣聯系方式

    PCB工藝知識

    印刷電路板入門(新手學習)

    表面貼裝技術(surface mounted technology)

    使用表面黏貼式封裝(surface mounted technology,smt)的零件,接腳是焊在與零件同一面。這種技術不用為每個接腳的焊接,而都在pcb上鉆

    洞。 

     

    表面黏貼式的零件,甚至還能在兩面都焊上。 

    (表面黏著式的零件焊在pcb上的同一面。)

    smt也比tht的零件要小。和使用tht零件的pcb比起來,使用smt技術的pcb板上零件要密集很多。smt封裝零件也比tht的要便宜。所以現今的pcb上

    大部分都是smt,自然不足為奇。 


    因為焊點和零件的接腳非常的小,要用人工焊接實在非常難。不過如果考慮到目前的組裝都是全自動的話,這個問題只會出現在修復零件的時候

    吧。 


    設計流程 


    在pcb的設計中,其實在正式布線前,還要經過很漫長的步驟,以下就是主要設計的流程: 

    系統規格 


    首先要先規劃出該電子設備的各項系統規格。包含了系統功能,成本限制,大小,運作情形等等。 


    系統功能區塊圖 


    接下來必須要制作出系統的功能方塊圖。方塊間的關系也必須要標示出來。 


    將系統分割幾個pcb 


    將系統分割數個pcb的話,不僅在尺寸上可以縮小,也可以讓系統具有升級與交換零件的能力。系統功能方塊圖就提供了我們分割的依據。像是計

    算機就可以分成主機板、顯示卡、聲卡、軟盤驅動器和電源等等。 


    決定使用封裝方法,和各pcb的大小 


    當各pcb使用的技術和電路數量都決定好了,接下來就是決定板子的大小了。如果設計的過大,那么封裝技術就要改變,或是重新作分割的動作。

    在選擇技術時,也要將線路圖的品質與速度都考量進去。

    繪出所有pcb的電路概圖 


    概圖中要表示出各零件間的相互連接細節。所有系統中的pcb都必須要描出來,現今大多采用cad(計算機輔助設計,computer aided design)的

    方式。下面就是使用circuitmakertm設計的范例。 


     

    pcb的電路概圖 


    初步設計的仿真運作 


    為了確保設計出來的電路圖可以正常運作,這必須先用計算機軟件來仿真一次。這類軟件可以讀取設計圖,并且用許多方式顯示電路運作的情況。

    這比起實際做出一塊樣本pcb,然后用手動測量要來的有效率多了。

    將零件放上pcb :


    零件放置的方式,是根據它們之間如何相連來決定的。它們必須以最有效率的方式與路徑相連接。所謂有效率的布線,就是牽線越短并且通過層數

    越少(這也同時減少導孔的數目)越好,不過在真正布線時,我們會再提到這個問題。下面是總線在pcb上布線的樣子。為了讓各零件都能夠擁有

    完美的配線,放置的位置是很重要的。 

    導線構成的總線 

    測試布線可能性,與高速下的正確運作 


    現今的部份計算機軟件,可以檢查各零件擺設的位置是否可以正確連接,或是檢查在高速運作下,這樣是否可以正確運作。這項步驟稱為安排零

    件,不過我們不會太深入研究這些。如果電路設計有問題,在實地導出線路前,還可以重新安排零件的位置。 


    導出pcb上線路 


    在概圖中的連接,現在將會實地作成布線的樣子。這項步驟通常都是全自動的,不過一般來說還是需要手動更改某些部份。下面是2層板的導線模

    板。紅色和藍色的線條,分別代表pcb的零件層與焊接層。白色的文字與四方形代表的是網版印刷面的各項標示。紅色的點和圓圈代表鉆洞與導

    孔。最右方我們可以看到pcb上的焊接面有金手指。這個pcb的最終構圖通常稱為工作底片(artwork)。 

    使用cad軟件作pcb導線設計 



    每一次的設計,都必須要符合一套規定,像是線路間的最小保留空隙,最小線路寬度,和其它類似的實際限制等。這些規定依照電路的速度,傳送

    信號的強弱,電路對耗電與噪聲的敏感度,以及材質品質與制造設備等因素而有不同。如果電流強度上升,那導線的粗細也必須要增加。為了減少

    pcb的成本,在減少層數的同時,也必須要注意這些規定是否仍舊符合。如果需要超過2層的構造的話,那么通常會使用到電源層以及地線層,來避

    免信號層上的傳送信號受到影響,并且可以當作信號層的防護罩。

    導線后電路測試 


    為了確定線路在導線后能夠正常運作,它必須要通過最后檢測。這項檢測也可以檢查是否有不正確的連接,并且所有聯機都照著概圖走。 


    建立制作檔案 


    因為目前有許多設計pcb的cad工具,制造廠商必須有符合標準的檔案,才能制造板子。標準規格有好幾種,不過最常用的是gerber files規格。一

    組gerber files包括各信號、電源以及地線層的平面圖,阻焊層與網板印刷面的平面圖,以及鉆孔與取放等指定檔案。 


    電磁兼容問題 


    沒有照emc(電磁兼容)規格設計的電子設備,很可能會散發出電磁能量,并且干擾附近的電器。emc對電磁干擾(emi),電磁場(emf)和射頻干

    擾(rfi)等都規定了最大的限制。這項規定可以確保該電器與附近其它電器的正常運作。emc對一項設備,散射或傳導到另一設備的能量有嚴格的

    限制,并且設計時要減少對外來emf、emi、rfi等的磁化率。換言之,這項規定的目的就是要防止電磁能量進入或由裝置散發出。這其實是一項很

    難解決的問題,一般大多會使用電源和地線層,或是將pcb放進金屬盒子當中以解決這些問題。電源和地線層可以防止信號層受干擾,金屬盒的效

    用也差不多。對這些問題我們就不過于深入了。 


    電路的最大速度得看如何照emc規定做了。內部的emi,像是導體間的電流耗損,會隨著頻率上升而增強。如果兩者之間的的電流差距過大,那么一

    定要拉長兩者間的距離。這也告訴我們如何避免高壓,以及讓電路的電流消耗降到最低。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,會比大pcb更適合在高速下運作。 


    制造流程 


    pcb的制造過程由玻璃環氧樹脂(glass epoxy)或類似材質制成的「基板」開始。 


    影像(成形/導線制作) 


    制作的第一步是建立出零件間聯機的布線。我們采用負片轉?。╯ubtractive transfer)方式將工作底片表現在金屬導體上。這項技巧是將整個表

    面鋪上一層薄薄的銅箔,并且把多余的部份給消除。追加式轉?。╝dditive pattern transfer)是另一種比較少人使用的方式,這是只在需要的

    地方敷上銅線的方法,不過我們在這里就不多談了。 


    如果制作的是雙面板,那么pcb的基板兩面都會鋪上銅箔,如果制作的是多層板,接下來的步驟則會將這些板子黏在一起。 


    接下來的流程圖,介紹了導線如何焊在基板上。



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