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pcb正片和负片的区别、布局、布线技巧、pcb设计工艺规范

  PCB Printed Circuit Board),中文名称为印制电路板,又称印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。

  电子设备采用印制板后,由于同类印制板的一致性,从而避免了人工接线的差错,并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动检测,保证了电子设备的质量,提高了劳动生产率、降低了成本,并便于维修。

Pcb特点

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PCB之所以能得到越来越广泛地应用,因为它有很多独特优点,概栝如下:

1.         可高密度化。数十年来,印制板高密度能够随着集成电路集成度提高和安装技术进步而发展着。

2.         高可靠性。通过一系列检查、测试和老化试验等可保证PCB长期(使用期,一般为20年)而可靠地工作着。

3.         可设计性。对PCB各种性能(电气、物理、化学、机械等)要求,可以通过设计标准化、规范化等来实现印制板设计,时间短、效率高。

4.         可生产性。采用现代化管理,可进行标准化、规模(量)化、自动化等生产、保证产品质量一致性。

5.         可测试性。建立了比较完整测试方法、测试标准、各种测试设备与仪器等来检测并鉴定PCB产品合格性和使用寿命。

6.         可组装性。PCB产品既便于各种元件进行标准化组装,又可以进行自动化、规模化批量生产。同时,PCB和各种元件组装部件还可组装形成更大部件、系统,直至整机。

7.         可维护性。由于PCB产品和各种元件组装部件是以标准化设计与规模化生产,因而,这些部件也是标准化。所以,一旦系统发生故障,可以快速、方便、灵活地进行更换,迅速恢服系统工作。当然,还可以举例说得更多些。如使系统小型化、轻量化,信号传输高速化等。

PCB正片和负片的区别

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  PCB正片和负片是最终效果是相反的制造工艺。

  PCB正片的效果:凡是画线的地方印刷板的铜被保留,没有画线的地方敷铜被清除。如顶层、底层。。。的信号层就是正片。

  PCB负片的效果:凡是画线的地方印刷板的敷铜被清除,没有画线的地方敷铜反而被保留。Internal Planes层(内部电源/接地层)(简称内电层),用于布置电源线和地线。放置在这些层面上的走线或其他对象是无铜的区域,也   即这个工作层是负片的。

PCB正片与负片输出工艺有哪些差别?

  负片:一般是我们讲的tenTIng制程,其使用的药液为酸性蚀刻

  负片是因为底片制作出来后,要的线路或铜面是透明的,而不要的部份则为黑色或棕色的,经过线路制程曝光后,透明部份因干膜阻剂受光照而起化学作用硬化,接下来的显影制程会把没有硬化的干膜冲掉,于是在蚀刻制程中仅咬蚀干膜冲掉部份的铜箔(底片黑色或棕色的部份),而保留干膜未被冲掉属于我们要的线路(底片透明的部份),去膜以后就留下了我们所需要的线路,在这种制程中膜对孔要掩盖,其曝光的要求和对膜的要求稍高一些,但其制造的流程速度快。

  正片:一般是我们讲的pattern制程,其使用的药液为碱性蚀刻

正片若以底片来看,要的线路或铜面是黑色或棕色的,而不要部份则为透明的,同样地经过线路制程曝光后,透明部份因干膜阻剂受光照而起化学作用硬化,接下来的显影制程会把没有硬化的干膜冲掉,接着是镀锡铅的制程,把锡铅镀在前一制程(显影)干膜冲掉的铜面上,然后作去膜的动作(去除因光照而硬化的干膜),而在下一制程蚀刻中,用碱性药水咬掉没有锡铅保护的铜箔(底片透明的部份),剩下的就是我们要的线路(底片黑色或棕色的部份)。

PCB正片有什么好处,主要用在哪些场合?

  负片就是为了减小文件尺寸减小计算量用的。有铜的地方不显示,没铜的地方显示。这个在地层电源层能显著减小数据量和电脑显示负担。不过现在的电脑配置对这点工作量已经不在话下了,我觉得不太推荐负片使用,容易出错。焊盘没设计好有可能短路什么的。

  电源分割方便的话,方法有很多,正片也可以用其他方法很方便的进行电源分割,没必要一定用负片。

Pcb布局规则

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1.         在通常情况下,所有的元件均应布置在电路板的同一面上,只有顶层元件过密时,才能将一些高度有限并且发热量小的器件,如贴片电阻、贴片电容、贴片IC等放在低层。

2.         在保证电气性能的前提下,元件应放置在栅格上且相互平行或垂直排列,以求整齐、美观,在一般情况下不允许元件重叠;元件排列要紧凑,元件在整个版面上应分布均匀、疏密一致。

3.         电路板上不同组件相临焊盘图形之间的最小间距应在1MM以上。

4.         离电路板边缘一般不小于2MM.电路板的最佳形状为矩形,长宽比为3:24:3.电路板面尺大于200MM150MM时,应考虑电路板所能承受的机械强度。

Pcb布局技巧

  在PCB的布局设计中要分析电路板的单元,依据其功能进行布局设计,对电路的全部元器件进行布局时,要符合以下原则:

1.         按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向。

2.         以每个功能单元的核心元器件为中心,围绕他来进行布局。元器件应均匀、整体、紧凑的排列在PCB上,尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。

3.         在高频下工作的电路,要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件并行排列,这样不但美观,而且装旱容易,易于批量生产。

特殊元器件的位置在布局时一般要遵守以下原则:

1.         尽可能缩短高频元器件之间的连接,设法减少他们的分布参数及和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互离的太近,输入和输出应尽量远离。

2.         一些元器件或导线有可能有较高的电位差,应加大他们的距离,以免放电引起意外短路。高电压的元器件应尽量放在手触及不到的地方。

3.         重量超过15G的元器件,可用支架加以固定,然后焊接。那些又重又热的元器件,不应放到电路板上,应放到主机箱的底版上,且考虑散热问题。热敏元器件应远离发热元器件。

4.         对与电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元器件的布局应考虑整块扳子的结构要求,一些经常用到的开关,在结构允许的情况下,应放置到手容易接触到的地方。元器件的布局到均衡,疏密有度,不能头重脚轻。

pcb布线规则

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1.         画定布线区域距PCB 板边≤1mm 的区域内,以及安装孔周围1mm 内,禁止布线;

2.         电源线尽可能的宽,不应低于18mil;信号线宽不应低于12milcpu 入出线不应低于10mil(或8mil);线间距不低于10mil

3.         正常过孔不低于30mil

4.         双列直插:焊盘60mil,孔径40mil

5.         1/4W 电阻: 51*55mil0805 表贴);直插时焊盘62mil,孔径42mil;无极电容: 51*55mil0805 表贴);直插时焊盘50mil,孔径28mil

6.         注意电源线与地线应尽可能呈放射状,以及信号线不能出现回环走线。

Pcb设计工艺规范

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  法则一:选择正确的网格 - 设置并始终使用能够匹配最多元件的网格间距。虽然多重网格看似效用显着,但工程师若在PCB布局设计初期能够多思考一些,便能够避免间隔设置时遇到难题并可最大限度地应用电路板。由于许多器件都采用多种封装尺寸,工程师应使用最利于自身设计的产品。此外,多边形对于电路板敷铜至关重要,多重网格电路板在进行多边形敷铜时一般会产生多边形填充偏差,虽然不如基于单个网格那么标准,但却可提供超越所需的电路板使用寿命。

  法则二:保持路径最短最直接。这一点听起来简单寻常,但应在每个阶段,即便意味着要改动电路板布局以优化布线长度,都应时刻牢记。这一点还尤其适用于系统性能总是部分受限于阻抗及寄生效应的模拟及高速数字电路。

  法则三:尽可能利用电源层管理电源线和地线的分布。电源层敷铜对大多数PCB设计软件来说是较快也较简单的一种选择。通过将大量导线进行共用连接,可保证提供最高效率且具最小阻抗或压降的电流,同时提供充足的接地回流路径。 可能的话,还可在电路板同一区域内运行多条供电线路,确认接地层是否覆盖了PCB某一层的大部分层面,这样有利于相邻层上运行线路之间的相互作用。

  法则四: 将相关元件与所需的测试点一起进行分组。例如:将OpAmp运算放大器所需的分立元件放置在离器件较近的部位以便旁路电容及电阻能够与其同地协作,从而帮助优化法则二中提及的布线长度,同时还使测试及故障检测变得更加简便。

  法则五:将所需的电路板在另一个更大的电路板上重复复制多次进行PCB拼版。选择最适合制造商所使用设备的尺寸有利于降低原型设计及制造成本。首先在面板上进行电路板布局,联系电路板制造商获取他们每个面板的首选尺寸规格,然后修改你的设计规格,并尽力在这些面板尺寸内多次重复进行你的设计。

  法则六:整合元件值。作为设计师,你会选择一些元件值或高或低,但效能一样的分立元件。通过在较小的标准值范围内进行整合,可简化物料清单,并可能降低成本。如果你拥有基于首选器件值的一系列PCB产品,那么从更长远角度来说,也更利于你做出正确的库存管理决策。

  法则七: 尽可能多地执行设计规则检查(DRC)。尽管在PCB软件上运行DRC功能只需花费很短时间,但在更复杂的设计环境中,只要你在设计过程中始终执行检查便可节省大量时间,这是一个值得保持的好习惯。每个布线决定都很关键,通过执行DRC可随时提示你那些最重要的布线。

  法则八:灵活使用丝网印刷。丝网印刷可用于标注各种有用信息,以便电路板制造者、服务或测试工程师、安装人员或设备调试人员将来使用。不仅标示清晰的功能和测试点标签,还要尽可能标示元件和连接器的方向,即使是将这些注释印刷在电路板使用的元件下表面(在电路板组装后)。在电路板上下表面充分应用丝网印刷技术能够减少重复工作并精简生产过程。

  法则九:必选去耦电容。不要试图通过避免解耦电源线并依据元件数据表中的极限值优化你的设计。电容器价格低廉且坚固耐用,你可以尽可能多地花时间将电容器装配好,同时遵循法则六,使用标准值范围以保持库存整齐。

  法则十:生成PCB制造参数并在报送生产之前核实。虽然大多数电路板制造商很乐意直接下载并帮你核实,但你自己最好还是先输出Gerber文件,并用免费阅览器检查是否和预想的一样,以避免造成误解。通过亲自核实,你甚至还会发现一些疏忽大意的错误,并因此避免按照错误的参数完成生产造成损失。

 


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