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雙層pcb板設(shè)計(jì)及布線(xiàn)原則_雙層pcb板設(shè)計(jì)操作步驟_雙層pcb板制作流程 - 全文

2017年12月07日 17:22 網(wǎng)絡(luò)整理 作者: 用戶(hù)評(píng)論(0

  雙層pcb板即雙層線(xiàn)路板,雙層線(xiàn)路板這種電路板的兩面都有布線(xiàn),不過(guò)要用上兩面的導(dǎo)線(xiàn),必須要在兩面間有適當(dāng)?shù)碾娐愤B接才行。這種電路間的“橋梁”叫做導(dǎo)孔。導(dǎo)孔是在pcb上,充滿(mǎn)或涂上金屬的小洞,它可以與兩面的導(dǎo)線(xiàn)相連接。用PROTEL畫(huà)雙面pcb板子的時(shí)候,在TopLayer(頂層)上畫(huà)導(dǎo)線(xiàn)連接元器件,就是在頂層畫(huà)板; 選擇BottomLayer(底層),在底層上畫(huà)導(dǎo)線(xiàn)連接元器件,就是在底層上畫(huà)板。以上就是畫(huà)雙層pcb,意思是在一塊pcb板子的頂層和底層都畫(huà)導(dǎo)線(xiàn)。雙面板解決了單面板中因?yàn)椴季€(xiàn)交錯(cuò)的難點(diǎn)(可以通過(guò)孔導(dǎo)通到另一面),即正反兩面都有布線(xiàn),元器件可以焊接在正面,也可以焊接在反面,它更適合用在比單面板更復(fù)雜的電路上。

  雙層pcb板設(shè)計(jì)

  雙層pcb板—設(shè)計(jì)及布線(xiàn)原則

  雙層板地線(xiàn)設(shè)計(jì)成柵狀圍框形成,即在印制板一面布較多的平行地線(xiàn),另一面為抄板垂直地線(xiàn),然后在它們交叉的地方用金屬化過(guò)孔連接起來(lái)(過(guò)孔電阻要?。?。

  為考慮到每個(gè)IC芯片近旁應(yīng)設(shè)有地線(xiàn),往往每隔1~115cm布一根地線(xiàn),這樣密集的地線(xiàn)使信號(hào)環(huán)路的面積更小,有利于降低輻射。該地網(wǎng)設(shè)計(jì)方法應(yīng)在布信號(hào)線(xiàn)之前,否則實(shí)現(xiàn)比較困難。

  雙層pcb板信號(hào)線(xiàn)布線(xiàn)原則

  雙層板在元器件合理布局確定后,緊接著先設(shè)計(jì)地網(wǎng)抄板電源線(xiàn),再布重要線(xiàn)---敏感線(xiàn)、高頻線(xiàn),后布一般線(xiàn)---低頻線(xiàn)。關(guān)鍵引線(xiàn)最好有獨(dú)立的電源,地線(xiàn)回路,引線(xiàn)且非常短,所以有時(shí)在關(guān)鍵線(xiàn)邊上布一條地線(xiàn)緊靠信號(hào)線(xiàn),讓它形成最小的工作回路。

  四層板頂面、底面的布線(xiàn)原則同雙層板的信號(hào)線(xiàn),也是先布關(guān)鍵晶體、晶振電路,時(shí)鐘電路,CPU等信號(hào)線(xiàn),一定要遵守環(huán)流面積盡量小的原則。

  印制板IC電路工作時(shí),前面多次提及環(huán)流面積,實(shí)際它的出處在差模輻射的概念。如差模輻射的定義:電路工作電流在信號(hào)環(huán)路中流動(dòng),這個(gè)信號(hào)環(huán)路會(huì)產(chǎn)生電磁輻射,由于這種電流是差模的,因此信號(hào)環(huán)路產(chǎn)生的輻射稱(chēng)為差模輻射,其輻射場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算公式:E1=K1·f2·I·A/γ

  式中:E1---差模抄板印制板電路空間γ處的輻射場(chǎng)強(qiáng)由差模輻射公式可見(jiàn),其輻射場(chǎng)強(qiáng)與工作頻率f2、環(huán)流面積A、工作電流I成正比,如當(dāng)工作頻率 f確定后,環(huán)流面積的大小是我們?cè)O(shè)計(jì)中可直接控制的關(guān)鍵因素,同時(shí)環(huán)流工作速度、電流只要滿(mǎn)足可靠性,并非越大越好,信號(hào)上跳沿下跳沿越窄,它的諧波分量就越大,越寬,電磁輻射就越高,功率越大其電流必然就大(上述已指出過(guò)),這是我們不期望的。

  下面給出幾種邏輯電路能滿(mǎn)足輻射B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)允許的環(huán)流面積參考值??梢钥闯?,電路開(kāi)關(guān)速度越快,則允許的面積越小。

  關(guān)鍵的聯(lián)線(xiàn),如有可能其周?chē)捎玫鼐€(xiàn)包圍之。另待PCB抄板布線(xiàn)完畢后,可用地線(xiàn)將所有空隙覆蓋,但必須注意這些覆蓋地線(xiàn)都要與大地層低阻抗的聯(lián)體短接,這樣能取得良好的效果(注意:有空隙要求的應(yīng)滿(mǎn)足條件,如爬電距離等)。

  雙層pcb板—布線(xiàn)技巧

  使用自動(dòng)布線(xiàn)器來(lái)設(shè)計(jì)pcb 是吸引人的。大多數(shù)的情形下,自動(dòng)布線(xiàn)對(duì)純數(shù)字的電路(尤其是低頻率信號(hào)且低密度的電路)的動(dòng)作不至于會(huì)有問(wèn)題。但當(dāng)嘗試使用布線(xiàn)軟件提供的自動(dòng)布線(xiàn)工具做模擬、混合訊號(hào)或高速電路的布線(xiàn)時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題,而且有可能造成極嚴(yán)重的電路性能問(wèn)題。關(guān)于布線(xiàn)有許多要考慮的事項(xiàng),但較為困擾的問(wèn)題是接地方式。假使接地路徑是由上層開(kāi)始,每個(gè)裝置的接地皆經(jīng)由在該層上的拉線(xiàn)連接到地線(xiàn)。對(duì)下層的每個(gè)裝置而言,是由電路板右邊的貫孔連接到上層而形成接地回路。
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? ? ? ?使用者在檢查布線(xiàn)方式時(shí)會(huì)看到的立即紅色旗標(biāo)表示存在多個(gè)接地回路。此外,下層的接地回路被一條水平處??山档蛿?shù)字切換δi/δt 對(duì)模擬電路造成的影響。  但須注意的是,這兩片雙層板在電路板的下層都有一個(gè)接地面。如此設(shè)計(jì)是為了讓工程師在做故障排除時(shí)可以迅速地看到布線(xiàn),此種方式常出現(xiàn)在裝置制造商的示范與評(píng)估板上。但更典型的做法是在電路板的上層鋪上接地面,以降低電磁干(emi)。

  雙層pcb板—設(shè)計(jì)操作步驟

  1、準(zhǔn)備電路原理

  2、新建一個(gè)pcb文件并載入元器件封裝庫(kù)

  3、規(guī)劃電路板

  4、裝入網(wǎng)絡(luò)表和元件

  5、元器件自動(dòng)布局

  6、布局調(diào)整

  7、網(wǎng)絡(luò)密度分析

  8、布線(xiàn)規(guī)則設(shè)定

  9、自動(dòng)布線(xiàn)

  10、手動(dòng)調(diào)整布線(xiàn)

  雙層pcb板—PCB設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)(嵌入式硬件經(jīng)驗(yàn))

  

  1. clearance間距一般最小10mil, 高密度布線(xiàn)的話(huà)最少也要5mil

  2. 從焊座出來(lái)的線(xiàn),要出線(xiàn)至少10mil再變向,不要斜出線(xiàn),會(huì)產(chǎn)生銳角,不美觀

  3. 主電源線(xiàn)(電流比較大)的過(guò)孔用雙孔并列方式,防止一個(gè)過(guò)孔失效電路不能工作

  4.電源入口電容采用100uf并104陶瓷的方式 出口電容容量要足夠大滿(mǎn)足電路要求(大電流時(shí)不會(huì)把電壓瞬間拉低)。關(guān)斷二極管電源芯片輸出引腳越近越好

  5.電源部分電阻電容要核算功率,封裝要滿(mǎn)足功率要求

  6. 多個(gè)射頻電路,可以將射頻交叉布在不同層上,減少干擾

  7.要注意引線(xiàn)位置,要滿(mǎn)足原理圖,不是信號(hào)相同就可以任意位置可以引出

  8.相同特性的信號(hào)線(xiàn)布線(xiàn)時(shí)信號(hào)特性要一樣,走線(xiàn)距離盡量一樣長(zhǎng),過(guò)孔數(shù)相同

  9.將一些電源的去耦電容濾波電容可以騎在管腳上放于反面,節(jié)省空間也縮短布線(xiàn)距離

  10.布線(xiàn)采用經(jīng)緯布線(xiàn),上下層布線(xiàn)清晰,也能減少過(guò)孔,減小干擾

  11.繪制原理圖時(shí)要嚴(yán)格核算電源芯片額定電流額定功率,使其滿(mǎn)足實(shí)際負(fù)載要求

  12.布線(xiàn)時(shí)要將直插式元件放于周?chē)?,不要放在核心布線(xiàn)區(qū),這樣會(huì)產(chǎn)生穿插,影響經(jīng)緯走線(xiàn)。 防止穿插,因?yàn)楹附訒r(shí)可能刮破線(xiàn)路的組焊層,這樣焊管腳時(shí)就可能產(chǎn)生粘連

  13.網(wǎng)絡(luò)芯片下禁止鋪銅

  14.焊接時(shí)晶振嚴(yán)謹(jǐn)摔,因?yàn)檫^(guò)度的震蕩會(huì)影響其性能

  15.板子四角最好做成圓角 防止刮傷

  雙層pcb板制作流程

  印刷電路板—內(nèi)層線(xiàn)路—壓合—鉆孔—鍍通孔(一次銅)—外層線(xiàn)路(二次銅)—防焊綠漆—文字印刷—接點(diǎn)加工—成型切割—終檢包裝。

  詳解的流程是這樣的:

  1.發(fā)料 PCB之客戶(hù)原稿數(shù)據(jù)處理完成后,確定沒(méi)有問(wèn)題并且符合制程能力后,所進(jìn)入 的第一站,依工程師所開(kāi)出之工單確定符合PCB基板大小、PCB之材質(zhì)、層別 數(shù)目……等送出制材,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),即是為制作PCB準(zhǔn)備所需之材料。

  2.內(nèi)層板壓干膜 干膜(Dry Film):是一種能感光, 顯像, 抗電鍍, 抗蝕刻之阻劑。是將光阻劑以熱 壓方式貼附在清潔的板面上。水溶性干膜主要是由于其組成中含有機(jī)酸根,會(huì) 與強(qiáng)堿反應(yīng)使成為有機(jī)酸的鹽, 可被水溶掉, 其組成水溶性干膜,以碳酸鈉顯 像,用稀氫氧化鈉剝膜而完成的顯像動(dòng)作。此步驟即將處理完之PCB表面”黏” 上一層會(huì)進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)之水溶性干膜,可經(jīng)感光以呈現(xiàn)PCB上所有線(xiàn)路等之 原型。

  3.曝光 壓膜后之銅板, 配合PCB制作底片經(jīng)由計(jì)算機(jī)自動(dòng)定位后進(jìn)行曝光進(jìn)而使 板面之干膜因光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生硬化,以利后來(lái)之蝕銅進(jìn)行。 曝光強(qiáng)度和曝光時(shí)間

  4.內(nèi)層板顯影 將未受光干膜以顯影藥水去 掉留已曝光干膜圖案

  5.酸性蝕刻 將裸露出來(lái)之銅進(jìn)行蝕刻, 而得到PCB之線(xiàn)路。

  6.去干膜 此步驟再以藥水洗去附著于銅板 表面已硬化之干膜,整個(gè)PCB線(xiàn) 路層至此已大致成型

  7.AOI 以自動(dòng)光學(xué)對(duì)位檢修之機(jī)器, 對(duì)照正確之PCB數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì) 位檢測(cè),以檢測(cè)是否有斷路 等情形,若有這種情況再針 對(duì)PCB情況進(jìn)檢修。

  8.黑化 此步驟是將檢修完確認(rèn)無(wú)誤之PCB 以藥水處理表面之銅,使銅面產(chǎn)生 絨毛狀,增加表面積,以利于二面 PCB層之黏合

  9.壓合 壓合 用熱壓合之機(jī)器,在PCB上以鋼板重壓, 經(jīng)一定時(shí)間后,達(dá)到所符合之厚度及確 定完全黏合后,二面PCB層之黏合工作 至此才算完成。

  10.鉆孔 對(duì)照工程數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)后,由計(jì) 算機(jī)自動(dòng)定位,換取不同size之鉆頭 進(jìn)行鉆孔。由于整面PCB已經(jīng)被包 裝,需以X-RAY掃瞄,找到定位孔后 鉆出鉆孔程序所必需之位孔。

  11.PTH 由于PCB內(nèi)各層之間尚未導(dǎo)通,需在 鉆過(guò)之孔上鍍上銅以進(jìn)行層間導(dǎo)通, 但層間之Resin不利于鍍銅,必需讓 其表面產(chǎn)生薄薄一層之化學(xué)銅,再進(jìn) 行鍍銅之反應(yīng),使達(dá)到PCB之功用需求。

  12.外層壓膜 前處理 經(jīng)鉆孔及通孔電鍍后,內(nèi)外層已 連通,接下來(lái)即在制作外層線(xiàn)路 以達(dá)電路板之完整。 壓膜 同先前之壓膜步驟,目的是為了 制作PCB外層。

  13.外層曝光 同先前曝光之步驟

  14.外層顯影 同先前之顯影步驟

  15.線(xiàn)路蝕刻 外層線(xiàn)路在此流程成型

  16.去干膜 去干膜 此步驟再以藥水洗去附著于銅板 表面已硬化之干膜,整個(gè)PCB線(xiàn) 路層至此已大致成型。

  17.噴涂 把適當(dāng)濃度的綠漆均勻地噴涂在PCB板上, 或者藉由刮刀以及網(wǎng)版,將油墨均 勻的涂布在PCB板上。

  18.S/M 用光將須保留綠漆的部份產(chǎn)生 硬化,未曝到光的部份將會(huì)在 顯影的流程洗去

  19.顯像 用水洗去未經(jīng)曝光硬化部分,留下 硬化無(wú)法洗去之部分。將上好的綠 漆烘烤干燥,并確定牢實(shí)的附著著 PCB。

  20.印文字 印文字 按照客戶(hù)要求通過(guò)合適的網(wǎng)板印上正 確的文字,如料號(hào)、制造日期、零件 位置、制造商以及客戶(hù)名稱(chēng)等信息。

  21.噴錫 為了 防止PCB裸銅面氧化并使其 保持 良好的焊錫性,板廠(chǎng)需對(duì)PCB進(jìn)行表面 處理,如HASL、OSP、化學(xué)浸銀、化 鎳浸金……

  22.成型 用數(shù)控銑刀把大Panel的PCB板裁成客 戶(hù)需要的尺寸。

  23.測(cè)試 針對(duì)客戶(hù)要求的性能對(duì)PCB板做百分 之百的電路測(cè)試,以確保其功能性符合規(guī)格。

  24.終檢 針對(duì)測(cè)試合格之板子,依據(jù)客戶(hù)外觀檢驗(yàn) 范做百分之百檢驗(yàn)外觀。

  25.包裝

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( 發(fā)表人:陳翠 )

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