如何使用pcb板

作者&投稿:枝汪 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
新手如何学习pcb设计?~

如下:
一.前期准备

包括准备元件库和原理图。在进行PCB设计之前,首先要准备好原理图SCH元件库和PCB元件封装库。PCB元件封装库最好是工程师根据所选器件的标准尺寸资料建立。

二.PCB结构设计

根据已经确定的电路板尺寸和各项机械定位,在PCB设计环境下绘制PCB板框,并按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等。充分考虑和确定布线区域和非布线区域(如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域)。

三.PCB布局设计

布局设计即是在PCB板框内按照设计要求摆放器件。在原理图工具中生成网络表(Design→Create Netlist),之后在PCB软件中导入网络表(Design→Import Netlist)。网络表导入成功后会存在于软件后台,通过Placement操作可以将所有器件调出、各管脚之间有飞线提示连接,这时就可以对器件进行布局设计了。



例如:PCB设计中的自动布线和自动放置。
这是许多初学者广泛使用的两个工具:自动布线器和自动放置。但是,请非常小心。在项目中使用它们不是很理想。
自动路由是一个过程,其中软件会为您路由所有轨道。
有几种软件具有Auto路由器,但是在使用过程中,使用此工具时,我们注意到轨道上的混乱情况。尽管该软件具有出色的跟踪路由系统,但我们意识到,为此使用它是有风险的。
除了具有风险外,许多设计人员也不建议也不使用它,因为该软件本身不了解操作特征,信号电平,电子组件规格以及其他影响路径组织的特征。

1、PCB布局
PCB制作第一步是整理并检查PCB布局(Layout)。PCB制作工厂收到PCB设计公司的CAD文件,由于每个CAD软件都有自己独特的文件格式,所以PCB工厂会转化为一个统一的格式——Extended
Gerber RS-274X 或者 Gerber X2。然后工厂的工程师会检查PCB布局是否符合制作工艺,有没有什么缺陷等问题。
2、芯板的制作
清洗覆铜板,如果有灰尘的话可能导致最后的电路短路或者断路。
下图是一张8层PCB的图例,实际上是由3张覆铜板(芯板)加2张铜膜,然后用半固化片粘连起来的。制作顺序是从最中间的芯板(4、5层线路)开始,不断地叠加在一起,然后固定。4层PCB的制作也是类似的,只不过只用了1张芯板加2张铜膜。
3、内层PCB布局转移
先要制作最中间芯板(Core)的两层线路。覆铜板清洗干净后会在表面盖上一层感光膜。这种膜遇到光会固化,在覆铜板的铜箔上形成一层保护膜。
将两层PCB布局胶片和双层覆铜板,最后插入上层的PCB布局胶片,保证上下两层PCB布局胶片层叠位置精准。
感光机用UV灯对铜箔上的感光膜进行照射,透光的胶片下,感光膜被固化,不透光的胶片下还是没有固化的感光膜。固化感光膜底下覆盖的铜箔就是需要的PCB布局线路,相当于手工PCB的激光打印机墨的作用。
然后用碱液将没有固化的感光膜清洗掉,需要的铜箔线路将会被固化的感光膜所覆盖。
然后再用强碱,比如NaOH将不需要的铜箔蚀刻掉。
将固化的感光膜撕掉,露出需要的PCB布局线路铜箔。
4、芯板打孔与检查
芯板已经制作成功。然后在芯板上打对位孔,方便接下来和其它原料对齐。
芯板一旦和其它层的PCB压制在一起就无法进行修改了,所以检查非常重要。会由机器自动和PCB布局图纸进行比对,查看错误。
5、层压
这里需要一个新的原料叫做半固化片,是芯板与芯板(PCB层数>4),以及芯板与外层铜箔之间的粘合剂,同时也起到绝缘的作用。
下层的铜箔和两层半固化片已经提前通过对位孔和下层的铁板固定好位置,然后将制作好的芯板也放入对位孔中,最后依次将两层半固化片、一层铜箔和一层承压的铝板覆盖到芯板上。
将被铁板夹住的PCB板子们放置到支架上,然后送入真空热压机中进行层压。真空热压机里的高温可以融化半固化片里的环氧树脂,在压力下将芯板们和铜箔们固定在一起。
层压完成后,卸掉压制PCB的上层铁板。然后将承压的铝板拿走,铝板还起到了隔离不同PCB以及保证PCB外层铜箔光滑的责任。这时拿出来的PCB的两面都会被一层光滑的铜箔所覆盖。
6、钻孔
要将PCB里4层毫不接触的铜箔连接在一起,首先要钻出上下贯通的穿孔来打通PCB,然后把孔壁金属化来导电。
用X射线钻孔机机器对内层的芯板进行定位,机器会自动找到并且定位芯板上的孔位,然后给PCB打上定位孔,确保接下来钻孔时是从孔位的正中央穿过。
将一层铝板放在打孔机机床上,然后将PCB放在上面。为了提高效率,根据PCB的层数会将1~3个相同的PCB板叠在一起进行穿孔。最后在最上面的PCB上盖上一层铝板,上下两层的铝板是为了当钻头钻进和钻出的时候,不会撕裂PCB上的铜箔。
在之前的层压工序中,融化的环氧树脂被挤压到了PCB外面,所以需要进行切除。靠模铣床根据PCB正确的XY坐标对其外围进行切割。
7、孔壁的铜化学沉淀
由于几乎所有PCB设计都是用穿孔来进行连接的不同层的线路,一个好的连接需要25微米的铜膜在孔壁上。这种厚度的铜膜需要通过电镀来实现,但是孔壁是由不导电的环氧树脂和玻璃纤维板组成。
所以第一步就是先在孔壁上堆积一层导电物质,通过化学沉积的方式在整个PCB表面,也包括孔壁上形成1微米的铜膜。整个过程比如化学处理和清洗等都是由机器控制的。
固定PCB
清洗PCB
运送PCB
8、外层PCB布局转移
接下来会将外层的PCB布局转移到铜箔上,过程和之前的内层芯板PCB布局转移原理差不多,都是利用影印的胶片和感光膜将PCB布局转移到铜箔上,唯一的不同是将会采用正片做板。
内层PCB布局转移采用的是减成法,采用的是负片做板。PCB上被固化感光膜覆盖的为线路,清洗掉没固化的感光膜,露出的铜箔被蚀刻后,PCB布局线路被固化的感光膜保护而留下。
外层PCB布局转移采用的是正常法,采用正片做板。PCB上被固化的感光膜覆盖的为非线路区。清洗掉没固化的感光膜后进行电镀。有膜处无法电镀,而没有膜处,先镀上铜后镀上锡。退膜后进行碱性蚀刻,最后再退锡。线路图形因为被锡的保护而留在板上。
将PCB用夹子夹住,将铜电镀上去。之前提到,为了保证孔位有足够好的导电性,孔壁上电镀的铜膜必须要有25微米的厚度,所以整套系统将会由电脑自动控制,保证其精确性。
9、外层PCB蚀刻
接下来由一条完整的自动化流水线完成蚀刻的工序。首先将PCB板上被固化的感光膜清洗掉。然后用强碱清洗掉被其覆盖的不需要的铜箔。再用退锡液将PCB布局铜箔上的锡镀层退除。清洗干净后4层PCB布局就完成了。

印刷电路板在技术上有许多用途。但是,在进入PCB制造阶段之前,先进行概念测试会更具成本效益。PCB原型板允许在制造完整印刷版之前以较便宜的方式批准想法。

在本文中,我们将介绍不同的可用类型以及如何使用PCB原型板计划最终电路板设计。

如何使用PCB原型板
在详细了解如何使用PCB原型板之前,必须了解可用的不同类型的原型板。
穿孔板
性能板是原型板的可用类型之一。此类别也称为“每孔焊盘”设计,其中每个孔都有自己的由铜制成的导体垫。使用此设置,您可以通过在各个焊盘之间进行焊料测试连接。此外,您还可以在穿孔板上的垫之间布线。
脱衣板
像其他常见的原型PCB一样,插线板也具有单独的孔设置。取代每个穿孔只有一个导体垫的情况,铜条在电路板的长度下平行延伸以连接孔,因此得名。这些条代替电线,您也可以断开连接。
两种类型的PCB原型都可以很好地用于规划板。由于已有铜线连接,因此插线板也可以很好地用于规划简单电路。无论哪种方式,您都将使用原型板焊接和原型板导线来测试潜在的板。
现在,您准备好了解如何使用原型板设计的更多细节。

规划
即使您知道如何使用PCB原型板,也不想直接进入构建原型。虽然原型板比印刷电路板便宜得多,但它们仍具有更持久的配置。在开始放置组件之前,您应该花一些时间在计划阶段以使自己获得最佳结果。
一种直接的入门方法是在计算机上使用电路板规划应用程序。这样的软件使您可以选择在放下任何组件之前可视化电路。请注意,某些程序适合同时使用perf和Stripboard,而其他程序仅适用于一种类型,因此请相应地计划购买原型板。
如果您希望使用较少的数字解决方案,则还可以使用方格纸进行原型板布局。想法是,线交叉的每个位置就是板上的一个孔。然后可以绘制组件和连接。如果使用剥离板,指出计划中断剥离的位置也会很有帮助。
数字程序可以使您更快地编辑想法,但是手工绘制出来的内容可以帮助您以不同的方式来定向项目。无论哪种方式,都不要跳过计划阶段,因为在构建Protoboard时可以节省时间和精力。

切割原型板
在使用protoboard时,您可能不需要一整张纸。由于电路板的大小可能会有所不同,因此您有可能需要切割一块。但是,请小心,因为此过程可能很复杂。
部分原因是由于原型板上的材料。该设计通常将纸张与可以抵抗焊接热的树脂层压在一起,这在您进入该阶段时非常有用。缺点是这种树脂很容易使原板破裂,因此最好要格外小心。
切割原型板最有效,最准确的方法之一是使用直尺和锋利的刀。您可以将边缘用作指导,在要切割木板的地方刻线。在另一侧重复此操作,然后将原型板放在桌子等平面的边缘上。然后,您可以按照自己的标记整齐地抓住木板。
专家提示:如果沿着木板上孔的位置进行刻痕标记,则可以得到更干净的断裂,因为没有那么稳定的原型板可以断裂并且容易折断。
可以使用带锯和其他带工具,但这些工具在此过程中损坏原型板的可能性要高得多。

面包板到脱衣板
如果您已经完成了原型PCB的任何工作,那么您可能已经遇到了面包板。这些原型板非常适合开发设计,因为您可以移动和更改组件已建立计划。面包板也可重复使用。
在这方面,可以将组件布局移至带状板上以进行进一步测试。此外,由于您可以建立更复杂的连接,所以带状和穿孔的原型板的限制较少。如果计划从面包板转移到剥离板,则可以帮助购买方向匹配的剥离板或破坏剥离板的痕迹。
如果您希望临时电路具有更坚固和永久的配置,则将组件从面包移动到剥离板上是最方便的方法之一。

打破脱衣板痕迹
如前所述,带状板PCB的底部带有铜带,用作连接。但是,您将不需要一直连接所有组件,因此您需要打破这些限制。
幸运的是,您仅需钻头即可完成此过程。您所要做的只是取一个四毫米的钻头,然后将笔尖按在您要断开连接的孔上。稍加扭曲和加压,即可切掉铜并形成隔离条。在学习如何使用双面PCB原型板时,请注意铜箔在两面。
如果您想要比标准钻头更高级的工具,可以使用特定的工具来断开这些连接,但是DIY方法同样有效。

结论
对于任何想要设计和测试电路板而又不承担印刷成本的人来说,了解何时以及如何使用原型板都是至关重要的技能。使用原型电路板,您可以在完成产品上取得很大进步。

PCB也叫印制电路板,严谨来讲印制电路板是使用PCB来表示,而不是用“pcb板”。pcb是电子元器件电气连接的提供者,是电子设备的核心,可以是任何形状或者尺寸,这主要取决于电子设备的应用。那么,pcb板用在哪些方面?
FR-4作为pcb最常见的基底/基底材料,通常的存在于很多的电子设备中,也是最为常见的智造。FR-4(PCB)由玻璃纤维和环氧树脂制成与层压铜包层相结合。其一些主要应用:计算机图形卡,主板,微处理器板,FPGA,CPLD,硬盘驱动器,RF
LNA,卫星通信天线馈电,开关模式电源,Android手机等等。
而随着印制电路板行业的迅速发展,其在医疗设备、工业设备、照明以及汽车和航空航天工业中都有着重大的作用,具体pcb板用在哪些方面,下面小编一一分析。
一:pcb在医疗设备中的应用
如今医学科学的飞快进步与电子行业快速发展是息息相关的。很多的微生物设备及其它设备都是单独基础pcb,如:pH计,心跳传感器,温度测量,心电图机、脑电图机,核磁共振成像仪,X射线,CT扫描,血压机,血糖水平测量设备,培养箱等一些医疗设备。
二:pcb在工业设备中的应用
Pcb广泛的使用于制造业,特别是那些拥有高功率机械设备的行业,这些设备靠高功率运行且需要高电流的电路驱动。因此,要在PCB上层压了厚厚的铜层,这与复杂的电子PCB不同,这些高功率PCB的电流高达100安培。这在电弧焊,大型伺服电机驱动器,铅酸电池充电器,军用工业,服装棉花机等应用中格外重要。
三:pcb在照明中的应用
我们看到周围的LED灯和高强度LED,这些小型LED可提供高亮度的光,是安装在基于铝基板的PCB上。铝具有吸收热量并在空气中消散的特性。因此,由于高功率,这些铝线路板通常用于LED灯电路中等和高功率LED电路。
四:pcb在汽车和航空航天工业中的应用
我们最为常见的飞机和汽车运动时产生的混响,使用了一种名为Flex
PCB的PCB,是为了满足这些高力振动,让PCB变得灵活。柔性PCB重量轻,但可以承受高振动,因为其重量轻,所以可以减少航天器的总重量。
即使在狭窄的空间内,柔性pcb也可以进行调整,这是其占据的很大的一个优势。这些柔性PCB用作连接器,接口,即使在紧凑的空间中也可以组装,如:面板后面、仪表板

印刷电路板 (PCB) 是电子产品的躯体,最终产品的性能、寿命和可靠性依赖于其所构成的电气系统。如果设计得当,具有高质量电路的产品将具有较低的现场故障率和现场退货率。因此,产品的生产成本将更低,利润更高。为了按时生产高质量的 PCB 板,同时不增加设计时间且不产生代价高昂的返工,必须尽早在设计流程中发现设计和电路完整性问题。

第一步,根据原理图绘制PCB文件。
第二步,将PCB文件发给电路板厂商,进行加工,记着提出自己的技术要求。

PCB电路板用于DIY,可以制作精准的尺寸要求,添加文字信息,符合自己预期要求。




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