pcb设计制造流程

0PCB设计制造流程1PCB简介•PCB(PrintedCircuitBoard)印制线路板的简称。•PCB在电子产品中用于固定各种电子元器件和提供电气连接作用,可以形象的比喻为电子产品的血脉。•按层间结构区分：单面板、双面板、多层板。•以成品软硬区分：硬板、软板、软硬板•基板厚度区分：0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.6mm，其中1.2mm和1.6mm的板厚最常用。•表面处理方式：镀金、喷锡、碳油、松香、OSP2PCB简介•常用基板材料：纸基覆铜板：纸-酚醛树脂基覆铜板：FR-1、FR-2、XPC---单面板纸-环氧树脂基覆铜板：FR-3玻纤布基覆铜板：玻纤布-环氧树脂基覆铜板：FR-4---双面板复合基覆铜板：纸芯、玻纤布芯-环氧树脂基覆铜板：CEM-1---单面板玻纤纸芯、玻纤布芯-环氧树脂基覆铜板：CEM-3---双面板3PCB简介•基板厂家板面标识：台湾长春（L）山东招远（ZD）台湾长兴（EC）日本松下（N）香港建滔（KB）南韩斗山（DS）台湾南亚（NP）•基板的重要：阻燃等级：按UL94区分，可分为94-V0、94-V1、94-V2、94-HB玻璃转化温度Tg：FR-4基板的Tg为115-120℃4PCB设计常用软件•原理图、PCB设计：◆Protel◆orCAD◆PADS(PADSLogic、PADSLayout、PADSRouter)•板框图形设计：◆AutoCAD5PCB设计流程•1、原理图设计:制作元件库添加和编辑元件到设计建立和编辑元件间连线修改设计数据定义设计规则产生网络表下转PCB设计6PCB设计流程•2、PCB设计：导入板框文件导入网络表定义设计规则元件布局调整电脑自动布线手工调整布线灌铜设计验证拼板输出菲林资料下转双层PCB制作7PCB制作流程•3、双层PCB制作：菲林文件处理开料CNC钻孔前处理、除胶渣1Cu全板电镀刷板压膜曝光显影2Cu电镀PTH化学镀铜图形电锡脱膜蚀刻脱锡防焊字符表面处理成型（冲、锣、V-cut）电测终检包装酸性除油8原理图设计流程概述•1、制作元件库：CAEDecal（逻辑封装）：用2D线绘制的一种图形。PCBDecal（PCB封装）：由2D线绘制的器件正投影外框和焊盘组成。如：LQFP216即为PCB封装名。PartType（元件类型）：建立CAEDecal和PCBDecal的电气连接关系。如：MT1389E即为元件类型名。9原理图设计流程概述•2、添加和编辑元件到设计：从元件库中调出元件到设计界面10原理图设计流程概述•3、建立和编辑元件间的连线：将从元件库中调出到设计界面上的元件按电气连接关系进行电性能连线。11原理图设计流程概述•4、修改设计数据：检查设计中的错误，进行修改。•5、定义设计规则：定义设计线宽、线距、网络、板层数等设计规则12原理图设计流程概述•6、生成网络表：利用“Tools--NetlisttoPCB”命令生成网络表。利用PADSLogic的OLE动态连接功能直接传送网络表到PADSLayout中。13PCB设计流程概述•1、导入板框的CAD文件：打开AutoCAD，画好板框图形，将图纸保存为DXF格式。打开PADSLayout，选择导入，将板框图导入到设计界面中。也可以利用PADSLayout自带的画图工具在设计界面中画出板框。14PCB设计流程概述•2、导入网络表：点击File—Import，导入网络表（网络表的格式为.asc）在PADSLogic中选择OLE动态联接，直接将网络表传送到PADSLayout中。15PCB设计流程概述•3、定义设计规则：如果线宽、线距、网络、半层数等设计规则在PADSLogic中已经定义，在此就不必重复定义了。在此需要对设计的“全局参数进行设置”，设置内容包括：尺寸单位、布线参数、泪滴、栅格、花孔等。需要在焊盘设置中对Via过孔进行尺寸、类型设置，以便在设计中选择使用。如果设计为多层板，板层中的地平面层则需要将其设定为CAM平面层。单电源的层也可设为CAM平面层，多电源的层必须设为混合/分割层。16PCB设计流程概述•4、元件布局调整：利用PADSLayout自带的打散命令，将堆在一起的元件给分散开来。手动调节所有元件到合适位置。17PCB设计流程概述•5、自动布线：打开PADSRouter进行全自动布线。•6、手动布线调整：根据情况可选择手动增加布线、动态布线、自动布线、草图布线、总线布线方式进行调整布线。要注意除了“手动增加布线”方式外，其他几种布线方式需要在DRC打开状态下方可使用。18PCB设计流程概述•7、灌铜：整个设计布线完毕后，需要对未布线的空白区域进行灌铜处理，以增加电路的抗干扰力。画出灌铜区域外框，选择灌注方式，将地网络与铜皮相连。19PCB设计流程概述•8、设计验证：整个电路布线、灌铜完后，接下来就是设计验证了，验证的项目有：安全间距、连通性、高速布线、内电层、测试点、装配等。20PCB设计流程概述•9、拼板：根据板子的外形设计拼板方式。•10、输出菲林资料：根据设计的PCB层数，设置CAM输出资料。以双面板为例，需要输出的Gerberfile有：布线顶层/底层、丝印顶层/底层、主焊顶层/底层、锡膏防护顶层/底层、钻孔位置层、NC钻孔层。根据设计选择输出图形21PCB设计要点简述•1、PCB封装设计要求：1.1、波峰焊、回流焊、AI插件的封装要单独建库。1.2、由于PCB生产时有热障冷缩的问题，会造成孔径有±0.1mm的误差，故孔径应在元件引线直径的基础上应加0.2-0.3mm的补偿。1.3、当相邻焊盘边缘间距为0.6mm--1.0mm时，推荐采用偏心椭圆形焊盘或加偷锡焊盘。1.4、元件焊盘大小需适中，单面板一般为钻孔＋1.5mm，如电阻引线直径为0.6mm，则钻孔孔径为0.8mm，焊盘外径为2.3mm，双面板一般为钻孔＋1.0mm或更小。1.5、PCB封装的丝印外框为真实元件的顶面正投影，大小应与元件投影线一致。1.6、对称管脚的器件，应设计防呆焊盘，避免插反。22PCB设计要点简述•2、PCB布局设计要求：2.1、多层板一般分层方式为布线层1、布线层2、地、电源、布线层3、布线层4。2.2、贴片元件尽量布到一面，可以减少过回流炉次数。2.3、SMD元件过波峰焊或底面回流焊接时要注意考虑“元件本身的重量”，以免掉件。2.4、尽量少选用跳线，选取跳线时尺寸应尽量统一。2.5、不能用SMD器件作为手工焊的调测器件，SMD器件在手工焊接时容易受热冲击损坏。2.6、经常插拔器件或板边连接器周围3mm范围内尽量不布置SMD器件，以免连接器插拔时产生的应力损坏器件。2.7、为了保证可维修性，BGA器件周围需留有3mm禁布区，最佳为5mm禁布区。23PCB设计要点简述2.8、器件在布局设计时，要考虑单板与单板、单板与结构件的装配干涉问题，尤其是高器件、立体装配的单板等。2.9、多个引脚在同一直线上的器件，象连接器、DIP封装器件、T220封装器件，布局时应使其轴线和波峰焊方向平行，以免产生焊接阴影效应。2.10、IC电源引入端应配置去耦电容，从而减小负载变化时产生的噪声影响。通常选用104的贴片MLCC。2.11、电解电容的极性尽量朝一个方向，从而便于检验。24PCB设计要点简述•3、PCB热设计要求：3.1、PCB在布局中应考虑将高热器件放于出风口或利于对流的位置。3.2、较高的元件应考虑放于出风口，但不能阻挡风路。3.3、散热器的放置应考虑利于对流。3.4、温度敏感器械件应考虑远离热源，对于自身温升高于30℃的热源，一般要求：a、在风冷条件下，电解电容等温度敏感器件离热源距离要求≥2.5mm。b、自然冷条件下，电解电容等温度敏感器件离热源距离要求≥4.0mm。•若因为空间的原因不能达到要求距离，则应通过温度测试保证温度敏感器件的温升在降额范围内。25PCB设计要点简述3.5、为了保证透锡良好，在大面积铜箔上的元件的焊盘要求用隔热带与焊盘相连，对于需过5A以上大电流的焊盘不能采用隔热焊盘，过回流焊的0805以及0805以下片式元件要考虑两端焊盘的散热对称性，如图所示：3.6、高热器件的安装方式及应考虑带散热器、散热网、汇流条等措施来提高过电流能力。26PCB设计要点简述•4、PCB布线要求：4.1、单面板最小线径为12mil(0.3mm),特殊情况10mil（0.25mm），双面板最小线径为8mil(0.2mm),特殊情况6mil（0.15mm）。若空间较大，线路较少的情况下也可以适当加大，走线长度尽可能走短。拐角走135度角，尽量走在同一层。4.2、PCB空余的地方应尽量铺地，在低频电路中(电源板等)可以考虑分地，若为高频电路一般情况地线需一整片，并要没有大的分割，有些电路也可以考虑按模块分地。电流大小要求线宽10mA≥0.2mm10-50mA≥0.3mm50-100mA≥0.4mm100mA(及以上)≥0.5mm(100mA以上每增加200mA线宽至少增加0.1mm)27PCB设计要点简述4.3、地线也可以作一般的屏蔽线用，若在PCB上有关键信号，容易受干扰或容易干扰别人的走线(如：时钟复位，高频线等)可以用地线隔离，但一般隔离线需是一个完整的回路线不能作悬空线走。4.4、为了保证电气绝缘性，散热器下方周围应无走线（考虑到散热器安装的偏位及安规距离），若需要在散热器下布线，则应采取绝缘措施使散热器与走线绝缘，或确认走线与散热器是同等电位。4.5、走线要加泪滴，特别是对于单面板的焊盘，以避免过波峰焊接时将焊盘拉脱。28PCB设计要点简述4.6、SMD焊盘上不能布过孔，过孔与焊盘应保持0.5mm的间距。4.7、IC的底部尽量留作地线用，以减少走线和IC的相互干扰。对于模拟信号的输入输出线中间应尽可能同时走地线。4.8、任何走线，只要允许的情况下都尽可能短，特别是高频线和模拟信号线。4.9、有SMD器件的PCB板对角至少有两个不对称MARK点。29PCB设计要点简述4.10、MARK点的设计为基准点同心的圆形，大小为基准点直径的两倍。在80mil直径的边缘处要求有一圆形的铜线作保护圈，金属保护圈的外径110mil，内径为90mil，线宽为10mil。由于空间太小的单板，基准点可以不加金属保护圈。对于多层板，建议基准点下方的内层铺铜以增加识别对比度。304.11、对于较密的焊点在焊接面应加阻焊丝印油，防止生产波峰连焊。4.12、单面PCB板面积超过500平方毫米的灌铜应采用网状铜箔。以免大面积铜箔在焊接或过波峰受热时，产生铜箔膨胀、脱落现象,网格需≥0.3mm,走线也需≥0.3mm。4.13、为减少焊点短路,双(多)层板的过孔需用绿油塞孔，BGA位需100%塞孔，插件元件的插件面焊盘不开绿油窗。4.14、高频走线的拐角应尽量采用圆弧拐角，尽量少走过孔，从而降低EMI电磁干扰。31PCB设计要点简述•5、PCB安规要求：5.1、保险丝附近是否有6项完整的标识：保险丝序号、熔断特性、额定电流值、防爆特性、额定电压值、英文警告标识。如F101F3.15AH,250Vac,“CAUTION：ForContinuedProtectionAgainstRiskofFire，ReplaceOnlyWithSameTypeandRatingofFuse”。5.2、PCB的危险电压区域部分应用40mil宽的虚线与安全电压区域隔离，并印上高压危险标识和“DANGER!HIGHVOTAGE”。32PCB设计要点简述5.3、PCB板五项安规标识（安规认证标志、PCB厂家、PCB板号、安规认证号、阻燃等级）应齐全。5.4、高压区走线间距应≥120mil（0.3mm），走线间距应满足GB8898爬电距离要求。5.5、除变压器、光耦、Y1电容可以跨接在初级--次级电路之间外，其他任何器件不允许跨接在初级--次级电路上；5.6、在电路图或元器件表中使用一种符号，表示某一特定的元器件由于安全的原因，只能用该文件中规定的元器件来更换，在这种情况下，应使用下列符号：33PCB制作流程概述•1、菲林文件处理: