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雙層pcb板設計及布線原則_雙層pcb板設計操作步驟_雙層pcb板制作流程 - 全文

2017年12月07日 17:22 網絡整理 作者: 用戶評論(0

  雙層pcb板即雙層線路板,雙層線路板這種電路板的兩面都有布線,不過要用上兩面的導線,必須要在兩面間有適當的電路連接才行。這種電路間的“橋梁”叫做導孔。導孔是在pcb上,充滿或涂上金屬的小洞,它可以與兩面的導線相連接。用PROTEL畫雙面pcb板子的時候,在TopLayer(頂層)上畫導線連接元器件,就是在頂層畫板; 選擇BottomLayer(底層),在底層上畫導線連接元器件,就是在底層上畫板。以上就是畫雙層pcb,意思是在一塊pcb板子的頂層和底層都畫導線。雙面板解決了單面板中因為布線交錯的難點(可以通過孔導通到另一面),即正反兩面都有布線,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雜的電路上。

  雙層pcb板設計

  雙層pcb板—設計及布線原則

  雙層板地線設計成柵狀圍框形成,即在印制板一面布較多的平行地線,另一面為抄板垂直地線,然后在它們交叉的地方用金屬化過孔連接起來(過孔電阻要小)。

  為考慮到每個IC芯片近旁應設有地線,往往每隔1~115cm布一根地線,這樣密集的地線使信號環路的面積更小,有利于降低輻射。該地網設計方法應在布信號線之前,否則實現比較困難。

  雙層pcb板信號線布線原則

  雙層板在元器件合理布局確定后,緊接著先設計地網抄板電源線,再布重要線---敏感線、高頻線,后布一般線---低頻線。關鍵引線最好有獨立的電源,地線回路,引線且非常短,所以有時在關鍵線邊上布一條地線緊靠信號線,讓它形成最小的工作回路。

  四層板頂面、底面的布線原則同雙層板的信號線,也是先布關鍵晶體、晶振電路,時鐘電路,CPU等信號線,一定要遵守環流面積盡量小的原則。

  印制板IC電路工作時,前面多次提及環流面積,實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環路中流動,這個信號環路會產生電磁輻射,由于這種電流是差模的,因此信號環路產生的輻射稱為差模輻射,其輻射場強的計算公式:E1=K1·f2·I·A/γ

  式中:E1---差模抄板印制板電路空間γ處的輻射場強由差模輻射公式可見,其輻射場強與工作頻率f2、環流面積A、工作電流I成正比,如當工作頻率 f確定后,環流面積的大小是我們設計中可直接控制的關鍵因素,同時環流工作速度、電流只要滿足可靠性,并非越大越好,信號上跳沿下跳沿越窄,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),這是我們不期望的。

  下面給出幾種邏輯電路能滿足輻射B級標準允許的環流面積參考值。可以看出,電路開關速度越快,則允許的面積越小。

  關鍵的聯線,如有可能其周圍均可用地線包圍之。另待PCB抄板布線完畢后,可用地線將所有空隙覆蓋,但必須注意這些覆蓋地線都要與大地層低阻抗的聯體短接,這樣能取得良好的效果(注意:有空隙要求的應滿足條件,如爬電距離等)。

  雙層pcb板—布線技巧

  使用自動布線器來設計pcb 是吸引人的。大多數的情形下,自動布線對純數字的電路(尤其是低頻率信號且低密度的電路)的動作不至于會有問題。但當嘗試使用布線軟件提供的自動布線工具做模擬、混合訊號或高速電路的布線時,可能會出現一些問題,而且有可能造成極嚴重的電路性能問題。關于布線有許多要考慮的事項,但較為困擾的問題是接地方式。假使接地路徑是由上層開始,每個裝置的接地皆經由在該層上的拉線連接到地線。對下層的每個裝置而言,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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? ? ? ?使用者在檢查布線方式時會看到的立即紅色旗標表示存在多個接地回路。此外,下層的接地回路被一條水平處。可降低數字切換δi/δt 對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接地面。如此設計是為了讓工程師在做故障排除時可以迅速地看到布線,此種方式常出現在裝置制造商的示范與評估板上。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—設計操作步驟

  1、準備電路原理

  2、新建一個pcb文件并載入元器件封裝庫

  3、規劃電路板

  4、裝入網絡表和元件

  5、元器件自動布局

  6、布局調整

  7、網絡密度分析

  8、布線規則設定

  9、自動布線

  10、手動調整布線

  雙層pcb板—PCB設計經驗(嵌入式硬件經驗)

  

  1. clearance間距一般最小10mil, 高密度布線的話最少也要5mil

  2. 從焊座出來的線,要出線至少10mil再變向,不要斜出線,會產生銳角,不美觀

  3. 主電源線(電流比較大)的過孔用雙孔并列方式,防止一個過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足電路要求(大電流時不會把電壓瞬間拉低)。關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,封裝要滿足功率要求

  6. 多個射頻電路,可以將射頻交叉布在不同層上,減少干擾

  7.要注意引線位置,要滿足原理圖,不是信號相同就可以任意位置可以引出

  8.相同特性的信號線布線時信號特性要一樣,走線距離盡量一樣長,過孔數相同

  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,節省空間也縮短布線距離

  10.布線采用經緯布線,上下層布線清晰,也能減少過孔,減小干擾

  11.繪制原理圖時要嚴格核算電源芯片額定電流額定功率,使其滿足實際負載要求

  12.布線時要將直插式元件放于周圍,不要放在核心布線區,這樣會產生穿插,影響經緯走線。 防止穿插,因為焊接時可能刮破線路的組焊層,這樣焊管腳時就可能產生粘連

  13.網絡芯片下禁止鋪銅

  14.焊接時晶振嚴謹摔,因為過度的震蕩會影響其性能

  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—內層線路—壓合—鉆孔—鍍通孔(一次銅)—外層線路(二次銅)—防焊綠漆—文字印刷—接點加工—成型切割—終檢包裝。

  詳解的流程是這樣的:

  1.發料 PCB之客戶原稿數據處理完成后,確定沒有問題并且符合制程能力后,所進入 的第一站,依工程師所開出之工單確定符合PCB基板大小、PCB之材質、層別 數目……等送出制材,簡單來說,即是為制作PCB準備所需之材料。

  2.內層板壓干膜 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酸根,會 與強堿反應使成為有機酸的鹽, 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作。此步驟即將處理完之PCB表面”黏” 上一層會進行光化學反應之水溶性干膜,可經感光以呈現PCB上所有線路等之 原型。

  3.曝光 壓膜后之銅板, 配合PCB制作底片經由計算機自動定位后進行曝光進而使 板面之干膜因光化學反應而產生硬化,以利后來之蝕銅進行。 曝光強度和曝光時間

  4.內層板顯影 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 將裸露出來之銅進行蝕刻, 而得到PCB之線路。

  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PCB線 路層至此已大致成型

  7.AOI 以自動光學對位檢修之機器, 對照正確之PCB數據進行對 位檢測,以檢測是否有斷路 等情形,若有這種情況再針 對PCB情況進檢修。

  8.黑化 此步驟是將檢修完確認無誤之PCB 以藥水處理表面之銅,使銅面產生 絨毛狀,增加表面積,以利于二面 PCB層之黏合

  9.壓合 壓合 用熱壓合之機器,在PCB上以鋼板重壓, 經一定時間后,達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 對照工程數據輸入計算機后,由計 算機自動定位,換取不同size之鉆頭 進行鉆孔。由于整面PCB已經被包 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內各層之間尚未導通,需在 鉆過之孔上鍍上銅以進行層間導通, 但層間之Resin不利于鍍銅,必需讓 其表面產生薄薄一層之化學銅,再進 行鍍銅之反應,使達到PCB之功用需求。

  12.外層壓膜 前處理 經鉆孔及通孔電鍍后,內外層已 連通,接下來即在制作外層線路 以達電路板之完整。 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.線路蝕刻 外層線路在此流程成型

  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PCB線 路層至此已大致成型。

  17.噴涂 把適當濃度的綠漆均勻地噴涂在PCB板上, 或者藉由刮刀以及網版,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生 硬化,未曝到光的部份將會在 顯影的流程洗去

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

  20.印文字 印文字 按照客戶要求通過合適的網板印上正 確的文字,如料號、制造日期、零件 位置、制造商以及客戶名稱等信息

  21.噴錫 為了 防止PCB裸銅面氧化并使其 保持 良好的焊錫性,板廠需對PCB進行表面 處理,如HASL、OSP、化學浸銀、化 鎳浸金……

  22.成型 用數控銑刀把大Panel的PCB板裁成客 戶需要的尺寸。

  23.測試 針對客戶要求的性能對PCB板做百分 之百的電路測試,以確保其功能性符合規格

  24.終檢 針對測試合格之板子,依據客戶外觀檢驗 范做百分之百檢驗外觀。

  25.包裝

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( 發表人:陳翠 )

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