從零開始的PCB設(shè)計(jì):你需要的PCB設(shè)計(jì)指南
發(fā)表時(shí)間:2020-10-18 11:17:15 人氣:2520
PCB設(shè)計(jì)是為電子電路創(chuàng)建可以在板上制造的2D設(shè)計(jì)的藝術(shù)和科學(xué)。
如果您與電子學(xué)有關(guān),無(wú)論是業(yè)余愛(ài)好者或工程專業(yè)學(xué)生,還是目前在電子學(xué)領(lǐng)域工作的人員,那么對(duì)PCB設(shè)計(jì)一無(wú)所知幾乎是不可能的
正如所說(shuō)的PCB代表印刷電路板。每當(dāng)我們?cè)诩埳嫌幸粋€(gè)電路,并且想要對(duì)其進(jìn)行測(cè)試或構(gòu)建該電路的物理格式時(shí),我們都會(huì)構(gòu)建一個(gè)印刷電路板。因此,基本上,PCB是在紙上繪制的固態(tài)電路格式。在設(shè)計(jì)PCB時(shí),我們需要正確了解電子電路及其相互作用。這就是為什么說(shuō)PCB設(shè)計(jì)同時(shí)是一門藝術(shù)和一門科學(xué)。設(shè)計(jì)人員必須考慮許多不同的參數(shù),但最重要的是PCB的尺寸和安裝在其上的組件的數(shù)量。良好的PCB設(shè)計(jì)是指可以在更小的Hey區(qū)域容納更多的組件,同時(shí)又不產(chǎn)生Hey的未連接走線。
PCB設(shè)計(jì)或印刷電路板設(shè)計(jì)是為我們?cè)诩埳蟿?chuàng)建的電路提供實(shí)體形式的過(guò)程。通常,我們可以使用面包板制作任何電路的原型。在面包板上,您可以很好地測(cè)試電路,但要?jiǎng)?chuàng)建物理電路,則需要設(shè)計(jì)PCB。印刷電路板的簡(jiǎn)稱是我們通常所說(shuō)的PCB。PCB設(shè)計(jì)同時(shí)是一門藝術(shù)和科學(xué),因?yàn)?,為了設(shè)計(jì)PCB,您需要了解電子組件,其電流和相關(guān)事物,并且必須具有足夠的藝術(shù)性以使pcb看起來(lái)不錯(cuò)。您可能已經(jīng)聽(tīng)說(shuō)過(guò)史蒂夫·喬布斯(Steve Job)癡迷于使計(jì)算機(jī)內(nèi)部的事物美觀,并且還涉及到它,PCB的外觀以及板上的走線如何彎曲。
PCB設(shè)計(jì)中要了解的主要步驟是什么?
對(duì)于任何能夠設(shè)計(jì)PCB的人來(lái)說(shuō),首先要知道的幾件重要的事情是
l 熟悉電子元器件
l 了解PCB封裝(也稱為封裝)
l 了解正在使用的PCB中的銅面,單面還是雙面
l 元件放置,正確的元件放置對(duì)于設(shè)計(jì)電路板至關(guān)重要
l 布線時(shí),您需要知道要設(shè)計(jì)的PCB軌道流過(guò)的電流的要求,要求是什么,以及軌道尺寸和允許流過(guò)的最大電流之間的關(guān)系是什么?
PCB是如何設(shè)計(jì)的?
過(guò)去,PCB設(shè)計(jì)主要是在紙上完成的,其中,人們只需要在紙上繪制圖稿,通常是一張方格紙就可以正確地確定尺寸,然后通過(guò)繪制將零件的足跡放在紙上。最后一步是使用鉛筆簡(jiǎn)單繪制的軌跡將這些組件互連。在許多學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)中,這是向?qū)W生傳授PCB設(shè)計(jì)及其更好方法的第一步,因?yàn)槟诘谝淮螌W(xué)習(xí)PCB設(shè)計(jì)時(shí)便掌握了PCB設(shè)計(jì)的核心概念。
最初,每個(gè)人都了解單面PCB,即單側(cè)PCB上只有銅,隨著時(shí)間的流逝,當(dāng)我們知道要?jiǎng)?chuàng)建小尺寸的密集PCB時(shí),PCB設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)就變得更加復(fù)雜。因此,出現(xiàn)了雙面印刷電路板,其兩面都有銅,因此設(shè)計(jì)人員可以從PCB的兩面放置組件以及走線軌跡。從那時(shí)起,大多數(shù)設(shè)計(jì)師轉(zhuǎn)向使用計(jì)算機(jī)輔助工具進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)(CAD)
PCB由什么制成?
PCB由薄板組成,該薄板的一側(cè)或兩側(cè)均沉積有銅。該板通常由非導(dǎo)電材料制成。板的厚度通常為0. 6 MM至2 mm。最受歡迎的板尺寸為1.6毫米。沉積在其上的銅的厚度差異很大,但標(biāo)準(zhǔn)厚度為35微米。但是,我們?cè)谙M_(dá)到100微米厚度的地方使用了PCB。銅層的厚度與銅層可傳導(dǎo)的電流成正比。當(dāng)我們需要相同尺寸的銅層來(lái)承載更多電流時(shí),在這種情況下,我們選擇增加層的厚度,而不是完全重新設(shè)計(jì)PCB。在單面板上,我們僅在一側(cè)沉積了銅。在雙面PCB中,銅沉積在兩層板上。
電路板由多種材料組成。這種材料稱為基材。通常,最廣泛使用的基材是玻璃纖維或代號(hào)FR-4。這種實(shí)心的芯使PCB具有強(qiáng)度。根據(jù)要求,也可以制造柔性PCB。對(duì)于柔性PCB,基板由高溫塑料制成。
銅層可以具有不同的厚度最常見(jiàn)和流行的銅層厚度為35微米
PCB制造的過(guò)程是什么?
PCB制造的步驟可以概括為
原理圖捕獲:繪制所需PCB的電路圖
繪制PCB布局和圖稿:以期望的尺寸創(chuàng)建組件布局,然后使用軌道互連組件的過(guò)程。這是繪圖階段,通常使用合適的軟件在計(jì)算機(jī)上完成。
DRC:設(shè)計(jì)完成后,我們需要執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查,看是否有任何錯(cuò)誤
導(dǎo)出Gerber:在這一步中,我們從PCB設(shè)計(jì)軟件中導(dǎo)出制造數(shù)據(jù)。然后將這些數(shù)據(jù)發(fā)送給制造商
鉆孔:制造商,首先要鉆孔整個(gè)PCB
蝕刻:在此步驟中,將PCB設(shè)計(jì)繪制在PCB上,并經(jīng)歷稱為蝕刻的過(guò)程。在蝕刻過(guò)程中,通過(guò)與合適的化學(xué)物質(zhì)(如氯化鐵)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)去除不需要的銅。蝕刻后,PCB僅包含走線所需的銅,并且去除了所有不需要的銅。
打?。涸诖瞬襟E中,將打印其他的顏色蒙版,文本層和所需的所有內(nèi)容
運(yùn)輸:完成后,可根據(jù)要求切割PCB并運(yùn)輸給客戶。
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