印制电路板〔PCB〕.docx

印制电路板PCB基材普遍是以基板的绝缘部分作分类，常见的原料为电木板、玻璃纤维板，以及各式的塑胶板。而PCB的制造商普遍会以一种以玻璃纤维、不织物料、以及树脂组成的绝缘部分，再以环氧树脂和铜箔压制成“黏合片prepreg使用。Xgs游戏机电路设计而常见的基材及主要成份有：FR-1酚醛棉纸，这基材通称电木板比FR-2较高经济性FR-2酚醛棉纸，FR-3棉纸Cottonpaper、环氧树脂FR-4玻璃布Wovenglass、环氧树脂FR-5玻璃布、环氧树脂FR-6毛面玻璃、聚酯G-10玻璃布、环氧树脂CEM-1棉纸、环氧树脂阻燃CEM-2棉纸、环氧树脂非阻燃CEM-3玻璃布、环氧树脂CEM-4玻璃布、环氧树脂CEM-5玻璃布、多元酯AIN氮化铝SIC碳化硅印制电路板金属涂层金属涂层除了是基板上的配线外，也就是基板线路跟电子元件焊接的地方。此外，由于不同的金属价钱不同，因而直接影响生产的成本。另外，每种金属的可焊性、接触性，电阻阻值等等不同，这也会直接影响元件的效能。常用的金属涂层有：铜、锡厚度通常在5至15m、铅锡合金或锡铜合金，即焊料，厚度通常在5至25m，锡含量约在63%、金一般只会镀在接口、银一般只会镀在接口，或以整体也是银的合金。印制电路板线路设计印制电路板的设计是以电路原理图为蓝本，实现电路使用者所需要的功能。印刷电路板的设计主要指版图设计，需要内部电子元件、金属连线、通孔和外部连接的布局、电磁保护、热耗散、串音等各种因素。优秀的线路设计能够节约生产成本，到达良好的电路性能和散热性能。简单的版图设计能够用手工实现，但复杂的线路设计一般也需要借助计算机辅助设计CAD实现，而著名的设计软件有OrCAD、Pads(也即PowerPCB)、Altiumdesigner(也即Protel)、FreePCB、CAM350等印制电路板基本制作根据不同的技术可分为消除和增加两大类经过。减去法减去法Subtractive，是利用化学品或机械将空白的电路板即铺有完好一块的金属箔的电路板上不需要的地方除去，余下的地方便是所需要的电路。丝网印刷：把预先设计好的电路图制成丝网遮罩，丝网上不需要的电路部分会被蜡或者不透水的物料覆盖，然后把丝网遮罩放到空白线路板上面，再在丝网上油上不会被腐蚀的保护剂，把线路板放到腐蚀液中，没有被保护剂遮住的部份便会被蚀走，最后把保护剂清理。感光板：把预先设计好的电路图制在透光的胶片遮罩上最简单的做法就是用打印机印出来的投影片，同理应把需要的部份印成不透明的颜色，再在空白线路板上涂上感光颜料，将预备好的胶片遮罩放在电路板上照射强光数分钟，除去遮罩后用显影剂把电路板上的图案显示出来，最后好像用丝网印刷的方法一样把电路腐蚀。刻印：利用铣床或雷射雕刻机直接把空白线路上不需要的部份除去。加成法加成法Additive，如今普遍是在一块预先镀上薄铜的基板上，覆盖光阻剂D/F)，经紫外光曝光再显影，把需要的地方露出，然后利用电镀把线路板上正式线路铜厚增厚到所需要的规格,再镀上一层抗蚀刻阻剂金属薄锡，最后除去光阻剂这制程称为去膜，再把光阻剂下的铜箔层蚀刻掉。积层法积层法是制作多层印刷电路板的方法之一。是在制作内层后才包上外层，再把外层以减去法或加成法所处理。不断重复积层法的动作，能够得到再多层的多层印刷电路板则为顺序积层法。1.内层制作2.积层编成即黏合不同的层数的动作3.积层完成减去法的外层含金属箔膜；加成法4.钻孔Panel法1.全块PCB电镀2.在外表要保留的地方加上阻绝层resist，防以被蚀刻3.蚀刻4.去除阻绝层Pattern法1.在外表不要保留的地方加上阻绝层2.电镀所需外表至一定厚度3.去除阻绝层4.蚀刻至不需要的金属箔膜消失完全加成法1.在不要导体的地方加上阻绝层2.以无电解铜组成线路部分加成法1.以无电解铜覆盖整块PCB2.在不要导体的地方加上阻绝层3.电解镀铜4.去除阻绝层5.蚀刻至原在阻绝层下无电解铜消失ALIVHALIVHAnyLayerInterstitialViaHole，AnyLayerIVA是日本松下电器开发的增层技术。这是使用芳香族聚酰胺Aramid纤维布料为基材。1.把纤维布料浸在环氧树脂成为“黏合片prepreg2.雷射钻孔3.钻孔中填满导电膏4.在外层黏上铜箔5.铜箔上以蚀刻的方法制作线路图案6.把完成第二步骤的半成品黏上在铜箔上7.积层编成8.再不停重复第五至七的步骤，直至完成B2itB2itBuriedBumpInterconnectionTechnology是东芝开发的增层技术。1.先制作一块双面板或多层板2.在铜箔上印刷圆锥银膏3.放黏合片在银膏上，并使银膏贯穿黏合片4.把上一步的黏合片黏在第一步的板上5.以蚀刻的方法把黏合片的铜箔制成线路图案6.再不停重复第二至四的步骤，直至完成印制电路板功能测试更密集的PCB、更高的总线速度以及模拟RF电路等等对测试都提出了史无前例的挑战，这种环境下的功能测试需要认真的设计、深思熟虑的测试方法和适当的工具才能提供可信的测试结果。在同夹具供给商打交道时，要记住这些问题，同时还要想到产品将在何处制造，这是一个很多测试工程师会忽略的地方。例如我们假定测试工程师身在美国的加利福尼亚，而产品制造地却在泰国。测试工程师会以为产品需要昂贵的自动化夹具，由于在加州厂房价格高，要求测试仪尽量少，而且还要用自动化夹具以减少雇用高技术高工资的操作工。但在泰国，这两个问题都不存在，让人工来解决这些问题愈加便宜，由于这里的劳动力成本很低，地价也很便宜，大厂房不是一个问题。因而有时候一流设备在有的国家可能不一定受欢迎。技术水平在高密度UUT中，假如需要校准或诊断则很可能需要由人工进行探查，这是由于针床接触遭到限制以及测试更快用探针测试UUT能够迅速收集到数据而不是将信息反应到边缘连接器上等原因，所以要求由操作员探查UUT上的测试点。不管在哪里，都应确保测试点已清楚地标出。探针类型和普通操作工也应该注意，需要考虑的问题包括：探针大过测试点吗？探针有使几个测试点短路并损坏UUT的危险吗？对操作工有触电危害吗？每个操作工能很快找出测试点并进行检查吗？测试点能否很大易于识别呢？操作工将探针按在测试点上要多长时间才能得出准确的读数？假如时间太长，在小的测试区会出现一些费事，如操作工的手会因测试时间太长而滑动，所以建议扩大测试区以避免这个问题。考虑上述问题后测试工程师应重新评估测试探针的类型，修改测试文件以更好地识别出测试点位置，或者甚至改变对操作工的要求。自动探查在某些情况下会要求使用自动探查，例如在PCB难以用人工探查，或者操作工技术水平所限而使得测试速度大大降低的时候，这时就应考虑用自动化方法。自动探查能够消除人为误差，降低几个测试点短路的可能性,并使测试操作加快。但是要知道自动探查可以能存在一些局限，根据供给商的设计而各有不同，包括：UUT的大小同步探针的数量两个测试点相距有多近？测试探针的定位精度系统能对UUT进行两面探测吗？探针移至下一个测试点有多快？探针系统要求的实际间隔是多少？一般来讲它比离线式功能测试系统要大自动探查通常不用针床夹具接触其它测试点，而且一般它比生产线速度慢，因而可能需要采取两种步骤：假如探测仪仅用于诊断，能够考虑在生产线上采用传统的功能测试系统，而把探测仪作为诊断系统放在生产线边上；假如探测仪的目的是UUT校准，那么唯一的真正解决办法是采用多个系统，要知道这还是比人工操作要快得多。怎样整合到生产线上也是必需要研究的一个关键问题，生产线上还有空间吗？系统能与传送带连接吗？幸亏很多新型探测系统都与SMEMA标准兼容，因而它们能够在在线环境下工作。边界扫描这项技术早在产品设计阶段就应该进行讨论，由于它需要专门的元器件来执行这项任务。在以数字电路为主的UUT中，能够购买带有IEEE1194(边界扫描支持的器件，这样只做很少或不用探测就能解决大部分诊断问题。边界扫描会降低UUT的整体功能性，由于它会增大每个兼容器件的面积每个芯片增加45个引脚以及一些线路，所以选择这项技术的原则，就是所花费的成本应该能使诊断结果得到改善。应记住边界扫描可用于对UUT上的闪速存储器和PLD器件进行编程，这也更进一步增加了选用该测试方法的理由。怎样处理一个有局限的设计？假如UUT设计已经完成并确定下来，此时选择就很有限。当然可以以要求在下次改版或新产品中进行修改，但是工艺改善总是需要一定的时间，而你仍然要对目前的状况进行处理。印制电路板设计播报随着电子技术的快速发展，印制电路板广泛应用于各个领域，几乎所有的电子设备中都包含相应的印制电路板。为保证电子设备正常工作，减少互相间的电磁干扰，降低电磁污染对人类及生态环境的不利影响，电磁兼容设计不容忽视。本文介绍了印制电路板的设计方法和技巧。在印制电路板的设计中，元器件布局和电路连接的布线是关键的两个环节。1印制电路板布局布局，是把电路器件放在印制电路板布线区内。布局能否合理不仅影响后面的布线工作，而且对整个电路板的性能也有重要影响。在保证电路功能和性能指标后，要知足工艺性、检测和维修方面的要求，元件应均匀、整洁、紧凑布放在PCB上，尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接，以得到均匀的组装密度。按电路流程安排各个功能电路单元的位置，输入和输出信号、高电安然平静低电平部分尽可能不穿插，信号传输道路最短。印制电路板功能区分元器件的位置应按电源电压、数字及模拟电路、速度快慢、电流大小等进行分组，以免互相干扰。电路板上同时安装数字电路和模拟电路时，两种电路的地线和供电系统完全分开，有条件时将数字电路和模拟电路安排在不同层内。电路板上需要布置快速、中速和低速逻辑电路时，应安顿在紧靠连接器范围内;而低速逻辑和存储器，应安顿在远离连接器范围内。这样，有利于减小共阻抗耦合、辐射和交扰的减小。时钟电路和高频电路是主要的骚扰辐射源，一定要单独安排，远离敏感电路。印制电路板热磁兼顾发热元件与热敏元件尽可能远离，要考虑电磁兼容的影响。印制电路板工艺性层面贴装元件尽可能在一面，简化组装工艺。距离元器件之间距离的最小限制根据元件外形和其他相关性能确定，目前元器件之间的距离一般不小于0.2mm0.3mm，元器件距印制板边缘的距离应大于2mm。方向元件排列的方向和疏密程度应有利于空气的对流。考虑组装工艺，元件方向尽可能一致。印制电路板布线1、导线宽度印制导线的最小宽度，主要由导线和绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定。印制导线可尽量宽一些，尤其是电源线和地线，在板面允许的条件下尽量宽一些，即便面积紧张的条件下一般不小于1mm。十分是地线，即便局部不允许加宽，也应在允许的地方加宽，以降低整个地线系统的电阻。对长度超过80mm的导线，即便工作电流不大，也应加宽以减小导线压降对电路的影响。长度要极小化布线的长度，布线越短，干扰和串扰越少，并且它的寄生电抗也越低，辐射更少。十分是场效应管栅极，三极管的基极和高频回路更应注意布线要短。间距相邻导线之间的距离应知足电气安全的要求，串扰和电压击穿是影响布线间距的主要电气特性。为了便于操作和生产，间距应尽量宽些，选择最小间距至少应该合适所施加的电压。这个电压包括工作电压、附加的波动电压、过电压和因其它原因产生的峰值电压。当电路中存在有市电电压时，出于安全的需要间距应该更宽些。途径信号途径的宽度，从驱动到负载应该是常数。改变途径宽度对途径阻抗(电阻、电感、和电容)产生改变，会产生反射和造成线路阻抗不平衡。所以，最好保持途径的宽度不变。在布线中，最好避免使用直角和锐角，一般拐角应该大于90°。直角的途径内部的边缘能产生集中的电场，该电场产生耦合到相邻途径的噪声，45°途径优于直角和锐角途径。当两条导线以锐角相遇连接时，应将锐角改成圆形。2、孔径和焊盘尺寸元件安装孔的直径应该与元件的引线直径较好的匹配，使安装孔的直径略大于元件引线直径的(0.150.3)mm。通常DIL封装的管脚和绝大多数的小型元件使用0.8mm的孔径，焊盘直径大约为2mm。对于大孔径焊盘为了获得较好的附着能力，焊盘的直径与孔径之比，对于环氧玻璃板基大约为2，而对于苯酚纸板基应为(2.53)。过孔，一般被使用在多层PCB中，它的最小可用直径是与板基的厚度相关，通常板基的厚度与过孔直径比是6：1。高速信号时，过孔产生(14)nH的电感和(0.30.8)pF的电容的途径。因而，当铺设高速信号通道时，过孔应该被保持到绝对的最小。对于高速的并行线(例如地址和数据线)，假如层的改变是不可避免，应该确保每根信号线的过孔数一样。并且应尽量减少过孔数量，必要时需设置印制导线保护环或保护线，以防止振荡和改善电路性能。3、地线设计不合理的地线设计会使印制电路板产生干扰，达不到设计指标，甚至无法工作。地线是电路中电位的参考点，又是电流公共通道。地电位理论上是零电位，但实际上由于导线阻抗的存在，地线各处电位不都是零。由于地线只要有一定长度就不是一个处处为零的等电位点，地线不仅是必不可少的电路公共通道，又是产生干扰的一个渠道。一点接地是消除地线干扰的基本原则。所有电路、设备的地线都必须接到统一的接地点上，以该点作为电路、设备的零电位参考点(面)。一点接地分公用地线串联一点接地和独立地线并联一点接地。公用地线串联一点接地方式比拟简单，各个电路接地引线比拟短，其电阻相对小，这种接地方式常用于设备机柜中的接地。独立地线并联一点接地，只要一个物理点被定义为接地参考点，其他各个需要接地的点都直接接到这一点上，各电路的地电位只与本电路的地电流基地阻抗有关，不受其他电路的影响。详细布线时应注意下面几点:走线长度尽量短，以便使引线电感极小化。在低频电路中，由于所有电路的地电流流经公共的接地阻抗或接地平面，所以避免采用多点接地。公共地线应尽量布置在印制电路板边缘部分。电路板上应尽可能多保留铜箔做地线，能够加强屏蔽能力。双层板能够使用地线面，地线面的目的是提供一个低阻抗的地线。多层印制电路板中，可设置接地层，接地层设计成网状。地线网格的间距不能太大，由于地线的一个主要作用是提供信号回流途径，若网格的间距过大，会构成较大的信号环路面积。大环路面积会引起辐射和敏感度问题。另外，信号回流实际走环路面积小的途径，其他地线并不起作用。地线面能够使辐射的环路最小。印制电路板回收播报印制电路板制造技术是一项非常复杂的、综合性很高的加工技术。尤其是在湿法加工经过中，需采用大量的水，因此有多种重金属废水和有机废水排出，成分复杂，处理难度较大。按印制电路板铜箔的利用率为30%40%进行计算，那么在废液、废水中的含铜量就相当可观了。按一万平方米双面板计算每面铜箔厚度为35微米，则废液、废水中的含铜量就有4500公斤左右，并还有不少其他的重金属和贵金属。这些存在于废液、废水中的金属如不经处理就排放，既造成了浪费又污染了环境。因而，在印制板生产经过中的废水处理和铜等金属的回收是很有意义的，是印制板生产中不可缺少的部分。众所周知，印制电路板生产经过中的废水，其中大量的是铜，极少量的有铅、锡、金、银、氟、氨、有机物和有机络合物等。至于产生铜废水的工序，主要有：沉铜、全板电镀铜、图形电镀铜、蚀刻以及各种印制板前处理工序化学前处理、刷板前处理、火山灰磨板前处理等。以上工序所产生的含铜废水，按其成分，大致可分为络合物废水和非络合物废水。为使废水处理到达国家规定的排放标准，其中铜及其化合物的最高允许排放浓度为1mg/l按铜计，必须针对不同的含铜废水，采取不同的废水处理方法。