前言\n众所周知,成千上万的集成电路的逻辑组合为我们带来了崭新的电子 众所周知 成千上万的集成电路的逻辑组合为我们带来了崭新的电子 行业。而PCB(Printed Circuit Board)为各集成电路区块的电气导通以及 零件的机械支撑发挥着举足轻重的作用,为它们的智能运行注入了强大的 生命力。 生命力 PCB在电子行业的广泛应用使电子产品得以快速稳步的发展,正是因为 它显而易见的广泛优点,例如:避免人工接线的错误,并可实现电子元器 件自动插装或贴装,自动焊锡,自动检测,保证了电子设备的质量,提高 了劳动生产率,降低了成本,并便于维修,使PCB成为电子行业中不可缺 少的部分 少的部分。PCB从单层发展到双层,多层和挠性,并且仍旧保持着各自的 从单层发展到双层 多层和挠性 并且仍旧保持着各自的 发展趋势。由于不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展,不断缩小 体积,减少成本,使得PCB在未来电子设备的发展过程中,仍然保持强大 的生命力。 那么从电路到PCB这一过程是如何实现的呢?下面我将对PCB及其 Layout的基础知识作介绍。\n\n\r\n
目錄\nⅠ. PC板认识和实际应用 Ⅱ. PCB Layout基础概念\n\n\r\n
Ⅰ. PC板认识和实际应用\n一、PC板一般材质、特性 二、板边的问题处理 三、排版运用 四、贯穿孔运用 五、镀金(金手指) 六、Fiducial Mark 七、各项标示\n\n\r\n
一、PC板一般材质、特性\n材质 尿素纸板 CEM-3板 FR4纤维板 多层板 软板 特性 颜色为淡黄色,常用于单面板,但由于是用尿素纸所制, 颜色为淡黄色 常用于单面板 但由于是用尿素纸所制 在阴凉潮湿的地方容易腐烂,故现已不常用。 颜色为乳白色 韧性好 现在较常用于单面板 颜色为乳白色,韧性好,现在较常用于单面板。 用纤维制成,韧性较好,断裂时有丝互相牵拉,常用于 多面板。 高耐热及低热膨胀率,低介电常数和介质损耗材料,多 用于四层或四层以上。 用于四层或四层以上 材质较软,透明,常用于两板电气连接处,便于折叠。 例如手提电脑中LCD与电脑主体连接部分。\n\n\r\n
二、板边的问题处理\n1 V 1. V-Cut C t V-Cut为电路板成型方法之一,是在板子上下两面相同 位置各割出 直线,但不割断,以便人工或使用治具掰断, 位置各割出一直线,但不割断,以便人工或使用治具掰断, 从板子侧面看上下两面各形成一个V字型的沟槽,因此称为 V-Cut。 我们对于V-Cut的成型规格为:残留厚度为板厚的三分之 一,切入角度需在30-40度。\n30-40度\n\nY\n\nX\n\n残留厚度\n\nVC t V-Cut\n\n\r\n
2 邮票孔 2.邮票孔\n一般使用邮票孔时,需保证邮票孔直径为0.5mm,邮票孔中心到中 心间距1 心间距1mm,且邮票孔左右距离板上PAD须1.5mm以上,以防止分板时 且邮票孔左右距离板上PAD须1 5 以上 以防止分板时 损伤周边零件,邮票孔上下须留足2mm方便使用铣刀。(下左图适用于 PCB与工艺边的连接,下右图适用于PCB与PCB的连接。)\n\n3.模冲 4.R角\n一般PCB周边导R=0.5mm的圆角,工艺边四角导R=2mm的圆角。 般PCB周边导R 0.5mm的圆角,工艺边四角导R 2mm的圆角。\n\n\r\n
三、排版运用\n1. 排版的主要目的是要考虑以下两点 排版的主要目的是要考虑以下两点: • 如何配合生产线(X:60-270mm;Y:120-245mm) • 尽可能节约基材 2. 排版的数量 应配合生产线需求定。 3. 排版运用 • 單板外框如是直线,则采用V-cut。 • 單板外框如是不规则型,则采用邮票孔。 注:有金手指的PC板,金手指要向外,方便镀金。\n\n\r\n
四、貫穿孔运用\n贯穿孔(Via或Via 贯穿孔(V 或V H l ) 用于贯穿各层线路 可分为 Hole),用于贯穿各层线路,可分为 下列三种: 1 Through Via:最常见的贯穿孔,贯穿整个扳子。 1.Through Via:最常见的贯穿孔 贯穿整个扳子 2.Blind Via:盲孔,表层与内层之间的导通。 3.Buried Via:埋孔,内层与内层之间的导通。\n\nBuried Via Through Via Blind Via\n\n\r\n
五、镀金(金手指)\nGold Finger称为金手指,是指某些电路板(如网路卡、 称为金手指 是指某些电路板(如网路卡 介面卡)上板边的一根根镀金线,因其形状类似手指,故 称之为金手指 它通常是插在另一片电路板的连接器元件 称之为金手指。它通常是插在另 片电路板的连接器元件 插槽(Slot)上,以作为两片电路板线路的连接。 有些板子为了省成本,改为镀锡,如此便称为锡手指。\n\nGold Finger\n\n\r\n
六、Fiducial Mark\nFiducial Mark或Fiducial Dot是作为SMT Pick and Place机器摆放SMD元件所使用的光学定位点,其形状依 SMT机器有所不同 并且又分为整块板子使用者以及单独 SMT机器有所不同,并且又分为整块板子使用者以及单独 元件(例如QFP或其他细脚距元件)使用者。 所有PCB上的MARK点(包括QFP旁边的辅 助光学点)形状大小须一致,可以是圆形或 方形。但建议以圆形为主(PAD為40mil的圓 形,直径120mil内不能有绿漆,露基材,呈 灰暗色 以增加其颜色对比度 利于机器搜 灰暗色,以增加其颜色对比度,利于机器搜 索坐标位置)。\n\n\r\n
七、各項标示\n1.UL(美國保險商實驗室): 1 UL(美國保險商實驗室) Underwriters Laboratories INC; 2.防火等级(94V-0 V-1 V-2 HB); 3.制造日期,一般是年号周数,如:0237就表示02年第37 周; 防火等级 4.厂商识别。\n厂商识别 UL file Number 制造日期\n\n\r\n
Ⅱ. PCB Layout基础概念
一、PCB Layout的演进
二、有关Layout的基本术语
三、PCB Layout流程介紹
四、与PCB Layout相关的部门
五、PCB Layout资料Release
一、PCB Layout的演进
•手工绘制
•贴图照相制片
贴相制片
•CAD辅助设计绘图照相制片
輔助设计档案()制片•CAD輔助设计档案(Gerber)制片
二、有关Layout的基本术语
1A t
1.Aperture 所谓Aperture就是光学绘图机上面的一种图形开口,光线透过此开口,在底片上曝光,因此简称Aperture为镜头。每个Aperture的Station对应的号码称为D-CODE,每一个D-CODE描述一种实际图形的形状和大小。
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2.Artwork
2A t k
所谓Artwork,顾名思义为艺术工作,因为早期的PCB Layout是在Mylar(聚脂薄膜)透明片上进行点、线等的贴图工作,除了线路正确性外,又要讲求美观,因为称之为艺术工作。现在的PCB Layout都是在电脑上完成Gerber File,我们将Artwork称为底片。
3.DRC
3DRC
DRC为Design Rule Check设计规则检查。在PCB Layout中DRC通常是检查PIN、VIA与Etch相互之间的间距是否足够,或是否有短路情形。
4.Gerber File
4G b Fil
Gerber File是一种标准的档案格式,用来记录PCB的各项资讯,如PIN大小、Etch宽度等。它由Gerber
项资讯如PIN大小E h宽度等它由G b
Scientific Instrument(GSI)公司所发展出来。
它目前的格式分为两种:RS274(D)与RS274X。
RS274(D)与RS274X的Gerber File差别在于,RS274X已经将Aperture Table定义在Gerber File内,而RS274(D)的Gerber File还需要另外一个Aperture Table。
5.坐标文件
5坐标文件
PCB Layout完成后产生的SMC元件坐标位置资料,以提供给工厂SMT生产线作业之用。
6.零件位置图
清楚的标识PCB上每个零件的位置、极性、1PIN位置,用于SMT时零件放置和核查的参考。
7 Moat 7. M t Moat就是Plane层上面两种不同电源(GND)间的壕沟 (绝缘区域) 若是在同 电源(GND)内部的隔离线也称为 (绝缘区域),若是在同一电源(GND)内部的隔离线也称为 Moat,此外Plane层与板边的绝缘区域也称为Moat。不同电 源(GND)间的Moat宽度 般为20mil较理想。 源(GND)间的Moat宽度一般为20mil较理想\n\nMoat\n\n\r\n
8.VIP 8 VIP VIP是指Via in Pad。\n\nPAD\n\nVia in Pad\n\n\r\n
9 PTH 9. PTH代表Plated through hole,为电镀贯穿孔的意思。 Non-PTH或NPTH代表Non-Plated 代表 through g hole,為非 电镀贯穿孔。 在电路板(单面板除外)上面的钻孔大部分是PTH孔, 以便元件脚或各层线路能够导通。 以便元件脚或各层线路能够导通 单面板则百分之百为NPTH孔,因它的线路只有一层, 不需换层。 不需换层\n\n\r\n
10 R f 10.Reference Reference是电路板上的元件编号,例如U1,R37等 等 对应C 等,对应Capture中的Reference。 中的R f\n\nReference\n\n\r\n
11 S ld mask 11.Solder k Solder mask为印刷电路板上面的防焊漆,通常使 用绿色 因此又称为绿漆 用绿色,因此又称为绿漆。\n\n\r\n
三、PCB Layout流程介绍 三、 y 流程介绍\n相关资料提供(线路图/结构2D 图/Layout guideline\n有新增零件\n\n无新增零件\n\n建新零件\n\nGerber out 电路板样品制作数据准备 工程问题追踪 SMT资料准备\n\n线路图的输入与核对\nNO ok\n\nNO\n\n零件布局与核对\nok\n\n布线\nNO\n\n布线检查\nok\n\nNO\n\n加测试点\nok\n\nPCBA制作问题跟踪 結案\n\n后处理作业\n\n\r\n
四、与PCB Layout相关的部门
PCB Layout的最终目的是要让R&D设计的线路图,转变
的最终目的是要让设计的线路图转变成实际的PCB,并能实现预期的功能,且工作正常。为此需经常与下列单位人员讨论:
•EE :线路;零件布局;相关走线规则。
线线
•POWER :POWER部分线路;相关走线规则。
•Thermal:散热片螺丝孔位置和限高区域协商。
•ME :机构确认;尺寸误差讨论。
•EMC:讨论零件布局相关走线和EMC安全规则。
EMC讨论零件布局相关走线和EMC安全规则
•PE :Layout进度和难度协商。
TE :测试点摆放规则讨论。
•TE:测试点摆放规则讨论
•SMT:SMT资料提供及确认,以及产线问题跟踪。
•PC板厂:PC板厂制作能力管控,工程问题确认。
五、PCB Layout资料Release
辛苦完成所有工作当然要式的释出让相关部门分享辛苦完成所有工作,当然要正式的释出让相关部门分享成果。目前公司使用的是PLM系统,Layout工程师需要上传相关资料将所有对应的任务完成。所需的资料如下:
相关资料将所有对应的任务完成所需的资料如下:
PCB制作工艺说明书;
Gerber file(含drill file);
SMT file(坐标文件、零件位置图、带拼版方式的钢网文件、螺丝孔开钢网文件、拼版方式);
文件螺丝孔开钢网文件拼版方式)
测试点文件。
Q & A Q&A
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