一文带你了解什么是PCB板
PCB板是电子产品之母。它也被称为印刷電路板(PCB)或印刷线路板(PWB),是电子元件的电力连接提供商。它是一种使用电子印刷在绝缘和非粘合覆铜压力板表面蝕刻的电子元件,留下一個小电路网络,使得各种电子元件可以形成預定的电路连接,並实现电子元件之間的中继传输功能。大多数电子设备和产品都需要配PWB板。
印刷电路板通常被称为PWB,也有很多人称之为PCB基板。由于印刷电路板不是一般终端产品,因此名称的定义有点混乱。例如,个人电脑的主板被称为主板,不能直接称为电路板。虽然主板中有电路板,但它们并不相同,因此在评估行业时,两者是相关的,但不能说是相同的。再比如,因为电路板上安装了集成电路元件,新闻媒体称之为IC板,但实际上它并不等同于印刷电路板。我们通常说印刷电路板是指裸板,即没有上部组件的电路板。
根据板层数,可分为单面、双层、四层、六层等多层电路板,并不断朝着高精度、高密度、高可靠性的方向发展。不断缩小体积、降低成本、提高效能,使印刷电路板在未来电子产品的发展中保持了强大的生命力。PWB制造技术的未来发展趋势是朝着高密度、高精度、细孔径、细导线、小间距、高可靠性、多层、高速传输、轻量化、薄效率的方向发展。
根据印刷电路板的分布
单面PCB基板
单面板位于厚度为0.2-5mm的绝缘基板上,只有一个表面覆盖有铜箔,并通过印刷和蚀刻在基板上形成印刷电路。单面板制造简单,易于组装。它适用于电路要求较低的电子产品,如收音机、电视等。它不适用于需要高组装密度或复杂电路的场合。
双面pcb基板
双面板是在厚度为0.2-5mm的绝缘基板两侧都印刷电路。它适用于有一定要求的电子产品,如电子计算机、电子仪器和仪表。由于双面印刷电路的布线密度高于单面印刷电路的配线密度,因此可以减小器件的体积。
多层PCB板
在绝缘基板上印刷有3层以上印刷电路的印刷面板称为多层面板。它是几个薄的单板或双板的组合,厚度通常为1.2-2.5mm。为了引出夹在绝缘基板之间的电路,多层板上安装组件的孔需要金属化,即金属层被施加到小孔的内表面以将它们与夹在绝缘基板之间的印刷电路连接。
按基质性质分类
刚性PCB基板
刚性PWB具有一定的机械强度,与它组装在一起的部件具有平坦状态。刚性印刷面板用于一般电子产品。
柔性PCB基板
柔性PWB由软的层状塑料或其他软绝缘材料制成作为基材。用它制成的零件可以弯曲和拉伸,在使用过程中可以根据安装要求进行弯曲。柔性印制板通常用于特殊场合。例如,一些数字万用表的显示幕可以旋转,内部经常使用柔性印刷板;手机的显示幕、按钮等。
刚柔PCB基板
FPC和PWB的产生和发展催生了柔性板和刚性板的新产品。因此,刚柔板就是柔性电路板和刚性电路板的结合。经过压制等工艺后,根据相关工艺要求将它们组合在一起,形成具有FPC特性和PWB特性的电子板。
按适用范围分类
PWB可分为低频PCB和高频PCB。电子设备的高频化是发展趋势,尤其是在当今的无线网络和卫星通信中,信息产品正朝着高速、高频的方向发展,通信产品正朝着大容量、高速无线传输的语音、视频、数据标准化的方向发展。因此,新一代产品需要高频印刷电路板,箔基板可以由介电损耗和介电常数较小的资料制成,如聚氨酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯玻璃布。
按特殊印制板分类
目前,有一些特殊的印刷板,如金属芯印刷板、表面安装印刷电路板和碳膜印刷板。
金属芯PCB板
金属芯电路板是用相同厚度的金属板代替环氧玻璃布板。经过特殊处理后,金属板两侧的导体电路相互连接,并与金属部分高度绝缘。金属芯PCB的优点是具有良好的散热性和尺寸稳定性。这是因为铝和铁等磁性材料具有遮罩作用,可以防止相互干扰。
表面贴装PCB表面贴装印刷电路板(SMB)是为了满足轻、薄、短、小型电子产品的需求,并配合引脚密度高、成本低的表面贴装器件的安装工艺而开发的印刷电路板。印刷电路板具有孔径小、线宽和间距小、精度高的特点,碳膜印制基板碳膜印制板是在铜箔上制作导体图案,形成接触线或跳线(电阻值符合规定要求)后,再印制一层碳膜的一种印制基板。其特点是生产工艺简单、成本低、周期短、耐磨性好,可实现单板高密度、产品小型化、轻量化。它适用于电视、电话、录像机和电子琴。
如何设计PCB基板?
在设计电路板时,经常需要许多复杂的步骤。无论是处理微处理器和焊料的基层,还是试图确保PWB最终打印出来,或者遇到更具体的设计问题,如通孔科技或带有通孔、焊盘和任何数量布局的设计信号。对于完整性,您需要确保您有正确的设计软件。现在百能云板告诉你如何设计PCB面板。
创建PCB基板的示意图
无论您是从范本生成设计,还是从头开始创建PCB面板,最好从PWB原理图开始。该示意图与新设备的蓝图相似,了解示意图中显示的内容很重要。与直接在PCB面板上设计相比,电路互连不仅更容易定义和编辑,而且更容易将PWB原理图转换为PWB板布局。对于元件,PCB电路板设计软件有一个广泛的零件库资料库。
创建空白PCB板布局
创建PWB原理图后,您需要使用PCB设计软件中的原理图捕捉工具开始创建PCB布局。在此之前,您需要创建一个空白的PCB文件。要创建PCB面板,需要生成PCB文件。这可以从设计软件的主菜单中轻松完成。
如果PWB面板的PCB形状、尺寸和叠层已经确定,您可以立即进行设置。如果您现在不想执行这些任务,请不要担心,您可以在稍后更改PCB板的形状。通过编译SchDoc,可以在PCB中使用原理图信息。编译过程包括验证设计和生成几个项目文件,以便在转移到PCB之前检查和更正设计。强烈建议您在此检查并更新用于创建PCB信息的项目选项。
在设计PWB面板时,有时似乎要经过漫长而艰巨的旅程才能达到最终设计。无论是处理微处理器和焊料的基层,还是试图确保PWB最终打印出来,或者遇到更具体的设计问题,如通孔科技或带有通孔、焊盘和任何数量布局的设计信号。对于完整性,您需要确保您拥有正确的PWB设计软件。
获取PCB原型板的原理图,并将其链接到PCB
PCB原型板设计软件中的所有工具都可在集成的设计中使用。在这种设计中,原理图、PCB和BOM相互关联,可以同时访问。其他程度将强制您手动编译原理图数据。
设计PCB堆叠
当您将原理图信息传输到PCBDoc时,除了指定的PCB板轮廓外,还会显示组件的封装。在放置组件之前,您应该使用下面的“层堆栈管理器”来定义PCB布局(即形状、层堆栈)。
如果您不熟悉PWB板的设置,尽管在PWB面板设计软件中可以定义任何数量的层,但大多数现代设计都从FR4上的4层板开始。您还可以利用资料堆栈库;通过这种途径,您可以从中各种不同的层压板和独特的面板中进行选择。如果您想设计高速/高频电路板可以使用内建的阻抗分析仪来确保PCB原型板中的阻抗控制。阻抗曲线工具使用Simberian的集成电磁场求解器来定制轨迹的几何结构以实现目标阻抗值。
有关于更详细的PWB堆叠参考说明,
定义设计规则和DFM要求
PWB设计规则有很多类别,您可能不需要对每个设计都使用所有这些可用规则。您可以通过右键点击下面的PWB规则和约束编辑器中的清单中有问题的规则来选择/取消选择单个规则。
您使用的规则,特别是用于制造的规则,应符合PCB制造商设备的规范和公差。阻抗控制设计和许多高速/高频设计等高级设计可能需要遵循非常具体的设计规则,以确保您的产品正常工作。请务必查看组件资料表以了解这些设计规则。
将组件放置在PWB原型基板上
当前主流的PWB板设计软件提供了极大的灵活性,允许您快速将组件放置在电路板上。可以自动排列部件,也可以手动放置部件。您也可以将这些选项结合使用,以利用自动放置的速度,并确保PWB按照良好的组件放置指南进行布局。
PWB板插孔
在PWB布局之前,最好先放置钻孔(安装和过孔)。如果您的设计很复杂,您可能需要在布线过程中至少修改一些过孔的位置。这可以通过“内容”对话框轻松完成。
您在此的偏好应遵循电路板制造商的制造设计(DFM)规范。如果已将PWB的DFM要求定义为设计规则(请参见步骤5),则在布局中放置过孔、钻孔、焊盘和轨迹时,PWB设计软件将自动检查这些规则。
PWB板材布局跟踪
放置部件和任何其他机械部件后,可以准备布局。确保使用良好的布线指南,并使用PWB设计软件工具简化流程,例如通过布线突出显示网络和颜色编码。
添加PWB的标签和标识字
验证PWB布局后,您可以在pcb板上添加标签、标识字、标记、徽标或任何其他图像。对部件使用引用标识字是个好主意,因为这将有助于PWB组装。此外,还包括极性指示器、引脚1指示器和任何其他有助于识别部件及其方向的标签。对于徽标和图像,最好咨询您的印刷电路板制造商,以确保您使用的字体可读。
生成用于PCB布局设计的Gerber文件。
在电路板制造商能够交付结果之前,最好通过运行设计规则检查(DRC)来验证PCB布局。
PWB板通过最终DRC后,您需要为电路板制造商生成设计文件。设计文件应包括构建它所需的所有信息和数据,并包括任何注释或特殊要求,以确保您的制造商清楚您的要求。对于大多数电路板制造商来说,您可以使用Gerber文件,但一些电路板制造商更喜欢其他CAD文件格式。现在,你知道什么是PCB了吗?
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