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PCB工藝 91香蕉视频污污下载設計基礎知識

日期:2021-08-19 21:57:35

除了固定各種小零件外,PCB多層板的主要功能是提供上頭各項零件的相互電氣連接。隨著電子設備越來越複雜,需要的零件越來越多,PCB多層板上頭的線路與零件也越來越密集了。 標準的PCB多層板長得就像這樣。裸板(上頭沒有零件)也常被稱為「印刷線路板Printed Wiring Board(PWB)」。    

板子本身的基板是由絕緣隔熱、並不易彎曲的材質所製作成。在表麵可以看到的細小線路材料是銅箔,原本銅箔是覆蓋在整個板子上的,而在製造過程中部份被蝕刻處理掉,留下來的部份就變成網狀的細小線路了。這些線路被稱作導線(conductor pattern)或稱布線,並用來提供PCB多層板上零件的電路連接。    

為了將零件固定在PCB多層板上麵,91香蕉视频污在线观看將它們的接腳直接焊在布線上。在最基本的PCB多層板(單麵板)上,零件都集中在其中一麵,導線則都集中在另一麵。這麽一來91香蕉视频污在线观看就需要在板子上打洞,這樣接腳才能穿過板子到另一麵,所以零件的接腳是焊在另一麵上的。因為如此,PCB多層板的正反麵分別被稱為零件麵(Component Side)與焊接麵(Solder Side)。    

如果PCB多層板上頭有某些零件,需要在製作完成後也可以拿掉或裝回去,那麽該零件安裝時會用到插座(Socket)。由於插座是直接焊在板子上的,零件可以任意的拆裝。下麵看到的是ZIF(Zero Insertion Force,零撥插力式)插座,它可以讓零件(這裏指的是CPU)可以輕鬆插進插座,也可以拆下來。插座旁的固定杆,可以在您插進零件後將其固定。    

如果要將兩塊PCB多層板相互連結,一般91香蕉视频污在线观看都會用到俗稱「金手指」的邊接頭(edge connector)。金手指上包含了許多裸露的銅墊,這些銅墊事實上也是PCB多層板布線的一部份。通常連接時,91香蕉视频污在线观看將其中一片PCB多層板上的金手指插進另一片PCB多層板上合適的插槽上(一般叫做擴充槽Slot)。在計算機中,像是顯示卡,聲卡或是其它類似的界麵卡,都是借著金手指來與主機板連接的。   

PCB多層板上的綠色或是棕色,是阻焊漆(solder mask)的顏色。這層是絕緣的防護層,可以保護銅線,也可以防止零件被焊到不正確的地方。在阻焊層上另外會印刷上一層絲網印刷麵(silk screen)。通常在這上麵會印上文字與符號(大多是白色的),以標示出各零件在板子上的位置。絲網印刷麵也被稱作圖標麵(legend)。   


單麵板(Single-Sided Boards)    

91香蕉视频污在线观看剛剛提到過,在最基本的PCB多層板上,零件集中在其中一麵,導線則集中在另一麵上。因為導線隻出現在其中一麵,所以91香蕉视频污在线观看就稱這種PCB多層板叫作單麵板(Single-sided)。因為單麵板在設計線路上有許多嚴格的限製(因為隻有一麵,布線間不能交叉而必須繞獨自的路徑),所以隻有早期的電路才使用這類的板子。   

雙麵板(Double-Sided Boards)    

這種電路板的兩麵都有布線。不過要用上兩麵的導線,必須要在兩麵間有適當的電路連接才行。這種電路間的「橋梁」叫做導孔(via)。導孔是在PCB多層板上,充滿或塗上金屬的小洞,

它可以與兩麵的導線相連接。因為雙麵板的麵積比單麵板大了一倍,而且因為布線可以互相交錯(可以繞到另一麵),它更適合用在比單麵板更複雜的電路上。   

多層板(Multi-Layer Boards)    

為了增加可以布線的麵積,多層板用上了更多單或雙麵的布線板。多層板使用數片雙麵板,並在每層板間放進一層絕緣層後黏牢(壓合)。板子的層數就代表了有幾層獨立的布線層,通常層數都是偶數,並且包含最外側的兩層。大部分的主機板都是4到8層的結構,不過技術上可以做到近100層的PCB多層板板。大型的超級計算機大多使用相當多層的主機板,不過因為這類計算機已經可以用許多普通計算機的集群代替,超多層板已經漸漸不被使用了。因PCB多層板中的各層都緊密的結合,一般不太容易看出實際數目,不過如果您仔細觀察主機板,也許可以看出來。    

pcb線路板

91香蕉视频污在线观看剛剛提到的導孔(via),如果應用在雙麵板上,那麽一定都是打穿整個板子。不過在多層板當中,如果您隻想連接其中一些線路,那麽導孔可能會浪費一些其它層的線路空間。埋孔(Buried vias)和盲孔(Blind vias)技術可以避免這個問題,因為它們隻穿透其中幾層。盲孔是將幾層內部PCB多層板與表麵PCB多層板連接,不須穿透整個板子。埋孔則隻連接內部的PCB多層板,所以光是從表麵是看不出來的。   
在多層板PCB多層板中,整層都直接連接上地線與電源。所以91香蕉视频污在线观看將各層分類為信號層(Signal),電源層(Power)或是地線層(Ground)。如果PCB多層板上的零件需要不同的電源供應,通常這類PCB多層板會有兩層以上的電源與電線層。  


零件封裝技術:插入式封裝技術(Through Hole Technology)    

將零件安置在板子的一麵,並將接腳焊在另一麵上,這種技術稱為「插入式(Through Hole Technology,THT)」封裝。這種零件會需要占用大量的空間,並且要為每隻接腳鑽一個洞。所以它們的接腳其實占掉兩麵的空間,而且焊點也比較大。但另一方麵,THT零件和SMT(Surface Mounted Technology,表麵黏著式)零件比起來,與PCB多層板連接的構造比較好,關於這點91香蕉视频污在线观看稍後再談。像是排線的插座,和類似的界麵都需要能耐壓力,所以通常它們都是THT封裝。    


表麵黏貼式封裝技術(Surface Mounted Technology)    

使用表麵黏貼式封裝(Surface Mounted Technology,SMT)的零件,接腳是焊在與零件同一麵。這種技術不用為每個接腳的焊接,而都在PCB多層板上鑽洞。   

表麵黏貼式的零件,甚至還能在兩麵都焊上。    

SMT也比THT的零件要小。和使用THT零件的PCB多層板比起來,使用SMT技術的PCB多層板板上零件要密集很多。SMT封裝零件也比THT的要便宜。所以現今的PCB多層板上大部分都是SMT,自然不足為奇。

因為焊點和零件的接腳非常的小,要用人工焊接實在非常難。不過如果考慮到目前的組裝都是全自動的話,這個問題隻會出現在修複零件的時候吧。  
設計流程    

在PCB多層板的設計中,其實在正式布線前,還要經過很漫長的步驟,以下就是主要設計的流程:   

係統規格    

首先要先規劃出該電子設備的各項係統規格。包含了係統功能,成本限製,大小,運作情形等等。   係統功能區塊圖    接下來必須要製作出係統的功能方塊圖。方塊間的關係也必須要標示出來。   

將係統分割幾個PCB多層板    

將係統分割數個PCB多層板的話,不僅在尺寸上可以縮小,也可以讓係統具有升級與交換零件的能力。係統功能方塊圖就提供了91香蕉视频污在线观看分割的依據。像是計算機就可以分成主機板、顯示卡、聲卡、軟盤驅動器和電源等等。   決定使用封裝方法,和各PCB多層板的大小。    

當各PCB多層板使用的技術和電路數量都決定好了,接下來就是決定板子的大小了。如果設計的過大,那麽封裝技術就要改變,或是重新作分割的動作。在選擇技術時,也要將線路圖的品質與速度都考量進去。   

繪出所有PCB多層板的電路概圖   

概圖中要表示出各零件間的相互連接細節。所有係統中的PCB多層板都必須要描出來,現今大多采用CAD(計算機輔助設計,Computer Aided Design)的方式。下麵就是使用CircuitMakerTM設計的範例。   

PCB多層板的電路概圖   

初步設計的仿真運作    

為了確保設計出來的電路圖可以正常運作,這必須先用計算機軟件來仿真一次。這類軟件可以讀取設計圖,並且用許多方式顯示電路運作的情況。這比起實際做出一塊樣本PCB多層板,然後用手動測量要來的有效率多了。   

將零件放上PCB多層板

零件放置的方式,是根據它們之間如何相連來決定的。它們必須以最有效率的方式與路徑相連接。所謂有效率的布線,就是牽線越短並且通過層數越少(這也同時減少導孔的數目)越好,不過在真正布線時,91香蕉视频污在线观看會再提到這個問題。下麵是總線在PCB多層板上布線的樣子。為了讓各零件都能夠擁有完美的配線,放置的位置是很重要的。

測試布線可能性,與高速下的正確運作    

現今的部份計算機軟件,可以檢查各零件擺設的位置是否可以正確連接,或是檢查在高速運作下,這樣是否可以正確運作。這項步驟稱為安排零件,不過91香蕉视频污在线观看不會太深入研究這些。如果電路設計有問題,在實地導出線路前,還可以重新安排零件的位置。   

導出PCB多層板上線路    

在概圖中的連接,現在將會實地作成布線的樣子。這項步驟通常都是全自動的,不過一般來說還是需要手動更改某些部份。下麵是2層板的導線模板。紅色和藍色的線條,分別代表PCB多層板的零件層與焊接層。白色的文字與四方形代表的是網版印刷麵的各項標示。紅色的點和圓圈代表鑽洞與導孔。最右方91香蕉视频污在线观看可以看到PCB多層板上的焊接麵有金手指。這個PCB多層板的最終構圖通常稱為工作底片(Artwork)。    

每一次的設計,都必須要符合一套規定,像是線路間的最小保留空隙,最小線路寬度,和其它類似的實際限製等。這些規定依照電路的速度,傳送信號的強弱,電路對耗電與噪聲的敏感度,以及材質品質與製造設備等因素而有不同。如果電流強度上升,那導線的粗細也必須要增加。為了減少PCB多層板的成本,在減少層數的同時,也必須要注意這些規定是否仍舊符合。如果需要超過2層的構造的話,那麽通常會使用到電源層以及地線層,來避免信號層上的傳送信號受到影響,並且可以當作信號層的防護罩。   

導線後電路測試    

為了確定線路在導線後能夠正常運作,它必須要通過最後檢測。這項檢測也可以檢查是否有不正確的連接,並且所有聯機都照著概圖走。  
建立製作檔案   

因為目前有許多設計PCB多層板的CAD工具,製造廠商必須有符合標準的檔案,才能製造板子。標準規格有好幾種,不過最常用的是Gerber files規格。一組Gerber files包括各信號、電源以及地線層的平麵圖,阻焊層與網板印刷麵的平麵圖,以及鑽孔與取放等指定檔案。


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