1、PCB 制版工藝流程經(jīng)過在學(xué)校的學(xué)習(xí)和在一個電子公司的考察，對 PCB 制版又有 了一個新的認(rèn)識，至此就寫了 PCB 制版工藝流程！作為優(yōu)秀的電子工程師不但要求在原理設(shè)計要完美， 在電路板設(shè) 計時也要求完美。 原理上再完美，在設(shè)計上有缺陷， 一樣是前功盡棄， 更嚴(yán)重的是電路根本不能工作，還有可能燒壞電路板。在設(shè)計中，我 總結(jié)了一下 PCB 的一些細(xì)節(jié)和需要注意的地方，希望大家參考。原 理圖設(shè)計是前期準(zhǔn)備工作，經(jīng)常見到初學(xué)者為了省事直接就去畫PC E板了，這樣將得不償失，對簡單的板子，如果熟練流程，不妨可以 跳過。但是對于初學(xué)者一定要按流程來， 這樣一方面可以養(yǎng)成良好的 習(xí)慣，另一方面對復(fù)雜的電

2、路也只有這樣才能避免出錯。 在畫原理 圖時，層次設(shè)計時要注意各個文件最后要連接為一個整體， 這同樣對 以后的工作有重要意義。 由于，軟件的差別有些軟件會出現(xiàn)看似相連 實際未連（電氣性能上）的情況。如果不用相關(guān)檢測工具檢測，萬一 出了問題， 等板子做好了才發(fā)現(xiàn)就晚了。 因此一再強(qiáng)調(diào)按順序來做的 重要性，希望引起大家的注意。 PCB 的設(shè)計流程主要分為網(wǎng)表輸入、 布局、布線、檢查、復(fù)查、輸出六個步驟。一、網(wǎng)表輸入網(wǎng)表輸入有兩種方法，一種是使用 powerlogic 的 ole powerpcb conn ection功能，選擇send netlist,應(yīng)用ole功能，可以隨時保持原理 圖和 pcb

3、 圖的一致，盡量減少出錯的可能。另一種方法是直接在 powerpcb 中裝載網(wǎng)表，選擇 file->import ，將原理圖生成的網(wǎng)表輸入 進(jìn)來。有時候會因為誤操作或疏忽造成所畫的板子的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系與原理 圖不同，這時檢察核對是很有必要的。 所以畫完以后切不可急于交給 制版廠家，應(yīng)該先做核對，后再進(jìn)行后續(xù)工作。二、布局如果在原理圖設(shè)計階段就已經(jīng)把 pcb 的設(shè)計規(guī)則設(shè)置好的話，就 不用再進(jìn)行設(shè)置這些規(guī)則了， 因為輸入網(wǎng)表時， 設(shè)計規(guī)則已隨網(wǎng)表輸 入進(jìn) powerpcb 了。如果修改了設(shè)計規(guī)則，必須同步原理圖，保證原 理圖和 pcb 的一致。除了設(shè)計規(guī)則和層定義外， 還有一些規(guī)則需要設(shè) 置，p

4、cb設(shè)計規(guī)則、層定義、過孔設(shè)置、cam輸出設(shè)置已經(jīng)作成缺省 啟動文件，名稱為default.stp,網(wǎng)表輸入進(jìn)來以后，按照設(shè)計的實際 情況，把電源網(wǎng)絡(luò)和地分配給電源層和地層，并設(shè)置其它高級規(guī)則。 在所有的規(guī)則都設(shè)置好以后，在 powerlogic 中，使用 ole powerpcb conn ection的rules from pcb功能，更新原理圖中的規(guī)則設(shè)置， 保證原 理圖和pcb圖的規(guī)則一致。網(wǎng)表輸入以后，所有的元器件都會放在工 作區(qū)的零點(diǎn)，重疊在一起， 下一步的工作就是把這些元器件分開，按 照一些規(guī)則擺放整齊，即元器件布局。 powerpcb 提供了兩種方法， 手工布局和自動布局。手工

5、布局應(yīng)應(yīng)注意： （1）先放置與結(jié)構(gòu)有關(guān)的 固定位置的元器件，如電源插座、指示燈、開關(guān)、連接件之類，這些器件放置好后用軟件的LOCK功能將其鎖定， 使之以后不會被誤移 動。再放置線路上的特殊元件和大的元器件，如發(fā)熱元件、變壓器、 IC 等，最后放置小器件。 （2）元件布局還要特別注意散熱問題。對 于大功率電路， 應(yīng)該將那些發(fā)熱元件如功率管、 變壓器等盡量靠邊分 散布局放置，便于熱量散發(fā)，不要集中在一個地方，也不要高電容太 近以免使電解液過早老化。 盡可能縮短高頻元器件之間的連線設(shè)法減 少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾易受干擾的元器件不能相互 挨得太近輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。（3）重量超過15

6、g的元器件 應(yīng)當(dāng)用支架加以固定然后焊接那些又大又重發(fā)熱量多的元器件不宜 裝在印制板上而應(yīng)裝在整機(jī)的機(jī)箱底板上且應(yīng)考慮散熱問題熱敏元 件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。（ 4）對于電位器可調(diào)電感線圈可變電容器微動開 關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求， 若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié)應(yīng)放在印 制板上方便于調(diào)節(jié)的地方， 若是機(jī)外調(diào)節(jié)其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱 面板上的位置相適應(yīng)。三、布線布線是很重要的一環(huán)， 總結(jié)下認(rèn)為應(yīng)該注意：（ 1）兩面板布線時， 兩面的導(dǎo)線宜相互垂直、斜交、或彎曲走線，避免相互平行，以減小 寄生耦合；作為電路的輸人及輸出用的印制導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平 行，以免發(fā)生回授，在這些導(dǎo)線之間最好加接地線。（ 2）走線

7、拐角盡可能大于9 0度，杜絕9 0度以下的拐角，也盡量少用9 0度拐角， 盡量走在焊接面，特別是通孔工藝的PCB盡量少用過孔、 跳線。（3） 器件和走線不能太靠邊放， 一般的單面板多為紙質(zhì)板， 受力后容易斷 裂，如果在邊緣連線或放元器件就會受到影響（ 4）電源線設(shè)計根據(jù) 印制線路板電流的大小盡量加粗電源線寬度， 減少環(huán)路電阻， 尤其要 注意使電源線地線中的供電方向與數(shù)據(jù)信號的傳遞方向相反， 即從末 級向前級推進(jìn)的供電方式，這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。 （5）對模擬 電路來說處理地的問題是很重要的，地上產(chǎn)生的噪聲往往不便預(yù)料， 可是一旦產(chǎn)生將會帶來極大的麻煩，應(yīng)該未雨綢緞。對于功放電路， 極微小的

8、地噪聲都會因為后級的放大對音質(zhì)產(chǎn)生明顯的影響； 在高精 度A/D轉(zhuǎn)換電路中，如果地線上有高頻分量存在將會產(chǎn)生一定的溫 漂，影響放大器的工作。這時可以在板子的4角加退藕電容，一腳和 板子上的地連，一腳連到安裝孔上去（通過螺釘和機(jī)殼連） ，這樣可 將此分量慮去，放大器及AD也就穩(wěn)定了。 （ 6）對一些重要信號，如 INTELHUB架構(gòu)中的HUELink, 共13根，頻率可達(dá) 2 3 3 MHZ，要求必須嚴(yán)格等長，以消除時滯造成的隱患，這時， 蛇形走線是唯一的解決辦法。 （7）完成布線后,要做的就是對文字、 個別元件、走線做些調(diào)整以及敷銅（這項工作不宜太早,否則會影響 速度,又給布線帶來麻煩） ,同

9、樣是為了便于進(jìn)行生產(chǎn)、調(diào)試、維修。四、檢查檢查的項目有間距（clearanc®、連接性（connectivity）、高速規(guī) 則（high speed和電源層（plane）,這些項目可以選擇tools->verify design進(jìn)行。如果設(shè)置了高速規(guī)則，必須檢查，否則可以跳過這一項。檢查出錯誤，必須修改布局和布線。 On-line 選卡：主要用于繪制 PCB 圖過程中隨時進(jìn)行規(guī)則檢查。另外設(shè)置完成后，單擊 RunDRC 按鈕， 即生成設(shè)計規(guī)則檢查報告。注意：有些錯誤可以忽略，例如有些接插 件的 outline 的一部分放在了板框外，檢查間距時會出錯；另外每次 修改過走線和過孔之

10、后，都要重新覆銅一次。五、復(fù)查復(fù)查根據(jù)“ pcb 檢查表”，內(nèi)容包括設(shè)計規(guī)則，層定義、線寬、 間距、焊盤、過孔設(shè)置；還要重點(diǎn)復(fù)查器件布局的合理性，電源、地 線網(wǎng)絡(luò)的走線， 高速時鐘網(wǎng)絡(luò)的走線與屏蔽， 去耦電容的擺放和連接 等。復(fù)查不合格，設(shè)計者要修改布局和布線，合格之后，復(fù)查者和設(shè) 計者分別簽字。六、設(shè)計輸出pcb設(shè)計輸出注意事項：需要輸出的層有布線層電源層、絲印層、 阻焊層，所有光繪文件輸出以后，打開并打印。此外，在 PCB 文件 中加漢字的方法有很多種，我比較喜歡的方法還是下面將要介紹的：A.前提條件：您的PC中應(yīng)安裝有Protel99軟件并能正常運(yùn)行.B.步驟：將windows目錄中的c

11、lient99.rcs英文菜單文件copy到另一目錄下保 存起來; 解包后將其中的 client99.rcs 復(fù)制到 windows 目錄下 ;再將其 他文件復(fù)制到 Design Explorer 99 目錄中；重新啟動計算機(jī)后運(yùn)行 Protel99即會出現(xiàn)中文菜單，在放置漢字菜單中可實現(xiàn)加漢字功能。綜上所述這些只是前期的軟件制作過程，接下來才是實物制作！制造流程PCB的制造過程由玻璃環(huán)氧樹脂(Glass Epoxy )或 類似材質(zhì)制成的基板開始.影像(成形/導(dǎo)線制作)制作的第一 步是建立出零件間聯(lián)機(jī)的布線.我我們采用負(fù)片轉(zhuǎn)印(Subtractive transfer )方式將工作底片表現(xiàn)在金

12、屬導(dǎo)體上.這項技巧是將整個表 面鋪上一層薄薄的銅箔.并且把多余的部份給消除.追加式轉(zhuǎn)印(Additive Pattern transfer)是另一種比較少人使用的方式.這是只在需要的地方敷上銅線的方法.不過我我們在這里就不多談了.如果制作的是雙面板.那么PCB的基板兩面都會鋪上銅箔.如果制作 的是多層板.接下來的步驟則會將這些板子黏在一起.影像(成形/ 導(dǎo)線制作).續(xù)正光阻劑(positive photoresist )是由感光劑制成 的.它在照明下會溶解(負(fù)光阻劑則是如果沒有經(jīng)過照明就會分解).有很多方式可以處理銅表面的光阻劑.不過最普遍的方式是將它加熱.并在含有光阻劑的表面上滾動(稱作干膜

13、光阻劑).它也可以用液 態(tài)的方式噴在上頭.不過干膜式提供比較高的分辨率也可以制作出 比較細(xì)的導(dǎo)線.遮光罩只是一個制造中 PCB層的模板.在PCB板上 的光阻劑經(jīng)過UV光曝光之前.覆蓋在上面的遮光罩可以防止部份區(qū) 域的光阻劑不被曝光(假設(shè)用的是正光阻劑).這些被光阻劑蓋住的地方.將會變成布線.在光阻劑顯影之后.要蝕刻的其它的裸銅部份. 蝕刻過程可以將板子浸到蝕刻溶劑中或是將溶劑噴在板子上一般用作蝕刻溶劑的有.氯化鐵(Ferric Chloride ).堿性氨(Alkaline Ammonia ).硫酸加過氧化氫(Sulfuric Acid + HydrogenPeroxide ).和氯化銅(Cu

14、pric Chloride ) 等.蝕刻結(jié)束后將剩下的 光阻劑去除掉.這稱作脫膜(Stripping )程序.這項步驟可以同時作 兩面的布線鉆孔與電鍍?nèi)绻谱鞯氖嵌鄬?PCB板并且里頭包含埋 孔或是盲孔的話.每一層板子在黏合前必須要先鉆孔與電鍍.如果不經(jīng)過這個步驟.那么就沒辦法互相連接 了.在根據(jù)鉆孔需求由機(jī)器設(shè) 備鉆孔之后.孔璧里頭必須經(jīng)過電鍍(鍍通孔技 術(shù).Plated-Through-Hole technology.PTH).在孔璧內(nèi)部作金屬處理后.可以讓內(nèi)部的各層線路能夠彼此連接.在開始電鍍之前.必須先清掉孔內(nèi)的雜物.這是因為樹脂環(huán)氧物在加熱后會產(chǎn)生一些化學(xué)變化 而它它會覆蓋住內(nèi)部 P

15、CB層.所以要先清掉.清除與電鍍動作都會在 化學(xué)制程中完成.多層PCB壓合各單片層必須要壓合才能制造出多 層板.壓合動作包括在各層間加入絕緣層.以及將彼此黏牢等.如果有 透過好幾層的導(dǎo)孔.那么每層都必須要重復(fù)處理.多層板的外側(cè)兩面 上的布線.則通常在多層板壓合后才處理.處理阻焊層、網(wǎng)版印刷面 和金手指部份電鍍接下來將阻焊漆覆蓋在最外層的布線上.這樣一來布線就不會接觸到電鍍部份外了.網(wǎng)版印刷面則印在其上.以標(biāo)示各零件的位置.它不能夠覆蓋在任何布線或是金手指上.不然可能會減 低可焊性或是電流連接的穩(wěn)定性.金手指部份通常會鍍上金.這樣在 插入擴(kuò)充槽時.才能確保高品質(zhì)的電流連接.測試測試PCB是否有短

16、 路或是斷路的狀況.可以使用光學(xué)或電子方式測試.光學(xué)方式采用掃 描以找出各層的缺陷.電子測試則通常用飛針探測儀(Flying-Probe ) 來檢查所有連接.電子測試在尋找短路或斷路比較準(zhǔn)確.不過光學(xué)測 試可以更容易偵測到導(dǎo)體間不正確空隙的問題 . 零件安裝與焊接最 后一項步驟就是安裝與焊接各零件了 .無論是 THT 與 SMT 零件都利 用機(jī)器設(shè)備來安裝放置在 PCB 上 . THT 零件通常都用叫做波峰焊接 (Wave Soldering )的方式來焊接 . 這可以讓所有零件一次焊接上 PCB. 首先將接腳切割到靠近板子 .并且稍微彎曲以讓零件能夠固定 . 接著將 PCB 移到助溶劑的水波上 . 讓底部接觸到助溶劑 . 這樣可以將 底部金屬上的氧化