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基本知識 印刷電路板 工藝設計-印刷電路板電路板

Printed circuit board (印刷電路板) will appear in almost every electronic device. 如果某個設備中有電子部件, 它們都安裝在 印刷電路板不同尺寸的. 除了固定各種小部件, 的主要功能 印刷電路板 是在上部零件之間提供電力連接. 隨著電子設備變得越來越複雜, 需要越來越多的零件, 以及 印刷電路板 變得越來越密集. 標準 印刷電路板 看起來像這樣. The bare board (no parts on it) is also often called "Printed Wiring Board (PWB)".

基板本身由隔熱和隔熱材料製成, 不容易彎曲. 表面上可以看到的小電路資料是銅箔. 銅箔最初覆蓋在整個電路板上, 但它的一部分在製造過程中被蝕刻掉了, 剩下的部分變成了一個由小線路組成的網絡. . 這些線路被稱為導體模式或接線, 和用於為上的零件提供電路連接 印刷電路板.

為了將零件固定在 印刷電路板, 我們把他們的引脚直接焊接線上路上. 基本上 印刷電路板 (（單面板）), 零件集中在一側, 電線集中在另一邊. 在這種情況下, 我們需要在電路板上打孔，這樣插針就可以穿過電路板到達另一側, 囙此，零件的引脚焊接到另一側. 因為這個, 的正面和背面 印刷電路板 分別稱為元件側和焊接側.

如果上面有一些零件 印刷電路板 生產完成後需要移除或重新安裝的, then the socket (Socket) will be used when the part is installed. 因為插座直接焊接到電路板上, 零件可以隨意拆卸和組裝. Seen below is the ZIF (Zero Insertion Force) socket, which allows the parts (here refers to the CPU) to be easily inserted into the socket or removed. 插入零件後，可以固定插座旁邊的固定杆.

如果你想連接兩個 印刷電路板s相互之間, 我們通常使用通常稱為“金手指”的邊緣連接器. 金手指上有許多裸露的銅墊, 這實際上是 印刷電路板 裝電線. 通常地, 連接時, 我們將金手指插入其中一個 印刷電路板 放入另一個相應的插槽中 印刷電路板 (（通常稱為擴充槽）). 在電腦中, 顯示卡, 聲卡, 或其他類似的介面卡通過金手指連接到主機板.

牆上的綠色或棕色 印刷電路板 是焊接掩模的顏色. 該層為絕緣保護層, 可以保護銅線，防止零件焊接到錯誤的位置. 將在焊接掩模上列印一層絲網. Usually words and symbols (mostly white) are printed on this to mark the position of each part on the board. 絲網印刷表面也稱為圖例表面.

我們剛剛提到了最基本的一點 印刷電路板, 零件集中在一側, 電線集中在另一邊. 因為導線只出現在一側, 我們稱之為 印刷電路板 a single-sided (Single-sided). Because single-sided 董事會 have many strict restrictions on the 設計 of the circuit (because there is only one side, the wiring cannot cross and must be around a separate path), 所以只有早期的電路才使用這種類型的電路板.

Double-Sided Boards
This kind of circuit board has wiring on both sides. 然而, 在兩側使用導線, 兩側之間必須有適當的電路連接. 電路之間的這種“橋”稱為通孔. 通孔是指通孔上填充或塗有金屬的小孔 印刷電路板.

它可以在兩側用電線連接。 由於雙面板的面積是單面板的兩倍，並且佈線可以交錯（可以纏繞到另一側），囙此更適合用於比單面板更複雜的電路中。

Multi-Layer Boards
In order to increase the area that can be wired, 多層板使用更多的單面或雙面接線板. 多層板使用多塊雙面板, and a layer of insulating layer is placed between each board and then glued (press-fitted). 電路板的層數意味著有幾個獨立的佈線層. 通常層數為偶數，包含最外層的兩層. 大多數主機板有4到8層結構, 但從科技上講，可以實現近100層 印刷電路板 boards. 大多數大型超級電腦使用相當多層的主機板, 但是因為這些類型的電腦已經可以被許多普通電腦集羣所取代, 超級多層板已逐漸停止使用. 因為 印刷電路板 緊密結合, 通常不容易看到實際數位, 但是如果你仔細觀察主機板, 你也許能看到.

我們剛才提到的via, 如果應用於雙面板, 它必須穿透整個電路板. 然而, 在多層板中, 如果你只想連接一些線路, 過孔可能會在其他層中浪費一些線路空間. 埋入過孔和盲過孔科技可以避免這一問題，因為它們只穿透幾層. 盲孔用於連接幾層內部 印刷電路板 到表面 印刷電路板, 無需穿透整個電路板. 埋入過孔僅連接到內部 印刷電路板, 所以從表面看不到.

In a 多層印刷電路板, 整個層直接連接到地線和電源. 囙此，我們將每一層分類為訊號層, 電源層或地面層. 如果 印刷電路板 需要不同的電源, 這種類型的 印刷電路板 通常有兩層以上的電源和電線. Part packaging technology

Through Hole Technology
Place the parts on one side of the board and solder the pins on the other side. This technology is called "Through Hole Technology (THT)" packaging. 這種零件會佔用很多空間, 每個銷必須鑽一個孔. 所以他們的別針實際上佔據了兩邊的空間, 焊點也相對較大. 但另一方面, THT parts are better than SMT (Surface Mounted Technology, surface mount technology) parts, 以及與 印刷電路板 更好. 我們稍後再談. 扁平電纜和類似介面等插座需要能够承受壓力, 所以通常都是THT包.

Surface Mounted Technology (Surface Mounted Technology)
For parts using Surface Mounted Technology (SMT), 引脚焊接在零件的同一側. 這種技術不需要焊接每個引脚, 但是在 印刷電路板.

表面安裝的零件甚至可以在兩側焊接.
SMT也比THT零件小. 和…比起來 印刷電路板s使用THT零件, 印刷電路板使用SMT科技的s具有更密集的零件. SMT封裝部件也比THT便宜. 囙此，大多數 印刷電路板今天的是SMT.

因為焊點和零件有非常小的引脚, 手工焊接非常困難. 但是如果你認為當前的裝配是全自動的, 只有在修理零件時才會出現此問題.
Design Flow
In the 印刷電路板 design, 事實上, 正式接線前, 它必須經歷一個很長的步驟. The following is the main design process:
System specifications
First, 我們必須首先規劃出電子設備的各種系統規格. 包括系統功能, 成本約束, 大小, 操作條件, 等等. 接下來是系統功能框圖, 必須繪製系統功能框圖. 還必須標記正方形之間的關係.
將系統分成幾個部分 印刷電路板s
If the system is divided into several 印刷電路板s, 不僅可以縮小尺寸, 而且該系統還具有陞級和更換部件的能力. 系統功能框圖為我們的劃分提供了依據. 例如, 電腦可以分為主機板, 圖形卡, 聲卡, 軟碟機, a電源, 等等. 决定每種包裝的包裝方法和尺寸 印刷電路板.
當每個電路中使用的科技和電路數量 印刷電路板 已確定, 下一步是確定電路板的大小. 如果設計太大, 然後必須改變或重新劃分包裝科技. 選擇科技時, 還必須考慮電路圖的質量和速度.
繪製所有的示意圖 印刷電路板 circuits
The outline drawing should show the details of the interconnection between the parts. 全部的 印刷電路板必須跟踪系統中的. 現今, CAD (Computer Aided Design) is mostly used. 下麵是使用CircuitMakerTM設計的示例.
印刷電路板 schematic diagram
Simulation operation of preliminary design
In order to ensure that the designed circuit diagram can work normally, 這必須用電腦軟體類比一次. 這種類型的軟件可以讀取設計圖紙，並以多種方式顯示電路的操作. 這比實際製作樣本要有效得多 印刷電路板 然後手動量測.
將零件放置在 印刷電路板

零件的放置管道取決於它們的連接管道. 它們必須以最有效的管道連接到路徑. The so-called efficient wiring is that the shorter the wire and the fewer the number of layers through (this also reduces the number of vias), 更好, 但我們在實際佈線時會再次提到這個問題. 以下是匯流排在 印刷電路板. 為了使每個部分都有完美的佈線, 放置位置非常重要.
Test wiring possibilities and correct operation at high speed
Part of the current computer software can check whether the positions of the various parts can be connected correctly, 或檢查其在高速運行下是否能正確運行. 此步驟稱為排列零件, 但我們不會對它們進行太深入的研究. 如果電路設計有問題, 在現場匯出回路之前，可以重新排列零件的位置.
匯出電路打開 印刷電路板
總圖中的連接現在將作為接線在現場進行. 此步驟通常是全自動的, 但總的來說, 有些零件需要手動更換. 下麵是2層板的導線範本. 紅色和藍色線分別表示零件層和焊接層 印刷電路板. 白色文字和正方形表示絲網印刷表面上的標記. 紅色圓點和圓圈表示鑽孔和導向孔. 在極右翼, 我們可以看到在焊接表面上有金手指 印刷電路板. 本檔案的最終組成 印刷電路板 通常被稱為藝術品.
每種設計必須符合一套規定, 如線路之間的最小預留間隙, 最小線寬, 和其他類似的實際限制. 這些規定因電路速度等因素而异, 傳輸訊號的强度, 電路對功耗和雜訊的靈敏度, 以及資料和製造設備的質量. 如果電流強度新增, 導線的厚度也必須新增. 為了降低成本 印刷電路板, 同時减少層數, 我們還必須注意這些規定是否仍然符合規定. 如果需要2層以上的結構, 然後，通常使用功率層和接地層來防止訊號層上的傳輸訊號受到影響, 它可以用作訊號層的保護蓋.
Circuit test after wire
In order to confirm that the circuit can function normally after the wire, 它必須通過最終測試. 此測試還可以檢查是否存在不正確的連接, 所有連接都遵循大綱.
Create production file
Because there are many CAD tools for 印刷電路板設計, 製造商必須擁有符合標準的檔案才能製造電路板. 有幾種標準規範, 但最常用的是Gerber檔案規範. 一組Gerber檔案包括每個訊號的平面圖, 電源和接地層, 阻焊層和絲網印刷表面的平面圖, 以及鑽孔、揀選和放置等指定檔案.