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PCB線路板設計

作者:Admin  更新時間:2016/11/5  點擊次數:
著電子技術的高速發展,對電子産品的要求越來越高,功能越來越多,雖然蕊片的集成度越來越高,但是,對于線路板的設計要求,也是越來越高的.
線路板设计,也叫PCB設計,因为線路板在英文的全称为Printed circuit board,简写为PCB,所以線路板设计也叫PCB設計;線路板设计,从手工繪制到越大規模元件庫,强大自动布局布线等功能,越来越方便我们工程师进行線路板设计工作。
不管是单面板、双面板、多层板的设计,之前都是用protel 设计出来的,现在有用PADS、Allegro等设计。
印制電路板的設計是以電路原理圖爲根據,實現電路設計者所需要的功能。印刷電路板的設計主要指版圖設計,需要考慮外部連接的布局、內部電子元件的優化布局、金屬連線和通孔的優化布局、電磁保護、熱耗散等各種因素。優秀的版圖設計可以節約生産成本,達到良好的電路性能和散熱性能。簡單的版圖設計可以用手工實現,複雜的版圖設計需要借助計算機輔助設計(CAD)實現。
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中文名
線路板设计
外文名
Printed circuit board
別    名
PCB設計
進    程
手工繪制到越大規模元件庫
設計軟件
PADS、Allegro
主要問題
錫焊問題

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PCB制板技術,包含計算機輔助制造處理技術,即CAD/CAM,還有光繪技術。下面介紹一下計算機輔助制造處理技術
計算機輔助制造(CAM)是根據所定工藝進行各種工藝處理。前面所講的各項工藝要求,都要在光繪之前做出必要的准備工作。比如鏡像、阻焊擴大、工藝線、工藝框、線寬調整、中心孔、外形線等問題都要在
CAM這道工序來完成。特別需要注意,用戶文件中間距過小地方,必須做出相應的處理。因爲每個廠的工藝流程和技術水平各不相同,要達到用戶的最終要求,必須在制作工藝中做出必要的調整,以滿足用戶有
關精度等各方面的要求。因此CAM處理是現代印制電路制造中必不可少的工序。
一.CAM所完成的工作
⒈焊盤大小的修正,合拼D碼。
⒉線條寬度的修正,合拼D碼。
⒊最小間距的檢查,焊盤與焊盤之間、焊盤與線之間、線條與線條之間。
⒋孔徑大小的檢查,合拼。
⒌最小線寬的檢查。
⒍確定阻焊擴大參數。
⒎進行鏡像。
⒏添加各種工藝線,工藝框。
⒐爲修正側蝕而進行線寬校正。
⒑形成中心孔。
⒒添加外形角線。
⒓加定位孔。
⒔拼版,旋轉,鏡像。
⒕拼片。
⒖圖形的疊加處理,切角切線處理。
⒗添加用戶商標。
二.CAM工序的組織
由于市面上流行的CAD軟件多達幾十種,因此對于CAD工序的管理必須首先從組織上著手,好的組織將達到事半功倍的效果。
由于Gerber數據格式已成爲光繪行業的標准,所以在整個光繪工藝處理中都應以Gerber數據爲處理對象。如果以CAD數據作爲對象會帶來以下問題。
⒈CAD軟件種類太多,如果各種工藝要求都要在CAD軟件中完成,就要求每個操作員都要熟練掌握每一種CAD軟件的操作。這將要求一個很長的培訓期,才能使操作員成爲熟練工,才能達到實際生産要求。
這從時間和經濟角度都是不合算的。
⒉由于工藝要求繁多,有些要求對于某些CAD軟件來講是無法實現的。因爲CAD軟件是做設計用的,沒有考慮到工藝處理中的特殊要求,因而無法達到全部的要求。而CAM軟件是專門用于進行工藝處理的,做這些工作是最拿手的。
⒊CAM軟件功能強大,但全部是對Getber文件進行操作,而無法對CAD文件操作。
⒋如果用CAD進行工藝處理,則要求每個操作員都要配備所有的CAD軟件,並對每一種CAD軟件又有不同的工藝要求。這將對管理造成不必要的混亂。
綜上所述,CAM組織應該是以下結構(尤其是大中型的企業)。
⑴所有的工藝處理統一以Gerber數據爲處理對象。
⑵每個操作員須掌握CAD數據轉換爲Gerber數據的技巧。
⑶每個操作員須掌握一種或數種CAM軟件的操作方法。
⑷對Gerber數據文件制定統一的工藝規範。[1] 
CAM工序可以相對集中由幾個操作員進行處理,以便管理。合理的組織機構將大大提高管理效率、生産效率,並有效地降低差錯率,從而達到提高産品質量的效果。

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1.CAD 2007 板框的制作及输出;[2] 
2.PADS軟件的安裝、卸載;
3.實用電子元器件基本知識;
4.PADS 原理图的下拉菜单、主工具栏讲解、参数设置、页面设置、元器件类型、CAE封装制作、调入元器件、布局、连线、网络表传送、打印输出等;
5.PADS LAYOUT 下拉菜单、主工具栏讲解、原理图.ASC文件的导入及同步、PCB封裝的制作、布局、布線、鋪銅、檢查、光繪輸出及打印;
6.EMC/EMI的知識,結合實例分析;
7.實例分析布局走線技巧,結合電子知識評估産品的可靠性;
8.工廠研發部流程、産品開發流程及如何做一個合格的工程師。
線路板培训内容:

  1.Logic設計界面、快捷命令、基本操作
  2.CAE封裝及元件類型制作
  3.CAE封裝制作測驗、元件庫管理、CAE封裝向導操作、多邏輯門元件類型制作
  4.原理圖制作方法及技巧
  5.原理圖制作訓練(作業)
  6.物料清單(BOM)輸出,網絡表輸出,創建PDF文檔
  7.原理圖設計測驗
8.Layout設計界面、快捷命令、基本操作
  9.PCB封裝及元件類型制作
  10.PCB封裝制作訓練(作業)
  11.封裝向導、PCB異形封裝的制作
  12.PCB封裝制作測驗
  13.AutoCAD簡單應用、板框導入及處理
  14.導入網絡表,設計規則設置
  15.布局布線設計原則與技巧(一)
  16.PCB布局布線設計訓練(作業)
  17.布局布線設計原則與技巧(二)
  18.工程更改,灌銅設計
  19.設計驗證,標注的應用
  20.設計輸出(Gerber文件、裝配圖、鋼網圖、CAM350導入Gerber)PCB元件清單
  21.文檔格式轉換、PADS疑難問題解答
  22.雙面板設計實例詳解
  23.單面板設計實例詳解
  24.多層板設計輔導
  25.結業考核[2] 

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采不間斷實例訓練+知識講座+上機指導三軌並行方式教學.[1] 
1、流行PCB設計软体培训
  目的是快速熟悉業界最流行的設計軟體,設計出從SCHPCBROUTERSICAM等符合要求的手機主板
2、手機功能方框圖培訓
  目的是熟悉手機功能模塊,才能在PCB設計中有针对性和目的性,并做到心中有数,才能完成后续的 设计工作
3、手機PCB的HDI工藝性培訓
  理解高密度互联PCB的工艺,关系到所设计的 PCB能否高效率、低成本地制造出来
4、元器件封裝庫培訓
  設計中所使用的元件封裝是設計好的PCB的基礎,也是團隊設計合作的基礎
5、信號完整性培訓
  什麽是傳輸線?SI帶來串擾、反射、過沖與下沖、振蕩、信號延遲等
6、手機EMC和ESD培訓
  EMC 是手机系统设计当中不变主题之一,设计符合HDI手机板的EMC及ESD要求以客不容缓
7、第五课:手机PCB 布局及布线培训
  RF,電源,數字,模擬等更複雜的EMI/EMC問題,正成爲LAYOUT的關鍵
8、手機PCB檢查培訓
  影响PCB設計成功与否,大量而必须这样考虑的设计检查规则
9、手机PCB設計实例
  从SCHPCB LAYOUTSI、EMC分析Z0阻抗控制CAM工程咨询等必要的处理

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PCB設計過程中基板可能産生的問題主要有以下幾點
一 各种錫焊問題
現象征兆:冷焊點或錫焊點有爆破孔。
檢查方法:浸焊前和浸焊後對孔進行經常剖析,以發現銅受應力的地方,此外,對原材料實行進料檢驗。
可能的原因:
1.爆破孔或冷焊點是在錫焊操作後看到的。在許多情況中,鍍銅不良,接著在錫焊操作過程中發生膨脹,使得金屬化孔壁上産生空穴或爆破孔。如果這是在濕法加工工藝過程中産生的,吸收的揮發物被鍍層掩蓋起來,然後在浸焊的加熱作用下被驅趕出來,這就會産生噴口或爆破孔。
解決辦法:
1.盡力消除銅應力。層壓板在z軸或厚度方向的膨脹通常和材料有關。它能促使金屬化孔斷裂。與層壓板制造商打交道,以獲得z軸膨脹較小的材料的建議。
二 粘合强度问题
現象征兆:在浸焊操作工序中,焊盤和導線脫離。
檢查方法:在進料檢驗時,進行充分地測試,並仔細地控制所有的濕法加工工藝過程。
可能的原因:
1.在加工過程中焊盤或導線脫離可能是由于電鍍溶液、溶劑浸蝕或在電鍍操作過程中銅的應力引起的。
2.沖孔、鑽孔或穿孔會使焊盤部分脫離,這將在孔金屬化操作中變得明顯起來。
3.在波峰焊或手工錫焊操作過程中,焊盤或導線脫離通常是由于錫焊技術不當或溫度過高引起的。有時也因爲層壓板原來粘合不好或熱抗剝強度不高,造成焊盤或導線脫離。
4.有時印制電路板的設計布線會引起焊盤或導線在相同的地方脫離。
5.在錫焊操作過程中,元件的滯留的吸收熱會引起焊盤脫離。
解決辦法:
1、交給層壓板制造商一張所用溶劑和溶液的完整清單,包括每一步的處理時間和溫度。分析電鍍工序是否發生了銅應力和過度的熱沖擊。
2、切實遵守推存的機械加工方法。對金屬化孔經常剖析,能控制這個問題。
3、大多數焊盤或導線脫離是由于對全體操作人員要求不嚴所致。焊料槽的溫度檢驗失效或延長了在焊料槽中的停留時間也會發生脫離。在手工錫焊修整操作中,焊盤脫離大概是由于使用瓦數不當的電鉻鐵,以及未能進行專業的工藝培訓所致。現在有些層壓板制造商,爲嚴格的錫焊使用,制造了在高溫下具有高抗剝強度級別的層壓板。
4、如果印制電路板的设计布线引起的脱离,发生在每一块板上相同的地方;那么这种印制電路板必须重新设计。通常,这的确发生在厚铜箔或导线拐直角的地方。有时,长导线也会发生这样的现象;这是因
爲熱膨脹系數不同的緣故。
5、PCB設計时候.在可能条件下,从整个印制電路板上取走重的元件,或在浸焊操作后装上。通常用一把低瓦数的电烙铁仔细锡焊,这与元件浸焊相比,基板材料受热的持续时间要短。
三 尺寸过度变化问题
現象征兆:在加工或錫焊後基材尺寸超出公差或不能對准。
檢查方法:在加工過程中充分進行質量控制。
可能的原因:
1.對紙基材料的構造紋理方向未予注意,順向膨脹大約是橫向的一半。而且基材冷卻後不能恢複到它原來的尺寸。
2.層壓板中的局部應力如果沒釋放出來,在加工過程中,有時會引起不規則的尺寸變化。
解決辦法:
1.囑咐全體生産人員經常依相同的構造紋理方向對板材下料。如果尺寸變化超出容許範圍,可考慮改用基材。
2.與層壓板制造商者聯系,以獲得關于在加工前如何釋放材料應力的建議。
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