印制电路板按导电层的分布划分有哪些类别?印制电路板有哪些部分组成?描述各部攻能

Question

印制电路板按导电层的分布划分有哪些类别?印制电路板有哪些部分组成?描述各部攻能

Answer 1

　　 PCB板排板设计纲要 　　　　　　　　　　　 1.焊盘孔径种类尽可能少.2.在单面板中走线不能带有未修的小孔,走线边沿不能有毛边.3.跳线种类尽可能少.通赏常以10MM为宜.4.大面积走线时,要以影线化填充块为主线道.5.单面板的线间距需≥20mil;双面板线间距需≥10mil,如贴片IC管脚间距只有0.5mm时,IC管脚周边的部分区域间距最低可调到8mil.6．电源电路,旁路电容尽可能靠近芯片管脚.电感与电感之间尽可能拉开一些距离,以免干扰.7．地线尽可能粗,通常≥50mil.8.电路板中芯片周边的元器件要紧靠在一起,地线要一点接地.如大面积覆铜要尽多的放置过孔9.注意各元器件封装,尤其是电解电容的容量,继电器极性,蛙式开关的管脚定位.10．做双面板需注意,过孔的最小孔径是0.5mm 外环0.8mm,最细线条和线距为8mil.同一块电路板中的过孔种类要尽可能少.11．在各大功率器件直接贴板时,相应位置需有一块没被绿油覆盖的裸铜,便于元件散热和生产焊接固定.12．外壳为金属裸露器件如晶振,串口插座,USB座等,最好是将外壳与地连接.使之能够起到更好的屏蔽.13．金属裸露器件下方尽可能不要有过孔或走线,如无法避免需在其相对应的位置下放一块同等面积的白油丝印,避免与其下方其它网络短路.14．如电路板中有需操作的功能按键如设置,复位键等,需放置在易操作的地方.尽量不要被周边器件挡住.15．多引脚芯片,集成电路,连接器等器件必须标出元件方向,引脚号码.引脚数较多无法一一标出,可以采用每隔5个或10个引脚做一个标记的方法.16.需开工艺糟的地方,要有明确标注.通常以机械层(Mechanical 1)丝印复盖需开糟的焊盘.17.接插线头各焊盘脚要有明确的注释.对于极性元件,要明确标出元件管脚极性.以便生产及维护.18．电路板的上下或左右必须有一对边需作为工艺边,各需留5mm.在工艺边区域内不能放置任何元器件.以便生产加工.如结构限制在做完整板或拼板后需补拼一对工艺边,四角以圆弧为宜.19．如有贴片的电路板,在有贴片面对角需各放一个MARK点.MARK点外圈距板边大于3MM,定位孔中心5MM的范围内不能放置MARK点.如双面都有贴片器件两面的MARK点外形不能一样.如一面为圆形标志点.另一面则为方形标志点,或者以尺寸区分.20.一块完整的板要有板名及设计时间.以方便存档查阅.文字位置通常在PCB板的右下方.若因空间限制不能邻近标识时,可在附近找一空白区域按元器件排列位置及方向标识.21.做完板后需标出整板的尺寸.通常以(DRILL DRAWING)层标出整板的X.Y轴的尺寸.配合外加工需注意以下事项1. 单板尺寸以150MM＊100MM为参考值,小于此尺寸需拼板.拼板的尺寸最好设为250MM＊200MM以内.2. 电路板的四角用Φ3或Φ5圆弧连接避免失角.3. 没有工艺边的电路板,基板沿生产流向的两侧起宽5MM的区域不得放置器件,元件的焊盘可靠近部分禁止区域,但元件身体部分不能进入禁止区域.4．对于有极性元件,要明确标出元件管脚极性.5．对于QFP,PLCC类的贴片IC,为了便于实际上机台贴片,需增加中心基准标志如“＋”号和外形标志如第一脚位,采用白油丝印方式标识.6.位置要求高的元件,看不到焊点的元件必须有安装位置标识.7.MARK点与焊盘的相对位置是固定的,以此作为机器的识别标志并确定PCB板上焊盘的位置.8.如基板板为拼板,除需配置拼板MARK以外,还需配置单板MARK,应设置对角尽量远处,至少两个MARK.9.MARK标志需对角配置且不要对称.10.如基板为双面板,两面的MARK点外形不能一样.如顶层为圆形标志点.底层为方形标志点,MARK通常作1MM的直径焊盘,顶层用TOP　LAYER;底层用BOTTOM　LAYER.以MARK点为标志点的外圈要有至少3MM区域的亚光区,要求以当前丝印层为标志.11.单面板做底层贴片,元件封装的边线要离焊盘0.2MM,最小印丝宽0.15MM.高1.1MM.12．单面板作贴片时0603的元件需用0805的封装.减少焊盘不吃锡,虚焊等问题.13．,有贴片的电路板在布板时需注意在贴片电阻,电容,三极管边尽量不要放太高元件,以防影响焊点上锡.14．板空间足够的话,元件之间尽可能不要靠太近.15．元件的布局排放顺序尽可能与两个工艺边同一方向.元件两边的焊盘尽可能对应两个工艺边,使之流水方向一至,更易上锡,如贴片电阻,贴片电容,贴片三檄管,贴片芯片等元件. 过孔注意事项 过孔（via）是多层PCB的重要组成部分之一,钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%.简单的说来,PCB上的每一个孔都可以称之为过孔.从作用上看,过孔可以分成两类：一是用作各层间的电气连接；二是用作器件的固定或定位. 如果从工艺制程上来说,这些过孔一般又分为三类,即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via).盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面,具有一定深度,用于表层线路和下面的内层线路的连接,孔的深度通常不超过一定的比率(孔径).埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔,它不会延伸到线路板的表面.上述两类孔都位于线路板的内层,层压前利用通孔成型工艺完成,在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层.第三种称为通孔,这种孔穿过整个线路板,可用于实现内部互连或作为元件的安装定位孔.由于通孔在工艺上更易于实现,成本较低,所以绝大部分印刷电路板均使用它,而不用另外两种过孔.以下所说的过孔,没有特殊说明的,均作为通孔考虑. 从设计的角度来看,一个过孔主要由两个部分组成,一是中间的钻孔（drill hole）,二是钻孔周围的焊盘区,见下图.这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小.很显然,在高速,高密度的PCB设计时,设计者总是希望过孔越小越好,这样板上可以留有更多的布线空间,此外,过孔越小,其自身的寄生电容也越小,更适合用于高速电路.但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加,而且过孔的尺寸不可能无限制的减小,它受到钻孔(drill)和电镀（plating）等工艺技术的限制：孔越小,钻孔需花费的时间越长,也越容易偏离中心位置；且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时,就无法保证孔壁能均匀镀铜.比如,现在正常的一块6层PCB板的厚度（通孔深度）为50Mil左右,所以PCB厂家能提供的钻孔直径最小只能达到8Mil. 二、过孔的寄生电容 过孔本身存在着对地的寄生电容,如果已知过孔在铺地层上的隔离孔直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,板基材介电常数为ε,则过孔的寄生电容大小近似于：C=1.41εTD1/(D2-D1)过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间,降低了电路的速度.举例来说,对于一块厚度为50Mil的PCB板,如果使用内径为10Mil,焊盘直径为20Mil的过孔,焊盘与地铺铜区的距离为32Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF,这部分电容引起的上升时间变化量为：T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps .从这些数值可以看出,尽管单个过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显,但是如果走线中多次使用过孔进行层间的切换,设计者还是要慎重考虑的. 三、过孔的寄生电感 同样,过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感,在高速数字电路的设计中,过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响.它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献,减弱整个电源系统的滤波效用.我们可以用下面的公式来简单地计算一个过孔近似的寄生电感：L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指过孔的电感,h是过孔的长度,d是中心钻孔的直径.从式中可以看出,过孔的直径对电感的影响较小,而对电感影响最大的是过孔的长度.仍然采用上面的例子,可以计算出过孔的电感为：L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH .如果信号的上升时间是1ns,那么其等效阻抗大小为：XL=πL/T10-90=3.19Ω.这样的阻抗在有高频电流的通过已经不能够被忽略,特别要注意,旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通过两个过孔,这样过孔的寄生电感就会成倍增加. 四、高速PCB中的过孔设计 通过上面对过孔寄生特性的分析,我们可以看到,在高速PCB设计中,看似简单的过孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应.为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响,在设计中可以尽量做到： （1） 从成本和信号质量两方面考虑,选择合理尺寸的过孔大小.比如对6-10层的内存模块PCB设计来说,选用10/20Mil（钻孔/焊盘）的过孔较好,对于一些高密度的小尺寸的板子,也可以尝试使用8/18Mil的过孔.目前技术条件下,很难使用更小尺寸的过孔了.对于电源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸,以减小阻抗. （2） 上面讨论的两个公式可以得出,使用较薄的PCB板有利于减小过孔的两种寄生参数. （3） PCB板上的信号走线尽量不换层,也就是说尽量不要使用不必要的过孔. （4） 电源和地的管脚要就近打过孔,过孔和管脚之间的引线越短越好,因为它们会导致电感的增加.同时电源和地的引线要尽可能粗,以减少阻抗. （5） 在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔,以便为信号提供最近的回路.甚至可以在PCB板上大量放置一些多余的接地过孔.当然,在设计时还需要灵活多变.前面讨论的过孔模型是每层均有焊盘的情况,也有的时候,我们可以将某些层的焊盘减小甚至去掉.特别是在过孔密度非常大的情况下,可能会导致在铺铜层形成一个隔断回路的断槽,解决这样的问题除了移动过孔的位置,我们还可以考虑将过孔在该铺铜层的焊盘尺寸减小.