從零開始的PCB設計:你需要的PCB設計指南

發(fā)表時間:2020-10-18 11:17:15 人氣:3597

PCB設計是為電子電路創(chuàng)建可以在板上制造的2D設計的藝術和科學。


如果您與電子學有關,無論是業(yè)余愛好者或工程專業(yè)學生,還是目前在電子學領域工作的人員,那么對PCB設計一無所知幾乎是不可能的


正如所說的PCB代表印刷電路板。每當我們在紙上有一個電路,并且想要對其進行測試或構建該電路的物理格式時,我們都會構建一個印刷電路板。因此,基本上,PCB是在紙上繪制的固態(tài)電路格式。在設計PCB時,我們需要正確了解電子電路及其相互作用。這就是為什么說PCB設計同時是一門藝術和一門科學。設計人員必須考慮許多不同的參數(shù),但最重要的是PCB的尺寸和安裝在其上的組件的數(shù)量。良好的PCB設計是指可以在更小的Hey區(qū)域容納更多的組件,同時又不產(chǎn)生Hey的未連接走線。


PCB設計或印刷電路板設計是為我們在紙上創(chuàng)建的電路提供實體形式的過程。通常,我們可以使用面包板制作任何電路的原型。在面包板上,您可以很好地測試電路,但要創(chuàng)建物理電路,則需要設計PCB。印刷電路板的簡稱是我們通常所說的PCB。PCB設計同時是一門藝術和科學,因為,為了設計PCB,您需要了解電子組件,其電流和相關事物,并且必須具有足夠的藝術性以使pcb看起來不錯。您可能已經(jīng)聽說過史蒂夫·喬布斯(Steve Job)癡迷于使計算機內(nèi)部的事物美觀,并且還涉及到它,PCB的外觀以及板上的走線如何彎曲。



PCB設計中要了解的主要步驟是什么?


對于任何能夠設計PCB的人來說,首先要知道的幾件重要的事情是


l 熟悉電子元器件


l 了解PCB封裝(也稱為封裝)


l 了解正在使用的PCB中的銅面,單面還是雙面


l 元件放置,正確的元件放置對于設計電路板至關重要


l 布線時,您需要知道要設計的PCB軌道流過的電流的要求,要求是什么,以及軌道尺寸和允許流過的最大電流之間的關系是什么?



PCB是如何設計的?


過去,PCB設計主要是在紙上完成的,其中,人們只需要在紙上繪制圖稿,通常是一張方格紙就可以正確地確定尺寸,然后通過繪制將零件的足跡放在紙上。最后一步是使用鉛筆簡單繪制的軌跡將這些組件互連。在許多學術機構中,這是向?qū)W生傳授PCB設計及其更好方法的第一步,因為您在第一次學習PCB設計時便掌握了PCB設計的核心概念。


最初,每個人都了解單面PCB,即單側PCB上只有銅,隨著時間的流逝,當我們知道要創(chuàng)建小尺寸的密集PCB時,PCB設計的學習就變得更加復雜。因此,出現(xiàn)了雙面印刷電路板,其兩面都有銅,因此設計人員可以從PCB的兩面放置組件以及走線軌跡。從那時起,大多數(shù)設計師轉向使用計算機輔助工具進行PCB設計(CAD)


 


PCB由什么制成?


PCB由薄板組成,該薄板的一側或兩側均沉積有銅。該板通常由非導電材料制成。板的厚度通常為0. 6 MM至2 mm。最受歡迎的板尺寸為1.6毫米。沉積在其上的銅的厚度差異很大,但標準厚度為35微米。但是,我們在希望達到100微米厚度的地方使用了PCB。銅層的厚度與銅層可傳導的電流成正比。當我們需要相同尺寸的銅層來承載更多電流時,在這種情況下,我們選擇增加層的厚度,而不是完全重新設計PCB。在單面板上,我們僅在一側沉積了銅。在雙面PCB中,銅沉積在兩層板上。


電路板由多種材料組成。這種材料稱為基材。通常,最廣泛使用的基材是玻璃纖維或代號FR-4。這種實心的芯使PCB具有強度。根據(jù)要求,也可以制造柔性PCB。對于柔性PCB,基板由高溫塑料制成。


銅層可以具有不同的厚度最常見和流行的銅層厚度為35微米


 


PCB制造的過程是什么?


PCB制造的步驟可以概括為


原理圖捕獲:繪制所需PCB的電路圖


繪制PCB布局和圖稿:以期望的尺寸創(chuàng)建組件布局,然后使用軌道互連組件的過程。這是繪圖階段,通常使用合適的軟件在計算機上完成。


DRC:設計完成后,我們需要執(zhí)行設計規(guī)則檢查,看是否有任何錯誤


導出Gerber:在這一步中,我們從PCB設計軟件中導出制造數(shù)據(jù)。然后將這些數(shù)據(jù)發(fā)送給制造商


鉆孔:制造商,首先要鉆孔整個PCB


蝕刻:在此步驟中,將PCB設計繪制在PCB上,并經(jīng)歷稱為蝕刻的過程。在蝕刻過程中,通過與合適的化學物質(zhì)(如氯化鐵)發(fā)生化學反應來去除不需要的銅。蝕刻后,PCB僅包含走線所需的銅,并且去除了所有不需要的銅。


打印:在此步驟中,將打印其他的顏色蒙版,文本層和所需的所有內(nèi)容


運輸:完成后,可根據(jù)要求切割PCB并運輸給客戶。


此文關鍵字: pcb設計

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