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西电PCB设计指南1~2章学习笔记

西电PCB设计指南1~2章学习笔记

一、引言部分

  1. 三大主流PCB设计软件:AD、PADS、Candence

    好像现在还有:kicad、嘉立创EDA等等···

  2. 会用软件,能够 “布通 ”是远远不够的!

二、PCB基础知识

  1. PCB的组成和概念

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  2. PCB的内部结构

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  3. PCB易混淆的概念
    • 过孔(via)和焊盘(pad):
      • 过孔:导线换层的连通器,只能是圆形,镀孔且在Multi层
      • 焊盘:形状灵活,可做连接孔、固定孔,还可以开异形孔。可在multi层也可单层
    • 线(line)和导线(track):
      • 线:就是一根普通的线,任何层都可以画线,在信号层会导电,丝印层就是丝印
      • 导线:导线具有和原理图对应的网络连接关系,带有网标,可以被推挤。只有在信号层才能画导线。
    • 填充(fill)、区块(region)和铺铜(polygon):
      • 填充:方形铜皮
      • 区块:任意多边形铜片
      • 铺铜:自动填满区域并避让,用于填充PCB剩余部分
    • 隔热焊盘(Thermal Pad)和直连焊盘:
      • 隔热焊盘:焊接时避免铜皮散热降温
      • 直连焊盘:无需焊接的焊盘、大电流焊盘
  4. PCB层的分类

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    • 信号层:普通导线
      • 顶层和底层,用于走线。
    • 内层( Internal Plane):电源线
      • 适合画电源层(多层板内层)
    • 丝印层(Top/Bot Overlay):画丝印
      • 装配图,注释标记,logo
    • 阻焊层( Top/Bot Solder):绿油
      • 大电流导线可以用Solder层裸露 出来搪焊锡加厚
    • 锡浆层( Top/Bot Paste) :刷锡浆的位置
      • 用于SMT工艺刷锡浆,大电流导线可以用Solder层裸露并加 Paste锡浆加厚
    • 多层(Multi-Layer)
    • 多层上画的实体在每个Layer都有(Plane除外) ,常用于直插焊盘、过孔等需要穿透每个层
    • 禁布层(Keep-out Layer):不允许布线
    • 定义电路板的边界、切割线,电路板的挖空、开槽位置,电路板的挖空、开槽位置
    • 机械层(Mechanical Layer):绘制外壳
      • 机械层不带电气禁布功能
  5. 元件与封装
    • 同一个电路符号(Part),往往对应多个封装(FootPrint) 。而封装的安装形式不同,衍生出若干子封装。
    • 表贴器件焊盘:
      • 焊盘大,适 合手工焊接装配, 便于检修,但占用 PCB面积大
      • 焊盘小,可节省 PCB面积,但只适合回流焊工艺,较 难检修
    • 直插器件焊盘
      • 较重、或受力、承重的器件,焊盘直径要加粗,避免扯裂焊盘 。
      • 焊盘加粗时,若焊盘间的间距不足,可考虑椭圆形加粗
      • 小元件腿与通孔隙件至少0.1mm,频繁拆卸的器件,通孔要加大,与元件腿之间最 小缝隙0.2mm以上
      • 紧固件焊盘,建议增加一圈过孔,缓解PCB形变的应力
  6. PCB工艺简介

    碱性蚀刻法比酸性更多步骤。

    酸性(负片):镀膜酸性稳定,采用酸性蚀刻剂(酸性CuCl2、盐酸+双氧水/氯酸钠,FeCl3已淘汰)

    碱性(正片):锡在碱性液体中稳定,采用碱性蚀刻剂(氯化铜铵)(这个原理我高中化学没学过啊qwq)

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  1. 工艺极限
    • 曝光能力和腐蚀的扩散效应,限制了最小线宽
    • 电镀孔工艺,限制了过孔/焊盘的最小内径(PCB越厚,孔径越大)
    • 层间对准误差、钻孔位置误差,限制了焊盘、过孔的最小外径
    • 腐蚀工艺的洁净度,限制了导线间的最小间距
    • 特殊新工艺,如激光钻孔、沉积板,能够达到2mil极限,但是价格昂贵
    • 这张图是2018年的数据,不知道现在技术有没有突破?image-20250923111955200
http://www.hskmm.com/?act=detail&tid=14503

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