干货|PCB电路板的组成、设计、工艺、流程及元器摆放和布线原则

    大家对PCB电路板电路这个词很熟，有的了解PCB电路板的组成，有的了解PCB电路板的设计步骤，有的了解PCB电路板的制作工艺......但是对整个PCB电路板的组成、设计、工艺、流程及元器件摆放和布线原则，及后期的注意事项没有一个综合的了解。好吧，海翎光电的小编把这一套都整合罗列出来了，下面我们就跟着小编来学习下吧！

    PCB电路板的组成：

1、线路与图面：线路是做为原件之间导通的工具，在设计上会另外设计大铜面作为接地及电源层。线路与图面是同时做出的。

  2、介电层：用来保持线路及各层之间的绝缘性，俗称为基材。

  3、孔：导通孔可使两层次以上的线路彼此导通，较大的导通孔则做为零件插件用，另外有非导通孔通常用来作为表面贴装定位，组装时固定螺丝用。

    4、防焊油墨：并非全部的铜面都要吃锡上零件，因此非吃锡的区域，会印一层隔绝铜面吃锡的物质（通常为环氧树脂），避免非吃锡的线路间短路。根据不同的工艺，分为绿油、红油、蓝油。

  5、丝印：此为非必要之构成，主要的功能是在电路板上标注各零件的名称、位置框，方便组装后维修及辨识用。

  6、表面处理：由于铜面在一般环境中，很容易氧化，导致无法上锡（焊锡性不良），因此会在要吃锡的铜面上进行保护。保护的方式有喷锡，化金，化银，化锡，有机保焊剂，方法各有优缺点，统称为表面处理。

    PCB电路板的设计步骤：

  （1） 电路原理图的设计：电路原理图的设计主要是利用Protel DXP的原理图编辑器来绘制原理图。　　

（2）生成网络报表：网络报表就是显示电路原理与中各个元器件的链接关系的报表，它是连接电路原理图设计与电路板设计的桥梁与纽带，通过电路原理图的网络报表，可以迅速地找到元器件之间的联系，从而为后面的PCB设计提供方便。　　

（3）PCB电路板的设计：PCB设计是以电路原理图为根据来实现所需要的功能，设计PCB图，需要考虑很多因素，包括机械的结构、外部连接布局、元件的布局、连线、散热、电磁兼容等。为最终完成这一步往往需要无数次的修改电路原理图。

（4）PCBA控制板制作:采购完元件，PCB板拿到后，按照原理图，经过SMT上件，焊接上各种元器件，和DIP插件的制程，这样我们的控制板就制作完成了。

  元器件放置原则

    首先，放置与结构有紧密配合的元器件，如电源插座、指示灯、开关、连接器、接口等；其次，放置特殊元器件，如大的元器件、重的元器件、发热元器件、IC等；最后，放置小的元器件；元件布局时应考虑走线，尽量选择利于布线的布局设计；

    1、晶振要靠近IC摆放；

    2、IC去耦电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚，并使之与电源和地之间形成的回路最短；

    3、发热元件一般应均匀分布，以便于单板和整机的散热，除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件；

    走线原则

    1、高速信号走线尽量短，关键信号走线尽量短；

    2、一条走线不要打太多的过孔，不要超过两个过孔；

    3、走线拐角应尽可能大于90度，杜绝90度以下的拐角，也尽量少用90度拐角；

    4、双面板布线时，两面的导线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线，避免相互平行，以减少寄生耦合；

    5、音频输入线要等长，两条线靠近摆放，音频线外包地线；

    6、功放IC下面不能走线，功放IC下多打过孔与GND连接；

    7、双面板中没有地线层，晶振电容地线应使用尽量款的短线连接至器件上离晶振最近的GND引脚，且尽量减少过孔；

    8、电源线，USB充电输入要走粗线（》=1mm），过孔处双面铺铜，然后在铺铜处多打几个过孔；

    一般情况下，首先应对电源线和地线进行布线，以保证电路板的电气性能。在条件允许的范围内，尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm，最细宽度可达0.05～0.07mm，电源线一般为1.2～2.5mm。

     多层PCB电路板的完整制作工艺流程；

1.内层；主要是为了制作PCB电路板的内层线路；

    制作流程为：

（1）裁板：将PCB基板裁剪成生产尺寸；

（2）前处理：清洁PCB基板表面，去除表面污染物;

（3）压膜：将干膜贴在PCB基板表层，为后续的图像转移做准备；

（4）曝光：使用曝光设备利用紫外光对覆膜基板进行曝光，从而将基板的图像转移至干膜上；

（5）DE：将进行曝光以后的基板经过显影、蚀刻、去膜，进而完成内层板的制作。

  2.内检；主要是为了检测及维修板子线路；

AOI：AOI光学扫描，可以将PCB板的图像与已经录入好的良品板的数据做对比，以便发现板子图像上面的缺口、凹陷等不良现象；

VRS：经过AOI检测出的不良图像资料传至VRS，由相关人员进行检修;补线：将金线焊在缺口或凹陷上，以防止电性不良；

  3.压合；是将多个内层板压合成一张板子；

棕化：棕化可以增加板子和树脂之间的附着力，以及增加铜面的润湿性；铆合：将PP裁成小张及正常尺寸使内层板与对应的PP牟合;叠合压合、打靶、锣边、磨边；

    4.钻孔；按照客户要求利用钻孔机将板子钻出直径不同，大小不一的孔洞，使板子之间通孔以便后续加工插件，也可以帮助板子散热；

  5.一次铜；为外层板已经钻好的孔镀铜，使板子各层线路导通；去毛刺线：去除板子孔边的毛刺，防止出现镀铜不良；除胶线：去除孔里面的胶渣；以便在微蚀时增加附着力；

  6.外层；外层同第一步内层流程大致相同，其目的是为了方便后续工艺做出线路;

  7.二次铜与蚀刻；二次镀铜，进行蚀刻；

8.阻焊：可以保护板子，防止出现氧化等现象；

  9.文字；印刷文字；酸洗：清洁板子表面，去除表面氧化以加强印刷油墨的附着力；

    10.表面处理OSP；将裸铜板待焊接的一面经涂布处理,形成一层有机皮膜,以防止生锈氧化；

11.成型；锣出客户所需要的板子外型,方便客户进行SMT贴片与组装；

  12.飞针测试；测试板子电路，避免短路板子流出；

13.FQC；最终检测，完成所有工序后进行抽样全检；

  14.包装、出库，完成交付；

PCB电路板制作流程注意事项

    1.设置电路板外形得是用keep-out layer层画线；

    2.线与线的间距，线与过孔的间距，覆铜间距，得达到制版厂的要求，一般10mil即可；

    3.投板之前进行规则检查，关键查漏短路和开路这两项；

    4.元器件布局时距离板边至少2mm的距离。