学习PCB设计前的知识扫盲
Posted 行稳方能走远
tags:
篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了学习PCB设计前的知识扫盲相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
目录
0.工厂制作PCB线路板流程
1.PCB的结构
铜层和中间层
-
上层、下层：铜层
-
中间层：（环氧）玻璃纤维（FR-4），不导电，把两层导电的板隔离开
-
两层板→四层板：中间添加半预制片（绝缘） （两层是基本结构，所以电路板层数都是2的倍数）
阻焊层
- 阻焊层： 绿色油漆的叫做阻焊层，缺失的话(上图红圈)会导致铜和焊盘会发生氧化，从而无法焊锡
丝印层
-
阻焊层的上层就是丝印层，印上了字
-
C33表示位号为33的电容
-
R表示电阻，U表示集成芯片，J表示接插件，L表示电感，X表示
本质(PCB电路板到底在画什么)
电路板的顶层结构
黑色表示镂空，红色表示不透光
绘图完成后，送给生产厂即可做出胶片，叫做Gerber文件即光绘文件，每一层都会有一个此文件
上图即为生产厂生产的“胶片”，生产出胶片后，就要做PCB电路板了，如下所示
蚀刻
当前电路板表面是铜层，上面没有阻焊也没有丝印层，把它上面涂上一层光敏胶
紫外光透过胶片成像，聚焦到光敏胶上，光敏胶会变性，再用丙烯之类的有机溶剂洗一下电路板，那么需要镂空的(不需要的那部分铜)地方就裸露了出来，扔到三氯化铁里面进行腐蚀，三氯化铁和铜会发生化学反应，不需要的部分变成溶液跑掉了，这个过程叫做蚀刻
层压
蚀刻后只是完成了其中一层，还要进行层压，将不同的层压在一起之后进行钻孔，孔壁内部镀上铜，叫做沉铜，这样电路板就基本做好了。
做好之后在上面刷绿油阻焊层，再刷上字(丝印)，再电测后电路板基本就可以出厂了。
基础工艺指标
我们要知道制作工艺的极限，不然设计出来但生产不了，或者生产出来容易出问题。
- 层数越多，要求板厚就越大
- 内径指常规的最细的钻头有多粗，外径不能太小，否则蚀刻结束后在打孔的时候可能将外延带掉（外延被打飞）
- 一般来说走线最小间距(线与线的间距) = 走线宽度
- 线到焊盘的间距以及线到过孔外径的间距要稍微大一点，一般是0.15mm来保证制作的安全
- 铜厚指顶层/底层铜皮的厚度，一般都是每单位面积1盎司铜，2盎司用在做电源过大电流的时候，增强散热；如果还是采用1盎司需要把阻焊的开窗，之后往上过焊锡也是可以的(听不懂无所谓)
- 字符的丝印高度，一般工厂给出的1mm，这个参数不影响电路板的电路特性，如果你写的小一点工厂也不会让你改
2.PCB图中的元素
元件
FPGA六层板，上图左边是二维视图，右边是三维视图
- 元(器)件：包括接插件、电阻电容以及其他的芯片等，元件是我们画出来的，也可能是从网站上下载的。
-
元件是放在元件库里的，叫做PCBLIB，PCB引脚库，每个元件都有自己的名字
-
一个元件要有PAD(焊盘)，上图那些红色杠杠，PAD有个PAD号，叫Pin Number，每个红色杠杠都有一个编号。
-
上图周围黄色的是丝印的外框，如果不画的话芯片之间可能空间上发生干涉，就导致焊不上
布局布线
-
布线：就是一些连线，用铜线把应该连在一起的引脚连在一起
-
布局：器件之间的摆放关系。有两个影响因素：1、前后板的连接关系；2、信号的走向
-
该例中间是一个相机的PCB板，背面有一个接插件（蓝色，表示在底层，就是背面）。最下端一系接口是Sensor，之后将信号送入PFGA进行数据采集、排列，之后将数据送往J2接插件（连接另外一块图像处理的板子），因此数据流向就是从下往上。
-
走线弯曲的原因是为了走线等长（只有在速度比较高时才需要考虑），比如MIPI线，G数量级的数据会受到走线长度的明显影响；而并行线传输的数据只有148.5MHz，等长要求低，绕线相对较少
叠层设计
一般两层板四层板不需要叠层设计，六层板及以上需要考虑。
- SIN01表示第一层是信号层(Signal)
- GND02表示第二层是地层，一般是不分割的
- PWR05表示第五层是电源层，也是一般不分割的
- 最佳信号层是01和03，次佳信号层是04和06
- 四层板的一般结构：SIN01、GND02、PWD03、SIN04
3.PCB的设计依据
原理图(三要素)
- 元器件
- 连线
- 网名：连线网络的名称，比如IO35_L16_N（注意把要连接在一起的接口起相同的名称，比如VCC33V3对应四个引脚，对应到电路板上的四个引脚就会自然联系在一起）
其他要素（非必要）：
- 释义要素：如13、15引脚处的图标（指示符），表示它是一个差分线
- 注释：如13引脚处的SEN_MD3_N，表示是Sensor上的MIPI的数据1线，_N表示反向端，_P表示同向端
原理图元件库
原理图上的元件来自元件库SCHLIB
SCHLIB的PIN number与PCBLIB的是严格对应的
设计基本流程
如果PCB文件没有保密需求，直接将PCBDOC，.brd或者.pcbdoc直接给加工厂，加工成带出Gerber来加工；如果有保密需求，则建议生成Gerber文件，变成一组画，进而交给PC加工厂加工
4.PCB的设计流程——总结
以上是关于学习PCB设计前的知识扫盲的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章