線路板設(shè)計(jì)技術(shù)

PCB制板技術(shù)，包含計(jì)算機(jī)輔助制造處理技術(shù)，即CAD/CAM，還有光繪技術(shù)。下面介紹一下計(jì)算機(jī)輔助制造處理技術(shù)

計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)是根據(jù)所定工藝進(jìn)行各種工藝處理。前面所講的各項(xiàng)工藝要求，都要在光繪之前做出必要的準(zhǔn)備工作。比如鏡像、阻焊擴(kuò)大、工藝線、工藝框、線寬調(diào)整、中心孔、外形線等問題都要在

CAM這道工序來(lái)完成。特別需要注意，用戶文件中間距過小地方，必須做出相應(yīng)的處理。因?yàn)槊總€(gè)廠的工藝流程和技術(shù)水平各不相同，要達(dá)到用戶的最終要求，必須在制作工藝中做出必要的調(diào)整，以滿足用戶有

關(guān)精度等各方面的要求。因此CAM處理是現(xiàn)代印制電路制造中必不可少的工序。

一.CAM所完成的工作

⒈焊盤大小的修正，合拼D碼。

⒉線條寬度的修正，合拼D碼。

⒊最小間距的檢查，焊盤與焊盤之間、焊盤與線之間、線條與線條之間。

⒋孔徑大小的檢查，合拼。

⒌最小線寬的檢查。

⒍確定阻焊擴(kuò)大參數(shù)。

⒎進(jìn)行鏡像。

⒏添加各種工藝線，工藝框。

⒐為修正側(cè)蝕而進(jìn)行線寬校正。

⒑形成中心孔。

⒒添加外形角線。

⒓加定位孔。

⒔拼版，旋轉(zhuǎn)，鏡像。

⒕拼片。

⒖圖形的疊加處理，切角切線處理。

⒗添加用戶商標(biāo)。

二.CAM工序的組織

由于市面上流行的CAD軟件多達(dá)幾十種，因此對(duì)于CAD工序的管理必須首先從組織上著手，好的組織將達(dá)到事半功倍的效果。

由于Gerber數(shù)據(jù)格式已成為光繪行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，所以在整個(gè)光繪工藝處理中都應(yīng)以Gerber數(shù)據(jù)為處理對(duì)象。如果以CAD數(shù)據(jù)作為對(duì)象會(huì)帶來(lái)以下問題。

⒈CAD軟件種類太多，如果各種工藝要求都要在CAD軟件中完成，就要求每個(gè)操作員都要熟練掌握每一種CAD軟件的操作。這將要求一個(gè)很長(zhǎng)的培訓(xùn)期，才能使操作員成為熟練工，才能達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)要求。

這從時(shí)間和經(jīng)濟(jì)角度都是不合算的。

⒉由于工藝要求繁多，有些要求對(duì)于某些CAD軟件來(lái)講是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)镃AD軟件是做設(shè)計(jì)用的，沒有考慮到工藝處理中的特殊要求，因而無(wú)法達(dá)到全部的要求。而CAM軟件是專門用于進(jìn)行工藝處理的，做這些工作是最拿手的。

⒊CAM軟件功能強(qiáng)大，但全部是對(duì)Getber文件進(jìn)行操作，而無(wú)法對(duì)CAD文件操作。

⒋如果用CAD進(jìn)行工藝處理，則要求每個(gè)操作員都要配備所有的CAD軟件，并對(duì)每一種CAD軟件又有不同的工藝要求。這將對(duì)管理造成不必要的混亂。

綜上所述，CAM組織應(yīng)該是以下結(jié)構(gòu)(尤其是大中型的企業(yè))。

⑴所有的工藝處理統(tǒng)一以Gerber數(shù)據(jù)為處理對(duì)象。

⑵每個(gè)操作員須掌握CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Gerber數(shù)據(jù)的技巧。

⑶每個(gè)操作員須掌握一種或數(shù)種CAM軟件的操作方法。

⑷對(duì)Gerber數(shù)據(jù)文件制定統(tǒng)一的工藝規(guī)范。

CAM工序可以相對(duì)集中由幾個(gè)操作員進(jìn)行處理，以便管理。合理的組織機(jī)構(gòu)將大大提高管理效率、生產(chǎn)效率，并有效地降低差錯(cuò)率，從而達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量的效果。

1.CAD 2007 板框的制作及輸出;

2.PADS軟件的安裝、卸載;

3.實(shí)用電子元器件基本知識(shí);

4.PADS 原理圖的下拉菜單、主工具欄講解、參數(shù)設(shè)置、頁(yè)面設(shè)置、元器件類型、CAE封裝制作、調(diào)入元器件、布局、連線、網(wǎng)絡(luò)表傳送、打印輸出等;

5.PADS LAYOUT 下拉菜單、主工具欄講解、原理圖.ASC文件的導(dǎo)入及同步、PCB封裝的制作、布局、布線、鋪銅、檢查、光繪輸出及打印;

6.EMC/EMI的知識(shí)，結(jié)合實(shí)例分析;

7.實(shí)例分析布局走線技巧，結(jié)合電子知識(shí)評(píng)估產(chǎn)品的可靠性;

8.工廠研發(fā)部流程、產(chǎn)品開發(fā)流程及如何做一個(gè)合格的工程師。

線路板培訓(xùn)內(nèi)容:

1.Logic設(shè)計(jì)界面、快捷命令、基本操作

2.CAE封裝及元件類型制作

3.CAE封裝制作測(cè)驗(yàn)、元件庫(kù)管理、CAE封裝向?qū)Р僮?、多邏輯門元件類型制作

4.原理圖制作方法及技巧

5.原理圖制作訓(xùn)練(作業(yè))

6.物料清單(BOM)輸出，網(wǎng)絡(luò)表輸出,創(chuàng)建PDF文檔

7.原理圖設(shè)計(jì)測(cè)驗(yàn)

8.Layout設(shè)計(jì)界面、快捷命令、基本操作

9.PCB封裝及元件類型制作

10.PCB封裝制作訓(xùn)練(作業(yè))

11.封裝向?qū)?、PCB異形封裝的制作

12.PCB封裝制作測(cè)驗(yàn)

13.AutoCAD簡(jiǎn)單應(yīng)用、板框?qū)爰疤幚?/p>

14.導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表，設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置

15.布局布線設(shè)計(jì)原則與技巧(一)

16.PCB布局布線設(shè)計(jì)訓(xùn)練(作業(yè))

17.布局布線設(shè)計(jì)原則與技巧(二)

18.工程更改，灌銅設(shè)計(jì)

19.設(shè)計(jì)驗(yàn)證，標(biāo)注的應(yīng)用

20.設(shè)計(jì)輸出(Gerber文件、裝配圖、鋼網(wǎng)圖、CAM350導(dǎo)入Gerber)PCB元件清單

21.文檔格式轉(zhuǎn)換、PADS疑難問題解答

22.雙面板設(shè)計(jì)實(shí)例詳解

23.單面板設(shè)計(jì)實(shí)例詳解

24.多層板設(shè)計(jì)輔導(dǎo)

25.結(jié)業(yè)考核

采不間斷實(shí)例訓(xùn)練+知識(shí)講座+上機(jī)指導(dǎo)三軌并行方式教學(xué).

1、流行PCB設(shè)計(jì)軟體培訓(xùn)

目的是快速熟悉業(yè)界最流行的設(shè)計(jì)軟體，設(shè)計(jì)出從SCHPCBROUTERSICAM等符合要求的手機(jī)主板

2、手機(jī)功能方框圖培訓(xùn)

目的是熟悉手機(jī)功能模塊，才能在PCB設(shè)計(jì)中有針對(duì)性和目的性，并做到心中有數(shù)，才能完成后續(xù)的 設(shè)計(jì)工作

3、手機(jī)PCB的HDI工藝性培訓(xùn)

理解高密度互聯(lián)PCB的工藝，關(guān)系到所設(shè)計(jì)的 PCB能否高效率、低成本地制造出來(lái)

4、元器件封裝庫(kù)培訓(xùn)

設(shè)計(jì)中所使用的元件封裝是設(shè)計(jì)好的PCB的基礎(chǔ)，也是團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)合作的基礎(chǔ)

5、信號(hào)完整性培訓(xùn)

什么是傳輸線?SI帶來(lái)串?dāng)_、反射、過沖與下沖、振蕩、信號(hào)延遲等

6、手機(jī)EMC和ESD培訓(xùn)

EMC 是手機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中不變主題之一，設(shè)計(jì)符合HDI手機(jī)板的EMC及ESD要求以客不容緩

7、第五課:手機(jī)PCB 布局及布線培訓(xùn)

RF，電源，數(shù)字，模擬等更復(fù)雜的EMI/EMC問題，正成為L(zhǎng)AYOUT的關(guān)鍵

8、手機(jī)PCB檢查培訓(xùn)

影響PCB設(shè)計(jì)成功與否，大量而必須這樣考慮的設(shè)計(jì)檢查規(guī)則

9、手機(jī)PCB設(shè)計(jì)實(shí)例

從SCHPCB LAYOUTSI、EMC分析Z0阻抗控制CAM工程咨詢等必要的處理

在PCB設(shè)計(jì)過程中基板可能產(chǎn)生的問題主要有以下幾點(diǎn)

一 各種錫焊問題

現(xiàn)象征兆:冷焊點(diǎn)或錫焊點(diǎn)有爆破孔。

檢查方法:浸焊前和浸焊后對(duì)孔進(jìn)行經(jīng)常剖析，以發(fā)現(xiàn)銅受應(yīng)力的地方，此外，對(duì)原材料實(shí)行進(jìn)料檢驗(yàn)。

可能的原因:

1.爆破孔或冷焊點(diǎn)是在錫焊操作后看到的。在許多情況中，鍍銅不良，接著在錫焊操作過程中發(fā)生膨脹，使得金屬化孔壁上產(chǎn)生空穴或爆破孔。如果這是在濕法加工工藝過程中產(chǎn)生的，吸收的揮發(fā)物被鍍層掩蓋起來(lái)，然后在浸焊的加熱作用下被驅(qū)趕出來(lái)，這就會(huì)產(chǎn)生噴口或爆破孔。

解決辦法:

1.盡力消除銅應(yīng)力。層壓板在z軸或厚度方向的膨脹通常和材料有關(guān)。它能促使金屬化孔斷裂。與層壓板制造商打交道，以獲得z軸膨脹較小的材料的建議。

二 粘合強(qiáng)度問題

現(xiàn)象征兆:在浸焊操作工序中，焊盤和導(dǎo)線脫離。

檢查方法:在進(jìn)料檢驗(yàn)時(shí)，進(jìn)行充分地測(cè)試，并仔細(xì)地控制所有的濕法加工工藝過程。

可能的原因:

1.在加工過程中焊盤或?qū)Ь€脫離可能是由于電鍍?nèi)芤?、溶劑浸蝕或在電鍍操作過程中銅的應(yīng)力引起的。

2.沖孔、鉆孔或穿孔會(huì)使焊盤部分脫離，這將在孔金屬化操作中變得明顯起來(lái)。

3.在波峰焊或手工錫焊操作過程中，焊盤或?qū)Ь€脫離通常是由于錫焊技術(shù)不當(dāng)或溫度過高引起的。有時(shí)也因?yàn)閷訅喊逶瓉?lái)粘合不好或熱抗剝強(qiáng)度不高，造成焊盤或?qū)Ь€脫離。

4.有時(shí)印制電路板的設(shè)計(jì)布線會(huì)引起焊盤或?qū)Ь€在相同的地方脫離。

5.在錫焊操作過程中，元件的滯留的吸收熱會(huì)引起焊盤脫離。

解決辦法:

1、交給層壓板制造商一張所用溶劑和溶液的完整清單，包括每一步的處理時(shí)間和溫度。分析電鍍工序是否發(fā)生了銅應(yīng)力和過度的熱沖擊。

2、切實(shí)遵守推存的機(jī)械加工方法。對(duì)金屬化孔經(jīng)常剖析，能控制這個(gè)問題。

3、大多數(shù)焊盤或?qū)Ь€脫離是由于對(duì)全體操作人員要求不嚴(yán)所致。焊料槽的溫度檢驗(yàn)失效或延長(zhǎng)了在焊料槽中的停留時(shí)間也會(huì)發(fā)生脫離。在手工錫焊修整操作中，焊盤脫離大概是由于使用瓦數(shù)不當(dāng)?shù)碾娿t鐵，以及未能進(jìn)行專業(yè)的工藝培訓(xùn)所致?，F(xiàn)在有些層壓板制造商，為嚴(yán)格的錫焊使用，制造了在高溫下具有高抗剝強(qiáng)度級(jí)別的層壓板。

4、如果印制電路板的設(shè)計(jì)布線引起的脫離，發(fā)生在每一塊板上相同的地方;那么這種印制電路板必須重新設(shè)計(jì)。通常，這的確發(fā)生在厚銅箔或?qū)Ь€拐直角的地方。有時(shí)，長(zhǎng)導(dǎo)線也會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象;這是因

為熱膨脹系數(shù)不同的緣故。

5、PCB設(shè)計(jì)時(shí)候.在可能條件下，從整個(gè)印制電路板上取走重的元件，或在浸焊操作后裝上。通常用一把低瓦數(shù)的電烙鐵仔細(xì)錫焊，這與元件浸焊相比，基板材料受熱的持續(xù)時(shí)間要短。

三 尺寸過度變化問題

現(xiàn)象征兆:在加工或錫焊后基材尺寸超出公差或不能對(duì)準(zhǔn)。

檢查方法:在加工過程中充分進(jìn)行質(zhì)量控制。

可能的原因:

1.對(duì)紙基材料的構(gòu)造紋理方向未予注意，順向膨脹大約是橫向的一半。而且基材冷卻后不能恢復(fù)到它原來(lái)的尺寸。

2.層壓板中的局部應(yīng)力如果沒釋放出來(lái)，在加工過程中，有時(shí)會(huì)引起不規(guī)則的尺寸變化。

解決辦法:

1.囑咐全體生產(chǎn)人員經(jīng)常依相同的構(gòu)造紋理方向?qū)Π宀南铝?。如果尺寸變化超出容許范圍，可考慮改用基材。

2.與層壓板制造商者聯(lián)系，以獲得關(guān)于在加工前如何釋放材料應(yīng)力的建議。

1、準(zhǔn)備電路原理圖 2、新建一個(gè)pcb文件并載入元器件封裝庫(kù) 3、規(guī)劃電路板 4、裝入網(wǎng)絡(luò)表和元件 5、元器件自動(dòng)布局 6、布局調(diào)整 7、網(wǎng)絡(luò)密度分析 8、布線規(guī)則設(shè)定 9、自動(dòng)布線 10、手動(dòng)調(diào)整布線

《基于Protel的電子線路板設(shè)計(jì)》從實(shí)用角度出發(fā)，介紹了Protel 99 SE中的原理圖與PCB設(shè)計(jì)方法，共三個(gè)部分。第一部分包括第1~4章，主要介紹利用Protel 99 SE進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)的方法和操作步驟，同時(shí)也介紹如何在大型設(shè)計(jì)中采用層次原理圖將復(fù)雜電路分解為多張簡(jiǎn)單電路的方法。第二部分包括第5章，主要介紹原理圖和PCB封裝中新建元件庫(kù)的編輯和設(shè)計(jì)方法。第三部分包括第6~9章，主要介紹印刷線路板的基本知識(shí)、布局和布線以及PCB設(shè)計(jì)的一些高級(jí)技巧和經(jīng)驗(yàn)。

《基于Protel的電子線路板設(shè)計(jì)》是作者根據(jù)多年教學(xué)和工作實(shí)踐，按照行動(dòng)導(dǎo)向模式編寫的，語(yǔ)言簡(jiǎn)練、通俗易懂，實(shí)用性強(qiáng)，圖文并茂，適合教、學(xué)、做相結(jié)合的教學(xué)過程，也便于讀者自學(xué)。

《基于Protel的電子線路板設(shè)計(jì)》可作為高職高專院校相應(yīng)課程的教材，也可供從事電路設(shè)計(jì)的人員參考。