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

2. PCB的内部结构

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

   • 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）

7. 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？