参考:
PCB是怎么消灭元器件之间的电线:铜迹线
走进工厂:PCB线路板是如何制造出来的
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下一步可继续学习简易的PCB绘制:
如何快速阅读芯片数据手册(初学者和外行进)
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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:两个两层板压合到一起,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)
如果没有阻焊层会出现下图所示短路情况,所以需要阻焊层,只留出焊盘。
阻焊层的上层就是丝印层,印上了字,在贴片的时候叫做位号
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
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
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
蚀刻后只是完成了其中一层,制作多层板还要进行层压,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(走进工厂视频里有讲),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(AOI光学检测等,走进工厂视频里有讲)后电路板基本就可以出厂了。
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。
FPGA六层板,上图左边是二维视图,右边是三维视图
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,如上图标注123456。
上图周围黄色的是芯片丝印的外框,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(上图红色箭头标注的走向)。
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
布局连线结束后还需要覆铜,还需要检查(例如AOI光学影像检查)后就差不多了(连线是为了走信号,覆铜是为了敷电源以及地,PCB视频里讲的覆铜皮,如下图高亮红色区域就是覆铜部分)
电源和地都覆铜,如果打过孔,就会造成短路
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。
其他要素(非必要):
原理图上的元件来自元件库SCHLIB
SCHLIB(上图右上角)的PIN number与PCBLIB(上图下方)的是严格对应的
有的同学比较懒,没有找到元件库SCHLIB的封装(比如MOS管),就画一个框然后标注123个引脚也是可以的,但是原理图可读性就很差
如果PCB文件没有保密需求,直接将PCBDOC,.brd或者.pcbdoc文件直接给加工厂,加工厂倒Gerber就可以;如果有保密需求,则建议生成Gerber文件,变成一张一张的画,把画交给PCB加工厂加工
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