一个电路板是怎么设计出来的?(一)
电路设计:电气电路和电子电路设计。电路主要分为数字电路和模拟电路。数字电路那可以说是无处不在了,最常见的是生活中所用的电脑,手机还有家电类。模拟电路则多见于电源,驱动及工业模拟控制等。本文只谈及电子电路设计。
简单粗暴的解释就是,学校里学习的电阻,电容等电子元件符号用线连起来,就是电路设计。
电路板设计:则是依据电路设计完成的电路图纸,完成电路板实物的平面设计。设计好的数据传给电路板生产商,就可以生产出电路板来了。
话说到这里,只是对电路设计感兴趣的朋友们请绕行,以免耽误宝贵的时间。
那么首先说一说啥子是电路板吧,无论是电路设计还是电路板设计都是为了制造出电路板服务的。
给个图片先
图1 电路板的长相
这应该是款控制类的小型电路板,图像不是很清晰。
如果大家有时间把电视遥控器后盖打开,就可以更直观的看到相对简单一些的电路板了。
电路板制造工程的简要介绍
有人曾问我,只是对电路板进行设计,有必要对电路板的制造工艺进行深入理解吗?当然是有必要的了!!
原因很简单:在这里打个比喻,街头上的人物画师如果对人体没有充分的了解,那么画出来的你将是多么的惨不忍睹啊
先发个两面板的制作工程,程序会因电路板的生产厂的实际条件而有所不同,在这里不做深究。
图2 电路板的制造流程
在这里开始介绍电路板的制造流程
电路板的制造流程
首先,要把CAD生成的电路板CAM数据传送给电路板生产厂家。电路板生产厂家利用CAM ▷1 数据编辑器,对胶片数据,开孔数据等进行检查和编辑,追加制作电路板所需要的基准标识,校正值等或进行数据合成。
举例1,检查焊盘和孔径的间距是否合理
焊盘通常由镀锡来完成的,而插件孔是中空的。从图中可以看到,焊盘是环状的。
设计上零点几毫米都是可以的,但实际上对于厂家来说是需要有最小宽度标准的,
宽度设计的太小了,做不出来。在通常的设计标准之上,需要以电路板生产厂家的实际生产标准来校正设计标准。
比如焊盘的最小宽度:有的厂家能做到最小宽度为0.2mm,有的厂家能做到0.25mm,要做0.2mm就无法保证能形成焊盘了。
举例2,检查阻焊层上所开的窗口与焊盘的间距。
通常,电路板上一层绿色的薄膜质感的层就是阻焊层,顾名思义,阻焊层上是无法正常焊接的。
如图,阻焊层的窗口通常都要设计的比焊盘的直径大。这是为了开窗口与焊盘间保持一定的间距。
通常设定为0.2mm,这样制板上即使出现一定误差,也不会使阻焊层覆盖到焊盘上,导致焊接不良。
举例3,检查走线的最小宽度以及走线的最小间距。通常的工艺可以把最小宽度和最小间距分别做到0.2mm,
要做到更小的时候,就需要特殊工艺。在这里只介绍通常情况下,生产厂家能做到的最小标准。
举例4,检查电路板边缘或是非镀锡通孔与走线的最小距离。
电路板边缘通常与走线的最小间距设定为1mm,防止在电路板分割时,割裂走线。
设定为3mm,在对电路板利用机器焊接元件时,由于实际使用的机器自身的限制,可以避免损伤电路板边缘附近的走线。图5所示,
元件外形线通常也要和电路板边缘保持1mm以上的距离。
元件的焊盘与电路板边缘至少保持1mm以上,通常在3mm到5mm为佳。除了防止割裂,同时也降低了给焊盘带来的疲劳度,防止焊盘受到相对应力而从电路板上脱落。
非镀锡孔与走线间的最小距离则是根据非镀锡孔的使用而决定与走线的距离。图6所示,
通常的元件通孔与走线的距离通常设定为1mm以上,而对于M3的螺丝孔则通常规定在直径10mm以内禁止布线,放置元件。防止金属螺丝碰触走线,造成短路。如图7所示,
注意:以上的最小设定是电路板的设计标准,而非CAM的设定值。
以上的检查都可以通过对CAM的设定▷3来自动进行。当检查与修正工作完成后,就可以生成供各种加工装置使用的数据了。