結合PCB制造原理以?xún)?yōu)化PCB電路設計

2020-03-23

如今PCB電路設計和電路板開(kāi)發(fā)行業(yè)競爭激烈，僅能夠生產(chǎn)電路板就變得越來(lái)越難以接受。相反，有必要比其他開(kāi)發(fā)人員和OEM更有效率地設計和構建高質(zhì)量的板。為了達到這種性能水平，需要優(yōu)化設計過(guò)程。關(guān)鍵因素之一就是結合了PCB制造原理。在討論實(shí)現方法之前，我們首先需要了解這些原理以及底層的PCB制造過(guò)程。

PCB制造工藝

PCB制造過(guò)程對設計整體開(kāi)發(fā)的重要性不可低估。周轉時(shí)間和電路板質(zhì)量只是取決于你選擇的制造商和組裝服務(wù)合同制造商（CM）的兩個(gè)因素。PCB制造包括以下正式流程：

電路板制造步驟

1、成像-最初創(chuàng )建電路板布局圖像。

2、蝕刻（內層）-或除去跡線(xiàn)和焊盤(pán)以外的所有區域的銅。

3、板疊層-是將板層排列，對齊和粘合在一起的地方。

4、鉆孔-接下來(lái)鉆孔所有孔，無(wú)論是用于通孔還是安裝孔。根據電路板的尺寸或高度，這可能需要分步完成，特別是在使用激光打孔的情況下。

5、蝕刻（外層）-接下來(lái)，必須蝕刻外層。還必須從這些層上清除銅抗蝕劑。

6、通孔電鍍-用導電材料（通常為銅）填充通孔。

7、絲網(wǎng)印刷-是在木板表面添加參考指示器，插針指示器，極性標志，標簽和其他圖像。

PCB組裝步驟

1、涂上焊膏-涂上焊膏的初始層以幫助將SMD組件保持在適當的位置以進(jìn)行焊接。

2、放置表面貼裝設備（SMD）-接下來(lái)，將SMD放在其封裝上。

3、回流焊-在這里進(jìn)行SMD連接。

4、返工（如有必要）-檢查后，如果未將SMD固定在其墊板上或未正確對齊，則可以進(jìn)行糾正。

5、安裝通孔組件-在這里，通孔組件的引線(xiàn)穿過(guò)電路板。

6、焊接通孔元件-然后通常通過(guò)波峰焊安裝通孔元件。

7、最終焊接（如有必要）-如果任何連接不牢固，則將其糾正。

8、清潔-進(jìn)行清潔以確保板上沒(méi)有殘留的污染物。但是，并非在所有情況下都執行此操作。

9、施加保形涂料-整個(gè)板表面的后面一層保護是保形涂料。這樣可以保護導電跡線(xiàn)并有助于防止間隙爬電。

10、去面板化-在此步驟中，使用布線(xiàn)或計分將電路板分成獨立的單元。

為使你的電路板制造對你的開(kāi)發(fā)產(chǎn)生較大的影響，應結合PCB制造的原理。

PCB制造原理的基礎是什么？

了解電路板的制造過(guò)程涉及哪些步驟，為理解PCB制造原理奠定了基礎。實(shí)際上，制定這些原則取決于你做出有助于你的CM并提高電路板制造能力的設計決策的能力。最有效的方法是采用和利用CM流程的規則和準則，或者采用制造設計（DFM）。 對于PCB開(kāi)發(fā)，DFM可以定義如下：

1、用于制造或DFM的設計是將制造過(guò)程與制造過(guò)程相結合的過(guò)程。

2、電路板的裝配設備功能，技術(shù)和工藝

3、制造商進(jìn)入你的設計，以確?？芍圃煨圆⒂兄诤?jiǎn)化或簡(jiǎn)化

4、制造和組裝。這包括設置板參數；如間隙

5、和鉆孔尺寸，均在制造商指定的公差范圍內。

當規范針對的是PCB組裝或PCBA而非制造時(shí)，它們稱(chēng)為組裝設計或DFA。因此，我們可以如下定義DFA：

1、裝配設計或DFA正在制定旨在幫助你的設計決策

2、便于組裝電路板或PCBA。這包括選擇通孔的類(lèi)型，

3、環(huán)形尺寸，阻焊層擴展設置，組件間距良好

4、熱分布和其他選擇。

可用于規范的DFM和DFA或DFMA選項總數是將制造原理應用于設計的能力的基礎，這取決于可從CM獲得的數據以及最重要的是，PCB電路設計軟件的功能。

PCB制造原理如何融入你的設計中？

DFMA的利用程度是在你的設計中實(shí)施PCB制造原理的主要手段。但是，這些原理本身是通過(guò)采用針對制造工藝的PCB電路設計來(lái)體現的。采用這樣的理念可以幫助你做出不僅直接改善制造水平而且可以對整體開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)產(chǎn)生積極影響的決策；例如決定何時(shí)按成本PCB電路設計或按價(jià)值設計。

那么，如何通過(guò)對制造過(guò)程的實(shí)際影響來(lái)調節PCB電路設計決策的這一哲學(xué)原理呢？首先要了解構建PCB的技巧或指導生產(chǎn)活動(dòng)所必須具備的靈活性。通過(guò)在DFM和/或DFA準則內行使選擇制造選項的自由，你可以消除或避免重新設計PCB組件和子組件，這將延長(cháng)周轉時(shí)間并增加成本。你還應考慮制造費用和產(chǎn)量差異，以改善制造成本估算。要最有效地利用PCB制造原則，就需要使用先進(jìn)的PCB電路設計工具。例如PCB系統的3D模擬。

讓我們更詳細地探討PCB制造的這些原理。

避免重新設計PCB組件和子組件

PCB制造的另一個(gè)似乎看似顯而易見(jiàn)的原則是避免重新PCB電路設計。當檢測到或識別出只能通過(guò)修改設計參數或規格來(lái)糾正的錯誤時(shí)，需要重新設計PCB組件或子組件。這些錯誤可以在制造，部件放置或組裝之前或期間被檢測到。

在設計中考慮制造開(kāi)銷(xiāo)和生產(chǎn)量差異

在PCB的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中，始終希望最小化或消除對任何類(lèi)型的重新設計的需求。但是，對于除最簡(jiǎn)單電路以外的所有電路，完全消除設計變更是不切實(shí)際的。例如，在原型制作過(guò)程中，通常需要執行幾次設計→構建→測試周期或迭代，以消除任何錯誤并提高電路板的設計質(zhì)量。

此原型階段發(fā)生在小批量生產(chǎn)期間，在此階段，所制造的板數量可能從幾到幾百個(gè)不等。在開(kāi)發(fā)和電路板設計最終確定之后，將出現另一種批量生產(chǎn)。此處生產(chǎn)的PCB數量可能為數萬(wàn)或數十萬(wàn)，甚至更高。

準確估算制造成本的重要性

認識到制造開(kāi)銷(xiāo)的差異以及它如何影響電路板的周轉時(shí)間和成本是一回事。實(shí)現它是另一回事。為了充分衡量生產(chǎn)電路板所需的資源，你需要執行準確的制造成本估算。制造成本在很大程度上取決于你的CM，并以報價(jià)形式提供給你。報價(jià)的準確性實(shí)際上完全取決于你提供給CM的設計信息的準確性和完整性。因此，你應該確保為CM提供一個(gè)綜合的設計包，這是一種建議格式。 

在PCB系統中有效利用3D仿真

包含PCB制造原理的PCB電路設計的另一個(gè)基本要素是工具利用率。整合和利用制造原則以最小化時(shí)間和成本，要求在提交給CM之前對設計進(jìn)行分析和審查。進(jìn)行此類(lèi)評估的工具之一是PCB系統的3D仿真。以3D進(jìn)行查看和設計的能力還為你提供了許多其他優(yōu)勢，例如更好的柔性板設計，深入的多板設計檢查以及MCAD / ECAD協(xié)作。 

PCB制造集成簡(jiǎn)易原理的軟件要求

好的PCB電路設計過(guò)程應結合PCB制造原理。畢竟，制造決定了電路板的周轉時(shí)間、質(zhì)量和成本。上海韜放電子提供PCB電路設計服務(wù)，如果您有這方面的需求，請聯(lián)系我們。