一個電路板是怎麼設計出來的?(一)

電路設計:電氣電路和電子電路設計電路主要分為數字電路和模擬電路

數字電路那可以說是無處不在了,最常見的是生活中所用的電腦,手機還有家電類。模擬電路則多見於電源,驅動及工業模擬控制等。本文只談及電子電路設計。

簡單粗暴的解釋就是,學校裡學習的電阻,電容等電子元件符號用線連起來,就是電路設計。

電路板設計:則是依據電路設計完成的電路圖紙(概念),完成電路板實物的平面設計。設計好的數據傳給電路板生產商,就可以生產出電路板來了(說的容易...)。

話說到這裡,只是對電路設計感興趣的朋友們請繞行,以免耽誤寶貴的時間。

那麼首先說一說啥子是電路板吧,無論是電路設計還是電路板設計都是為了製造出電路板服務的。

給個圖片先

一個電路板是怎麼設計出來的?(一)

圖1 電路板的長相

這應該是款控制類的小型電路板,圖像不是很清晰。

如果大家有時間把電視遙控器後蓋打開,就可以更直觀的看到相對簡單一些的電路板了。

電路板製造工程的簡要介紹

有人曾問我,只是對電路板進行設計,有必要對電路板的製造工藝進行深入理解嗎?當然是有必要的了!!

原因很簡單:在這裡打個比喻,街頭上的人物畫師如果對人體沒有充分的瞭解,那麼畫出來的你將是多麼的慘不忍睹啊

先發個兩面板的製作工程,程序會因電路板的生產廠的實際條件而有所不同,在這裡不做深究。

一個電路板是怎麼設計出來的?(一)

圖2 電路板的製造流程

在這裡開始介紹電路板的製造流程

電路板的製造流程

舉例1,檢查焊盤和孔徑的間距是否合理

一個電路板是怎麼設計出來的?(一)

焊盤通常由鍍錫來完成的,而插件孔是中空的。從圖中可以看到,焊盤是環狀的。

設計上零點幾毫米都是可以的,但實際上對於廠家來說是需要有最小寬度標準的,

寬度設計的太小了,做不出來。在通常的設計標準之上,需要以電路板生產廠家的實際生產標準來校正設計標準。

比如焊盤的最小寬度:有的廠家能做到最小寬度為0.2mm,有的廠家能做到0.25mm,要做0.2mm就無法保證能形成焊盤了。

舉例2,檢查阻焊層上所開的窗口與焊盤的間距。

一個電路板是怎麼設計出來的?(一)

通常,電路板上一層綠色的薄膜質感的層就是阻焊層,顧名思義,阻焊層上是無法正常焊接的。

如圖,阻焊層的窗口通常都要設計的比焊盤的直徑大。這是為了開窗口與焊盤間保持一定的間距。

通常設定為0.2mm,這樣制板上即使出現一定誤差,也不會使阻焊層覆蓋到焊盤上,導致焊接不良。

舉例3,檢查走線的最小寬度以及走線的最小間距。通常的工藝可以把最小寬度和最小間距分別做到0.2mm,

要做到更小的時候,就需要特殊工藝。在這裡只介紹通常情況下,生產廠家能做到的最小標準。

舉例4,檢查電路板邊緣或是非鍍錫通孔(NPTH)與走線的最小距離。

  • 電路板邊緣通常與走線的最小間距設定為1mm(條件需要時可以設定為0.5mm,非推薦),防止在電路板分割時,割裂走線。

    設定為3mm,在對電路板利用機器焊接元件時,由於實際使用的機器自身的限制,可以避免損傷電路板邊緣附近的走線。圖5所示,

一個電路板是怎麼設計出來的?(一)

  • 元件外形線(絲印來表示)通常也要和電路板邊緣保持1mm以上的距離(設計中位置被指定的元件除外)。

    元件的焊盤與電路板邊緣至少保持1mm以上,通常在3mm到5mm為佳。除了防止割裂,同時也降低了給焊盤帶來的疲勞度,防止焊盤受到相對應力而從電路板上脫落。

  • 非鍍錫孔(NPTH)與走線間的最小距離則是根據非鍍錫孔的使用而決定與走線的距離。圖6所示,

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通常的元件通孔與走線的距離通常設定為1mm以上(條件需要時可以設定為0.5mm,非推薦),而對於M3的螺絲孔則通常規定在直徑10mm以內禁止佈線,放置元件。防止金屬螺絲碰觸走線,造成短路。如圖7所示,

一個電路板是怎麼設計出來的?(一)

注意:以上的最小設定是電路板的設計標準,而非CAM的設定值。

以上的檢查都可以通過對CAM的設定▷3來自動進行。當檢查與修正工作完成後,就可以生成供各種加工裝置使用的數據了。

備註:

1,CAM:Computer Aided Manufacturing

2,這裡所說的設計標準,是在行業不成文的標準之上,鄙人在設計中所劃定的。

讀者需要在設計中參考電路板生產廠家的標準,來制定自己的設計標準。

老人們說的好,無規矩不成方圓。

3,CAM的設定值則是根據廠家所能生成電路板的標準限度。超過這個標準限度自然無法做出良好的電路板。


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