结合PCB制造原理(lǐ)以优化PCB電(diàn)路设计

2020-03-23

如今PCB電(diàn)路设计和電(diàn)路板开发行业竞争激烈，仅能(néng)够生产電(diàn)路板就变得越来越难以接受。相反，有(yǒu)必要比其他(tā)开发人员和OEM更有(yǒu)效率地设计和构建高质量的板。為(wèi)了达到这种性能(néng)水平，需要优化设计过程。关键因素之一就是结合了PCB制造原理(lǐ)。在讨论实现方法之前，我们首先需要了解这些原理(lǐ)以及底层的PCB制造过程。

PCB制造工艺

PCB制造过程对设计整體(tǐ)开发的重要性不可(kě)低估。周转时间和電(diàn)路板质量只是取决于你选择的制造商(shāng)和组装服務(wù)合同制造商(shāng)（CM）的两个因素。PCB制造包括以下正式流程：

電(diàn)路板制造步骤

1、成像-最初创建電(diàn)路板布局图像。

2、蚀刻（内层）-或除去迹線(xiàn)和焊盘以外的所有(yǒu)區(qū)域的铜。

3、板叠层-是将板层排列，对齐和粘合在一起的地方。

4、钻孔-接下来钻孔所有(yǒu)孔，无论是用(yòng)于通孔还是安装孔。根据電(diàn)路板的尺寸或高度，这可(kě)能(néng)需要分(fēn)步完成，特别是在使用(yòng)激光打孔的情况下。

5、蚀刻（外层）-接下来，必须蚀刻外层。还必须从这些层上清除铜抗蚀剂。

6、通孔電(diàn)镀-用(yòng)导電(diàn)材料（通常為(wèi)铜）填充通孔。

7、丝网印刷-是在木(mù)板表面添加参考指示器，插针指示器，极性标志(zhì)，标签和其他(tā)图像。

PCB组装步骤

1、涂上焊膏-涂上焊膏的初始层以帮助将SMD组件保持在适当的位置以进行焊接。

2、放置表面贴装设备（SMD）-接下来，将SMD放在其封装上。

3、回流焊-在这里进行SMD连接。

4、返工（如有(yǒu)必要）-检查后，如果未将SMD固定在其垫板上或未正确对齐，则可(kě)以进行纠正。

5、安装通孔组件-在这里，通孔组件的引線(xiàn)穿过電(diàn)路板。

6、焊接通孔元件-然后通常通过波峰焊安装通孔元件。

7、最终焊接（如有(yǒu)必要）-如果任何连接不牢固，则将其纠正。

8、清洁-进行清洁以确保板上没有(yǒu)残留的污染物(wù)。但是，并非在所有(yǒu)情况下都执行此操作。

9、施加保形涂料-整个板表面的后面一层保护是保形涂料。这样可(kě)以保护导電(diàn)迹線(xiàn)并有(yǒu)助于防止间隙爬電(diàn)。

10、去面板化-在此步骤中，使用(yòng)布線(xiàn)或计分(fēn)将電(diàn)路板分(fēn)成独立的单元。

為(wèi)使你的電(diàn)路板制造对你的开发产生较大的影响，应结合PCB制造的原理(lǐ)。

PCB制造原理(lǐ)的基础是什么？

了解電(diàn)路板的制造过程涉及哪些步骤，為(wèi)理(lǐ)解PCB制造原理(lǐ)奠定了基础。实际上，制定这些原则取决于你做出有(yǒu)助于你的CM并提高電(diàn)路板制造能(néng)力的设计决策的能(néng)力。最有(yǒu)效的方法是采用(yòng)和利用(yòng)CM流程的规则和准则，或者采用(yòng)制造设计（DFM）。 对于PCB开发，DFM可(kě)以定义如下：

1、用(yòng)于制造或DFM的设计是将制造过程与制造过程相结合的过程。

2、電(diàn)路板的装配设备功能(néng)，技术和工艺

3、制造商(shāng)进入你的设计，以确保可(kě)制造性并有(yǒu)助于简化或简化

4、制造和组装。这包括设置板参数；如间隙

5、和钻孔尺寸，均在制造商(shāng)指定的公差范围内。

当规范针对的是PCB组装或PCBA而非制造时，它们称為(wèi)组装设计或DFA。因此，我们可(kě)以如下定义DFA：

1、装配设计或DFA正在制定旨在帮助你的设计决策

2、便于组装電(diàn)路板或PCBA。这包括选择通孔的类型，

3、环形尺寸，阻焊层扩展设置，组件间距良好

4、热分(fēn)布和其他(tā)选择。

可(kě)用(yòng)于规范的DFM和DFA或DFMA选项总数是将制造原理(lǐ)应用(yòng)于设计的能(néng)力的基础，这取决于可(kě)从CM获得的数据以及最重要的是，PCB電(diàn)路设计软件的功能(néng)。

PCB制造原理(lǐ)如何融入你的设计中？

DFMA的利用(yòng)程度是在你的设计中实施PCB制造原理(lǐ)的主要手段。但是，这些原理(lǐ)本身是通过采用(yòng)针对制造工艺的PCB電(diàn)路设计来體(tǐ)现的。采用(yòng)这样的理(lǐ)念可(kě)以帮助你做出不仅直接改善制造水平而且可(kě)以对整體(tǐ)开发和生产产生积极影响的决策；例如决定何时按成本PCB電(diàn)路设计或按价值设计。

那么，如何通过对制造过程的实际影响来调节PCB電(diàn)路设计决策的这一哲學(xué)原理(lǐ)呢(ne)？首先要了解构建PCB的技巧或指导生产活动所必须具备的灵活性。通过在DFM和/或DFA准则内行使选择制造选项的自由，你可(kě)以消除或避免重新(xīn)设计PCB组件和子组件，这将延長(cháng)周转时间并增加成本。你还应考虑制造费用(yòng)和产量差异，以改善制造成本估算。要最有(yǒu)效地利用(yòng)PCB制造原则，就需要使用(yòng)先进的PCB電(diàn)路设计工具。例如PCB系统的3D模拟。

让我们更详细地探讨PCB制造的这些原理(lǐ)。

避免重新(xīn)设计PCB组件和子组件

PCB制造的另一个似乎看似显而易见的原则是避免重新(xīn)PCB電(diàn)路设计。当检测到或识别出只能(néng)通过修改设计参数或规格来纠正的错误时，需要重新(xīn)设计PCB组件或子组件。这些错误可(kě)以在制造，部件放置或组装之前或期间被检测到。

在设计中考虑制造开销和生产量差异

在PCB的开发和生产过程中，始终希望最小(xiǎo)化或消除对任何类型的重新(xīn)设计的需求。但是，对于除最简单電(diàn)路以外的所有(yǒu)電(diàn)路，完全消除设计变更是不切实际的。例如，在原型制作过程中，通常需要执行几次设计→构建→测试周期或迭代，以消除任何错误并提高電(diàn)路板的设计质量。

此原型阶段发生在小(xiǎo)批量生产期间，在此阶段，所制造的板数量可(kě)能(néng)从几到几百个不等。在开发和電(diàn)路板设计最终确定之后，将出现另一种批量生产。此处生产的PCB数量可(kě)能(néng)為(wèi)数万或数十万，甚至更高。

准确估算制造成本的重要性

认识到制造开销的差异以及它如何影响電(diàn)路板的周转时间和成本是一回事。实现它是另一回事。為(wèi)了充分(fēn)衡量生产電(diàn)路板所需的资源，你需要执行准确的制造成本估算。制造成本在很(hěn)大程度上取决于你的CM，并以报价形式提供给你。报价的准确性实际上完全取决于你提供给CM的设计信息的准确性和完整性。因此，你应该确保為(wèi)CM提供一个综合的设计包，这是一种建议格式。 

在PCB系统中有(yǒu)效利用(yòng)3D仿真

包含PCB制造原理(lǐ)的PCB電(diàn)路设计的另一个基本要素是工具利用(yòng)率。整合和利用(yòng)制造原则以最小(xiǎo)化时间和成本，要求在提交给CM之前对设计进行分(fēn)析和审查。进行此类评估的工具之一是PCB系统的3D仿真。以3D进行查看和设计的能(néng)力还為(wèi)你提供了许多(duō)其他(tā)优势，例如更好的柔性板设计，深入的多(duō)板设计检查以及MCAD / ECAD协作。 

PCB制造集成简易原理(lǐ)的软件要求

好的PCB電(diàn)路设计过程应结合PCB制造原理(lǐ)。毕竟，制造决定了電(diàn)路板的周转时间、质量和成本。上海韬放電(diàn)子提供PCB電(diàn)路设计服務(wù)，如果您有(yǒu)这方面的需求，请联系我们。