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PCB抄板的一些相关概念及操作流程详解

来源:芯片解密-龙芯世纪   时间:2009-09-18   阅读:1694

    什么是PCB抄板?PCB抄板是提供电子零组件安装与插接时主要的支撑体,经特定的电路设计,将连接电子零组件之线路绘制成配线图形,再将此图案制作成胶片,然后在铜箔层板上经过图形显像、钻孔、电镀、蚀刻等加工过程,制成所需pcb抄板,故pcb抄板乃是组装电子零件之前的基板。此产品的主要功能便是将各种电子零组件,藉由pcb抄板所形成的路板设计,达成中继传输之目的,以使各项零组件功能得以发挥。
  PCB抄板是以绝缘材料辅以导体配线所形成的结构性元件。在制成最终产品时,其上会安装积体电路、电晶体、二极体、被动元件(如:电阻、电容、连接器等)及其他各种各样的电子零件。藉著导线连通,可以形成电子讯号连结及应有机能。因此,pcb抄板是一种提供元件连结的平台,用以承接联系零件的基础的。
  由于PCB抄板并非一般终端产品,因此在名称的定义上略为混乱,例如:个人电脑用的母板,称为主机板而不能直接称为电路板,虽然主机板中有电路板的存在但是并不相同,因此评估产业时两者有关却不能说相同。再譬如:因为有积体电路零件装载在抄板上,因而新闻媒体称他为IC板,但实质上他也不等同于PCB抄板。
  在电子产品趋于多功能复杂化的前题下,积体电路元件的接点距离随之缩小,信号传送的速度则相对提高,随之而来的是接线数量的提高、点间配线的长度局部性缩短,这些就需要应用高密度线路配置及微孔技术来达成目标。配线与跨接基本上对单双面板而言有其达成的困难,因而电路板会走向多层化,又由于讯号线不断的增加,更多的电源层与接地层就为设计的必须手段,这些都促使从层PCB抄板(Multilayer Printed Circuit Board)更加普遍。
  对于高速化讯号的电性要求,电路板必须提供具有交流电特性的阻抗控制、高频传输能力、降低不必要的幅射(EMI)等。采用Stripline、Microstrip的结构,多层化就成为必要的设计。为减低讯号传送的品质问题,会采用低介电质系数、低衰减率的绝缘材料,为配合电子元件构装的小型化及阵列化,电路板也不断的提高密度以因应需求。BGA (Ball Grid Array)、CSP (Chip Scale Package)、DCA (Direct Chip Attachment)等组零件组装方式的出现,更促pcb抄板推向前所未有的高密度境界。
  凡直径小于150um以下的孔在业界被称为微孔(Microvia),利用这种微孔的几何结构技术所作出的电路可以提高组装、空间利用等等的效益,同时对于电子产品的小型化也有其必要性。
  对于这类结构的抄板产品,业界曾经有过多个不同的名称来称呼这样的电路板。例如:欧美业者曾经因为制作的程序是采用序列式的建构方式,因此将这类的产品称为SBU (Sequence Build Up Process),一般翻译为“序列式增层法”。至于日本业者,则因为这类的产品所制作出来的孔结构比以往的孔都要小很多,因此称这类产品的制作技术为MVP (Micro Via Process),一般翻译为“微孔制程”。也有人因为传统的多层板被称为MLB (Multilayer Board),因此称呼这类的抄板为BUM (Build Up Multilayer Board),一般翻译为“增层式多层板”。
  美国的IPC电路板协会其于避免混淆的考虑,而提出将这类的产品称为HDI (High DensiIntrerconnection Technology)的通用名称,如果直接翻译就变成了高密度连结技术。但是这又无法反应出电路板特征,因此多数的电路板业者就将这类的产品称为HDI板或是全中文名称“高密度互连技术”。但是因为口语顺畅性的问题,也有人直接称这类的产品为“高密度pcb抄板”或是HDI板。
  PCB抄板流程,PCB为不装元件的印刷电路板,而装了元件的印刷电路板被称为PCBA。
  1.扫描电路板图片;
  2.拆板:拆掉所有器件,并且将PAD孔里的锡去掉。用酒精将PCB清洗干净,然后放入扫描仪内,扫描仪扫描的时候需要稍调高一些扫描的像素,以便得到较清晰的图像,启动POTOSHOP,用彩色方式将丝印面扫入,保存该文件并打印出来备用;
  3.制作BOM单:参照第一步中的电路板图片在纸上记录好所有元气件的型号,参数,以及位置,尤其是二极管,三机管的方向,IC缺口的方向等;
  4.用水纱纸将TOP LAYER 和BOTTOM LAYER两层轻微打磨,打磨到铜膜发亮,放入扫描仪,启动PHOTOSHOP,用彩色方式将两层分别扫入;
  5.调整画布的对比度,明暗度,使有铜膜的部分和没有铜膜的部分对比强烈,然后将次图转为黑白色,检查线条是否清晰,如果不清晰,则重复本步骤。如果清晰,将图存为黑白BMP格式文件TOP.BMP和BOT.BMP,如果发现图形有问题还可以用PHOTOSHOP进行修补和修正。
  6.启动PCB抄板 <http://www.circuit-tech.cn/ComList.asp?D_ClassID=3>软件Protel,在文件菜单中调入扫描的PCB板图片,将两个BMP格式的文件分别转为PROTEL格式文件,在PROTEL中调入两层,如过两层的PAD和VIA的位置基本重合,表明前几个步骤做的很好,如果有偏差,则重复第4步。
  7.将TOP层的BMP转化为TOP.PCB,注意要转化到SILK层,然后你在TOP层描线就是了,并且根据第二步的图纸放置器件。画完后将SILK层删掉。
  8.将BOT层的BMP转化为BOT.PCB,与上面一样是转化到SILK层,然后你在BOT层描线就是了。画完后将SILK层删掉。
  9.在PROTEL中将TOP.PCB和BOT.PCB调入,合为一个图就OK了。
  10.用激光打印机将TOP LAYER, BOTTOM LAYER分别打印到透明胶片上(1:1的比例),把胶片放到那块PCB上,比较一下是否有误,如果没错,你就大功告成了。
  注意:如果是多层板还要细心打磨到里面的内层,同时重复第4到第9的步骤,当然图形的命名也不同,要根据层数来定,一般双面板抄板要比多层板简单许多,多层板抄板容易出现对位不准的情况,所以多层板抄板要特别仔细和小心。
  上文中所总结的是PCB的一些相关概念和基本流程。如果您想更系统、细致的了解关于PCB抄板技术的知识,请浏览本网站的其他文章。