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技術(shù)專題
結(jié)合PCB制造原理以優(yōu)化PCB電路設(shè)計
如今PCB電路設(shè)計和電路板開發(fā)行業(yè)競爭激烈，僅能夠生產(chǎn)電路板就變得越來越難以接受。相反，有必要比其他開發(fā)人員和OEM更有效率地設(shè)計和構(gòu)建高質(zhì)量的板。為了達(dá)到這種性能水平，需要優(yōu)化設(shè)計過程。關(guān)鍵因素之一就是結(jié)合了PCB制造原理。在討論實(shí)現(xiàn)方法之前，我們首先需要了解這些原理以及底層的PCB制造過程。
PCB制造工藝
PCB制造過程對設(shè)計整體開發(fā)的重要性不可低估。周轉(zhuǎn)時間和電路板質(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(nèi)層）-或除去跡線和焊盤以外的所有區(qū)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-接下來鉆孔所有孔，無論是用于通孔還是安裝孔。根據(jù)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，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(dǎo)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(biāo)志，標(biāo)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(dāng)?shù)奈恢靡赃M(jìn)行焊接。
2、放置表面貼裝設(shè)備（SMD）-接下來，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，通孔組件的引線穿過電路板。
6、焊接通孔元件-然后通常通過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有殘留的污染物。但是，并非在所有情況下都執(zhí)行此操作。
9、施加保形涂料-整個板表面的后面一層保護(hù)是保形涂料。這樣可以保護(hù)導(dǎo)電跡線并有助于防止間隙爬電。
10、去面板化-在此步驟中，使用布線或計分將電路板分成獨(dú)立的單元。
為使你的電路板制造對你的開發(fā)產(chǎn)生較大的影響，應(yīng)結(jié)合PCB制造的原理。
PCB制造原理的基礎(chǔ)是什么？
了解電路板的制造過程涉及哪些步驟，為理解PCB制造原理奠定了基礎(chǔ)。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(shè)計決策的能力。最有效的方法是采用和利用CM流程的規(guī)則和準(zhǔn)則，或者采用制造設(shè)計（DFM）。 對于PCB開發(fā)，DFM可以定義如下：
1、用于制造或DFM的設(shè)計是將制造過程與制造過程相結(jié)合的過程。
2、電路板的裝配設(shè)備功能，技術(shù)和工藝
3、制造商進(jìn)入你的設(shè)計，以確保可制造性并有助于簡化或簡化
4、制造和組裝。這包括設(shè)置板參數(shù)；如間隙
5、和鉆孔尺寸，均在制造商指定的公差范圍內(nèi)。
當(dāng)規(guī)范針對的是PCB組裝或PCBA而非制造時，它們稱為組裝設(shè)計或DFA。因此，我們可以如下定義DFA：
1、裝配設(shè)計或DFA正在制定旨在幫助你的設(shè)計決策
2、便于組裝電路板或PCBA。這包括選擇通孔的類型，
3、環(huán)形尺寸，阻焊層擴(kuò)展設(shè)置，組件間距良好
4、熱分布和其他選擇。
可用于規(guī)范的DFM和DFA或DFMA選項總數(shù)是將制造原理應(yīng)用于設(shè)計的能力的基礎(chǔ)，這取決于可從CM獲得的數(shù)據(jù)以及最重要的是，PCB電路設(shè)計軟件的功能。
PCB制造原理如何融入你的設(shè)計中？
DFMA的利用程度是在你的設(shè)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采用針對制造工藝的PCB電路設(shè)計來體現(xiàn)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發(fā)和生產(chǎn)產(chǎn)生積極影響的決策；例如決定何時按成本PCB電路設(shè)計或按價值設(shè)計。
那么，如何通過對制造過程的實(shí)際影響來調(diào)節(jié)PCB電路設(shè)計決策的這一哲學(xué)原理呢？首先要了解構(gòu)建PCB的技巧或指導(dǎo)生產(chǎn)活動所必須具備的靈活性。通過在DFM和/或DFA準(zhǔn)則內(nèi)行使選擇制造選項的自由，你可以消除或避免重新設(shè)計PCB組件和子組件，這將延長周轉(zhuǎn)時間并增加成本。你還應(yīng)考慮制造費(fèi)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(shè)計工具。例如PCB系統(tǒng)的3D模擬。
讓我們更詳細(xì)地探討PCB制造的這些原理。
避免重新設(shè)計PCB組件和子組件
PCB制造的另一個似乎看似顯而易見的原則是避免重新PCB電路設(shè)計。當(dāng)檢測到或識別出只能通過修改設(shè)計參數(shù)或規(guī)格來糾正的錯誤時，需要重新設(shè)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(shè)計中考慮制造開銷和生產(chǎn)量差異
在PCB的開發(fā)和生產(chǎn)過程中，始終希望最小化或消除對任何類型的重新設(shè)計的需求。但是，對于除最簡單電路以外的所有電路，完全消除設(shè)計變更是不切實(shí)際的。例如，在原型制作過程中，通常需要執(zhí)行幾次設(shè)計→構(gòu)建→測試周期或迭代，以消除任何錯誤并提高電路板的設(shè)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(shù)量可能從幾到幾百個不等。在開發(fā)和電路板設(shè)計最終確定之后，將出現(xiàn)另一種批量生產(chǎn)。此處生產(chǎn)的PCB數(shù)量可能為數(shù)萬或數(shù)十萬，甚至更高。
準(zhǔn)確估算制造成本的重要性
認(rèn)識到制造開銷的差異以及它如何影響電路板的周轉(zhuǎn)時間和成本是一回事。實(shí)現(xiàn)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(zhí)行準(zhǔn)確的制造成本估算。制造成本在很大程度上取決于你的CM，并以報價形式提供給你。報價的準(zhǔn)確性實(shí)際上完全取決于你提供給CM的設(shè)計信息的準(zhǔn)確性和完整性。因此，你應(yīng)該確保為CM提供一個綜合的設(shè)計包，這是一種建議格式。
在PCB系統(tǒng)中有效利用3D仿真
包含PCB制造原理的PCB電路設(shè)計的另一個基本要素是工具利用率。整合和利用制造原則以最小化時間和成本，要求在提交給CM之前對設(shè)計進(jìn)行分析和審查。進(jìn)行此類評估的工具之一是PCB系統(tǒng)的3D仿真。以3D進(jìn)行查看和設(shè)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(shè)計，深入的多板設(shè)計檢查以及MCAD / ECAD協(xié)作。
PCB制造集成簡易原理的軟件要求
好的PCB電路設(shè)計過程應(yīng)結(jié)合PCB制造原理。畢竟，制造決定了電路板的周轉(zhuǎn)時間、質(zhì)量和成本。上海韜放電子提供PCB電路設(shè)計服務(wù)，如果您有這方面的需求，請聯(lián)系我們。