印刷电路板是许多电子设备不可或缺的一部分。如果您打算购买 PCB,则应该更多地了解设计过程。这样,您就可以确保电路板完美适合您所需的应用。此外,您将优化成本并最大化电路板的价格。下面为大家介绍下基本PCB元素和PCB设计制作过程。
一、基本PCB元素概述
在我们讨论您需要了解的有关 PCB 设计和制造的知识之前,我们将向您介绍一下每块印刷电路板的基本组件。
1.1. 图层
每个电路板都包含层,您选择的层数取决于您所需的应用。一般规则是,您选择的层数越多,PCB 就会变得越复杂。
这就是为什么构建更多层的电路板可能需要更多时间,尽管知名公司仍会快速制造它们。
以下是人们在组装 PCB 时的一些常见选择:
两层 - 一种相对容易制作的板,用于简单的产品,如玩具;
四层 - 许多人用于物联网(IoT) 项目的解决方案;
六到八层 - 您会在智能手表和智能手机等科技相关设备中看到这些。
如果您确定要寻找最简单的解决方案,制造商也会接受单层板。
您也可以使用八层以上的层,但要确保您的应用程序需要这么多层。否则,您将无缘无故地支付更多费用。
1.2.尺寸和厚度
接下来,您需要确定板的尺寸和厚度。至于尺寸,唯一需要考虑的重要因素是它完全适合您的应用。
这就是为什么您应该考虑产品的尺寸并测量您计划放置 PCB 的空间的原因。
您必须准确测量尺寸,因为如果您想让您的产品正常工作,就没有太多出错的余地。
就厚度而言,它可以从大约 0.5 毫米到 2.5 毫米不等。您应该考虑您的应用并做出相应决定,但平均厚度约为 1.2-1.8 毫米。
1.3. 其他需要考虑的事情
以下是您在订购 PCB 时可能会考虑的其他组件和功能的列表:
材料 - 常见的选择包括标准FR4、FR4-TG170和无卤素材料。
颜色 - 您可以使用红色、绿色、黄色、蓝色等颜色的阻焊层。
表面处理 - 无铅或含铅HASL,不同的浸银、金和锡都可用。
铜重量 - 您可以选择所需的每层厚度,从0.5 盎司到4 盎司不等。使用铜是因为它具有高导电性。
二、pcb设计制造--Design Process
设计过程从电路设计开始。您需要做的第一件事是拿出一个称为原理图的文档。您可以将其想象成一个详细显示所有组件以及它们如何通信的蓝图。
您可以使用专业软件(例如 Quadcopter、Altium、ExpressPCB 或许多其他在线提供的软件)在 PC 上设计电路。
请记住,这些工具中的大多数都是付费版本,因此如果您想自己设计 PCB,则必须购买它们。
关于 PCB 设计和制造,您需要了解的是要包含在电路板上的每个组件的规格。原理图可以极大地帮助下一步,即PCB 布局。
2.1. 将组件分配到它们的位置
每个组件在制造过程中都需要有一个精确的位置。这就是为什么创建电路板布局是 PCB设计中至关重要的一步。
这可能很棘手,因为您需要找到适合所有组件的最佳方式并解释如何连接它们。这就是组装层数更多的 PCB 更具挑战性的原因。
大多数设计师采用的策略是将不同区域用于不同目的的组件。
与电源相关的组件位于一个部分,音频输出位于另一个位置,依此类推。分组至关重要,因为它可以节省空间并控制噪音和干扰。
必须考虑LED、连接器、音频插孔和其他重要的用户体验项目。您希望最大限度地提高可用性,以便您可以毫不费力地使用 PCB。
最后一步是生成 Gerber 文件,这是一种标准的印刷电路板制造格式。
您可能认为设计 PCB 很容易,但要正确放置所有组件却很棘手。
您需要在最大限度地提高用户体验的同时避免干扰和其他潜在问题,只有专业的PCB设计公司才能完成这项工作。
三、pcb设计制造--Manufacturing Process
准备好 PCB 的设计后,就可以制造它了。最简单的方法是将 Gerber 文件发送给制造商,让他们施展魔法。
他们将使用布局来组装 PCB,并将想法变为现实。如果您选择专业制造商,他们很可能会准备好所有必需的材料。
这将消除订购材料和等待交货的需要。相反,他们可以立即着手制造。
3.1. 安装 PCB 组件
组装过程中的主要任务是将元件安装到电路板表面。以下两种方法用于执行此操作:
表面贴装技术 (SMT) 在制造许多 PCB时非常方便。可靠和快速的专业工具处理安装,以确保在加速过程的同时没有人为错误的余地。
通孔 - 有些人更喜欢手动将元件安装到电路板表面,但这通常比SMT 花费更多时间。
有趣的是,SMT 并不支持所有组件。如果您选择的项目不是标准尺寸或其他方式,您可能必须手动安装该功能。这就是为什么公司经常结合使用上述方法。
3.2. pcb设计制造--Soldering
当需要进行焊接时,制造商将采用以下方法之一:
回流焊 - 这种技术非常适合将元器件永久连接到电路板上。
Wave - 这种焊接在手动安装细节时很方便。
铁 - 大量制造商很少使用这种焊接形式。
最后,制造商可能只会制造一块电路板样品来测试其质量。经过全面测试和必要的修改后,将开始大规模生产。
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