结合PCB制造原理以优化PCB电路设计

2020-03-23

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

PCB制造工艺

PCB制造过程对设计整体开发的重要性不可低估。周转时间和电路板质量只是取决于你选择的制造商和组装服务合同制造商（CM）的两个因素。PCB制造包括以下正式流程：

电路板制造步骤

1、成像-最初创建电路板布局图像。

2、蚀刻（内层）-或除去迹线和焊盘以外的所有区域的铜。

3、板叠层-是将板层排列，对齐和粘合在一起的地方。

4、钻孔-接下来钻孔所有孔，无论是用于通孔还是安装孔。根据电路板的尺寸或高度，这可能需要分步完成，特别是在使用激光打孔的情况下。

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、通孔电镀-用导电材料（通常为铜）填充通孔。

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

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，则可以进行纠正。

5、安装通孔组件-在这里，通孔组件的引线穿过电路板。

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残留的污染物。但是，并非在所有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。这样可以保护导电迹线并有助于防止间隙爬电。

10、去面板化-在此步骤中，使用布线或计分将电路板分成独立的单元。

为使你的电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。

PCB制造原理的基础是什么？

了解电路板的制造过程涉及哪些步骤，为理解PCB制造原理奠定了基础。实际上，制定这些原则取决于你做出有助于你的CM并提高电路板制造能力的设计决策的能力。最有效的方法是采用和利用CM流程的规则和准则，或者采用制造设计（DFM）。 对于PCB开发，DFM可以定义如下：

1、用于制造或DFM的设计是将制造过程与制造过程相结合的过程。

2、电路板的装配设备功能，技术和工艺

3、制造商进入你的设计，以确保可制造性并有助于简化或简化

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，它们称为组装设计或DFA。因此，我们可以如下定义DFA：

1、装配设计或DFA正在制定旨在帮助你的设计决策

2、便于组装电路板或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、热分布和其他选择。

可用于规范的DFM和DFA或DFMA选项总数是将制造原理应用于设计的能力的基础，这取决于可从CM获得的数据以及最重要的是，PCB电路设计软件的功能。

PCB制造原理如何融入你的设计中？

DFMA的利用程度是在你的设计中实施PCB制造原理的主要手段。但是，这些原理本身是通过采用针对制造工艺的PCB电路设计来体现的。采用这样的理念可以帮助你做出不仅直接改善制造水平而且可以对整体开发和生产产生积极影响的决策；例如决定何时按成本PCB电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电路设计决策的这一哲学原理呢？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，你可以消除或避免重新设计PCB组件和子组件，这将延长周转时间并增加成本。你还应考虑制造费用和产量差异，以改善制造成本估算。要最有效地利用PCB制造原则，就需要使用先进的PCB电路设计工具。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。

避免重新设计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PCB电路设计。当检测到或识别出只能通过修改设计参数或规格来纠正的错误时，需要重新设计PCB组件或子组件。这些错误可以在制造，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，始终希望最小化或消除对任何类型的重新设计的需求。但是，对于除最简单电路以外的所有电路，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电路板的设计质量。

此原型阶段发生在小批量生产期间，在此阶段，所制造的板数量可能从几到几百个不等。在开发和电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数量可能为数万或数十万，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电路板的周转时间和成本是一回事。实现它是另一回事。为了充分衡量生产电路板所需的资源，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，你应该确保为CM提供一个综合的设计包，这是一种建议格式。 

在PCB系统中有效利用3D仿真

包含PCB制造原理的PCB电路设计的另一个基本要素是工具利用率。整合和利用制造原则以最小化时间和成本，要求在提交给CM之前对设计进行分析和审查。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力还为你提供了许多其他优势，例如更好的柔性板设计，深入的多板设计检查以及MCAD / ECAD协作。 

PCB制造集成简易原理的软件要求

好的PCB电路设计过程应结合PCB制造原理。毕竟，制造决定了电路板的周转时间、质量和成本。上海韬放电子提供PCB电路设计服务，如果您有这方面的需求，请联系我们。