板材选择
PCB打样的第一步是选择合适的板材。常见的材料包括FR-4、铝基板和高频板材等。FR-4是最常用的基材,具有良好的绝缘性和机械强度,适合大多数电子设备。铝基板散热性能优异,常用于LED照明或大功率器件。高频板材则适用于射频电路,能减少信号损耗。选材时需考虑电路的工作环境、频率和散热需求,确保板材性能匹配设计目标。
线宽与线距
线宽和线距直接影响PCB的电气性能和可靠性。普通电路通常采用0.2mm线宽和0.2mm线距,而高密度设计可能需要0.1mm甚至更小的尺寸。线宽过窄可能导致电流承载能力不足,线距过小则可能引发短路或信号串扰。设计时需结合电流大小、信号类型和加工能力,确保线路既满足电气需求,又能稳定生产。
孔径与焊盘设计
钻孔和焊盘是PCB打样的关键环节。孔径过小会增加加工难度,过大则可能影响元器件焊接。通常,通孔直径不小于0.3mm,焊盘直径需比孔径大0.6mm以上以保证牢固性。对于高密度板,可采用盲孔或埋孔技术,但成本较高。焊盘形状和尺寸也要与元器件匹配,避免虚焊或脱落问题。
阻焊与丝印
阻焊层能保护电路免受氧化和短路,通常选择绿色、蓝色或黑色。阻焊开窗需准确,避免覆盖焊盘或露出不应暴露的铜层。丝印用于标注元器件位置和参数,文字高度建议大于1mm,线条宽度大于0.15mm,以确保清晰可辨。丝印错误可能导致装配困难,因此设计时需反复核对。
表面处理工艺
表面处理影响PCB的焊接性和耐久性。常见工艺包括喷锡(HASL)、沉金(ENIG)和OSP等。喷锡成本低但平整度较差,适合普通电路;沉金表面平整、抗氧化性强,适用于高精度焊盘;OSP环保且便宜,但保存时间较短。选择时需综合考虑成本、焊接要求和存储条件。
翘曲度控制
PCB翘曲可能导致装配不良或焊接缺陷。翘曲度通常要求小于0.7%,多层板需更严格。控制方法包括选用对称叠层设计、平衡铜箔分布,以及避免局部高温加工。对于大尺寸板,可在边缘增加工艺边或加强筋以减少变形。生产后需用专用设备检测,确保符合标准。
阻抗匹配
高频电路对阻抗匹配要求严格。差分线阻抗通常设计为50Ω或100Ω,单端线则为75Ω。阻抗受线宽、介质厚度和介电常数影响,需通过计算或仿真确定参数。加工时需严格控制介质层厚度和铜箔蚀刻精度,避免阻抗偏差导致信号反射或损耗。
测试与检验
打样完成后必须进行电气测试和外观检查。通断测试可验证线路连接是否正确,飞针测试适用于小批量高精度需求。外观检查包括线路完整性、阻焊覆盖和丝印清晰度等。对于复杂板,可增加功能测试或切片分析。发现问题需及时反馈,避免批量生产时重复错误。
文件规范
设计文件是生产的基础,需符合厂家要求。Gerber文件应包含所有层信息,钻孔文件需标注孔径和位置。文件命名清晰,避免使用特殊符号。额外提供装配图和BOM表有助于厂家理解设计意图。提交前务必检查文件完整性,避免因格式错误导致生产延误。
交期与成本平衡
PCB打样周期通常为3-7天,加急服务可缩短至24小时,但费用较高。成本受板材、层数、工艺和数量影响,例如沉金比喷锡贵30%以上。在保证质量的前提下,可通过优化设计(如减少盲孔)或选择标准工艺降低成本。与厂家充分沟通需求,能有效避免不必要的开支。
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