PCB中文名稱(chēng)為印制電路板，又稱(chēng)印刷電路板、印刷線(xiàn)路板，是重要的電子部件，是電子元器件的支撐體，是電子元器件電氣連接的提供者。由于它是采用電子印刷術(shù)制作的，故被稱(chēng)為“印刷”電路板。隨著(zhù)PCB尺寸要求越來(lái)越小，器件密度要求越來(lái)越高，PCB設計的難度也越來(lái)越大。如何實(shí)現PCB高的布通率以及縮短設計時(shí)間，在這筆者談?wù)剬CB規劃、布局和布線(xiàn)的設計技巧。
在開(kāi)始布線(xiàn)之前應該對設計進(jìn)行認真的分析以及對工具軟件進(jìn)行認真的設置，這會(huì )使設計更加符合要求。
1 確定PCB的層數
電路板尺寸和布線(xiàn)層數需要在設計初期確定。布線(xiàn)層的數量以及層疊（STack-up）方式會(huì )直接影響到印制線(xiàn)的布線(xiàn)和阻抗。板的大小有助于確定層疊方式和印制線(xiàn)寬度，實(shí)現期望的設計效果。目前多層板之間的成本差別很小，在開(kāi)始設計時(shí)最好采用較多的電路層并使敷銅均勻分布。
2 設計規則和限制
要順利完成布線(xiàn)任務(wù)，布線(xiàn)工具需要在正確的規則和限制條件下工作。要對所有特殊要求的信號線(xiàn)進(jìn)行分類(lèi)，每個(gè)信號類(lèi)都應該有優(yōu)先級，優(yōu)先級越高，規則也越嚴格。規則涉及印制線(xiàn)寬度、過(guò)孔的最大數量、平行度、信號線(xiàn)之間的相互影響以及層的限制， 這些規則對布線(xiàn)工具的性能有很大影響。
3 組件的布局
在最優(yōu)化裝配過(guò)程中，可制造性設計（DFM）規則會(huì )對組件布局產(chǎn)生限制。如果裝配部門(mén)允許組件移動(dòng)，可以對電路適當優(yōu)化，更便于自動(dòng)布線(xiàn)。所定義的規則和約束條件會(huì )影響布局設計。自動(dòng)布線(xiàn)工具一次只會(huì )考慮一個(gè)信號，通過(guò)設置布線(xiàn)的約束條件以及設定可布信號線(xiàn)的層，可以使布線(xiàn)工具能像設計師所設想的那樣完成布線(xiàn)。
比如，對于電源線(xiàn)的布局：
①在PCB 布局中應將電源退耦電路設計在各相關(guān)電路附近， 而不要放置在電源部分，否則既影響旁路效果， 又會(huì )在電源線(xiàn)和地線(xiàn)上流過(guò)脈動(dòng)電流，造成竄擾；
②對于電路內部的電源走向，應采取從末級向前級供電，并將該部分的電源濾波電容安排在末級附近；
③對于一些主要的電流通道，如在調試和檢測過(guò)程中要斷開(kāi)或測量電流，在布局時(shí)應在印制導線(xiàn)上安排電流缺口。
另外，要注意穩壓電源在布局時(shí)，盡可能安排在單獨的印制板上。當電源與電路合用印制板時(shí)，在布局中，應該避免穩壓電源與電路元件混合布設或是使電源和電路合用地線(xiàn)。因為這種布線(xiàn)不僅容易產(chǎn)生干擾，同時(shí)在維修時(shí)無(wú)法將負載斷開(kāi)，到時(shí)只能切割部分印制導線(xiàn)，從而損傷印制板。
雖然目前來(lái)看，PCB的表面處理工藝方面的變化并不是很大，好像還是比較遙遠的事情，但是應該注意到：長(cháng)期的緩慢變化將會(huì )導致巨大的變化。在環(huán)保呼聲愈來(lái)愈高的情況下，PCB的表面處理工藝未來(lái)肯定會(huì )發(fā)生巨變。
表面處理最基本的目的是保證良好的可焊性或電性能。由于自然界的銅在空氣中傾向于以氧化物的形式存在，不大可能長(cháng)期保持為原銅，因此需要對銅進(jìn)行其他處理。雖然在后續的組裝中，可以采用強助焊劑除去大多數銅的氧化物，但強助焊劑本身不易去除，因此業(yè)界一般不采用強助焊劑。
現在有許多PCB表面處理工藝，常見(jiàn)的是熱風(fēng)整平、有機涂覆、化學(xué)鍍鎳/浸金、浸銀和浸錫這五種工藝，下面將逐一介紹。
1、熱風(fēng)整平（噴錫）
熱風(fēng)整平又名熱風(fēng)焊料整平（俗稱(chēng)噴錫），它是在PCB表面涂覆熔融錫（鉛）焊料并用加熱壓縮空氣整（吹）平的工藝，使其形成一層既抗銅氧化，又可提供良好的可焊性的涂覆層。熱風(fēng)整平時(shí)焊料和銅在結合處形成銅錫金屬間化合物。PCB進(jìn)行熱風(fēng)整平時(shí)要沉在熔融的焊料中；風(fēng)刀在焊料凝固之前吹平液態(tài)的焊料；風(fēng)刀能夠將銅面上焊料的彎月?tīng)钭钚』妥柚购噶蠘蚪印?/font>
2、有機可焊性保護劑（OSP）
OSP是印刷電路板（PCB）銅箔表面處理的符合RoHS指令要求的一種工藝。 OSP是Organic Solderability PreservaTIves的簡(jiǎn)稱(chēng)， 中譯為有機保焊膜，又稱(chēng)護銅劑，英文亦稱(chēng)之Preflux。 簡(jiǎn)單地說(shuō)，OSP就是在潔凈的裸銅表面上，以化學(xué)的方法長(cháng)出一層有機皮膜。
這層膜具有防氧化，耐熱沖擊，耐濕性，用以保護銅表面于常態(tài)環(huán)境中不再繼續生銹 （氧化或硫化等）；但在后續的焊接高溫中，此種保護膜又必須很容易被助焊劑所迅速清除，如此方可使露出的干凈銅表面得以在極短的時(shí)間內與熔融焊錫立即結合 成為牢固的焊點(diǎn)。
3、全板鍍鎳金
板鍍鎳金是在PCB表面導體先鍍上一層鎳后再鍍上一層金，鍍鎳主要是防止金和銅間的擴散�，F在的電鍍鎳金有兩類(lèi)：鍍軟金（純金，金表面看起來(lái)不亮）和鍍硬金（表面平滑和硬，耐磨，含有鈷等其他元素，金表面看起來(lái)較光亮）。軟金主要用于芯片封裝時(shí)打金線(xiàn)；硬金主要用在非焊接處的電性互連。
4、沉金
沉金是在銅面上包裹一層厚厚的、電性良好的鎳金合金，這可以長(cháng)期保護PCB；另外它也具有其它表面處理工藝所不具備的對環(huán)境的忍耐性。此外沉金也可以阻止銅的溶解，這將有益于無(wú)鉛組裝。
5、沉錫
由于目前所有的焊料都是以錫為基礎的，所以錫層能與任何類(lèi)型的焊料相匹配。沉錫工藝可以形成平坦的銅錫金屬間化合物，這個(gè)特性使得沉錫具有和熱風(fēng)整平一樣的好的可焊性而沒(méi)有熱風(fēng)整平令人頭痛的平坦性問(wèn)題；沉錫板不可存儲太久，組裝時(shí)必須根據沉錫的先后順序進(jìn)行。
6、沉銀
沉銀工藝介于有機涂覆和化學(xué)鍍鎳/沉金之間，工藝比較簡(jiǎn)單、快速；即使暴露在熱、濕和污染的環(huán)境中，銀仍然能夠保持良好的可焊性，但會(huì )失去光澤。沉銀不具備化學(xué)鍍鎳/沉金所具有的好的物理強度因為銀層下面沒(méi)有鎳。
7、化學(xué)鎳鈀金
化學(xué)鎳鈀金與沉金相比是在鎳和金之間多了一層鈀，鈀可以防止出現置換反應導致的腐蝕現象，為沉金作好充分準備。金則緊密的覆蓋在鈀上面，提供良好的接觸面。
8、電鍍硬金
為了提高產(chǎn)品耐磨性能，增加插拔次數而電鍍硬金。
隨著(zhù)用戶(hù)要求愈來(lái)愈高，環(huán)境要求愈來(lái)愈嚴，表面處理工藝愈來(lái)愈多，到底該選擇那種有發(fā)展前景、通用性更強的表面處理工藝，目前看來(lái)好像有點(diǎn)眼花繚亂、撲朔迷離。PCB表面處理工藝未來(lái)將走向何方，現在亦無(wú)法準確預測。不管怎樣，滿(mǎn)足用戶(hù)要求和保護環(huán)境必須首先做到！ |
