1.前言

开关电源中PCB的布局布线一直是设计的重点和难点，稍不注意就会影响电路的工作状态，所以一定要精进PCB的设计。
然而，目前对于PCB设计的掌握还只是冰山一角，姑且以学习笔记的方式来写这篇。

2.基础概念

2.1 基本介绍

PCB：print circuit board。印制线路板，就是将走线印在电路板上，用来代替人工连线，提高生产效率和可靠性。

2.1.1 PCB的基板

1）基板组成
目前基板的材料一般为FR-4类型的。FR-4是指耐燃材料等级，所代表的意思是树脂材料经过燃烧状态必须能够自行熄灭的一种材料规格。
基板包括：玻璃布（作为增强材料，用来绝缘耐温等），环氧树脂（作为粘合剂），铜箔。
玻璃布和环氧树脂组成了PP(prepreg)，也就是半固化片，是一种介质，放在铜箔和铜箔之间用来绝缘和粘合。
半固化片并不是越厚越好，越厚容易形成空洞，导致短路。

PP和铜箔压合一起组成core。Core又称之为芯板，具有一定的硬度及厚度，并且双面包铜。
2）基材的性能指标
Tg温度
玻璃化转变温度，用来表征FR4的耐热性，一般选择Tg高的160-200°C.

2.1.2 相关术语

开窗：就是把绿油刮掉，露出裸铜。作用是方便焊接或散热。
邮票孔：为了提高生产效率，小板与小板之间设计了通孔，组装时方便分离。
IPC:institute of print circuit 印刷板协会，一般指PCB的验收标准。
芯吸现象，也称吸料现象、抽芯现象，是SMT常见的焊接缺陷之一，多见于气相回流焊中。焊料脱离焊盘沿引脚上行到引脚与芯片本体之间，导致严重的虚焊现象。

2.2 分类

1）按层数分
分为单层，双层和多层板。多层板是指三层以上的板。
多层板设计的原则是：

2）按表面工艺分
PCB的表面处理工艺，指的是在PCB板上，对要焊接元件的位置进行处理，以提高其可靠性。表面处理工艺有喷锡，沉金，OSP(有机可焊性保护)，沉锡，沉银，镀镍金，化学镍钯金，电镀硬金。一般前三种用的比较多。
喷锡
在PCB表面涂覆熔融锡（铅）焊料并用加热压缩空气整（吹）平的工艺，使其形成一层既抗铜氧化，又可提供良好的可焊性的涂覆层。
分为有铅喷锡和无铅喷锡。
有铅喷锡，价格便宜，焊接性能佳，机械强度，光亮度等有铅要比无铅好，但是其具有铅等重金属，不环保，无法过ROHS。
无铅喷锡，价格便宜，但光亮度相比有铅会比较暗淡，且环保，能过ROHS。军用PCB需要使用有铅，因为焊接性好，可靠性高。

有机可焊性保护剂（OSP）
OSP是Organic Solderability Preservatives的简称，中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文亦称之Preflux。简单地说，OSP就是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一层有机皮膜。

沉金
沉金是在铜面上包裹一层厚厚的、电性良好的镍金合金，这可以长期保护PCB；另外它也具有其它表面处理工艺所不具备的对环境的忍耐性。此外沉金也可以阻止铜的溶解，这将有益于无铅组装。
下面是几种表面工艺的总结：

3）按软硬分
分为刚性电路板和柔性电路板以及软硬结合。下面主要介绍软板。
柔性电路板：FPC (Flexible Printed Circuit)简称软板.它是通过在一种可曲饶的基材表面利用光成像图形转移和蚀刻工艺方法而制成导体电路图形，
柔性板的特点：短小、轻薄、可弯折
柔性板的原材包括：1、基材，2、覆盖膜， 3、补强， 4、其它辅助材料。
（1）基材
包括有胶基材和无胶基材。有胶基材由三部分组成:铜箔、胶、和PI。无胶基材相比于有胶基材除去了胶，这样做的好处是，更薄、更好的尺寸稳定性、更高的耐热性、更高的耐弯折性，更好的耐化学性等，现在已被广泛使用。
（2）覆盖膜
主要由三部分组成:离型纸、胶、和PI，最终保留在产品上只有胶、和PI两部分，离型纸在生产过程中将被撕掉后不再使用(其作用保护胶上有异物)。
（3）补强
为FPC特定使用材料，在产品某特定部位使用，以增加支撑强度，弥补FPC较“软”的特点。
目前常用补强材料有以下几种:

FR4补强:主要成分为玻璃纤维布和环氧树脂胶组成，同PCB所用FR4材料相同;
钢片补强:组成成分为钢材，具有较强的硬度及支撑强度;
PI补强:同覆盖膜相同，有PI和胶离型纸三部分组成，只是其PI 层更厚，从2MIL到9MIL均可配比生产。
（4）其他辅材
纯胶:此粘合胶膜是一种热固化型丙烯酸酯类粘合胶膜有保护纸/离型膜和一层胶组成，主要用于分层板、软硬结合板、及FR-4/钢片补强板，起到粘合作用。
电磁保护膜:粘贴于板面起屏蔽作用。
纯铜箔:只有铜箔组成，主要用于镂空板生产。

2.3 正片和负片

正片
　　凡是画线的地方印刷板的铜被保留，没有画线的地方敷铜被清除。
负片
　　凡是画线的地方印刷板的敷铜被清除，没有画线的地方敷铜反而被保留。
　　负片当时出现是减小文件尺寸和计算量用的，但是一般容易出错，所以建议使用正片，毕竟计算机可以计算的很快了。

2.4 过孔工艺

这里主要指的是对过孔进行的塞孔。
为什么要对过孔进行塞孔呢？

主要原因是避免在波峰焊时，锡珠从板子的一面漏的另一面，造成短路。
维持表面平整度。
pcb常用的塞孔方法
　　1、阻焊塞孔，用绿油塞孔。是常规选择。
　　2、树脂塞孔，利用树脂将孔塞住，此方法主要用于a、多层板BGA上的过孔塞孔，采用树脂塞孔能缩小孔与孔间距，解决导线与布线的问题。b、内层HDI的埋孔，能平衡压合的介质层厚度控制和内层HDI埋孔填胶设计之间的矛盾。C、板子厚度较大的通孔，能提高产品的可靠性。
　　3、铝片塞孔，钻出须塞孔的铝片，制成网版来进行塞孔。
阻焊塞孔VS树脂塞孔
树脂塞孔质量好，但工艺流程复杂，成本较高。
绿油塞孔工艺流程简单，可以在阻焊无尘房内和表面油墨一起进行作业。或者先塞孔后印刷。但是塞孔质量没有树脂塞孔的好。绿油塞孔经过固化后会收缩，产品品质稍差。
耐酸碱上，树脂塞孔比绿油好

2.5 PCB阻焊颜色

阻焊颜色一般有红蓝绿黑白，绿色亚光。使用的比较多的是绿色。不同的颜色对pcb的使用影响不大，主要是方便工艺过程，包括绿色经过黄光室的视觉效果好，人眼检测板子时对绿色比较不易疲劳等。

2.6 PCB验收标准

在IPC-A-610C文件中，将电子产品分成1级、2级、3级，级别越高，质检条件越严格。这三个级别的产品分别是：

1级产品，称为通用类电子产品。包括消费类电子产品、某些计算机及其外围设备和以使用功能为主要用途的产品。
2级产品，称为专用服务类电子产品。包括通讯设备、复杂的工商业设备和高性能、长寿命测量仪器等。在通常的使用环境下，这类产品不应该发生的故障。
3级产品，称为高性能电子产品。包括能持续运行的高可靠、长寿命军用、民用设备。这类产品在使用过程中绝对不允许发生中断故障，同时在恶劣的环境下，也要确保设备的可靠的启动和运行。例如医疗救生设备和所有的军事装备系统。
一般选择IPC2.

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