很多工程师经常创建印制电路板(PCB)原型,以测试电路或进行短期生产运作。元件厂商专门进行少量PCB的制造,而工程师则可以通过网络提交设计文件,从而得到相应报价。其中一些公司需要一天乃至几天的周转周期。
首先,PCB Fab Express公司的总经理Nilesh Parate建议工程师使用画电路图所需的最新软件、自动绕线、以及PCB制造所需的文件制作。Parate称:“工程师可以使用Protel(PCB板设计软件)、OrCAD(电路仿真软件)、Eagle或其它经过验证的软件包。PCB设计软件创建了Gerber文件,但并非所有的Gerber文件都相同。如果您使用专业软件和一些免费软件来进行相同的PCB布线,最终生产出来的PCB则可能不完全一样。软件的质量会影响PCB的质量。使用已安装软件的最新版本即可解决很多问题。”同样,顾客应确定PCB制造商在其设备中运行了最新的计算机辅助设计(CAD)软件。
在开始电路板布线之前,需要查阅PCB制造商网站——“迹线空间”上的设计规则。Avanti Circuits公司的业务经理Becky Martin提到,许多网站都设有常见问题(FAQs)板块,来解答基本设计问题,解释设计规则。Martin解释道,“当客户想要了解PCB的确定厚度或材料时,通常网站的FAQ部分或能力表会提供相关信息。”通常,客户可以把常见问题清单当作设计核对表来使用。
在工程师完成设计之后,他们必须进行设计规则检查(DRC),以确保布线能够满足生产厂商的规格要求。在生产PCB之前,生产厂商也需进行DRC和制作规则检查(MRC),以找出问题所在。设计规则源于生产厂商的规范,这些规范可在其网站或出版文献中找到。在迹线接近板边缘、内径大小和其它标准方面,生产厂商也定有规则。据Quick Turn Circuits公司总经理Jim Gray介绍,工程师经常会忘记遵守迹线宽度或迹线间距的要求。“DRC帮助工程师开始设计,而MRC则确保我们能够生产客户所需的电路板。”Gray 说。
除了提供PCB布线文件,工程师还必须提供包含布线图“视图”声明的Gerber文件或说明文件。根据Crimp Circuits公司美国销售总监Bill Parlin的说法,这些信息标示PCB生产厂商如何看待PCB。“我们接收带有各种观点的文件,一些来自高层,一些来自底层,有的带有映射性,有的则带有混合性,还有一些带有补偿性质。因此,需明确陈述观点。工程师应提供分层堆叠顺序图表,它规定了层名称以及工程师需要在PCB中进行层叠加的顺序。尽管制造商可以接受不同格式的文件,但是大多数制造商更青睐于那些遵循RS274x格式的Gerber文件。
Quick Turn Circuits公司Jim Gray称,“工程师通常会把他们的Gerber文件发给我们,但却不能给予它们唯一命名。一张双面印制板由一个元件面、一个焊接面、正面和底面、一个焊接掩模和图标面丝网印刷面组成。但是很多人给出了文件通用名(如G01、G02等),却没有任何注释说明那些文件的所指内容。”Gra提到客户可指定掩模的颜色、初始与完工后的铜箔厚度和材料厚度,但将近50%的客户却不能说出他们想要什么。
Parlin提醒工程师,在他们征求报价时,需包括完整的构造、装备以及材料规格。“该信息减少了向制造商发问的需求,同时通过消除错误假设进而提高报价的准确度。”工程师也应当意识到,在他们减少偏差的同时,成本也相应上升。因此Parlin建议工程师,当他们必须维持较低的成本时,他们应当利用一项设计所能允许的最大偏差。
Avanti Circuits公司Martin说,“我们需要钻孔图、注释和电镀信息。通常我们用1盎司铜生产PCB并且能将它电镀到2盎司。但是工程师可能想要3盎司铜,虽然他们忘了告诉我们。此外,我们需要知道他们需要什么类型的电镀——金制、焊接、无铅锡制。”(铜重请参考未蚀刻PCB表面一平方英尺所含量)。
Martin还提到,在客户需要阻抗控制迹线时,应在其文件或注释中注明该规格。层间间距会对阻抗产生影响,因此Avanti公司可以调整线宽和间距,以确保PCB迹线含有合适的阻抗。
最佳PCB建议
当工程师需要原型板时,几个示例可以引领他们迈向成功。
1. 检查金属化导孔的孔直径和板直径。例如,如果您需要一个直径为12mil的穿镀孔,PCB生产厂商很有可能会钻一个直径为17mil的孔,而内部电镀可以使孔直径缩小到12mil。但是钻头不可能总是打到固定中心。为了确保在孔的顶部和底部仍有足够的板区域,应保证板直径比钻孔尺寸大10mil。如果紧密间隔阻碍了板直径的加大,尝试用一个更小的孔。在任何情况下,您都需要在板的两侧安置一个足够大的铜制环孔,以确保 穿孔具有良好的传导性。