雙層PCB進階認識

1.關於

雙層PCB是一般電子業界常用的PCB規格,除了雙層板還有更多層的PCB板例如,4層、8層、12層等,依據需求不同,有時因為體積的關係,線路結構密集,單層、雙層可能無法滿足的情況下,就會需要用到多層板,在設計上的技巧也就會有所不同。

但是認識雙層板,基本上就已經包含所有PCB Layout的知識,故提出認識雙層板作為介紹。

2.層數的定義

PCB層數的定義是使用可走線的平面作為層數的定義,例如,單層板,只有單一平面可以走線,雙層板則是正面與反面兩面可以走線,而多層板就是像夾心餅乾一樣,把其他層線路夾在中間。

板層示意圖

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3.雙層板會有那些東西?

雙層板其實和單層板相同,只多了一個灌孔(VIA)而已,通常單一面PCB上,我們可以看到的東西有:

a.文字

用於標註零件編號,零件外型,或其他註記使用。

為什麼Layout要畫出零件外型?原因很簡單,有以下兩個作用

1.在Layout的時候,Layout工程師可以依據所畫出的零件外型檢視是否有干涉。(干涉指的就是說零件間的擺放是否會相互影響,如撞到之類的。)

2.作業員在插件的時候,才能看的出來零件在哪裡,零件的方向性,如果沒有標註零件的位置外型,那整片板子看起來就只有密密麻麻的孔洞跟銅箔,會變得無法生產。

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b.焊點(PAD)

焊點,就是用來固定零件吃錫的地方,焊點主要分兩種,一種是DIP型的焊點,另外一種是SMD型的焊點,差別就在於DIP的焊點都會有孔,而SMD型的焊點通常是平面的。

什麼是DIP(維基百科這樣說)?DIP原本指的是IC封裝類型,是元件本身帶有引腳,安裝在PCB板時會貫穿所有板層,故不知道什麼原因,現在只要帶有引腳的元件(就是不單指IC),安裝時會穿過所有板層時就稱為DIP元件,所以DIP的 PAD一定會有通孔(Hole)。

什麼是SMD(維基百科這樣說)?SMD與SMT這兩個說法都有人講,一個是表面黏著元件SMD另一個是表面黏著技術SMT,顧名思義就是這類的元件,安裝時是黏著在PCB板表面,所以SMD的元件通常沒有通孔(但可能有VIA)。

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c.孔(Hole)、灌孔(VIA)

孔,指的是DIP元件Pin腳要插入的孔洞,而VIA指的是線路上將上層與下層連接的孔洞,這兩個孔洞基本上是一樣的,只是一個會插零件,另外一個不插零件的差別,所以通常插零件的孔會比較大,而VIA的孔就會比較小。

另外如上所提VIA通常用來連接上層與下層線路,但相同的DIP插件的hole也具有相同功能,現在的製程中,貫穿孔通常都會有鍍銅,所以也與VIA有相同的功能。

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e.銅箔(Trace)

銅箔就是在PCB板表面的線路,依據電路圖的設計,將元件與元件間相互連起來的物質。在PCB板上,銅箔會有粗有細,原因在於電路特性上的不同,越細的銅箔所能乘載的電流越小,所以當迴路電流大的時候,就必須使用相應粗細的銅箔來工作,就如同水管一樣,水流大就要用大孔徑,水流小,就用細管就可以了,另外Trace不一定都是細長形的,他也可以是很大一塊面積,稱為鋪銅。

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f.防焊

防焊的意思就是指那些地方不希望被焊到的,他是一種阻隔的介質,因PCB板上常用的材質是使用銅做為線路的材質,故如果沒有做防焊的處理,在生產時,就會使不希望吃錫的地方也連帶被吃錫,造成短路等一些其他的問題,而,裸銅不防焊處理的話,長時間下來銅會因接觸空氣而氧化,使其產生不良。

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4.結論

PCB Layout的檔案具有「圖層」的概念,在一板材上依序疊上不一樣屬性的物件,構成一PCB板,所以基本上雙層PCB板會有以下的層面:

a.頂層文字

b.頂層線路(含PAD)

c.頂層防焊

d.底層線路(含PAD)

e.底層防焊

f.底層文字

g.鑽孔位置

等層面。

9 thoughts on “雙層PCB進階認識

  1. 請問一下,SMD焊點為平面,那這個平面焊點也是接觸core嗎?還是只是在防焊層表面而以呢?core材質是銅板嗎?(由圖防焊層刮掉那張),還是只是他只是其中一層而已?

  2. Dear Daniel,

    不好意思,這個問題我沒有認真思考過也沒有研究過這個問題,我片面理解成,SMD PAD其材質也只是銅箔,但是製作過程中會使其裸露,在噴上錫或金,變成PAD,在PCB Layout中有一層PAD專用的圖層,至於他在製程中是怎麼產生的...這我真的不是那麼理解細節。

    如果你想進一步了解,相信工作熊的Blog會是個更好的地方,可以參考下面網址

    http://www.researchmfg.com/2015/10/pcb-production-process/

    謝謝><

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