【正文】 CB的大小 當(dāng)各PCB使用的技術(shù)和電路數(shù)量都決定好了，接下來(lái)就是決定板子的大小了。如果設(shè)計(jì)的過(guò)大，那么封裝技術(shù)就要改變，或是重新作分割的動(dòng)作。在選擇技術(shù)時(shí)，也要將線路圖的品質(zhì)與速度都考量進(jìn)去。 繪出所有PCB的電路概圖 概圖中要表示出各零件間的相互連接細(xì)節(jié)。所有系統(tǒng)中的PCB都必須要描出來(lái)，現(xiàn)今大多采用CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，Computer Aided Design）的方式。下面就是使用CircuitMakerTM設(shè)計(jì)的范例。 PCB的電路概圖 初步設(shè)計(jì)的仿真運(yùn)作 為了確保設(shè)計(jì)出來(lái)的電路圖可以正常運(yùn)作，這必須先用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)仿真一次。這類軟件可以讀取設(shè)計(jì)圖，并且用許多方式顯示電路運(yùn)作的情況。這比起實(shí)際做出一塊樣本PCB，然后用手動(dòng)測(cè)量要來(lái)的有效率多了。 將零件放上PCB 零件放置的方式，是根據(jù)它們之間如何相連來(lái)決定的。它們必須以最有效率的方式與路徑相連接。所謂有效率的布線，就是牽線越短并且通過(guò)層數(shù)越少（這也同時(shí)減少導(dǎo)孔的數(shù)目）越好，不過(guò)在真正布線時(shí)，我們會(huì)再提到這個(gè)問(wèn)題。下面是總線在PCB上布線的樣子。為了讓各零件都能夠擁有完美的配線，放置的位置是很重要的。 測(cè)試布線可能性，與高速下的正確運(yùn)作 現(xiàn)今的部份計(jì)算機(jī)軟件，可以檢查各零件擺設(shè)的位置是否可以正確連接，或是檢查在高速運(yùn)作下，這樣是否可以正確運(yùn)作。這項(xiàng)步驟稱為安排零件，不過(guò)我們不會(huì)太深入研究這些。如果電路設(shè)計(jì)有問(wèn)題，在實(shí)地導(dǎo)出線路前，還可以重新安排零件的位置。 導(dǎo)出PCB上線路 在概圖中的連接，現(xiàn)在將會(huì)實(shí)地作成布線的樣子。這項(xiàng)步驟通常都是全自動(dòng)的，不過(guò)一般來(lái)說(shuō)還是需要手動(dòng)更改某些部份。下面是2層板的導(dǎo)線模板。紅色和藍(lán)色的線條，分別代表PCB的零件層與焊接層。白色的文字與四方形代表的是網(wǎng)版印刷面的各項(xiàng)標(biāo)示。紅色的點(diǎn)和圓圈代表鉆洞與導(dǎo)孔。最右方我們可以看到PCB上的焊接面有金手指。這個(gè)PCB的最終構(gòu)圖通常稱為工作底片（Artwork）。 每一次的設(shè)計(jì)，都必須要符合一套規(guī)定，像是線路間的最小保留空隙，最小線路寬度，和其它類似的實(shí)際限制等。這些規(guī)定依照電路的速度，傳送信號(hào)的強(qiáng)弱，電路對(duì)耗電與噪聲的敏感度，以及材質(zhì)品質(zhì)與制造設(shè)備等因素而有不同。如果電流強(qiáng)度上升，那導(dǎo)線的粗細(xì)也必須要增加。為了減少PCB的成本，在減少層數(shù)的同時(shí)，也必須要注意這些規(guī)定是否仍舊符合。如果需要超過(guò)2層的構(gòu)造的話，那么通常會(huì)使用到電源層以及地線層，來(lái)避免信號(hào)層上的傳送信號(hào)受到影響，并且可以當(dāng)作信號(hào)層的防護(hù)罩。 導(dǎo)線后電路測(cè)試 為了確定線路在導(dǎo)線后能夠正常運(yùn)作，它必須要通過(guò)最后檢測(cè)。這項(xiàng)檢測(cè)也可以檢查是否有不正確的連接，并且所有聯(lián)機(jī)都照著概圖走。 建立制作檔案 因?yàn)槟壳坝性S多設(shè)計(jì)PCB的CAD工具，制造廠商必須有符合標(biāo)準(zhǔn)的檔案，才能制造板子。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格有好幾種，不過(guò)最常用的是Gerber files規(guī)格。一組Gerber files包括各信號(hào)、電源以及地線層的平面圖，阻焊層與網(wǎng)板印刷面的平面圖，以及鉆孔與取放等指定檔案。 電磁兼容問(wèn)題 沒(méi)有照EMC（電磁兼容）規(guī)格設(shè)計(jì)的電子設(shè)備，很可能會(huì)散發(fā)出電磁能量，并且干擾附近的電器。EMC對(duì)電磁干擾（EMI），電磁場(chǎng)（EMF）和射頻干擾（RFI）等都規(guī)定了最大的限制。這項(xiàng)規(guī)定可以確保該電器與附近其它電器的正常運(yùn)作。EMC對(duì)一項(xiàng)設(shè)備，散射或傳導(dǎo)到另一設(shè)備的能量有嚴(yán)格的限制，并且設(shè)計(jì)時(shí)要減少對(duì)外來(lái)EMF、EMI、RFI等的磁化率。換言之，這項(xiàng)規(guī)定的目的就是要防止電磁能量進(jìn)入或由裝置散發(fā)出。這其實(shí)是一項(xiàng)很難解決的問(wèn)題，一般大多會(huì)使用電源和地線層，或是將PCB放進(jìn)金屬盒子當(dāng)中以解決這些問(wèn)題。電源和地線層可以防止信號(hào)層受干擾，金屬盒的效用也差不多。對(duì)這些問(wèn)題我們就不過(guò)于深入了。 電路的最大速度得看如何照EMC規(guī)定做了。內(nèi)部的EMI，像是導(dǎo)體間的電流耗損，會(huì)隨著頻率上升而增強(qiáng)。如果兩者之間的的電流差距過(guò)大，那么一定要拉長(zhǎng)兩者間的距離。這也告訴我們?nèi)绾伪苊飧邏?，以及讓電路的電流消耗降到最低。布線的延遲率也很重要，所以長(zhǎng)度自然越短越好。所以布線良好的小PCB，會(huì)比大PCB更適合在高速下運(yùn)作。 制造流程 PCB的制造過(guò)程由玻璃環(huán)氧樹脂（Glass Epoxy）或類似材質(zhì)制成的「基板」開始影像（成形／導(dǎo)線制作） 制作的第一步是建立出零件間聯(lián)機(jī)的布線。我們采用負(fù)片轉(zhuǎn)?。⊿ubtractive transfer）方式將工作底片表現(xiàn)在金屬導(dǎo)體上。這項(xiàng)技巧是將整個(gè)表面鋪上一層薄薄的銅箔，并且把多余的部份給消除。追加式轉(zhuǎn)?。ˋdditive Pattern transfer）是另一種比較少人使用的方式，這是只在需要的地方敷上銅線的方法，不過(guò)我們?cè)谶@里就不多談了。 如果制作的是雙面板，那么PCB的基板兩面都會(huì)鋪上銅箔，如果制作的是多層板，接下來(lái)的步驟則會(huì)將這些板子黏在一起。 接下來(lái)的流程圖，介紹了導(dǎo)線如何焊在基板上。 正光阻劑（positive photoresist）是由感光劑制成的，它在照明下會(huì)溶解（負(fù)光阻劑則是如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)照明就會(huì)分解）。有很多方式可以處理銅表面的光阻劑，不過(guò)最普遍的方式，是將它加熱，并在含有光阻劑的表面上滾動(dòng)（稱作干膜光阻劑）。它也可以用液態(tài)的方式噴在上頭，不過(guò)干膜式提供比較高的分辨率，也可以制作出比較細(xì)的導(dǎo)線。 遮光罩只是一個(gè)制造中PCB層的模板。在PCB板上的光阻劑經(jīng)過(guò)UV光曝光之前，覆蓋在上面的遮光罩可以防止部份區(qū)域的光阻劑不被曝光（假設(shè)用的是正光阻劑）。這些被光阻劑蓋住的地方，將會(huì)變成布線。 在光阻劑顯影之后，要蝕刻的其它的裸銅部份。蝕刻過(guò)程可以將板子浸到蝕刻溶劑中，或是將溶劑噴在板子上。一般用作蝕刻溶劑的有，氯化鐵（Ferric Chloride），堿性氨（Alkaline Ammonia），硫酸加過(guò)氧化氫（Sulfuric Acid + Hydrogen Peroxide），和氯化銅（Cupric Chloride）等。蝕刻結(jié)束后將剩下的光阻劑去除掉。這稱作脫膜（Stripping）程序。鉆孔與電鍍 如果制作的是多層PCB板，并且里頭包含埋孔或是盲孔的話，每一層板子在黏合前必須要先鉆孔與電鍍。如果不經(jīng)過(guò)這個(gè)步驟，那么就沒(méi)辦法互相連接了。 在根據(jù)鉆孔需求由機(jī)器設(shè)備鉆孔之后，孔璧里頭必須經(jīng)過(guò)電鍍（鍍通孔技術(shù)，PlatedThroughHole technology，PTH）。在孔璧內(nèi)部作金屬處理后，可以讓內(nèi)部的各層線路能夠彼此連接。在開始電鍍之前，必須先清掉孔內(nèi)的雜物。這是因?yàn)闃渲h(huán)氧物在加熱后會(huì)產(chǎn)生一些化學(xué)變化，而它會(huì)覆蓋住內(nèi)部PCB層，所以要先清掉。清除與電鍍動(dòng)作都會(huì)在化學(xué)制程中完成。 多層PCB壓合 各單片層必須要壓合才能制造出多層板。壓合動(dòng)作包括在各層間加入絕緣層，以及將彼此黏牢等。如果有