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PCB抄板学习

一、抄板相关概念
1、抄板精度
    对于抄板的精度问题,取决于两个环节,一个是软件的精度,一个是原始图象精度,对于软件精度来说采用32位浮点表示可以说不存在任何精度限制,所以最主要的还是取决于原始扫描的图象精度,打个比方说吧,如果用100万像素拍出的照片可洗5寸照片,但如果要把它洗成20寸照片那就根本看不清楚了,道理是一样的,所以对于精度要求很高的电路板来说,要想抄出精度非常高的PCB图,在扫描时就要选择较高的DPI。
     DPI的意义是每英寸多少个点。也就是说扫描出来的图象上每两个点之间的距离就是1000/DPI,单位mil。如果DPI是400,那么图象上两点之间的距离是 1000/400 = 2.5 mil, 也就是说这时的精度是2.5mil。这个是最科学的根据,所以有人说精度可以达到1mil以下,那是有前提的。其实抄板精度主要取决于原始的扫描精度。
    综上所述,在扫描板子时设定DPI就要根据实际板子所要求的精度而定,如果象手机板子线间距等精度要求在1mil以下,这时就需要扫描DPI就应该设定在1000DPI以上。目前市场上的扫描仪都可以满足这个条件。
    DPI越高,图片就越清晰,精度越高,但缺点是图片太大,对硬件要求较高,所以要根据具体情况具体设置。对于一般精度的板子一般采用400DPI就很好了,手机板之类的可设定在1000DPI以上。
2、抄板类型
    目前有些提出可以抄这个那个板子的,听起来比较悬乎,其实只要抄板软件能够直接打开和保存PROTEL的PCB文件,所有放置的元素属性完全支持PROTEL的格式,包括放置功能一样,就可以抄出任何类型的板子。
3、抄板软件的选择
    抄板软件的好坏主要还是取决于功能是否完整,最好是把所有工作都能在抄板软件里去做,这样效率才高,包括元件的放置支持PROTEL99SE为最好,目前99SE的元件库非常丰富,可在互连网上下载到。这个也是很关键的事情,靠手工制作元件的时代已经过去,因为很多象BGP元件封装中有上百个之多的元素,靠手工再去建元件代价太大。
    为了电路稳定可靠,在设计电路时一般要有大块的铜皮和电源或地连接,这样可减少电路的噪声和干扰。所以涉及到网络铺铜的问题,对于复杂的电路板来说,铺铜上面有很多是要连接也有很多是要隔离的,那么如果解决不好这个问题,铺铜就无法实现,所以这里一定要定义网络来铺铜(“同一网络相连,不同网络隔离”),简单的把所有的都填充上铜皮那样是会出现端路的。这也是衡量抄板软件的一个关键性问题。
4、磨板
    对于多层板来说,中间层是无法直接扫描出来的,要抄多层板肯定要把多层磨出来,所以抄多层板肯定要报废一块板子的。 目前采用的方法最好的办法是用好的磨床和手工用纱纸磨,采用后者的方法是费用最低的一种方法,砂纸是市场上随处可以购买到的普通砂纸,切记要粗砂纸,细砂纸很难磨动的。
方法很简单,把板子按好水平用力用砂纸磨,如果是有大块铜皮可用钳子直接就可以拉掉,或者用平挫几下就把难磨的磨掉,然后改用砂纸再磨。磨板其实没任何技术含量,纯粹是经验性的东西,磨一块多层板就明白了。
·二、抄板流程

下面举例说明整个抄板过程:
假如有个四层板子,元件都已经去掉,表面擦干净,我们要把它抄成PCB文件,按如下步骤进行:

1、扫描顶层板,保存图片,起名字为top.bmp,这时设置扫描DPI可根据密度不同来设置,假如设置是400DPI。
2、扫描底层板,保存图片,起名字为bottom.bmp
3、把中间层1用粗砂纸磨出来,漏出铜皮,擦干净后扫描图,起名字为mid1.bmp
4、把中间层2用粗砂纸磨出来,漏出铜皮,擦干净后扫描图,起名字为mid2.bmp
5、在PHOTOSHOP里把每张图片调水平(选转图片,保证图片成水平,这样走出的线好看,而且多张图很容易上下对齐),这里建议将底层图做水平镜像,使顶底图是方向一致,上下定位孔一致。这里注意不需要把图片裁剪得正好,最好留些富裕, 基本上只要把图片调水平就完事了。
6、打开彩色抄板软件, 从主菜单"文件" -> "打开BMP文件", 选top.bmp文件打开.
7、设置好DPI后,就可以抄顶层图了,先把层选到顶层,然后开始放元件、过孔、导线等。
8、顶层把所有东西放完后,保存临时文件(说明书和帮助中都有,是通过菜单还是工具条上的按钮可自己来选),起名字为top-1.dpb( 中间不同时间保存的名字建议起不同编号的名字,如top-1.dpb,top-2.dpb,这样避免电脑故障原因破坏了最后一个文件,但此前一个版本文件还能挽回,减少损失,这个是个建议,看个人爱好了)。
9、关闭当前图片窗口(注意,一次只能打开一个图片,千万不要打开多个图片)。
10、从主菜单"文件" -> "打开BMP文件", 选底层图bottom.bmp,然后打开临时文件top-1.dpb,这时会发现顶层画好的图和底层背景图没有对齐,按Ctrl+A组合键,把所有放好的图元选中,按键盘上的上、下、左、右光标键或2、4、6、8数字键整体移动,选几个参考点和背景图相应点对准后,这时就可以选当前层为底层,开是走底层线、焊盘、填充等等,如果顶层的线挡住了底层,怎么办呢?很简单,可从主菜单“选项”中选“层颜色设置”,把顶层的勾点掉就可以了,同样顶层丝印也可关闭。抄完底层后,保存临时文件为bottom-1.dpb,或保存PCB文件为bottom-1.pcb,这时的文件已经是两层对齐、合层的文件了。
11、同样中间层的抄板过程也是一样的,重复步骤9~10,最后输出的PCB文件,就是四层合在一起的和实物一摸一样的PCB图了。
确保每一个电路PCB抄板尽可能紧凑。
尽可能将所有连PCB抄板接器都放在一边。
如果可能,将电源PCB抄板线从卡的中央引入,并远离容易直接遭受ESD影响的区域。
在引向机箱外的连接器(容易PCB抄板直接被ESD击中)下方的所有PCB层上,要放置宽的机箱地或者多边形填充地,并每隔大约13mm的距离用过孔将它们连接在一起。
在卡的边缘上放PCB抄板置安装孔,安装孔周围用PCB抄板无阻焊剂的顶层和底层焊盘连接到机箱地上。
PCB装配时,不要PCB抄板在顶层或者底层的PCB抄板焊盘上涂覆任何焊料。使用具有内嵌PCB抄板垫圈的螺钉来实现PCB与金属机箱PCB抄板/屏蔽层或接地面上支架的紧密接触。
在每一层的机箱地和电路地之间PCB抄板,要设置相同的“隔离区”;如果可能,保持间隔距离为0.64mm。
在卡的顶层和底层靠近安装孔PCB抄板的位置,每隔100mm沿机箱地线将机箱地和电路地用1.27mm宽的线连接在一起。与这些连接点的相邻处,在机箱地和电路地PCB抄板之间放置用于安装的焊盘或安装孔。这些地线连接可以用刀片划开,以保持开路,或用磁珠/高频电容的跳接。
如果电路板不会放入金属机箱或者PCB抄板屏蔽装置中,在电路板的顶层和底层机箱地线上不能涂阻焊剂,这样它们可以作为ESD电弧的放电极。
要以下PCB抄板列方式在电路周围设置一个环形地:
(1)除边缘连接PCB抄板器以及机箱地以外,在整个外围四周放上环形地通路。
(2)确保所有层PCB抄板的环形地宽度大于2.5mm。
(3)每隔13mm用过孔将环PCB抄板形地连接起来。
(4)将环形地与多层PCB抄板电路的公共地连接到一起。
(5)对安装在金属机箱或者PCB抄板屏蔽装置里的双面PCB抄板板来说,应该将环形地与电路公共地连接起来。不屏蔽的双面电路则应该将环形地连接到机箱地,环形地上不能涂阻焊剂,PCB抄板以便该环形地可以充当ESD的放电棒,在环形地(所有层)上的某个位置处至少放置一个0.5mm宽的间隙,这样可以避免PCB抄板形成一个大的环路。信号布线离环形地的距离不能小于0.5mm。

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