pcb正片和負(fù)片的區(qū)別，布局、布線技巧及設(shè)計(jì)工藝規(guī)范

　PCB（ Printed Circuit Board），中文名稱為印制電路板，又稱印刷線路板，是重要的電子部件，是電子元器件的支撐體，是電子元器件電氣連接的載體。由于它是采用電子印刷術(shù)制作的，故被稱為“印刷”電路板。

電子設(shè)備采用印制板后，由于同類印制板的一致性，從而避免了人工接線的差錯(cuò)，并可實(shí)現(xiàn)電子元器件自動(dòng)插裝或貼裝、自動(dòng)焊錫、自動(dòng)檢測(cè)，保證了電子設(shè)備的質(zhì)量，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低了成本，并便于維修。

PCB之所以能得到越來(lái)越廣泛地應(yīng)用，因?yàn)樗泻芏嗒?dú)特優(yōu)點(diǎn)，概栝如下。

①　可高密度化。數(shù)十年來(lái)，印制板高密度能夠隨著集成電路集成度提高和安裝技術(shù)進(jìn)步而發(fā)展著。

②　高可靠性。通過(guò)一系列檢查、測(cè)試和老化試驗(yàn)等可保證PCB長(zhǎng)期（使用期，一般為20年）而可靠地工作著。

③　可設(shè)計(jì)性。對(duì)PCB各種性能（電氣、物理、化學(xué)、機(jī)械等）要求，可以通過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化等來(lái)實(shí)現(xiàn)印制板設(shè)計(jì)，時(shí)間短、效率高。

④　可生產(chǎn)性。采用現(xiàn)代化管理，可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模（量）化、自動(dòng)化等生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量一致性。

⑤　可測(cè)試性。建立了比較完整測(cè)試方法、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、各種測(cè)試設(shè)備與儀器等來(lái)檢測(cè)并鑒定PCB產(chǎn)品合格性和使用壽命。

⑥　可組裝性。PCB產(chǎn)品既便于各種元件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化組裝，又可以進(jìn)行自動(dòng)化、規(guī)?；可a(chǎn)。同時(shí)，PCB和各種元件組裝部件還可組裝形成更大部件、系統(tǒng)，直至整機(jī)。

⑦　可維護(hù)性。由于PCB產(chǎn)品和各種元件組裝部件是以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與規(guī)?；a(chǎn)，因而，這些部件也是標(biāo)準(zhǔn)化。所以，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，可以快速、方便、靈活地進(jìn)行更換，迅速恢服系統(tǒng)工作。當(dāng)然，還可以舉例說(shuō)得更多些。如使系統(tǒng)小型化、輕量化，信號(hào)傳輸高速化等。

PCB正片和負(fù)片是最終效果是相反的制造工藝。

PCB正片的效果：凡是畫線的地方印刷板的銅被保留，沒(méi)有畫線的地方敷銅被清除。如頂層、底層。。。的信號(hào)層就是正片。

PCB負(fù)片的效果：凡是畫線的地方印刷板的敷銅被清除，沒(méi)有畫線的地方敷銅反而被保留。Internal Planes層（內(nèi)部電源/接地層）（簡(jiǎn)稱內(nèi)電層），用于布置電源線和地線。放置在這些層面上的走線或其他對(duì)象是無(wú)銅的區(qū)域，也即這個(gè)工作層是負(fù)片的。

PCB正片與負(fù)片輸出工藝有哪些差別？

負(fù)片：一般是我們講的tenTIng制程，其使用的藥液為酸性蝕刻

負(fù)片是因?yàn)榈灼谱鞒鰜?lái)后，要的線路或銅面是透明的，而不要的部份則為黑色或棕色的，經(jīng)過(guò)線路制程曝光后，透明部份因干膜阻劑受光照而起化學(xué)作用硬化，接下來(lái)的顯影制程會(huì)把沒(méi)有硬化的干膜沖掉，于是在蝕刻制程中僅咬蝕干膜沖掉部份的銅箔（底片黑色或棕色的部份），而保留干膜未被沖掉屬于我們要的線路（底片透明的部份），去膜以后就留下了我們所需要的線路，在這種制程中膜對(duì)孔要掩蓋，其曝光的要求和對(duì)膜的要求稍高一些，但其制造的流程速度快。

正片：一般是我們講的pattern制程，其使用的藥液為堿性蝕刻

正片若以底片來(lái)看，要的線路或銅面是黑色或棕色的，而不要部份則為透明的，同樣地經(jīng)過(guò)線路制程曝光后，透明部份因干膜阻劑受光照而起化學(xué)作用硬化，接下來(lái)的顯影制程會(huì)把沒(méi)有硬化的干膜沖掉，接著是鍍錫鉛的制程，把錫鉛鍍?cè)谇耙恢瞥蹋@影）干膜沖掉的銅面上，然后作去膜的動(dòng)作（去除因光照而硬化的干膜），而在下一制程蝕刻中，用堿性藥水咬掉沒(méi)有錫鉛保護(hù)的銅箔（底片透明的部份），剩下的就是我們要的線路（底片黑色或棕色的部份）。

負(fù)片就是為了減小文件尺寸減小計(jì)算量用的。有銅的地方不顯示，沒(méi)銅的地方顯示。這個(gè)在地層電源層能顯著減小數(shù)據(jù)量和電腦顯示負(fù)擔(dān)。不過(guò)現(xiàn)在的電腦配置對(duì)這點(diǎn)工作量已經(jīng)不在話下了，我覺(jué)得不太推薦負(fù)片使用，容易出錯(cuò)。焊盤沒(méi)設(shè)計(jì)好有可能短路什么的。

電源分割方便的話，方法有很多，正片也可以用其他方法很方便的進(jìn)行電源分割，沒(méi)必要一定用負(fù)片。

1、在通常情況下，所有的元件均應(yīng)布置在電路板的同一面上，只有頂層元件過(guò)密時(shí)，才能將一些高度有限并且發(fā)熱量小的器件，如貼片電阻、貼片電容、貼片IC等放在低層。

2、在保證電氣性能的前提下，元件應(yīng)放置在柵格上且相互平行或垂直排列，以求整齊、美觀，在一般情況下不允許元件重疊;元件排列要緊湊，元件在整個(gè)版面上應(yīng)分布均勻、疏密一致。

3、電路板上不同組件相臨焊盤圖形之間的最小間距應(yīng)在1MM以上。

4、離電路板邊緣一般不小于2MM.電路板的最佳形狀為矩形，長(zhǎng)寬比為3:2或4:3.電路板面尺大于200MM乘150MM時(shí)，應(yīng)考慮電路板所能承受的機(jī)械強(qiáng)度。

在PCB的布局設(shè)計(jì)中要分析電路板的單元，依據(jù)其功能進(jìn)行布局設(shè)計(jì)，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以下原則：

1、按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。

2、以每個(gè)功能單元的核心元器件為中心，圍繞他來(lái)進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整體、緊湊的排列在PCB上，盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。

3、在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件并行排列，這樣不但美觀，而且裝旱容易，易于批量生產(chǎn)。

特殊元器件的位置在布局時(shí)一般要遵守以下原則：

1、盡可能縮短高頻元器件之間的連接，設(shè)法減少他們的分布參數(shù)及和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互離的太近，輸入和輸出應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。

2一些元器件或?qū)Ь€有可能有較高的電位差，應(yīng)加大他們的距離，以免放電引起意外短路。高電壓的元器件應(yīng)盡量放在手觸及不到的地方。

3、重量超過(guò)15G的元器件，可用支架加以固定，然后焊接。那些又重又熱的元器件，不應(yīng)放到電路板上，應(yīng)放到主機(jī)箱的底版上，且考慮散熱問(wèn)題。熱敏元器件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元器件。

4、對(duì)與電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動(dòng)開關(guān)等可調(diào)元器件的布局應(yīng)考慮整塊扳子的結(jié)構(gòu)要求，一些經(jīng)常用到的開關(guān)，在結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)放置到手容易接觸到的地方。元器件的布局到均衡，疏密有度，不能頭重腳輕。

1、畫定布線區(qū)域距PCB 板邊≤1mm 的區(qū)域內(nèi)，以及安裝孔周圍1mm 內(nèi)，禁止布線；

2、電源線盡可能的寬，不應(yīng)低于18mil；信號(hào)線寬不應(yīng)低于12mil；cpu 入出線不應(yīng)低于10mil（或8mil）；線間距不低于10mil；

3、正常過(guò)孔不低于30mil；

4、 雙列直插：焊盤60mil，孔徑40mil；

1/4W 電阻： 51*55mil（0805 表貼）；直插時(shí)焊盤62mil，孔徑42mil；無(wú)極電容： 51*55mil（0805 表貼）；直插時(shí)焊盤50mil，孔徑28mil；

5、 注意電源線與地線應(yīng)盡可能呈放射狀，以及信號(hào)線不能出現(xiàn)回環(huán)走線。

法則一：選擇正確的網(wǎng)格 - 設(shè)置并始終使用能夠匹配最多元件的網(wǎng)格間距。雖然多重網(wǎng)格看似效用顯著，但工程師若在PCB布局設(shè)計(jì)初期能夠多思考一些，便能夠避免間隔設(shè)置時(shí)遇到難題并可最大限度地應(yīng)用電路板。由于許多器件都采用多種封裝尺寸，工程師應(yīng)使用最利于自身設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。此外，多邊形對(duì)于電路板敷銅至關(guān)重要，多重網(wǎng)格電路板在進(jìn)行多邊形敷銅時(shí)一般會(huì)產(chǎn)生多邊形填充偏差，雖然不如基于單個(gè)網(wǎng)格那么標(biāo)準(zhǔn)，但卻可提供超越所需的電路板使用壽命。

法則二：保持路徑最短最直接。這一點(diǎn)聽起來(lái)簡(jiǎn)單尋常，但應(yīng)在每個(gè)階段，即便意味著要改動(dòng)電路板布局以優(yōu)化布線長(zhǎng)度，都應(yīng)時(shí)刻牢記。這一點(diǎn)還尤其適用于系統(tǒng)性能總是部分受限于阻抗及寄生效應(yīng)的模擬及高速數(shù)字電路。

法則三：盡可能利用電源層管理電源線和地線的分布。電源層敷銅對(duì)大多數(shù)PCB設(shè)計(jì)軟件來(lái)說(shuō)是較快也較簡(jiǎn)單的一種選擇。通過(guò)將大量導(dǎo)線進(jìn)行共用連接，可保證提供最高效率且具最小阻抗或壓降的電流，同時(shí)提供充足的接地回流路徑。 可能的話，還可在電路板同一區(qū)域內(nèi)運(yùn)行多條供電線路，確認(rèn)接地層是否覆蓋了PCB某一層的大部分層面，這樣有利于相鄰層上運(yùn)行線路之間的相互作用。

法則四： 將相關(guān)元件與所需的測(cè)試點(diǎn)一起進(jìn)行分組。例如：將OpAmp運(yùn)算放大器所需的分立元件放置在離器件較近的部位以便旁路電容及電阻能夠與其同地協(xié)作，從而幫助優(yōu)化法則二中提及的布線長(zhǎng)度，同時(shí)還使測(cè)試及故障檢測(cè)變得更加簡(jiǎn)便。

法則五：將所需的電路板在另一個(gè)更大的電路板上重復(fù)復(fù)制多次進(jìn)行PCB拼版。選擇最適合制造商所使用設(shè)備的尺寸有利于降低原型設(shè)計(jì)及制造成本。首先在面板上進(jìn)行電路板布局，聯(lián)系電路板制造商獲取他們每個(gè)面板的首選尺寸規(guī)格，然后修改你的設(shè)計(jì)規(guī)格，并盡力在這些面板尺寸內(nèi)多次重復(fù)進(jìn)行你的設(shè)計(jì)。

法則六：整合元件值。作為設(shè)計(jì)師，你會(huì)選擇一些元件值或高或低，但效能一樣的分立元件。通過(guò)在較小的標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)進(jìn)行整合，可簡(jiǎn)化物料清單，并可能降低成本。如果你擁有基于首選器件值的一系列PCB產(chǎn)品，那么從更長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)說(shuō)，也更利于你做出正確的庫(kù)存管理決策。

法則七： 盡可能多地執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC）。盡管在PCB軟件上運(yùn)行DRC功能只需花費(fèi)很短時(shí)間，但在更復(fù)雜的設(shè)計(jì)環(huán)境中，只要你在設(shè)計(jì)過(guò)程中始終執(zhí)行檢查便可節(jié)省大量時(shí)間，這是一個(gè)值得保持的好習(xí)慣。每個(gè)布線決定都很關(guān)鍵，通過(guò)執(zhí)行DRC可隨時(shí)提示你那些最重要的布線。

法則八：靈活使用絲網(wǎng)印刷。絲網(wǎng)印刷可用于標(biāo)注各種有用信息，以便電路板制造者、服務(wù)或測(cè)試工程師、安裝人員或設(shè)備調(diào)試人員將來(lái)使用。不僅標(biāo)示清晰的功能和測(cè)試點(diǎn)標(biāo)簽，還要盡可能標(biāo)示元件和連接器的方向，即使是將這些注釋印刷在電路板使用的元件下表面（在電路板組裝后）。在電路板上下表面充分應(yīng)用絲網(wǎng)印刷技術(shù)能夠減少重復(fù)工作并精簡(jiǎn)生產(chǎn)過(guò)程。

法則九：必選去耦電容。不要試圖通過(guò)避免解耦電源線并依據(jù)元件數(shù)據(jù)表中的極限值優(yōu)化你的設(shè)計(jì)。電容器價(jià)格低廉且堅(jiān)固耐用，你可以盡可能多地花時(shí)間將電容器裝配好，同時(shí)遵循法則六，使用標(biāo)準(zhǔn)值范圍以保持庫(kù)存整齊。

法則十：生成PCB制造參數(shù)并在報(bào)送生產(chǎn)之前核實(shí)。雖然大多數(shù)電路板制造商很樂(lè)意直接下載并幫你核實(shí)，但你自己最好還是先輸出Gerber文件，并用免費(fèi)閱覽器檢查是否和預(yù)想的一樣，以避免造成誤解。通過(guò)親自核實(shí)，你甚至還會(huì)發(fā)現(xiàn)一些疏忽大意的錯(cuò)誤，并因此避免按照錯(cuò)誤的參數(shù)完成生產(chǎn)造成損失。