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PCB电路板组成与多层板制作
PCB电路板组成与多层板制作
电路板是由绝缘基板和粘贴在表面的铜箔构成。基板是由绝缘物质构成，起支撑和承载电子元件的作用。铜箔是导电良好的纯铜，经过印刷、蚀刻等方法加工出预先设计的电路图形，实现板上电子元器件之间的相互连接。最外边的只是电路版的一层保护层。绿色的是防焊绿漆；黄色的那个是铜箔导线。绿油(防焊漆 )主要涂覆在印制电路板不需焊接的线路和基材上，起阻焊和保护的作用。对于一块全身包裹了铜箔的PCB基板，我们如何才能在上面
电路板是由绝缘基板和粘贴在表面的铜箔构成。基板是由绝缘物质构成，起支撑和承载电子元件的作用。铜箔是导电良好的纯铜，经过印刷、蚀刻等方法加工出预先设计的电路图形，实现板上电子元器件之间的相互连接。最外边的只是电路版的一层保护层。绿色的是防焊绿漆；黄色的那个是铜箔导线。绿油(防焊漆 )主要涂覆在印制电路板不需焊接的线路和基材上，起阻焊和保护的作用。对于一块全身包裹了铜箔的基板，我们如何才能在上面安放元件，实现元件--元件间的信号导通而非整块板的导通呢？ 我们只要把铜箔蚀掉不用的部分，留下铜线部分就可以了 &&& 接着是制作多层板，按照上述步骤制作只是单面板，即使两面加工也是双面板而已，但是我们常常可以发现自己手中的板卡是四层板或者六层板（甚至有8层板）。 &&&& 做两块双面板&粘&起来就行啦！比如我们做一块典型的四层板（按照顺序分1~4层，其中1/4是外层，信号层，2/3 是内层，接地和电源层），先呢分别做好1/2和3/4（同一块基板），然后把两块基板粘一块不就OK了？不过这个粘结剂可不是普通的胶水，而是软化状态下的树脂材料，它首先是绝缘的，其次很薄，与基板粘合性良好。我们称之为PP材料.当然，一般四层板和六层板我们是看不出来的，因为六层板的基板厚度比较薄，即使要用两层PP三块双面基板，也未见得比一层PP两块双面基板的四层板能增加多少厚度--板卡的厚度都有一定规范，否则就插不进各种卡槽中了。&
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深圳市易科光电子有限公司
阳光奥美（浙江）企业管理有限公司
阳光奥美（浙江）企业管理有限公司PCB&抄板的价值
&&&&有人曾做过这样的假设：如果笔记本电脑研究需要两年，在国外研究出来后，我们开始进入研究需要两年，那么这两年里我们只能卖国外的笔记本。这样，不仅我们自己的笔记本比国外晚了两年，而且两年里，国外笔记本电脑在中国的市场占有率和品牌效应已经达到坚不可摧的地步。
&&&&但是，如果采用PCB抄板等反向技术研究，在笔记本电脑问世之初，我们可以很快跟上新产品研究，并且还可以为其加入新的功能，进行新的突破，这样，我们能够在短时间内拥有自己的技术成果来跟国外的垄断产品进行竞争，并迅速超越。
具体来说，PCB抄板的价值体现在以下几个方面：
1.从企业的角度而言,克隆可帮助企业快速更新换代，紧跟最新潮流。以最短的时间和最低的开发费用完成产品的上市。且在如今几近完美的电子克隆技术的支持下，产品质量得到强有力的保证。
2.从用户体验的角度而言,物美价廉是其最突出的特性，易于普通大众所接受，不仅能够丰富人们的生活，体验时尚与潮流所带来的全新感觉，并为企业赢得更多利润，增强其在行业内的竞争力。
3.对一些特定行业或研究院而言,抄板是一种行之有效且必要的手段，它能够快速攻克技术上的壁垒，促进正向研究的发展，拉近与发达国家先进技术的差距。
4.从抄板技术角度而言,抄板并不时简单的仿制、copy，它属于反向研究领域，通过攻克原机的技术，掌握其性能与应用，可进行二次开发，即在充分了解其原理图的基础上对其功能进行删减，达到适合自己需求的产品。不仅可以规避“知识产权”，还可快速创造属于自己的品牌，且研制周期短，成本低，效益显着。
5.从整体行业而言,有利于加快整体行业的发展。当克隆技术发展速度越来越快且日趋完美时，电子工程师们也正积极地寻求如何另最新研制的产品在市场上长时间保持一枝独秀的竞争力，增强产品的差异化的方法，这一方面促进了正向技术的研究，另一方面也使反向研究得到了更广阔的发展空间，同时也给电子企业带来了更多机会。
PCB&相关概念
&&&&PCB抄板除了对电路板复制的简单概念，还包括了板上一些加密了的芯片的解密、PCB原理图的反推、BOM清单的制作、PCB设计等技术概念。
PCB原理图的反推
&&&&原理图就是由电气符号组成用来分析电路原理的图纸，它在产品调试、维修、改进过程中有着不可或缺的作用。原理图反推与正向设计恰好相反，正向设计是先有原理图设计，再根据原理图进行PCB设计，而PCB反推原理图是指根据现有PCB文件或者PCB实物反向推导出产品的原理图，以方便对产品进行技术解析并协助后期产品样机调试生产或改进升级。
BOM清单制作
&&&&在产品反向技术研究与仿制开发过程中，BOM清单的制作及贴片方位图、SMT贴片机用元件坐标图制作都是后期样板焊接、贴片加工、完整样机定型设计与组装生产的必要环节。
BOM（物料清单）是器件物料采购的依据，它记载了产品组成所需的各种元器件、模块以及其他特殊材料。BOM清单的制作最重要的是要求元器件的各种参数测量值精确，因为如果器件参数有误，就可能影响对器件的判断和物料采购的准确性，甚至可能导致项目开发失败。
&&&&PCB改板是PCB抄板中的一个相关概念，它是指对提取的PCB文件进行线路调整或重新布局，以实现对原电路板的功能修改，可快速实现产品的更新升级，满足某些客户的个性化需要和特殊应用需求。
&&&&在高速设计中，可控阻抗板和线路的特性阻抗是最重要和最普遍的问题之一。首先了解一下传输线的定义：传输线由两个具有一定长度的导体组成，一个导体用来发送信号，另一个用来接收信号（切记“回路”取代“地”的概念）。在一个多层板中，每一条线路都是传输线的组成部分，邻近的参考平面可作为第二条线路或回路。一条线路成为“性能良好”传输线的关键是使它的特性阻抗在整个线路中保持恒定。
线路板成为“可控阻抗板”的关键是使所有线路的特性阻抗满足一个规定值，通常在25欧姆和70欧姆之间。在多层线路板中，传输线性能良好的关键是使它的特性阻抗在整条线路中保持恒定。
&&&&但是，究竟什么是特性阻抗？理解特性阻抗最简单的方法是看信号在传输中碰到了什么。当沿着一条具有同样横截面传输线移动时，这类似图1所示的微波传输。假定把1伏特的电压阶梯波加到这条传输线中，如把1伏特的电池连接到传输线的前端（它位于发送线路和回路之间），一旦连接，这个电压波信号沿着该线以光速传播，它的速度通常约为6英寸/纳秒。当然，这个信号确实是发送线路和回路之间的电压差，它可以从发送线路的任何一点和回路的相临点来衡量。
&&&&真的方法是先“产生信号”，然后沿着这条传输线以6英寸/纳秒的速度传播。第一个0.01纳秒前进了0.06英寸，这时发送线路有多余的正电荷，而回路有多余的负电荷，正是这两种电荷差维持着这两个导体之间的1伏电压差，而这两个导体又组成了一个电容器。
在下一个0.01纳秒中，又要将一段0.06英寸传输线的电压从0调整到1伏特，这必须加一些正电荷到发送线路，而加一些负电荷到接收线路。每移动0.06英寸，必须把更多的正电荷加到发送线路，而把更多的负电荷加到回路。每隔0.01纳秒，必须对传输线路的另外一段进行充电，然后信号开始沿着这一段传播。电荷来自传输线前端的电池，当沿着这条线移动时，就给传输线的连续部分充电，因而在发送线路和回路之间形成了1伏特的电压差。每前进0.01纳秒，就从电池中获得一些电荷（±Q），恒定的时间间隔（±t）内从电池中流出的恒定电量（±Q）就是一种恒定电流。流入回路的负电流实际上与流出的正电流相等，而且正好在信号波的前端，交流电流通过上、下线路组成的电容，结束整个循环过程。
&&&&&PCB设计，PCB改版，PCB设计原理图，方案设计，芯片分析，软件开发，SMT焊接调试，生产加工，pcb抄板，各种电子产品的主板抄板，芯片解密
PCB抄板的技术实现过程
&&&&简单来说，就是先将要抄板的电路板进行扫描，记录详细的元器件位置，然后将元器件拆下来做成物料清单（BOM）并安排物料采购，空板则扫描成图片经抄板软件处理还原成pcb板图文件，然后再将PCB文件送制版厂制板，板子制成后将采购到的元器件焊接到制成的PCB板上，然后经过电路板测试和调试即可。
具体技术步骤如下：
第一步，拿到一块PCB，首先在纸上记录好所有元气件的型号，参数，以及位置，尤其是二极管，三级管的方向，IC缺口的方向。最好用数码相机拍两张元器件位置的照片。很多的pcb电路板越做越高级上面的二极管三极管有些不注意根本看不到。
第二步，拆掉所有器件，并且将PAD孔里的锡去掉。用酒精将PCB清洗干净，然后放入扫描仪内，扫描仪扫描的时候需要稍调高一些扫描的像素，以便得到较清晰的图像。再用水纱纸将顶层和底层轻微打磨，打磨到铜膜发亮，放入扫描仪，启动PHOTOSHOP，用彩色方式将两层分别扫入。注意，PCB在扫描仪内摆放一定要横平竖直，否则扫描的图象就无法使用。
第三步，调整画布的对比度，明暗度，使有铜膜的部分和没有铜膜的部分对比强烈，然后将次图转为黑白色，检查线条是否清晰，如果不清晰，则重复本步骤。如果清晰，将图存为黑白BMP格式文件TOP&BMP和BOT&BMP，如果发现图形有问题还可以用PHOTOSHOP进行修补和修正。
第四步，将两个BMP格式的文件分别转为PROTEL格式文件，在PROTEL中调入两层，如过两层的PAD和VIA的位置基本重合，表明前几个步骤做的很好，如果有偏差，则重复第三步。所以说pcb抄板是一项极需要耐心的工作，因为一点小问题都会影响到质量和抄板后的匹配程度。
第五步，将TOP层的BMP转化为TOP&PCB，注意要转化到SILK层，就是黄色的那层，然后你在TOP层描线就是了，并且根据第二步的图纸放置器件。画完后将SILK层删掉。不断重复直到绘制好所有的层。
第六步，在PROTEL中将TOP&PCB和BOT&PCB调入，合为一个图就OK了。
第七步，用激光打印机将TOP&LAYER，BOTTOM&LAYER分别打印到透明胶片上（1：1的比例），把胶片放到那块PCB上，比较一下是否有误，如果没错，你就大功告成了。
一块和原板一样的抄板就诞生了，但是这只是完成了一半。还要进行测试，测试抄板的电子技术性能是不是和原板一样。如果一样那真的是完成了。
备注：如果是多层板还要细心打磨到里面的内层，同时重复第三到第五步的抄板步骤，当然图形的命名也不同，要根据层数来定，一般双面板抄板要比多层板简单许多，多层抄板容易出现对位不准的情况，所以多层板抄板要特别仔细和小心（其中内部的导通孔和不导通孔很容易出现问题）。
PCB抄板接触系统可靠性设计
正确地选择触点材料，可以提高继电IRF520NPBF器工作的可靠性和寿命。不同的继电器由于触点回路负载性质和断开容量不同，触点受到的磨损种类和磨损程度也不同；在设计选用触点和簧片材料时，必须考虑到这些因素。选择的触点和簧片材料应满足下列基本要求：
&&①具有良好的导电性、导热性。
&&②触点及镀层材料应能耐电弧或电火花磨损和机械磨损，具有一定的硬度和抗粘接性能。
&&③簧片材料应具有良好的弹性。
2）触点接触形式及形状尺寸设计的要求：
　①对于微型、超小型等负载较小的继电器，触点宜采用点接触形式，pcb抄板以增大接触部位的压强，破坏触点表面的污染物。对于大负载继电器，触点宜采用面接触形式，以增大散热面积，减缓触点电磨损。
　②触点组合形式上，应尽可能避免组装形式，减少组装带来的不可靠因素，以可靠的熔焊代替铆接。
　③采用不同材料的触点进行配对，以提高触点的抗电弧、抗磨损能力。
　④簧片设计质量要小，尺寸不宜过长，如采用高弹性模数的材料，电路板克隆降低材料的比重或提高簧片刚度等方法，以使其谐振频率高于给定环境频率指标，从而保证冲击、振动的环境适应性。
　⑤在通过额定电流时，簧片的电流密度不允许超过规定值，以保证簧片的温升不超过允许值，从而保证接触的可靠性。
3）触点压力和跟踪的设计要求：
　①保证触点间电接触可靠，触点接触电阻稳定。
　②触点的跟踪应大于规定寿命内触点磨损的高度。
　③适当选择触点压力与跟踪等机械参数，以尽可能减少触点的回跳次数和缩短触点回跳时间，从而减少触点的磨损相电弧烧蚀。
　④对于小负荷和中等负荷的继电器，触点间应有一定的跟踪来清洁表面，减少接触电阻及热效应，减少断故障，提高接触的可靠。
PCB工作指导
5.1&铜箔最小线宽：0.1MM，面板0.2MM&边缘铜箔最小要1.0MM
5.2&铜箔最小间隙：0.1MM，面板：0.2MM.
5.3&铜箔与板边最小距离为0.55MM，元件与板边最小距离为5.0MM，盘与板边最小距离为4.0MM
5.4&一般通孔安装元件的焊盘的大小（径)孔径的两倍，双面板最小1.5MM，单面板最小为2.0MM，议（2.5MM）如果不能用圆形焊盘，用腰圆形焊盘，小如下图所示（如有标准元件库，则以标准元件库为准焊盘长边、短边与孔的关系）。
5.5&电解电容不可触及发热元件，大功率电阻，敏电阻，压器，热器等.解电容与散热器的间隔最小为10.0MM，它元件到散热器的间隔最小为2.0MM.
5.6&大型元器件（如：变压器、直径15.0MM&以上的电解电容、大电流的插座等）加大铜箔及上锡面积；阴影部分面积肥最小要与焊盘面积相等。
5.7&螺丝孔半径5.0MM&内不能有铜箔（要求接地外）元件.（按结构图要求）。
5.8&上锡位不能有丝印油。
5.9&焊盘中心距小于2.5MM&的，相邻的焊盘周边要有丝印油包裹，印油宽度为0.2MM（议0.5MM)。
5.10&跳线不要放在IC&下面或马达、电位器以及其它大体积金属外壳的元件下.
5.11&在大面积PCB设计中（约超过500CM2&以上），防止过锡炉时PCB&板弯曲，在PCB&板中间留一条5&至10MM&宽的空隙不放元器件（走线），用来在过锡炉时加上防止PCB&板弯曲的压条，下图的阴影区。
5.12&每一粒三极管必须在丝印上标出e,c,b&脚.
5.13&需要过锡炉后才焊的元件，盘要开走锡位，向与过锡方向相反，度视孔的大小为0.5MM&到1.0MM如下图&：
5.14&设计双面板时要注意，金属外壳的元件，插件时外壳与印制板接触的，顶层的焊盘不可开，一定要用绿油或丝印油盖住（例如两脚的晶振）。
5.15&为减少焊点短路，所有的双面印制板，过孔都不开绿油窗。
5.16&每一块PCB&上都必须用实心箭头标出过锡炉的方向：
5.17&孔洞间距离最小为1.25MM（双面板无效）
5.18&布局时，DIP&封装的IC&摆放的方向必须与过锡炉的方向成垂直，不可平行，如下图；如果布局上有困难，可允许水平放置IC&(OP&封装的IC&摆放方向与DIP&相反）。
5.19&布线方向为水平或垂直，由垂直转入水平要走45&度进入。
5.20&元件的安放为水平或垂直。
5.21&丝印字符为水平或右转90&度摆放。
5.22&若铜箔入圆焊盘的宽度较圆焊盘的直径小时，则需加泪滴。
5.23&物料编码和设计编号要放在板的空位上。
5.24&把没有接线的地方合理地作接地或电源用。
5.25&布线尽可能短，特别注意时钟线、低电平信号线及所有高频回路布线要更短。
5.26&模拟电路及数字电路的地线及供电系统要完全分开。
5.27&如果印制板上有大面积地线和电源线区（面积超过500&平方毫米），应局部开窗口。
5.28&电插印制板的定位孔规定如下，阴影部分不可放元件，手插元件除外，L&的范围是50&330mm,H的范围是50&250mm，果小于50X50&则要拼板开模方可电插，如果超过330X250&则改为手插板。定位孔需在长边上。
PCB未来前景(1)
&&&&&预计在2015年中国PCB市场规模将会达到48.8亿元，2010年和2015年以复合年增长率11.0％，明显比往年增长7.5％，在全球PCB市场的水平，表明中国PCB市场有强劲的增长潜力。
&&&&由于电子消费产品的需求快速增长的国家，环境保护，产品质量，生产效率，节能，PCB行业的关注，将会有快速发展，并最终形成一套完整的PCB产业链满足更多的需求。在电子信息产业调整和振兴计划，科学发展的政策的信息产业，PCB和材料的支持和要求提出的第十一个五年规划。下游旺盛的需求和强有力的政策保证，印刷电路板产业配套带来的机会，以促进国家的整体快速发展，不久将印刷电路板产业链，成为真正的PCB强国。
PCB未来前景(2)
（1）“放缓”态势
各种数据和信息表明，中国未来几年会继续是全球PCB的最重要制造基地。但两位数增长的高速时代过去了，中国PCB发展是一种“放缓”态势。传统的单/双/多层印制板不会有明显的增速，驱动PCB发展的动力最重要的仍然是智能手机、平板电脑，还有4G，网络、云计算、汽车、工控医疗。
未来这类电子产品的需求变化是：高端智能手机和平板电脑已逐渐饱和，&中低档智能终端会是市场主力，可穿戴智能装置会是继智能终端电子产品以后新一代最具发展潜力的电子产品，这些电子产品将是PCB企业竞争的主战场。
（2）PCB增长的“激素”
未来，&PCB产值总量的变化不会太大，&个位数增速，&但PCB的内涵在变。PCB在中国增长的“激素”是高端挠性板，&刚挠结合板，&任意层HDI。IC载板近两年在世界是负增长，但在中国，这类显现国家实力且具有高附加值的产品产值很小，经国家政策引导及各企业的艰苦奋战，未来几年中国IC载板增速会是快的。
智能终端，可穿戴电子产品不管如何变，其大方向更轻薄短小，更多功能，更好用不会变，而所有的功能的实现和连接必须靠挠性板，HDI板和IC载板，这类板子共同特性是线更细、更密，孔更小，板子更薄，尺寸公差更严，折弯性更好，加上高频高速，特性阻抗控制，绿色。相关PCB企业如不往这个方向走，仍抱传统的单双多层板不变，&要活得风光就难了。
（3）中国PCB变强的瓶颈之一是装备制造和新材料
大量的PCB制造技术往往都已融入到PCB专用设备/仪器当中。新一代的PCB设备不但完成细线、孔小的功能要求，还会更趋向智能化、自动化，生产效率提高好几倍。最近，习近平主席多次强调高端装备制造业的重要性。中国PCB不够强大，原因之一是PCB高端设备仍落后。高端PCB设备/仪器相当一部分仍依靠进口，国产设备精度、性能、可靠性同国外仍有差距。
例如钻微孔的激光钻孔机、激光直接成像系统、双轴自动定位钻孔机、自动贴补强机、激光切割机、自动电镀微孔填孔线等。
同样，&没有PCB材料的技术升级，中国高端PCB实现不了PCB的轻薄短小。精密细线形成需要均匀性好的超薄铜箔（4、6、8微米厚），激光直接成像需要薄型新干膜，喷墨字符、阻焊需要特种油墨，智能终端需要各种屏蔽膜、覆盖膜、补强膜，微孔填孔需要新的化学添加剂，等等。PCB材料技术升级对推动中国PCB走向强大显得太重要了。
专用PCB设备和材料处于PCB价值链的高端，是衡量我国PCB产业是否强盛的重要标志。没有高端设备和材料的技术升级，绝对生产不出高端的HDI、FPC、IC载板。
（4）管理智慧：兵无常势，水无常形
中国PCB企业生存发展的另外一些问题在困扰着中国PCB的企业家们：本土企业营收目前取得了从几个亿到二十亿元的突破，能不能PK世界顶级企业，做到年产值10亿美元以上？中国PCB能否取得世界级智能终端产品苹果系列，三星系列的认可？民企变大好，还是变强好？民企老板拼搏几十年了，老了，如何交接班？
《孙子兵法》说：“水因地而制流，兵因地而致胜。故兵无常势，水无常形。能因敌变化而取胜者，谓之神。”用孙子兵法的理念移到企业管理，就是随着外部市场的变化不断地变，才能活下来，才能取胜。
说起来容易，&做起来难。不管如何，我们进入了这个有美好前途，有巨大挑战性，有无限生命力的，通信电子产品永远离不开的印制电路行业，一定要善于在“放缓”的经济态势下，勇于思考，明确方向，创新管理，稳步向前，并走向成功。记住古人的教诲：兵无常势，水无常形。
双面板抄版方法
1.扫描线路板的上下表层，存出两张BMP图片。
2.打开抄板软件Quickpcb2005，点“文件”“打开底图”，打开一张扫描图片。用PAGEUP放大屏幕，看到焊盘，按PP放置一个焊盘，看到线按PT走线……就象小孩描图一样，在这个软件里描画一遍，点“保存”生成一个B2P的文件。
3.再点“文件”“打开底图”，打开另一层的扫描彩图。
4.再点“文件”“打开”，打开前面保存的B2P文件，我们看到刚抄好的板，叠在这张图片之上——同一张PCB板，孔在同一位置，只是线路连接不同。所以我们按“选项”——“层设置”，在这里关闭显示顶层的线路和丝印，只留下多层的过孔。
5.顶层的过孔与底层图片上的过孔在同一位置，再像童年时描图一样，描出底层的线路就可以了。再点“保存”——这时的B2P文件就有了顶层和底层两层的资料了。
6.点“文件”“导出为PCB文件”，就可以得到一个有两层资料的PCB文件，可以再改板或再出原理图或直接送PCB制版厂生产
多层板抄板方法：
其实四层板抄板就是重复抄两个双面板，六层就是重复抄三个双面板……，多层之所以让人望而生畏，是因为我们无法看到其内部的走线。一块精密的多层板，我们怎样看到其内层乾坤呢？——分层。
在分层的问题上办法有很多，有药水腐蚀、刀具剥离等，但很容易把层分过头，丢失资料。经验告诉我们，砂纸打磨是最准确的。
当我们抄完PCB的顶底层后，一般都是用砂纸打磨的办法，磨掉表层显示内层；砂纸就是五金店出售的普通砂纸，一般平铺PCB，然后按住砂纸，在PCB上均匀磨擦（如果板子很小，也可以平铺砂纸，用一根手指按住PCB在砂纸上磨擦）。要点是要铺平，这样才能磨得均匀。
丝印与绿油一般一擦就掉，铜线与铜皮就要好好擦几下。一般来说，蓝牙板几分钟就能擦好，内存条大概要十几分钟；当然力气大，花的时间会少一点；力气小花的时间就会多一点。
磨板是目前分层用得最普遍的方案，也是最经济的了。咱们可以找块废弃的PCB试一下，其实磨板没什么技术难度，只是有点枯燥，要花点力气，完全不用担心会把板子磨穿磨到手指头哦。
PCB抄板方法和过程
电子电路产业和中国电子信息产业一样，距今一直保持着高速增长，这一增长趋势还将持续到2010年或更长一段时间，尤其是随着我国消费类电子和汽车电子的飞速发展，更是为电子电路业提供了广阔空间。这样看来在未来两年里，我国的pcb抄板和pcb行业还有着很大的发展空间。
PCB抄板案例
一块四层板的PCB抄板方法和过程
假如有个四层板子，元件都已经去掉，表面搽干净的，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.jpg，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.jpg
3、把中间层1用粗砂纸磨出来，漏出铜皮，弄干净后扫描图，起名字为mid1.jpg
4、把中间层2用粗砂纸磨出来，漏出铜皮，弄干净后扫描图，起名字为mid2.jpg
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。最后把每张图分别存成BMP文件，比如：top.bmp,&bottom.bmp,&mid1.bmp,&mid2.bmp。&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。
预计在2015年中国PCB市场规模将会达到48.8亿元，2010年和2015年以复合年增长率11.0％，明显比往年增长7.5％，在全球PCB市场的水平，表明中国PCB市场有强劲的增长潜力。
由于电子消费产品的需求快速增长的国家，环境保护，产品质量，生产效率，节能，PCB行业的关注，将会有快速发展，并最终形成一套完整的PCB产业链满足更多的需求。在电子信息产业调整和振兴计划，科学发展的政策的信息产业，PCB和材料的支持和要求提出的第十一个五年规划。下游旺盛的需求和强有力的政策保证，印刷电路板产业配套带来的机会，以促进国家的整体快速发展，不久将印刷电路板产业链，成为真正的PCB强国。
PCB设计涉及到的基本概念
简介：PCB设计涉及到的基本概念
1、“层(Layer)&”的概念
与字处理或其它许多软件中为实现图、文、色彩等的嵌套与合成而引入的“层”的概念有所同,Protel的“层”不是虚拟的,而是印刷板材料本身实实在在的各铜箔层。现今,由于电子线路的元件密集安装。防干扰和布线等特殊要求,一些较新的电子产品中所用的印刷板不仅有上下两面供走线,在板的中间还设有能被特殊加工的夹层铜箔,例如,现在的计算机主板所用的印板材料多在4层以上。这些层因加工相对较难而大多用于设置走线较为简单的电源布线层(如软件中的&Ground&Dever和Power&Dever),并常用大面积填充的办法来布线(如软件中的ExternaI&P1a11e和Fill)。上下位置的表面层与中间各层需要连通的地方用软件中提到的所谓“过孔(Via)”来沟通。有了以上解释,就不难理解“多层焊盘”和“布线层设置”的有关概念了。举个简单的例子,不少人布线完成,到打印出来时方才发现很多连线的终端都没有焊盘,其实这是自己添加器件库时忽略了&“层”的概念,没把自己绘制封装的焊盘特性定义为”多层(Mulii一Layer)的缘故。要提醒的是,一旦选定了所用印板的层数,务必关闭那些未被使用的层,免得惹事生非走弯路。
2、过孔(Via)
为连通各层之间的线路,在各层需要连通的导线的文汇处钻上一个公共孔,这就是过孔。工艺上在过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属,用以连通中间各层需要连通的铜箔,而过孔的上下两面做成普通的焊盘形状,可直接与上下两面的线路相通,也可不连。一般而言,设计线路时对过孔的处理有以下原则：
(1)尽量少用过孔,一旦选用了过孔,务必处理好它与周边各实体的间隙,特别是容易被忽视的中间各层与过孔不相连的线与过孔的间隙,如果是自动布线,可在“过孔数量最小化”&(&Via&Minimiz8tion)子菜单里选择“on”项来自动解决。
(2)需要的载流量越大,所需的过孔尺寸越大,如电源层和地层与其它层联接所用的过孔就要大一些。
3、丝印层(Overlay)
为方便电路的安装和维修等,在印刷板的上下两表面印刷上所需要的标志图案和文字代号等,例如元件标号和标称值、元件外廓形状和厂家标志、生产日期等等。不少初学者设计丝印层的有关内容时,只注意文字符号放置得整齐美观,忽略了实际制出的PCB效果。他们设计的印板上,字符不是被元件挡住就是侵入了助焊区域被抹赊,还有的把元件标号打在相邻元件上,如此种种的设计都将会给装配和维修带来很大不便。正确的丝印层字符布置原则是：”不出歧义,见缝插针,美观大方”。
4、SMD的特殊性
Protel封装库内有大量SMD封装,即表面焊装器件。这类器件除体积小巧之外的最大特点是单面分布元引脚孔。因此,选用这类器件要定义好器件所在面,以免“丢失引脚(Missing&Plns)”。另外,这类元件的有关文字标注只能随元件所在面放置。
5、网格状填充区(External&Plane&)和填充区(Fill)
正如两者的名字那样,网络状填充区是把大面积的铜箔处理成网状的,填充区仅是完整保留铜箔。初学者设计过程中在计算机上往往看不到二者的区别,实质上,只要你把图面放&大后就一目了然了。正是由于平常不容易看出二者的区别,所以使用时更不注意对二者的区分,要强调的是,前者在电路特性上有较强的抑制高频干扰的作用,适用于需做大面积填充的地方,特别是把某些区域当做屏蔽区、分割区或大电流的电源线时尤为合适。后者多用于一般的线端部或转折区等需要小面积填充的地方。
6、焊盘(&Pad)
焊盘是PCB设计中最常接触也是最重要的概念,但初学者却容易忽视它的选择和修正,在设计中千篇一律地使用圆形焊盘。选择元件的焊盘类型要综合考虑该元件的形状、大小、布置形式、振动和受热情况、受力方向等因素。Protel在封装库中给出了一系列不同大小和形状的焊盘,如圆、方、八角、圆方和定位用焊盘等,但有时这还不够用,需要自己编辑。例如,对发热且受力较大、电流较大的焊盘,可自行设计成“泪滴状”,在大家熟悉的彩电PCB的行输出变压器引脚焊盘的设计中,不少厂家正是采用的这种形式。一般而言,自行编辑焊盘时除了以上所讲的以外,还要考虑以下原则：&(1)形状上长短不一致时要考虑连线宽度与焊盘特定边长的大小差异不能过大;
(2)需要在元件引角之间走线时选用长短不对称的焊盘往往事半功倍;
(3)各元件焊盘孔的大小要按元件引脚粗细分别编辑确定,原则是孔的尺寸比引脚直径大0.2-&0.4毫米。
7、各类膜(Mask)
这些膜不仅是PcB制作工艺过程中必不可少的,而且更是元件焊装的必要条件。按“膜”所处的位置及其作用,“膜”可分为元件面(或焊接面)助焊膜(Top&or&Bottom&和元件面(或焊接面)阻焊膜(Top&or&BottomPaste&Mask)两类。&顾名思义,助焊膜是涂于焊盘上,提高可焊性能的一层膜,也就是在绿色板子上比焊盘略大的各浅色圆斑。阻焊膜的情况正好相反,为了使制成的板子适应波峰焊等焊接形式,要求板子上非焊盘处的铜箔不能粘锡,因此在焊盘以外的各部位都要涂覆一层涂料,用于阻止这些部位上锡。可见,这两种膜是一种互补关系。由此讨论,就不难确定菜单中类似“solder&Mask&En1argement”等项目的设置了。
8、飞线,飞线有两重含义：
(1)自动布线时供观察用的类似橡皮筋的网络连线,在通过网络表调入元件并做了初步布局后,用“Show&命令就可以看到该布局下的网络连线的交叉状况,不断调整元件的位置使这种交叉最少,以获得最大的自动布线的布通率。这一步很重要,可以说是磨刀不误砍柴功,多花些时间,值!另外,自动布线结束,还有哪些网络尚未布通,也可通过该功能来查找。找出未布通网络之后,可用手工补偿,实在补偿不了就要用到“飞线”的第二层含义,就是在将来的印板上用导线连通这些网络。要交待的是,如果该电路板是大批量自动线生产,可将这种飞线视为0欧阻值、具有统一焊盘间距的电阻元件来进行设计。
PCB多层板设计考虑因素
PCB多层板的设计性能大多数与单层板或双层板类似，要注意电路的合理布局，考虑内层容量、绝缘电阻、焊接电阻，以及产品安全性等因素。以下内容主要从设计的电气因素和机械因素方面叙述了多层板设计中应考虑的重要因素。&&
&一、电气设计因素
多基板是高性能、高速度的系统。对于较高的频率，信号的上升时间减少，因而信号反射和线长的控制变得至关重要。多基板系统中，对于电子元器件可控阻抗性能的要求很严格，设计要满足以上要求。决定阻抗的因素是基板和预浸材料的介电常数、同一层面上的导线间距、层间介质厚度和铜导体厚度。在高速应用中，多基板中导体的层压顺序和信号网的连接顺序也是至关重要的。介电常数：基板材料的介电常数是确定阻抗、传播延迟和电容的重要因素。使用环氧玻璃的基板和预浸材料的介电常数可通过改变树脂含量的百分比进行控制。介电常数相对较低的预浸材料适合应用于射频和微波电路中。在射频和微波频率中，较低的介电常数造成的信号延迟较低。在基板中，低损耗因素可使电损失达到最小。环氧树脂的介电常数为3.45，玻璃的介电常数为6.2。通过控制这些材料的百分率，环氧玻璃的介电常数可能达到4.2-5.3。基板的厚度对于确定和控制介电常数就是一个很好的说明。
二、机械设计因素
机械设计包括选择合适的板厚度、板的尺寸、板的层叠、内层铜筒、纵横比等。&&&
1、板尺寸&&&&板尺寸应根据应用需求、系统箱尺寸、电路板制造者的局限性和制造能力进行最优化选择。大电路板有许多优点，例如较少的基板、许多元器件之间较短的电路路径，这样就可以有更高的操作速度，井且每块板子可以具有更多的输入输出连接，所以在许多应用中应首选大电路板，例如在个人计算机中，看到的都是较大的母板。然而，设计大板子上的信号线布局是比较困难的，需要更多的信号层或内部连线或空间，热处理的难度也较大。因此，设计者一定要考虑各种因素，例如标准板尺寸、制作设备的尺寸和制作过程的局限性。在1PC-D-322&中给出了关于选择标准的印制电路/板尺寸的一些指导原则。&&
2、板厚度多基板的厚度是由多种因素决定的，例如信号层的数目、电源板的数量和厚度、优质打孔和电镀所需的孔径和厚度的纵横比、自动插入需要的元器件引脚长度和使用的连接类型。整个电路板的厚度由板子两面的导电层、铜层、基板厚度和预浸材料厚度组成。在合成的多基板上获得严格的公差是困难的，大约10%&的公差标准被认为是合理的。&&
3、板的层叠为了将板子扭曲的几率减到最小，得到平坦的完成板，多基板的分层应保持对称。即具有偶数铜层，并确保铜的厚度和板层的铜箔图形密度对称。通常层压桓使用的构造材料的径向(例如，玻璃纤维布)应该与层压板的边平行。因为粘接后层压板沿径向收缩，这会使电路板的布局发生扭曲，表现出易变的和低的空间稳定性。&然而，通过改善设计可以使多基板的翘曲和扭曲达到最小。通过整个层面上铜箔的平均分布和确保多基板的结构对称，也就是保证预浸材料相同的分布和厚度，可达到减小翘曲和扭曲的目的。铜和碾压层应该从多基板的中心层开始制作，直到最外面的两层。规定在两个铜层之间的最小的距离(电介质厚度)是0.080mm。由经验可知，两个铜层之间的最小距离，也就是粘接之后预浸材料的最小厚度必须至少是被嵌入的铜层厚度的两倍。换一句话说，两个邻近的铜层，如果每一层厚度是30μm&，则预浸材料的厚度至少是2&(2&x&30μm)&=120μm&，这可通过使用两层预浸材料实现(玻璃纤维)。
4、内层铜箔最常使用的铜箔是1oz&(每平方英尺表面区域的铜箔为1oz)&。然而，对于密集的板子，其厚度是极其重要的，需要严格的阻抗控制，这种板子需要使用&&&&0.50z&的铜箔。对于电源层和接地层，最好选用2oz&或更重一点的铜箔。然而，蚀刻较重的铜箔会导致可控性降低，不容易实现所期望的线宽和间距公差的图样。因而，需要特殊的处理技术。&&
5、孔根据元器件引脚直径或对角线的尺寸，镀通孔的直径通常保持在0.028&0.010in之间，这样可以确保足够的体积，以便进行更好的焊接。&&
6、纵横比&&&&“纵横比”是板的厚度与钻孔直径的比值。一般认为3:&1是标准的纵横比，虽然像5:&1的高纵横比也是常用的。纵横比可通过钻孔、除胶渣或回蚀和电镀等因素确定。当在可生产的范围内保持纵横比时，过孔要尽可能的小。
很多人都听说过“PCB”这个英文缩写名称。但是它到底代表什么含义呢？其实很简单，就是印刷电路板（Printed&circuit&borad，PCB）。它几乎会出现在每一种电子设备当中。如果在某样设备中有电子零件，它们都是镶在大小各异的PCB上的。除了固定各种小零件外，PCB的主要功能是提供上头各项零件的相互电气连接。随着电子设备越来越复杂，需要的零件自然越来越多，PCB上头的线路与零件越来越密集了。裸板（上头没有零件）也常被称为“印刷线路板Printed&Wiring&Board(PWB)”。板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成。在表面可以看到细小线路材料是铜箔，原来铜箔是覆盖在整个板子上的，而在制造过程中部分被蚀刻处理掉，留下来的部分就变成网状的细小线路了。这些线路被称作导线（conductor&pattern）&或称布线，并用来提供PCB上零件的电路连接。通常PCB的颜色都是绿色或是棕色，这是阻焊漆(solder&mask)的颜色。是绝缘的防护层，可以保护铜线，也可以防止零件被焊到不正确的地方。在阻焊层上还会印刷上一层丝网刷面（silk&screen）。通常在这上面会印上文字与符号（大多是白色的），以标识出各零件在板子上的位置。丝网印刷面也被称作图面标（legend）。板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成。在表面可以看到细小线路材料是铜箔，原来铜箔是覆盖在整个板子上的，而在制造过程中部分被蚀刻处理掉，留下来的部分就变成网状的细小线路了。这些线路被称作导线（conductor&pattern）&或称布线，并用来提供PCB上零件的电路连接。
印刷电路板的发明者是奥地利保罗·爱斯勒（Paul&Eisler),他在1936年在一个收音机装置内采用了印刷电路板。1943年，美国人将该技术大量使用于军用收音机内。1948年，美国正式认可这个发明用于商业用途。自20世纪50年代中期起，印刷电路板技术才开始广泛采用。在印制电路板出现之前，电子元件之间的互联都是依靠电线直接连接实现的。而现在，电路面包板只是作为有效的实验工具而存在；印刷电路板在电子工业中已经占据了绝对统治的地位。
印制电路板的设计是以电路原理图为根据，实现电路设计者所需要的功能。印刷电路板的设计主要指版图设计，需要考虑外部连接的布局、内部电子元件的优化布局、金属连接和通孔的优化布局、电磁保护、热耗散等各种因素。优秀的版图设计可以节约生产成本，达到良好的电路性能和散热性能。简单的版图设计可以用手工实现，复杂的版图设计需要借助计算机铺助设计(CAD)实现。
根据电路层数分类：分为单面板、双面板和多层板。常见的多层板一般为4层板或6层板，复杂的多层板可达十几层。根据软硬进行分类：分为普通电路板和柔性电路板。从1903年至今,若以PCB组装技术的应用和发展角度来看,可分
为三个阶段：
●通孔插装技术(THT)阶段PCB
●表面安装技术（SMT）阶段PCB
●芯片级封装(CSP)阶段PCB
PCB是印刷电路板(即Printed&Circuit&Board)的简称。印刷电路板是组装电子零件用的基板，是在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印制板。该产品的主要功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接，起中继传输的作用，是电子产品的关键电子互连件，有“电子产品之母”之称。印刷电路板作为电子零件装载的基板和关键互连件，任何电子设备或产品均需配备。其下游产业涵盖范围相当广泛，涉及一般消费性电子产品、信息、通讯、医疗，甚至航天科技(资讯行情&论坛)产品等领域。随着科学技术的发展，各类产品的电子信息化处理需求逐步增强，新兴电子产品不断涌现，使PCB产品的用途和市场不断扩展。新兴的3G手机、汽车电子、LCD、IPTV、数字电视、计算机的更新换代还将带来比现在传统市场更大的PCB市场。
PCB是信息电子工业最基本的构件，属于电子元器件行业中的电子元件产业。按照层数来分，PCB分为单面板(SSB)、双面板(DSB)和多层板(MLB)；按柔软度来分，PCB分为刚性印刷电路板(RPC)和柔性印刷电路板(FPC)。在产业研究中，一般按照上述PCB产品的基本分类，将PCB产业细分为单面板、双面板、常规多层板、柔性板、HDI(高密度烧结)板、封装基板等六个主要细分产业。&&&&&&&&PCB行业为典型的周期性行业。从历史情况来看，其周期一般为7-8年，但随着下游需求更新速度的加快，逐步缩短为4年左右，近期景气的高点分别出现在1995年、2000年和2004年。和液晶面板及内存等产品不同，CCL的价格走势主要受原材料成本驱动，而PCB的价格则受供需平衡度影响较大。
按产业链上下游来分类，可以分为原材料-覆铜板-印刷电路板-电子产品应用，其关系简单表示为：玻纤布：玻纤布是覆铜板的原材料之一，由玻纤纱纺织而成，约占覆铜板成本的40%(厚板)和25%(薄板)。玻纤纱由硅砂等原料在窑中煅烧成液态，通过极细小的合金喷嘴拉成极细玻纤，再将几百根玻纤缠绞成玻纤纱。窑的建设投资巨大，一般需上亿资金，且一旦点火必须24小时不间断生产，进入退出成本巨大。玻纤布制造则和织布企业类似，可以通过控制转速来控制产能及品质，且规格比较单一和稳定，自二战以来几乎没有规格上的太大变化。和CCL不同，玻纤布的价格受供需关系影响最大，最近几年的价格在0.50-1.00美元/米之间波动。目前台湾和中国内地的产能占到全球的70%左右。铜箔：铜箔是占覆铜板成本比重最大的原材料，约占覆铜板成本的30%(厚板)和50%(薄板)，因此铜箔的涨价是覆铜板涨价的主要驱动力。铜箔的价格密切反映于铜的价格变化，但议价能力较弱，近期随着铜价的节节高涨，铜箔厂商处境艰难，不少企业被迫倒闭或被兼并，即使覆铜板厂商接受铜箔价格上涨各铜箔厂商仍然处于普遍亏损状态。由于价格缺口的出现，2006年一季度极有可能出现又一波涨价行情，从而可能带动CCL价格上涨。覆铜板：覆铜板是以环氧树脂等为融合剂将玻纤布和铜箔压合在一起的产物，是PCB的直接原材料，在经过蚀刻、电镀、多层板压合之后制成印刷电路板。覆铜板行业资金需求量不高，大约为万元左右，且可随时停产或转产。在上下游产业链结构中，CCL的议价能力最强，不但能在玻纤布、铜箔等原材料采购中拥有较强的话语权，而且只要下游需求尚可，就可将成本上涨的压力转嫁下游PCB厂商。今年三季度，覆铜板开始提价，提价幅度在5-8%左右，主要驱动力是反映铜箔涨价，且下游需求旺盛可以消化CCL厂商转嫁的涨价压力。全球第二大的覆铜板厂商南亚亦于12月15日提高了产品价格，显示出至少2006年一季度PCB需求形式良好。
电子产品，通常是先设计电路原理图。在电路原理图上，用各种特定的符号代表不同的电子元器件，并把它们用线连接起来。一个电子工程师可以通过这些符号和连线清楚地看出电路工作原理和各个各部分的功能。
PCB是英文“Printed&Circuit&Board”的缩写，直译就是印制电路板的意思。其含义是：以绝缘材料为基板加工成一定尺寸的板，上面至少有一个导电图形及所设计好的孔，以实现电子元器件之间的电气连接，这样的板称为印制电路板。
一般来说，PCB是敷铜板经过蚀刻处理得到的。敷铜板有板基和铜箔组成，板基通常采用玻璃纤维等绝缘材料，上面覆盖一层铜箔（通常采用无氧铜）。铜箔经过蚀刻后就剩下一段一段曲曲折折的铜箔，这些铜箔称为走线（trace）。这些走线的功能就相当于电路原理图中的那些连线，它们负责把元器件的引脚连接到一起。铜箔上钻有一些孔，用来安装电子元件，称为钻孔。而用于与元件引脚焊接的铜箔则称为焊盘（Pad）。
显然，PCB能为电子元器件提供固定、装配的机械支撑，可实现电子元器件之间的电气连接或绝缘。另外，我们还可以看到许多PCB上都印有元件的编号和一些图形，这为元件插装、检查、维修提供方便。
元件可通过哪些方式装在PCB上。其实，电子元件有很多种封装形式，不同封装形式的元件在PCB上的安装方式也是不同的。传统的电子元件大都是插针式的，体积较大，对于这种元件，需要在PCB上钻孔后才能安装。元件引脚从钻孔穿过焊接在PCB另一面的焊盘上，焊接完成后还要剪除多余的引脚。但是现在电脑板卡更多采用的是成本低、体积小的SMD表面贴装元件，因而无需在PCB上钻孔，只要粘在设计好的位置上，把元件焊接在焊盘上即可。可元件除了可以直接焊接在PCB上之外，还可以通过插座安装。例如大家熟知的BIOS芯片大多就是用插座安装在主板上的。
在一些资料中常提到元件面和焊接面的概念。所谓元件面，就是电子元器件所在的那个面，焊接面就是元件的引脚通过焊锡与PCB上的焊盘连接的那个面，它是我们焊接用的。对于插针式元件，焊点和元件分别处于PCB的两个面上，元件只能处于元件面，否则将给焊接带来巨大的麻烦。对于SMD元件来说，焊点和元件都在一个面上，所以元件可以在PCB的任意一个面甚至两个面上。
但随着微电子技术的发展，电路的复杂程度大幅提高，对PCB的电气性能也提出更高的要求，如果还采用单面板或双面板的话，电路体积会很大，布线很难，除此之外，线路间的电磁干扰也不好处理，于是就出现了多层板（层数代表有几层独立的布线层，通常都是偶数）。使用多层板的优点：装配密度高，体积小；电子元器件之间的连线缩短，信号传输速度提高；方便布线；对于高频电路，加入地线层，使信号线对地形成恒定的低阻抗；屏蔽效果好。但是层数越多成本越高，加工周期也更长，质量检测比较麻烦。
我们常见的电脑板卡通常采用四层板或六层板，不过现在已有超过100层的实用印制线路板了。六层板与四层板的区别是在中间，即地线层和电源层之间多了两个内部信号层，比四层板厚一些。
多层板实际上是由蚀刻好的几块单面板或双面板经过层压、粘合而成的。双面板很容易分辨，对着灯光看，除两面的走线外，其它地方都是透光的。对于四层板和六层板来说，因为PCB中的各层结合得十分紧密，如果板卡上有相应的标记，就没有很好的办法进行区分。
过孔（VIA）为2t各层之间的电气连接，在PCB绝缘层上打孔，然后在孔壁上镀铜，就可以连通内外层电路，这种孔称为过孔，通孔或者贯孔等。对于多层板来说，过孔分为几种：贯穿所有层的穿透式过孔，只能在一个面看到的半隐藏式过孔和看不见的全隐藏式过孔。
除了通过电镀形成过孔外，最近还普及空内填入“导电膏”制作导通孔的方法。导电膏是在树脂里加入金属颗粒的膏状物，填充到孔里一旦固化，金属颗粒之间互相接触，就可以连通电路。这样形成的孔叫做金属导通孔，银颗粒导电膏所形成的孔叫做“银导通孔”，最近还开始使用铜颗粒的导电膏。
布线的学问
蛇行线的误区
在许多板卡的试用报告中都可以看到类似这样的描述：“做工不错，板上的蛇行线也很多”。通常所说的蛇行线是指那种呈连续S形变化的布线。直观地看，需要连接地两点之间没有阻碍，本来是可以布成直线连通的，但却实际采用蛇行布线。从理论上来看，蛇行线有这些作用：形成一个微小的电感，抑制线上的信号电流的变化；保证某些线路的等长；能在一定程度上抑制串扰。可以看出，这只是一种局部的布线方式，设计人员要根据实际情况来采用，并不能以蛇行线的多少来判断PCB布线的优劣。
我们在观察PCB时会发现走线有粗有细，粗的地方通常是电源线和地线，而细的则是数据线。这是因为电源线和地线要通过比较大的电流，应尽可能粗一些。因此，空余的地方往往被成片的铜箔覆盖作为地线。数据线上通过的电流较小，就可以设计得比较细，而且细的连线也更有利于布线。
拐弯也有讲究
PCB上的走线不可能全是直线，因此就要涉及到转向的问题。设计上通常要求走线在转向时不能是直角，而是45度角（指与线延伸方向的夹角度）左右。这是因为直角和锐角的图形在高频电路中会影响电气性能，而且在高温情况下容易剥落，所以通常要求走线的转向处为钝角或圆角。
我们对电脑板卡的第一印象恐怕就是它的颜色，除了最常见的绿色和棕色外，还有蓝色、红色、黑色、紫色等。我们先思考一下为什么PCB上其它铜导线不上锡呢。在PCB除焊盘，表面有一层耐波峰焊的阻焊膜，其作用是防止进行波峰焊时产生桥接现象，提高焊接质量和节约焊料等优点。它也是印制板的永久性保护层，能起到防潮，防腐蚀，防霉和机械擦伤等作用。阻焊膜多数为绿色，所以在PCB行业常把阻焊油叫成绿油，PCB的颜色实际就是阻焊油的颜色。如果阻焊油加入其它的化学原料就可以改变它的颜色，但是颜色只是起到装饰作用，对性能是没有什么影响的。
看似寻常的细节安装孔
安装孔就是固定板卡的螺丝孔，如果不是用于接地的话，周围5mm内不能用铜箔。这些孔是用于接地的，所以周围有一圈铜箔。这样，板卡的地线通过金属螺丝与机箱的金属外壳相连，可以起到屏蔽作用。
大量采用SMD元件的板卡通常元件非常密集，某些大规模集成电路的引脚排列更加密集，要采用自动化设备对PCB进行元件贴放就要求非常高的精密度。为满足这一要求，通常在PCB上设计有基准点，以帮助自动化设备对准PCB。PCB上通常有全局基准点和局部基准点，在整个PCB的对角线上看到的两个基准点是全局基准点，在密间距QFP、TSOP和BGA封装的元件的对角线上看到的是局部基准点。这些基准点，所有的元件就能与PCB上设计的位置精确重合。
PCB是如何制造出来
制作PCB，首先要用专门的软件（如Protel）设计电路原理图，然后将原理图导入PCB设计软件进行布局，也就是确定每个元器件在PCB上的位置。位置确定好后，就要软件中的画线工具把这些元器件连接到一起，这些线就是PCB上实际的铜箔。连线是不可以随意交叉的，交叉就意味着电气上的连接，只有电路原理图中允许连接的才能交叉。所以我们PCB上的铜箔连线都是曲曲折折、绕来绕去的。
PCB图设计好以后，就可以由工厂来加工。
可以看到，PCB的制造并不那么简单。如果是制造多层板，其加工工艺更加复杂，成本也更高。实际上，PCB在电脑板卡的成本中所占的比例是较大的，这就是为什么有的板卡为了降低成本而使用四层板设计的原因。
PCB选择性焊接技术的工艺难点
&慧聪表面处理网讯：当下，越来越多的厂家开始把目光投向选择焊接，而在PCB电子工业焊接工艺中，选择焊接不但可以在同一时间内完成所有的焊点，降低生产成本，同时又克服了回流焊对温度敏感元件造成影响的问题。
&&&&选择性焊接的工艺特点
&&&&可通过与波峰焊的比较来了解选择性焊接的工艺特点。两者间最明显的差异在于波峰焊中PCB的下部完全浸入液态焊料中，而在选择性焊接中，仅有部分特定区域与焊锡波接触。由于PCB本身就是一种不良的热传导介质，因此焊接时它不会加热熔化邻近元器件和PCB区域的焊点。在焊接前也必须预先涂敷助焊剂。与波峰焊相比，助焊剂仅涂覆在PCB下部的待焊接部位，而不是整个PCB。另外选择性焊接仅适用于插装元件的焊接。选择性焊接是一种全新的方法，彻底了解选择性焊接工艺和设备是成功焊接所必需的。
&&&&典型的选择性焊接的工艺流程包括，助焊剂喷涂，PCB预热、浸以及拖焊。
&&&&助焊剂涂布工艺
&&&&在选择性焊接中，助焊剂涂布工序起着重要的作用。焊接加热与焊接结束时，助焊剂应有足够的活性防止桥接的产生并防止PCB产生氧化。助焊剂喷涂由X/Y机械手携带PCB通过助焊剂喷嘴上方，助焊剂喷涂到PCB待焊位置上。助焊剂具有单嘴喷雾式、微孔喷射式、同步式多点/图形喷雾多种方式。回流焊工序后的微波峰选焊，最重要的是焊剂准确喷涂。微孔喷射式绝对不会弄污焊点之外的区域。微点喷涂最小焊剂点图形直径大于2mm，所以喷涂沉积在PCB上的焊剂位置精度为±0.5mm，才能保证焊剂始终覆盖在被焊部位上面，喷涂焊剂量的公差由供应商提供，技术说明书应规定焊剂使用量，通常建议100%的安全公差范围。
&&&&预热工艺
&&&&在选择性焊接工艺中的预热主要目的不是减少热应力，而是为了去除溶剂预干燥助焊剂，在进入焊锡波前，使得焊剂有正确的黏度。在焊接时，预热所带的热量对焊接质量的影响不是关键因素，PCB材料厚度、器件封装规格及助焊剂类型决定预热温度的设置。在选择性焊接中，对预热有不同的理论解释：有些工艺工程师认为PCB应在助焊剂喷涂前，进行预热；另一种观点认为不需要预热而直接进行焊接。使用者可根据具体的情况来安排选择性焊接的工艺流程。
&&&&焊接工艺
&&&&选择性焊接工艺有两种不同工艺：拖焊工艺和浸焊工艺。
&&&&选择性拖焊工艺是在单个小焊嘴焊锡波上完成的。拖焊工艺适用于在PCB上非常紧密的空间上进行焊接。例如：个别的焊点或引脚，单排引脚能进行拖焊工艺。PCB以不同的速度及角度在焊嘴的焊锡波上移动达到最佳的焊接质量。为保证焊接工艺的稳定，焊嘴的内径小于6mm。焊锡溶液的流向被确定后，为不同的焊接需要，焊嘴按不同方向安装并优化。机械手可从不同方向，即0度～12度间不同角度接近焊锡波，于是用户能在电子组件上焊接各种器件，对大多数器件，建议倾斜角为10度。
&&&&与浸焊工艺相比，拖焊工艺的焊锡溶液及PCB板的运动，使得在进行焊接时的热转换效率就比浸焊工艺好。然而，形成焊缝连接所需要的热量由焊锡波传递，但单焊嘴的焊锡波质量小，只有焊锡波的温度相对高，才能达到拖焊工艺的要求。例：焊锡温度为275℃～300℃，拖拉速度10mm/s～25mm/s通常是可以接受的。在焊接区域供氮，以防止焊锡波氧化，焊锡波消除了氧化，使得拖焊工艺避免桥接缺陷的产生，这个优点增加了拖焊工艺的稳定性与可靠性。
&&&&机器具有高精度和高灵活性的特性，模块结构设计的系统可以完全按照客户特殊生产要求来定制，并且可升级满足今后生产发展的需求。机械手的运动半径可覆盖助焊剂喷嘴、预热和焊锡嘴，因而同一台设备可完成不同的焊接工艺。机器特有的同步制程可以大大缩短单板制程周期。机械手具备的能力使这种选择焊具有高精度和高质量焊接的特性。首先是机械手高度稳定的精确定位能力(±0.05mm)，保证了每块板生产的参数高度重复一致；其次是机械手的5维运动使得PCB能够以任何优化的角度和方位接触锡面，获得最佳焊接质量。机械手夹板装置上安装的锡波高度测针，由钛合金制成，在程序控制下可定期测量锡波高度，通过调节锡泵转速来控制锡波高度，以保证工艺稳定性。
当然，单嘴焊锡波拖焊工艺也存在一些不足之处，如焊接时间长的问题。不过我们可以利用多焊嘴设计可最大限度弥补这一不足，从而提高产量。
印刷电路板
印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，简称建和线路板，常使用英文缩写（PCBPrinted&circuit&board）或写PWB（Printed&wire&board），以绝缘板为基材，切成一定尺寸，其上至少附有一个导电图形，并布有孔（如元件孔、紧固孔、金属化孔等），用来代替以往装置电子元器件的底盘，并实现电子元器件之间的相互连接。由于这种板是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。
按照线路板层数可分为单面板、双面板、四层板、六层板以及其他多层线路板。
由于印刷电路板并非一般终端产品，因此在名称的定义上略为混乱，例如：个人电脑用的母板，称为主板，而不能直接称为电路板，虽然主机板中有电路板的存在，但是并不相同，因此评估产业时两者有关却不能说相同。再譬如：因为有集成电路零件装载在电路板上，因而新闻媒体称他为IC板，但实质上他也不等同于印刷电路板。我们通常说的印刷电路板是指裸板-即没有上元器件的电路板。
印刷线路板（PCB）表面处理趋势分析
&&&&随着手机等消费类电子的普及，为了保证设备的可靠性，抗腐蚀性和耐磨性变得越来越重要，过去主流的印刷线路板表面处理方法沉浸镍/金工艺正在被替代。几年前，诺基亚已经使用OSP替代了终端设备焊盘上的沉浸镍/金，并对焊料连接可靠性产生了积极影响。
&&&&本文将讨论以手机为例研究消费类电子领域印刷线路板表面处理的工艺。
&&&&一、引言
&&&&化镍浸金是过去10年占统治地位的印刷线路板表面处理方法，而且化镍浸金工艺是目前世界上大部分印刷线路板制造商的标准。由于历史的原因，化镍浸金被当作一个防氧化层引入到了PWB制造业，用于提供良好的可焊性润湿能力和长时间PWB储存能力。从这方面来讲，ENIG不辱使命；但是从可靠性的观点来看，应该尽可能限制它在移动电子设备上的使用。
&&&&最近已经证明下面一些特征和现象与在PWB中选择使用ENIG直接相关，如：金脆变导致的冷焊料连接，焊料连接界面裂化，腐蚀和接触盘磨穿。
&&&&因此，为了确保便携式消费电子产品的可靠性，必须评估可供热焊接和机电接触选择的表面处理方法。
&&&&二、各种可供选择的表面处理方法
&&&&选择表面处理的最重要动力有：
&&&&可靠性；
&&&&可利用性；
&&&&成本；
&&&&基本的技术要求。
&&&&在为一种特定的刚性PWB选择一种表面处理之前，特别要考虑在给定应用场合里表面处理的各种属性。只是用于热焊接，还是同时也要用于诸如键盘开关或弹簧连接器之类的机电接触？
&&&&迄今为止，还不存在一种通用的表面处理方法，它即能提供很高的焊料连接可靠性，又能提供很高的机电接触盘可靠性。弹簧承载的连接器普遍用于手机，机电接触盘就是为之设计的。
&&&&根据基本要求的差异，可以把PWB表面处理分成2个主要的群组：
&&&&1、用于热焊接的表面处理
&&&&一个用于热焊接的表面处理不得不满足以下几个要求：
&&&&较高的可湿润性；
&&&&焊料连接力；
&&&&适于细间距和CSP组装的表面平坦度。
&&&&业界有许多处理方法可供选择，其中有：
&&&&HASL(热风整平)
&&&&浸锡；
&&&&镍/金(ENIG)；
&&&&浸银；
&&&&OSP(有机表面保护剂)
&&&&并不是所有表面处理的性能都是一样的。
&&&&2、用于机电连接盘的表面处理
&&&&一个用于机电连接盘的表面处理不得不满足以下几个要求：
&&&&机械耐久力(磨损抵抗力)
&&&&抗腐蚀性
&&&&接触电阻
&&&&其中有几种处理方法：
&&&&镍/金(电镀)；
&&&&镍/金(ENIG)；
&&&&浸银；
&&&&焊膏(锡/锡接触)。
&&&&3、处理方法总结
&&&&当对过去20年广泛用于便携式电子设备的各种表面处理进行调查时，发现ENIG变得如此流行，而其他处理方法被冷落多年的原因并不合乎逻辑：
&&&&当然，其中的一个解释是，直到最近我们依然不知道其失效机理是什么。随着经验的增加，它们已经逐渐浮出水面。
&&&&另外一个解释是，不愿意更改电子行业的那些传统的东西，即使在分析实验室和可靠性专家已经提出这些问题之后。
&&&&最后一个解释是，在PWB制造方面，表面处理物理可用性的缺乏总会耽搁向其他处理方法的转变。已经把资金投到ENIG工艺了，为其他处理方法添置新的设备需要更多的投资。这个事实也造成了一定的耽搁。
&&&&下面的段落将纵览已经对表面处理技术的变化产生影响的事件。
&&&&三、手机PWB表面处理的历史演变
&&&&1、HASL+碳
&&&&在第一代产品中，从80年代后期起，PWB盘面的正常表面处理是热风整平(HASL)。在很多场合，HASL与碳被组合起来作为键盘和LCD焊盘的表面处理方法。
&&&&那时候表面贴装器件技术还处于早期阶段，殴翅型器件拥有间距相对较疏(1.27mm)的引脚。90年代初期，对更多I/O的需求要求使用新的封装技术，QFP应运而生。间距降到了0.6mm的时候，由于HASL厚度不均，大量焊料桥连发生了。新的需求要求替代低产量的HASL。
&&&&2、化镍浸金(ENIG)
&&&&摆脱困境的唯一办法是找到另外一种平且共面的可焊的表面处理方法。裸铜容易氧化，影响可焊性(湿润)，不符合要求。
&&&&OSP在当时不是讨论的对象，即使存在那种技术！
&&&&ENIG被推举为HASL的继承者。当时的感觉是，找到了一种既适于热焊接，又适于键盘的通用型表面处理方法。
&&&&碳因此不再被认为是必要的，它在即使不存在技术和可靠性问题的情况下销声匿迹了。
&&&&在一段时期里，总体来讲，ENIG工艺表现非常优秀。但另一方面，由于需要在更小的空间里面容纳更多的功能，QFP被球形栅阵列(BGA)和芯片级封装替代了。BGA封装(图3)同时也带来了一些新的挑战。伴随着电子行业内前所未有的大批量生产，出现了更小的焊盘。PWB制造业以极其高的产量运转，意味着此工艺的任何弱点都变得更加清晰可见和严重。
&&&&(1)黑盘
&&&&在所有供应商那里都会随机发生一个名叫黑盘的问题，即使他们使用不同牌子的镍/金工艺。随便在哪一个盘上缺少金，其影响是润湿不良或者不润湿，导致的结果是失去内部互联。黑盘缺陷主要在手机组装线被发现和拒收；但是最坏的情况是如果某台产品通过了100%的电气试验，后来却在市场上失去了功能。如果弯曲PWB，可能就像不良焊料连接失去连接一样产生随机错误。
&&&&已经有很多理论解释黑盘出现的原因，但到底是什么触发了黑盘的出现，至今尚未达成共识。然而，这几年电镀槽制造商在这个领域已经取得了一些进展，不过ENIG工艺依然不能杜绝这种实效，它有时可能和PWB设计有关。
&&&&(2).焊球界面破裂
&&&&据透露，界面降级，是一个新型的与黑盘问题相关的失效。失效的BGA或CSP的微切片显示，在Cu焊盘和焊球之间的界面内部存在裂缝，即使是已经完美湿润了。
&&&&原因可能是什么？在经过大量调查之后，发现是3个问题联合作用的结果：
&&&&一个被忽略的问题，在镍和锡之间的易碎的金属间化合物(IMC)。
&&&&一个事实，用户开始比以前更加频繁的把产品跌落到地面。
&&&&与以前的封装类型相比，在刚性的BGA封装类型内部缺乏焊料连接应力消除的途径。
&&&&IMC问题：
&&&&镍-锡IMC形成于焊接过程中。当产品暴露于机械振动中时，会导致焊料连接内部的IMC破裂，尤其是BGA类型的器件。这种现象被称作“金脆变”，而且，自从引入ENIG以来，就已经明显存在这种现象。
&&&&封装应力：
&&&&QFP确实拥有能够充分消除焊料连接应力的鸥翅形引脚，从而能够经受住一定水平的机械应力。当PWB在手机跌落的过程中形变时，拥有球形焊球的BGA封装不能提供很多重要的应力消除途径；因此，轻易的就突破了产生破裂的最低极限。
&&&&通过对数千台实际产品和特殊设计的板子进行受约束的跌落试验-试验中使用了加速计、变形测量计和事件探测器，并使用高速照相机组进行视频录制。今天我们已经对应力和失效机理有了更好的理解。试验数据表明，相对于1-2米跌落中的地球引力，PWB在跌落试验中的弯曲度是一个更大的问题。由于已经创造了一些计算机模型，所以可以在设计阶段做一些跌落仿真。
&&&&用户特征的变化：
&&&&80年代晚期，当人们能够在市场上买到手机的时候，当时的手机非常昂贵，因此用户都小心翼翼的呵护着他们手中的手机。到了90年代晚期，手机市场额度暴增，导致硬件成本降低。同时，服务提供商有时也以承担一小部分成本的形式向最终用户赠送手机，使其成为大众熟悉的一个媒体，提供商还能从通话中创造交易。对大部分人来讲，这已经是一件好事了，但是也带了负面的影响------用户忘记了一台移动手机事实上是一个需要慎重对待的非常精密和复杂的电子设备。由于其低成本，手机突然之间被人随意处理，导致手机暴露于远高于过去所承受的应力等级。手机从1到1.5米跌落下来，不再是不可能的事情，因此，需要尽快采取行动应对可靠性问题。
&&&对BGA进行底部填充以后，延迟了焊点断裂的问题，但不能从根本原因上解决问题。消除此问题的唯一出路是避免在镍/金上进行热焊接。
&&&&3、选择性ENIG+OSP
&&&&为了终结IMC问题，在2000年引入了选择性ENIG+OSP，这意味着金仅用于键盘和其他机电接场合。选择性工艺，向已经要求苛刻的ENIG工艺提出了额外的复杂度、挑战和成本。
&&&&经过大量试验，在2.1节中提到的其他候选处理方法中，OSP过去被用来满足可焊性、成本和焊料连接强度方面的要求。起初，PWB制造商们的选择性ENIG+OSP工艺供应能力并不充分，但是，世界上最大的PWB客户们在短的惊人的时间内便把PWB制造商们振作了起来；在启动此要求的一年后，所有相关的PWB的供应商便能够以足够高的产量和质量控制这个工艺了。从在ENIG上进行热焊接到在OSP上焊接的转变已经有效的降低了BGA器件焊料连接断裂的不良品数量。
&&&&4、ENIG属性改进
&&&&由于ENIG到现在仅用于机电接触，所以检查这种表面是不是最好的以确保足够的接触可靠性是重要的。
&&&&如今的情形看起来是这样的：
&&&&(1).选择性镍/金工艺是复杂和昂贵的。
&&&&(2).镍/金的质量没有大部分人期望的那样好。
&&&&非常薄(40-60纳米)的金表面处理带来了磨损问题------可能导致镍腐蚀。
&&&&通常，即使在没有机械磨损表面的影响下，金表面的多孔性也会带来镍腐蚀问题。
&&&&尤其是最近已经证明，当在高湿、盐雾、空气污染或者汗液的环境中操作产品时，传统的ENIG缺乏充分的耐蚀稳定性。
&&&&作为这种情况的结果，最近镍工艺的配方已经被调整了(主要是磷的含量)，这样一来，镍表面变得稍微好了些，表面浸金变得不再那么疏松多孔了。
&&&&最终的结果是，如果稀薄的金表面未被刮伤或者磨伤的话，改良后的高磷ENIG的耐磨稳定性已经提高到了更高的水平。虽然耐磨性提供了，浸金工艺仍然不能提供像电镀金那样完全的无孔表面。
&&&&事实已经变得越来越清晰，稀薄的ENIG不能够满足移动终端对磨损和腐蚀抵抗力的更高要求。因此，考虑使用其它更可靠的东西替代ENIG是一件很重要的事情。
&&&&四、理论和实验电化学的考虑事项
&&&&1、基础电化学
&&&&当把两个不同的导电材料浸入导电电解液中，短接它们时，在阳极会发生氧化反应，如腐蚀(就金属和合金来说，金属离子分解)；在阴极会发生的阴极反应有氢释放，氧还原或者沉积。
&&&&在阳极可能发生氧化(分解)反应：Me→Men++ne-，在阴极可能发生还原反应：Men++ne-→Me。
&&&&然而，阴极反应的类型依赖于电解液和相关材料的特性。
&&&&如果连接的两个金属具有截然不同的价位，从热力学来讲，较低价导体将担当阳极，较高价导体将担当阴极。从热力学来讲，阳极将腐蚀，虽然实际的分解率(腐蚀)依赖于动力学。这类腐蚀称作电偶腐蚀。因此，价位差异是电偶腐蚀的唯一必要条件，但不是充分条件。具有最大正电位的金属是价位最高的金属。通过应用外部的电位偏差，在相似金属之间也可以获得价位差异。由于电子装置使用的是不同材料的组合，而且某些部件在使用时被潜在的施加了电位偏差，因此在评估系统时以上两种情况都要考虑。
&&&&也可以用所谓的Pourbaix图说明金属在不同电压和pH条件下的热力学性质。展示了一幅金在250毫克/升的氯化钠溶液内的Pourbaix图。此图图示了金属对腐蚀的免疫区域(作为稳定金属存在)，依靠形成的稳定惰性层抵挡腐蚀的保护区域，和可能腐蚀的腐蚀区域。是否会发生严重腐蚀，将取决于动力学。
&&&&区域Au(OH)3是可以在金表面形成稳定的惰性保护层的区域，而区域AuCl2是金可能溶解的区域，虽然分解率依赖于动力学。
&&&&2、实验电化学分析
&&&&为了直接在微小的手机零部件上完成电化学测量，使用了所谓的微电化学技术，此技术能够有效测量从几毫米到几微米范围的微小区域面积。
&&&&此技术还涉及使用了一个连接到一个系统的吸液管，它用于控制溶液在针头处的流动。该微电化学装置由一个容纳溶液的电化学头，计数器，和连接在一个光学显微镜换镜转盘上的参考电极。电池与一个吸液管连在一起，这样一来，可以与工作电极的局部区域相接触(在此实验中的手机PWB上的接触盘是用来研究的)。此技术的横向解析度由吸液管针头的尺寸决定，在此实验中，吸液管针头的直径大约是1毫米左右。实验中测量了动电位阳极和阴极极化曲线，相对于一个银/氯化银参考电极，从开路电压开始，扫描速率为1毫伏/秒。
&&&&3、电化化学装置产生的极化曲线
&&&&与纯金属比较，展示了按键的不同金属层的极化曲线。从中可以看出，磷化镍上的浸金层的平衡电势有一个低于纯金电势的电势和一个高于纯镍电势的电势。这表明磷化镍上的浸金层的电势是一个金和磷化镍的混合电势，原因是金层没有完全覆盖磷化镍层。所有镍样本和铜的阳极电流要比金高出一个数量级。
&&&&不出所料，石墨的价位要比磷化镍上的浸金的价位高的多。此外，覆盖在铜之上的石墨的阳极电流几乎比镀金低一个数量级。因此，在金和碳之间，碳的阳极活性更低。纯金曲线上的噪声大概归因于氧化膜，由于多孔性的原因，金在样品上覆盖的可能不够完美。
&&&&碳涂覆的阴极活性明显低于浸金和纯金。因此，铜或磷化镍与石墨的电耦合导致的腐蚀相对低于与金的电耦合导致的腐蚀。一般而言，这些结果说明，与金相比，碳是一个较弱的阳极和阴极；同时意味着在碳上面发生的电化学反应比金慢，这有益于形成关于腐蚀的观点。
&&&&4、电气化学结论
&&&&一般情况下，在金和相对低价的材料(如镍和铜)之间的电耦合将引起严重的腐蚀风险，因此应该慎重考虑这种危险的结构。
&&&&当使用镍磷/铜浸金时，由于实际上无法把金表面处理成无孔的，所以Au和磷化镍之间危险的电耦合将会一直存在。
&&&&特殊情况下，即使是诸如金之类的高价材料也能腐蚀。这需要很高的氯化物含量，相对低的pH值(&5)和大于1.0伏的正电压。在氯化物浓度可能比较高的场合，也许会产生相关的问题。
&&&&当在Cu上使用石墨时，由于石墨的阴阳极反映微弱，所以预计将发生较少的腐蚀。
&&&&五、重新考虑对接触盘的表面处理
&&&&已经研究了下述候选处理方法：
&&&&镍/金(电镀)
&&&&镍/金(用于组装的电镀P3)
&&&&碳(网印)
&&&&1、在硬质PWB上电镀金
&&&&由于使用镍/金(硬金，厚度大于0.8μm)电镀的PWB表面具有接触电阻低，优良的耐久性和腐蚀性等特点，因此在技术上它是最具诱惑力的接触表面。但是在大部分情况下，这种处理工艺都以失败告终，所以其成本相当高。另一个应用上的障碍是，在使用汇流母线电镀的过程中，需要短路所有的接触盘。镀完之后，必须断开汇流母线，这样会产生令电磁兼容和静电释放害怕的很长的“死痕”。只有在罕见的场合------所有相关的接触盘都分布在PWB的周边，这种工艺才有意义，因为可以在卸板过程中使用铣的方法有效地轻松移走汇流母线。
&&&&2、在P3上电镀金
&&&&取放盘(PickandPlacePads，P3)是一些由铜或镍-银制成的小金属碎片。P3是用结实的镍和金电镀而成的。为了组装方便，可以轻易的把P3设计成任何需要的形状，尺寸和厚度，并把它当作一颗电阻或电容进行使用。
&&&&通过使用P3，在PWB的任何地方放置和回流焊高质量金接触点成为可能。P3之后，只需对PWB进行可焊性表面处理，如OSP或浸银。
&&&&如果P3的数目合理的话，与选择性ENIG+OSP相比，基于OSP的P3方案的成本更有吸引力。
&&&&只是对于键盘而言，P3方案不可行。因此仍需要别的表面处理方法。碳被认为是键盘最显而易见的选择。
&&&&3、在硬质PWB上敷碳
&&&&碳在PWB行业已经广泛使用过30多年，但是在过去十几年里已经隐退。从70年代和80年代碳被高度赏识和使用以来，到了90年代，几乎被ENIG竞争出局。持续至今还在使用碳作为硬质主板表面的，只有远程控制，对讲机，和各种类型的电子玩具的键盘。除此之外，基于聚酯电线和银碳聚合物的薄膜接触开关仍在广泛使用碳。
&&&&碳作为硬质PWB的一个选项，只有在高端和移动设备市场被普遍冷落。当考虑到碳提供的这些优点时，这是一个反常的现象，比金的价还高
&&&&简单而便宜的加工过程
&&&&对O2，SO2，NOx，Cl-和其他气体的高耐蚀性
&&&&液体，如大部门溶剂，咖啡，啤酒，可乐等，对其几乎没有影响
&&&&优秀的耐磨性(浓厚且“自润滑”的表面)
&&&&与ENIG相比，工艺过程对环境更友好
&&&&缺点不多，但是知道它们是很重要的：
&&&&与纯金属表面相比，接触电阻很高，典型值为2-6欧姆
&&&&碳层的放置公差典型值为+/-150μm
&&&&由于碳糊生来就是或多或少吸湿的，所以最好仅用于以一定方法固化的品质一流的材料。如果使用了不适当的材料和热固化曲线，电阻将对湿度非常敏感。
&&&&(1)制造过程
&&&&以网印的方法，碳在一个附加的过程(图18)中被施加到PWB表面。这是一个相当简单的过程，与ENIG相比，涉及非常少的步骤和操作助剂。
&&&&早期的研究[1]和[2]已经证明，采用红外线对碳进行固化，显着改进了阻抗稳定性，并可喜的降低了表面电阻。如果红外固化过程使用了最适宜的曲线和自动在线设备，3步加起来的整个过程所花费的时间可以低至15分钟，所以非常适于大批量生产。
&&&&(2)接触电阻
&&&&接触电阻的定义是：机电接触和PWB内的铜之间的电阻。
&&&&此电阻是如下电阻的总和：
&&&&①弹簧触点到碳表面的电阻
&&&&②碳层体电阻
&&&&③碳到铜表面的电阻
&&&&碳技术成功的一个简单要求是，一个受控制且稳定的接触电阻等级。当使用正确的材料和工艺的时候，可以不费力气的获得&5欧姆的接触电阻等级。不应该接受&10欧姆的接触电阻，因为它预示制造过程中有问题。作为代表性的，高接触电阻暗示在炭网印过程之前没有充分去氧化铜表面。
&&&&判断炭制造过程是否是以最正确的方法进行的一个简单地方法是把样板暴露于湿热试验。如果在85OC，85%R.H.环境内持续2天后，接触电阻显着并持续增长至超过10欧姆，那就说明这个制造过程已经失控了。
&&&&(3)碳的表面电阻率
&&&&为了完善关于碳的描述，有必要提出是，一些新出现的植入电阻器技术是基于聚合碳电阻器的。原则上，对于表面处理来讲，这些电阻器材料与碳相似。差别主要是，表面电阻被调节以适于每个十倍程，举例说来，如100欧姆/平方，1千欧姆/平方，10千欧姆/平方，等等。
&&&&对于“接触碳”，表面电阻率应该尽可能低：典型值15欧姆/平方，最大值25欧姆/平方。
&&&&4、理想的组合
&&&&下面的这个组合可能是潜在的将来最具成本/可靠性吸引力和灵活的方案：
&&&&用于焊盘的OSP
&&&&潜在的用于焊盘的浸银
&&&&用于对接触电阻有要求的场合(关键的机电连接-)的焊接连接器或P3
&&&&用于键盘和其他更低电阻要求场合(关键的机电接触盘)的碳。
&&&&对于这个组合，其中的一个挑战是碳技术在存在于当今便携式终端中的前提下的资格试验。
&&&&下面一节描述了来自于已经完成的试验的一些结果。
&&&&六、碳的可靠性试验
&&&&由于电子行业在过去十多年普遍冷落碳的应用，所以事实上大部分PWB供应商不得不重新造访他们过去具有的那些工艺技巧。网印机过去总是不能应付当今对可重复性和精确性的要求，它们要求计算机控制的参数设置和照相机对准系统。
&&&&为了评估下述几个方面，有必要调查市场并需要许多PWB供应商制造一些特殊设计的用于接触电阻卡尔文测量的试验板：
&&&&是一流的碳处理工艺吗？
&&&&碳糊能够满足对接触电阻和表面电阻的湿稳定性和低阻值的要求吗？
&&&&1、试验计划
&&&&试验板和用碳改良过的试验手机已经被暴露于许多环境和实际的用户试验中。这里讨论这些试验的最重要的部分。在大部分案例中，已经使用ENIG试验板作为参考，以便比较两种表面处理的可靠性。
&&&&光板试验：
&&&&盐雾试验(2周)
&&&&SO2腐蚀性气体试验(48小时)
&&&&磨损和腐蚀的组合手机级别试验：
&&&&循环湿热试验25OC~55OC，98%R.H.(IECVariant1，延长了6天到六周的时间)。
&&&&2,500,000次键击+湿热的键盘寿命试验(表1)。这是个特殊设计的用于激发错误的“非标”试验，因此，可以暴露出各种各样试验样本的可靠性等级差异。它模拟了若干年的使用时间。耗时5周完成了此试验，对于每一个5000次键击，都自动测量了电阻。
&&&&2、试验结果
&&&&(1)光板盐雾试验
&&&&2周的盐雾试验结束后，对试验板进行了视觉检查。高磷ENIG样本腐蚀的如此严重，以致于不得不放弃了计划中的键功能测试。
&&&&碳样本一点也没有腐蚀，但是表面有盐污。使用异丙醇去除盐后，碳表面又焕然一新。经过测量，接触电阻确实仍然低于10欧姆。装上domesheet以后，按键功能表现正常。
&&&&(2)光板SO2腐蚀性气体试验
&&&&ENIG和碳，两者都通过了测试。必须提出的的是，ENIG是使用改良后的高磷ENIG镀上去的。标准ENIG在早先的试验中已经说明，如果暴露在此试验中，会严重腐蚀，这也是执行高磷ENIG的原因。
&&&&(3)循环湿热试验
&&&&在暴露于试验环境的整个过程中，对弹簧触点在碳表面的接触电阻进行了连续监控。
弹簧触点的表面处理是电镀金。
&&&&在试验结束的时候，接触电阻等级确实低于10欧姆，阻值偏移值也是完全可以接受的。
&&&&(4)磨损和腐蚀组合试验
&&&&此试验是按照手机的级别在大量手机UI板上完成的，包括完整的键盘(21键)和用于2个弹簧负载的板对板连接器的接触点(24个)。弹簧连接器采用了电镀金表面处理。试验中组合了不同的碳制造工艺的设置和大量不同的碳糊。
&&&&试验显示，为了通过诺基亚的要求，有些供应商需要更多的从实践中总结经验并组织更好的碳工艺设置，而一流的供应商在满足我们的要求和制造能够通过这个严格试验的采用碳工艺的PWB方面没有问题。
&&&&如果碳制造工艺失控了，接触电阻在湿热试验中会猛烈的增长，如果制造方法得当，电阻是非常稳定的。
&&&&在ENIG的试验中，在步骤#3，湿热暴露试验之后大约200,000次键击，电阻开始不规则的轻微增长。400，000次键击之后，第一次出现了键功能障碍。在步骤5(第二次湿热暴露试验之后不久)，键功能变得非常不稳定。在对样本做了视觉检查之后，其根本原因变得非常清晰。
&&&&在碳的试验中，电阻从13欧姆增长到大约80欧姆的水平。这个变化是完全可以接受的，而且远远低于最大200欧姆的要求。在整个2,500,000次键击中，没有发现一个按键故障。
&&&&从对试验样本的视觉检查中获得了令人惊讶的体验：整个碳表面看起来完整无损，没有任何磨损或腐蚀的迹象。只有依靠特殊的照明装置，才可能发现在有些地方碳曾经与dome接触过。
&&&&(5)生命周期的极端试验
&&&&在优秀的试验结果的鼓励下，在其中的36个样本上再次进行了磨损和腐蚀试验，所以总的冲击是5,000,000次键击和4次湿热试验周期。电阻仍然处于100欧姆一下，整个碳表面依然看起来完整无损，也没有任何磨损或腐蚀的迹象。
&&&&(6)腐蚀和生命周期的极端试验
&&&&对于6.2.4中描述的采用碳+OSP的UI板，在18个样本上执行了下述组合试验：
&&&&①把ＰＷＢ在盐雾中暴露１周
&&&&②使用异丙醇去除盐污
&&&&③暴露于无铅回流焊曲线中
&&&&④装配dome-sheet和手机结构件
&&&&⑤暴露于2,500,000次键击的磨损和腐蚀组合试验中
&&&&所有样本在装配之后都能理想的工作，并通过了步骤1，2和3(1,000,000次键击和一次湿热周期)。
&&&&在第二次暴露于湿热试验后，其中的18个样本在步骤#4之后立即出现了少数不规则的按键功能故障。在步骤5中不久，这些有故障的样本中的2个样本又重新可以正常工作了。
&&&&试验最后的结果是：
&&&&18个样本中，17个具有正常的按键功能。
&&&&七、结论
&&&&特别的，对于移动电子设备，由于不存在一种既能提供很高的焊料连接可靠性又能提高供很高的机电接触点可靠性的表面处理方法，所以需要比现在更进一步重视选择一个正确的表面处理方法。
&&&&1、用于热焊接的表面处理
&&&&通常不推荐在ENIG上进行热焊接，并且应该禁止用于BGA类型的器件。来自制造业和大量手机的野外反馈的证据证明，使用OSP替代PWB焊盘上的ENIG后，明显降低了由于BGA器件焊料连接界面断裂导致的故障。
&&&&最初在使用锡/铅焊料的时候引入了OSP，但是现在已经能够满足对优秀无铅焊料焊料连接的要求了。此外，仍然可能考虑在以后把浸银作为OSP的增补处理方法。
&&&&2、用于接触盘的表面处理
&&&&电镀金(厚度超过0.8微米)是一个可靠的选择，但是设计(汇流母线)和工艺无法总能兼容，而且在PWB行业，它的可利用性几乎就是海市蜃楼一般。不幸的是，其工艺成本很高，超出了高产量低成本产品的要求范围。
&&&&在柔性PWB行业，电镀金或多或少是一个标准工艺，但是这些柔性线路板无论如何都很昂贵，大多用于高端产品。
&&&&对于PWB上接触点较少，又要求接触点的接触电阻很低(小于100毫欧姆)和可靠性很高的场合，相对于镀金，厚金电镀的取放盘是一个较便宜和颇具吸引力的选择。这种情况下，PWB只需要OSP即可。
&&&&碳比金的价更高，所以它提供了比ENIG，位于那些可以接受高达10欧姆电阻的地方，如键盘，ESD保护区和大部分弹簧接触盘等之上，更出众的可靠性。碳是当今最便宜和可以利用的接触表面处理方法，它具有非常高的抗腐蚀性和优秀的抗磨损性。
责任编辑：周良坤
电路板&软件选择
&&&&&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，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，抄板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是会出现短路的。这也是衡量抄板软件的一个关键性问题。
&&&&选择好功能完善的软件之后，为保证效果的完美，对于双层板和多层板的抄板，技术上也应该具备丰富的经验和熟练的技巧。由于同一张双层或者多层的PCB板，孔在同一个位置，只是线路连接不同，那么，在抄板软件中描绘原板的布线规则时，把双层板已经抄出的顶层的PCB文件叠在另一层的扫描图像上，两者的过孔重叠，再设置成顶层线路和丝印不显示，根据过孔位置描绘出另一层的线路，这样，导出的PCB文件就包含了双面板的两面资料。
&&&&多层板同理，只是需要在描出表层PCB文件图之后用砂纸打磨掉表层，使内层走线规则暴露出来，然后借助抄板软件以同样的技巧方式抄出即可。
目前市场上的抄板软件最常用的还是PROTEL99SE，另外就是quickpcb&2005&V3.0和各种版本的彩色抄板软件了。
其中，Protel99SE原本是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源--地层和16个机加工层。
quickpcb&2005&V3.0软件全部操作符合大多数设计人员操作习惯，能在很大程度上提升抄板效率，并解除操作人员的检测之苦。抄板的一次性合格率也能进一步得到保证。
功能介绍：
放置焊盘、孔、线、弧、过孔、元件、FILL、POLYGON、文字；
各元素属性设置、网格设置；
CTRL键自动捕捉网格与元素中心；
SHIFT键选择、去选择、剪切、拷贝、删除、旋转、镜像与重复功能；
32层设置功能,缩放显示；
常用PCB软件
PCB&ERP软件：paradagm（目前在这个行业比较出名的有，cim-sys）
　　PCB自动开料系统：目前比较好的就是PCB自动开料系统5.0
　　PCB审核软件：pcbpartner百能网（自动审核，自动拼版，自动报价，智能搜索，同工艺Gerber搜索）
　　PCB辅助软件：CAD类型软件，有多种软件，如&Powerpcb&/&Protel（国内应用最广泛的设计用软件）&mentor/&PADS/&Allegro/Autocad&等
　　PCB修改软件CAM：如Genesis2000（作站级别的软件对CAM工程师工作开展的很大的帮助）/CAM350（工程师们必不可少的使用工具）/C-CAM/V2000/等
　　PCB阻抗计算的软件：Polar公司出品的Cits25/si6000/si8000
还有其它主流的PCB软件：
&&&&&如Protel；&OrCAD；Viewlogic；&PowerPCB；&Cadence&PSD；MentorGraphices的Expedition&PCB；Zuken&CadStart；&Winboard/Windraft/Ivex-SPICE；PCB&Studio；&TANGO等等。目前在我国用得最多应属Protel，下面仅对此软件作一介绍。
&&&&&&Protel是PROTEL公司在20世纪80年代末推出的CAD}