一、PCB線路板簡(jiǎn)介

PCB線路板（印制電路板），又稱印刷電路板、印刷線路板，簡(jiǎn)稱印制板，英文簡(jiǎn)稱PCB(printed circuit board )或PWB(printed wiring board)，以絕緣板為基材，切成一定尺寸，其上至少附有一個(gè)導(dǎo)電圖形，并布有孔（如元件孔、緊固孔、金屬化孔等），用來代替以往裝置電子元器件的底盤，并實(shí)現(xiàn)電子元器件之間的相互連接。由于這種板是采用電子印刷術(shù)制作的，故被稱為“印刷電路板”。習(xí)慣稱“印制線路板”為“印制電路”是不確切的，因?yàn)樵谟≈瓢迳喜]有“印制元件”而僅有布線。

二、PCB線路板基本組成

目前的電路板，主要由以下組成：

1，線路與圖面(Pattern)：線路是作為原件之間導(dǎo)通的工具，在設(shè)計(jì)上會(huì)另外設(shè)計(jì)大銅面作為接地及電源層。線路與圖面是同時(shí)做出的。

2，介電層(Dielectric)：用來保持線路及各層之間的絕緣性，也稱為基材。

3，孔(Through hole / via)：導(dǎo)通孔可使兩層次以上的線路彼此導(dǎo)通，較大的導(dǎo)通孔則做為零件插件用，另外有非導(dǎo)通孔(nPTH)通常用來作為表面貼裝定位，組裝時(shí)固定螺絲用。

4，防焊油墨(Solder resistant /Solder Mask)：并非全部的銅面都要吃錫上零件，因此非吃錫的區(qū)域，會(huì)印一層隔絕銅面吃錫的物質(zhì)(通常為環(huán)氧樹脂)，避免非吃錫的線路間短路。根據(jù)不同的工藝，分為綠油、紅油、藍(lán)油。

5，絲印（Legend /Marking/Silk screen)：此為非必要之構(gòu)成，主要的功能是在電路板上標(biāo)注各零件的名稱、位置框，方便組裝后維修及辨識(shí)用。

6，表面處理(Surface Finish)：由于銅面在一般環(huán)境中，很容易氧化，導(dǎo)致無法上錫(焊錫性不良)，因此會(huì)在要吃錫的銅面上進(jìn)行保護(hù)。保護(hù)的方式有噴錫(HASL)、化金(ENIG)、化銀(Immersion Silver)、化錫(Immersion Tin)、有機(jī)保焊劑(OSP)，方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，統(tǒng)稱為表面處理。

三、PCB線路板發(fā)展簡(jiǎn)史

在印制電路板出現(xiàn)之前，電子元件之間的互連都是依靠電線直接連接而組成完整的線路。現(xiàn)在，電路面包板只是作為有效的實(shí)驗(yàn)工具而存在，而印制電路板在電子工業(yè)中已經(jīng)成了占據(jù)了絕對(duì)統(tǒng)治的地位。

20世紀(jì)初，人們?yōu)榱撕?jiǎn)化電子機(jī)器的制作，減少電子零件間的配線，降低制作成本等，于是開始鉆研以印刷的方式取代配線的方法。三十年間，不斷有工程師提出在絕緣的基板上加以金屬導(dǎo)體作配線。

最成功的是1925年，美國(guó)的 Charles Ducas 在絕緣的基板上印刷出線路圖案，再以電鍍的方式，成功建立導(dǎo)體作配線。

直至1936年，奧地利人保羅·愛斯勒（Paul Eisler）在英國(guó)發(fā)表了箔膜技術(shù)，他在一個(gè)收音機(jī)裝置內(nèi)采用了印刷電路板；而在日本，宮本喜之助以噴附配線法“メタリコン法吹著配線方法(特許119384號(hào))”成功申請(qǐng)專利。而兩者中 Paul Eisler 的方法與現(xiàn)今的印制電路板最為相似，這類做法稱為減去法，是把不需要的金屬除去；而Charles Ducas、宮本喜之助的做法是只加上所需的配線，稱為加成法。雖然如此，但因?yàn)楫?dāng)時(shí)的電子零件發(fā)熱量大，兩者的基板也難以配合使用，以致未有正式的使用，不過也使印刷電路技術(shù)更進(jìn)一步。

1941年，美國(guó)在滑石上漆上銅膏作配線，以制作近接信管。

1943年，美國(guó)人將該技術(shù)大量使用于軍用收音機(jī)內(nèi)。

1947年，環(huán)氧樹脂開始用作制造基板。同時(shí)NBS開始研究以印刷電路技術(shù)形成線圈、電容器、電阻器等制造技術(shù)。

1948年，美國(guó)正式認(rèn)可這個(gè)發(fā)明用于商業(yè)用途。

20世紀(jì)50年代起，發(fā)熱量較低的晶體管大量取代了真空管的地位，印刷電路版技術(shù)才開始被廣泛采用。而當(dāng)時(shí)以蝕刻箔膜技術(shù)為主流。

1950年，日本使用玻璃基板上以銀漆作配線；和以酚醛樹脂制的紙質(zhì)酚醛基板（CCL）上以銅箔作配線。

1951年，聚酰亞胺的出現(xiàn)，便樹脂的耐熱性再進(jìn)一步，也制造了聚亞酰胺基板。

1953年，Motorola開發(fā)出電鍍貫穿孔法的雙面板。這方法也應(yīng)用到后期的多層電路板上。

印制電路板廣泛被使用10年后的60年代，其技術(shù)也日益成熟。而自從Motorola的雙面板面世，多層印制電路板開始出現(xiàn)，使配線與基板面積之比更為提高。

1960年，V. Dahlgreen 以印有電路的金屬箔膜貼在熱可塑性的塑膠中，造出軟性印制電路板。

1961年，美國(guó)的 Hazeltine Corporation 參考了電鍍貫穿孔法，制作出多層板。

1967年，發(fā)表了增層法之一的“Plated-up technology”。

1969年，F(xiàn)D-R以聚酰亞胺制造了軟性印制電路板。

1979年，Pactel發(fā)表了增層法之一的“Pactel法”。

1984年，NTT開發(fā)了薄膜回路的“Copper Polyimide法”。

1988年，西門子公司開發(fā)了Microwiring Substrate的增層印制電路板。

1990年，IBM開發(fā)了“表面增層線路”（Surface Laminar Circuit，SLC）的增層印制電路板。

1995年，松下電器開發(fā)了ALIVH的增層印制電路板。

1996年，東芝開發(fā)了Bit的增層印制電路板。

就在眾多的增層印制電路板方案被提出的1990年代末期，增層印制電路板也正式大量地被實(shí)用化，直至現(xiàn)在。

四、PCB線路板重要性

它是重要的電子部件，是電子元器件的支撐體。

印刷電路板并非一般終端產(chǎn)品，在名稱的定義上略為混亂。

例如：個(gè)人電腦用的母板，稱為主板，而不能直接稱為電路板，雖然主機(jī)板中有電路板的存在，但是并不相同，因此評(píng)估產(chǎn)業(yè)時(shí)兩者有關(guān)卻不能說相同。

再譬如：因?yàn)橛屑呻娐妨慵b載在電路板上，因而新聞媒體稱他為IC板，但實(shí)質(zhì)上他也不等同于印刷電路板。我們通常說的印刷電路板是指裸板——即沒有上元器件的電路板。

五、PCB線路板分類

根據(jù)PCB印刷線路板電路層數(shù)分類：PCB印刷線路板分為單面板、雙面板和多層板。常見的多層板一般為4層板或6層板，復(fù)雜的多層板可達(dá)幾十層。

PCB板有以下三種主要的劃分類型：

1，單面電路板

單面電路板(Single-SidedBoards)在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，導(dǎo)線則集中在另一面上。因?yàn)閷?dǎo)線只出現(xiàn)在其中一面，所以這種PCB叫作單面板(Single-sided)。因?yàn)閱蚊姘逶谠O(shè)計(jì)線路上有許多嚴(yán)格的限制(因?yàn)橹挥幸幻妫季€間不能交叉而必須繞獨(dú)自的路徑)，所以只有早期的電路才使用這類的板子。

2，雙面電路板

雙面電路板(Double-SidedBoards)這種電路板的兩面都有布線，不過要用上兩面的導(dǎo)線，必須要在兩面間有適當(dāng)?shù)碾娐愤B接才行。這種電路間的“橋梁”叫做導(dǎo)孔(via)。導(dǎo)孔是在PCB上，充滿或涂上金屬的小孔，它可以與兩面的導(dǎo)線相連接。因?yàn)殡p面板的面積比單面板大了一倍，雙面板解決了單面板中因?yàn)椴季€交錯(cuò)的難點(diǎn)(可以通過過孔導(dǎo)通到另一面)，它更適合用在比單面板更復(fù)雜的電路上。

3，多層電路板

多層電路板(Multi-LayerBoards)為了增加可以布線的面積，多層板用上了更多單或雙面的布線板。用一塊雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層，或二塊雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層的印刷線路板，通過定位系統(tǒng)及絕緣粘結(jié)材料交替在一起且導(dǎo)電圖形按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行互連的印刷線路板就成為四層、六層印刷電路板了，也稱為多層印刷線路板。

板子的層數(shù)并不代表有幾層獨(dú)立的布線層，在特殊情況下會(huì)加入空層來控制板厚，通常層數(shù)都是偶數(shù)，并且包含最外側(cè)的兩層。大部分的主機(jī)板都是4到8層的結(jié)構(gòu)，不過技術(shù)理論上可以做到近100層的PCB板。大型的超級(jí)計(jì)算機(jī)大多使用相當(dāng)多層的主機(jī)板，不過因?yàn)檫@類計(jì)算機(jī)已經(jīng)可以用許多普通計(jì)算機(jī)的集群代替，超多層板已經(jīng)漸漸不被使用了。因?yàn)镻CB中的各層都緊密的結(jié)合，一般不太容易看出實(shí)際數(shù)目，不過如果仔細(xì)觀察主機(jī)板，還是可以看出來。

六、PCB線路板拼板規(guī)范

1，電路板拼板寬度≤260mm（SIEMENS線）或≤300mm（FUJI線）；如果需要自動(dòng)點(diǎn)膠，PCB拼板寬度×長(zhǎng)度≤125mm×180mm。

2，拼板外形盡量接近正方形，推薦采用2×2、3×3、……拼板；但不要拼成陰陽(yáng)板。

3，電路板拼板的外框（夾持邊）應(yīng)采用閉環(huán)設(shè)計(jì)，確保PCB拼板固定在夾具上以后不會(huì)變形。

4，小板之間的中心距控制在75mm～145mm之間。微信公眾號(hào)：深圳LED商會(huì)

5，拼板外框與內(nèi)部小板、小板與小板之間的連接點(diǎn)附近不能有大的器件或伸出的器件，且元器件與PCB板的邊緣應(yīng)留有大于0.5mm的空間，以保證切割刀具正常運(yùn)行。

6，在拼板外框的四角開出四個(gè)定位孔，孔徑4mm±0.01mm；孔的強(qiáng)度要適中，保證在上下板過程中不會(huì)斷裂；孔徑及位置精度要高，孔壁光滑無毛刺。

7，電路板拼板內(nèi)的每塊小板至少要有三個(gè)定位孔，3mm≤孔徑≤6mm，邊緣定位孔1mm內(nèi)不允許布線或者貼片。

8，用于電路板的整板定位和用于細(xì)間距器件定位的基準(zhǔn)符號(hào)，原則上間距小于0.65mm的QFP應(yīng)在其對(duì)角位置設(shè)置；用于拼版電路板的定位基準(zhǔn)符號(hào)應(yīng)成對(duì)使用，布置于定位要素的對(duì)角處。

9，設(shè)置基準(zhǔn)定位點(diǎn)時(shí)，通常在定位點(diǎn)的周圍留出比其大1.5 mm的無阻焊區(qū)

七、PCB線路板外觀

裸板（板上沒有零件）也常被稱為"印刷線路板Printed Wiring Board（PWB）"。板子本身的基板是由絕緣隔熱、不易彎曲的材質(zhì)所制作成。在表面可以看到的細(xì)小線路材料是銅箔，原本銅箔是覆蓋在整個(gè)板子上的，而在制造過程中部份被蝕刻處理掉，留下來的部份就變成網(wǎng)狀的細(xì)小線路了。這些線路被稱作導(dǎo)線（conductor pattern）或稱布線，并用來提供PCB上零件的電路連接。

通常PCB的顏色都是綠色或是棕色，這是阻焊（solder mask）的顏色。是絕緣的防護(hù)層，可以保護(hù)銅線，也防止波峰焊時(shí)造成的短路，并節(jié)省焊錫的用量。在阻焊層上還會(huì)印刷上一層絲網(wǎng)印刷面（silk screen）。通常在這上面會(huì)印上文字與符號(hào)（大多是白色的），以標(biāo)示出各零件在板子上的位置。絲網(wǎng)印刷面也被稱作圖標(biāo)面（legend）。

在制成最終產(chǎn)品時(shí)，其上會(huì)安裝集成電路、電晶體、二極管、被動(dòng)元件（如電阻、電容、連接器等）及其他各種各樣的電子零件。借著導(dǎo)線連通，可以形成電子訊號(hào)連結(jié)及應(yīng)有機(jī)能。

八、PCB線路板主要優(yōu)點(diǎn)

采用印制板的主要優(yōu)點(diǎn)是：

1，由于圖形具有重復(fù)性（再現(xiàn)性）和一致性，減少了布線和裝配的差錯(cuò)，節(jié)省了設(shè)備的維修、調(diào)試和檢查時(shí)間；

2，設(shè)計(jì)上可以標(biāo)準(zhǔn)化，利于互換；

3，布線密度高、體積小、重量輕，利于電子設(shè)備的小型化；

4，利于機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率并降低了電子設(shè)備的造價(jià)。

5，FPC軟性板的耐彎折性、精密性更好的應(yīng)到高精密儀器上（如相機(jī)、手機(jī)、攝像機(jī)等）。

九、PCB線路板市場(chǎng)現(xiàn)狀

近十幾年來，我國(guó)印制電路板制造行業(yè)發(fā)展迅速，總產(chǎn)值、總產(chǎn)量雙雙位居世界第一。由于電子產(chǎn)品日新月異，價(jià)格戰(zhàn)改變了供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)，中國(guó)兼具產(chǎn)業(yè)分布、成本和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為全球最重要的印制電路板生產(chǎn)基地。

印制電路板從單層發(fā)展到雙面板、多層板和撓性板，并不斷地向高精度、高密度和高可靠性方向發(fā)展。不斷縮小體積、減少成本、提高性能，使得印制電路板在未來電子產(chǎn)品的發(fā)展過程中，仍然保持強(qiáng)大的生命力。

未來印制電路板生產(chǎn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是在性能上向高密度、高精度、細(xì)孔徑、細(xì)導(dǎo)線、小間距、高可靠、多層化、高速傳輸、輕量、薄型方向發(fā)展。

《中國(guó)印制電路板制造行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告前瞻》調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2010年中國(guó)規(guī)模以上印制電路板生產(chǎn)企業(yè)共計(jì)908家，資產(chǎn)總計(jì)2161.76 億元；實(shí)現(xiàn)銷售收入2257.96 億元，同比增長(zhǎng)29.16%；獲得利潤(rùn)總額94.03 億元，同比增長(zhǎng)50.08%。

十、PCB線路板設(shè)計(jì)

印制電路板的設(shè)計(jì)是以電路原理圖為根據(jù)，實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)者所需要的功能。印制電路板的設(shè)計(jì)主要指版圖設(shè)計(jì)，需要考慮外部連接的布局、內(nèi)部電子元件的優(yōu)化布局、金屬連線和通孔的優(yōu)化布局、電磁保護(hù)、熱耗散等各種因素。優(yōu)秀的版圖設(shè)計(jì)可以節(jié)約生產(chǎn)成本，達(dá)到良好的電路性能和散熱性能。簡(jiǎn)單的版圖設(shè)計(jì)可以用手工實(shí)現(xiàn)，復(fù)雜的版圖設(shè)計(jì)需要借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）實(shí)現(xiàn)。

1，地線設(shè)計(jì)

在電子設(shè)備中的線路板、電路板、PCB板上，接地是控制干擾的重要方法。如能將接地和屏蔽正確結(jié)合起來使用，可解決大部分干擾問題。電子設(shè)備中地線結(jié)構(gòu)大致有系統(tǒng)地、機(jī)殼地（屏蔽地）、數(shù)字地（邏輯地）和仿真地等。在地線設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1) 正確選擇單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地。

低頻電路中，信號(hào)的工作頻率小于1MHz，它的布線和器件間的電感影響較小，而接地電路形成的環(huán)流對(duì)干擾影響較大，因而應(yīng)采用一點(diǎn)接地。當(dāng)信號(hào)工作頻率大于10MHz時(shí)，地線阻抗變得很大，此時(shí)應(yīng)盡量降低地線阻抗，應(yīng)采用就近多點(diǎn)接地。當(dāng)工作頻率在1～10MHz時(shí)，如果采用一點(diǎn)接地，其地線長(zhǎng)度不應(yīng)超過波長(zhǎng)的1/20，否則應(yīng)采用多點(diǎn)接地法。

(2) 將數(shù)字電路與仿真電路分開

電路板上既有高速邏輯電路，又有線性電路，應(yīng)使它們盡量分開，而兩者的地線不要相混，分別與電源端地線相連。要盡量加大線性電路的接地面積。

(3) 盡量加粗接地線

若接地線很細(xì)，接地電位則隨電流的變化而變化，致使電子設(shè)備的定時(shí)信號(hào)電平不穩(wěn)，抗噪聲性能變差。因此應(yīng)將接地線盡量加粗，使它能通過三倍于印制電路板的允許電流。如有可能，接地線的寬度應(yīng)大于3mm。

(4) 將接地線構(gòu)成死循環(huán)路

設(shè)計(jì)只由數(shù)字電路組成的印制電路板的地線系統(tǒng)時(shí)，將接地線做成死循環(huán)路可以明顯的提高抗噪聲能力。其原因在于：印制電路板上有很多集成電路組件，尤其遇有耗電多的組件時(shí)，因受接地線粗細(xì)的限制，會(huì)在地結(jié)上產(chǎn)生較大的電位差，引起抗噪聲能力下降，若將接地結(jié)構(gòu)成環(huán)路，則會(huì)縮小電位差值，提高電子設(shè)備的抗噪聲能力。

2，高速多層

在電子產(chǎn)品趨于多功能復(fù)雜化的前題下，集成電路元件的接點(diǎn)距離隨之縮小，信號(hào)傳送的速度則相對(duì)提高，隨之而來的是接線數(shù)量的提高、點(diǎn)間配線的長(zhǎng)度局部性縮短，這些就需要應(yīng)用高密度線路配置及微孔技術(shù)來達(dá)成目的。配線與跨接基本上對(duì)單雙面板而言有其達(dá)成的困難，因而電路板會(huì)走向多層化，又由于訊號(hào)線不斷的增加，更多的電源層與接地層就為設(shè)計(jì)的必須手段，這些都促使多層印刷電路板（Multilayer Printed Circuit Board）更加普遍。

對(duì)于高速化訊號(hào)的電性要求，電路板必須提供具有交流電特性的阻抗控制、高頻傳輸能力、降低不必要的輻射（EMI）等。采用Stripline、Microstrip的結(jié)構(gòu)，多層化就成為必要的設(shè)計(jì)。為減低訊號(hào)傳送的品質(zhì)問題，會(huì)采用低介電質(zhì)系數(shù)、低衰減率的絕緣材料，為配合電子元件構(gòu)裝的小型化及陣列化，電路板也不斷的提高密度以因應(yīng)需求。BGA (BallGrid Array)、CSP (Chip Scale Package)、DCA (Direct ChipAttachment)等組零件組裝方式的出現(xiàn)，更促使印刷電路板推向前所未有的高密度境界。

凡直徑小于150um以下的孔在業(yè)界被稱為微孔（Microvia），利用這種微孔的幾何結(jié)構(gòu)技術(shù)所作出的電路可以提高組裝、空間利用等等的效益，同時(shí)對(duì)于電子產(chǎn)品的小型化也有其必要性。

對(duì)于這類結(jié)構(gòu)的電路板產(chǎn)品，業(yè)界曾經(jīng)有過多個(gè)不同的名稱來稱呼這樣的電路板。例如：歐美業(yè)者曾經(jīng)因?yàn)橹谱鞯某绦蚴遣捎眯蛄惺降慕?gòu)方式，因此將這類的產(chǎn)品稱為SBU （Sequence Build UpProcess），一般翻譯為“序列式增層法”。至于日本業(yè)者，則因?yàn)檫@類的產(chǎn)品所制作出來的孔結(jié)構(gòu)比以往的孔都要小很多，因此稱這類產(chǎn)品的制作技術(shù)為MVP （Micro Via Process），一般翻譯為“微孔制程”。也有人因?yàn)閭鹘y(tǒng)的多層板被稱為MLB (Multilayer Board)，因此稱呼這類的電路板為BUM (Build Up Multilayer Board)，一般翻譯為“增層式多層板”。

十一、PCB線路板制造

1，拼版

PCB設(shè)計(jì)完成因?yàn)镻CB板形太小，不能滿足生產(chǎn)工藝要求，或者一個(gè)產(chǎn)品由幾塊PCB組成，這樣就需要把若干小板拼成一個(gè)面積符合生產(chǎn)要求的大板，或者將一個(gè)產(chǎn)品所用的多個(gè)PCB拼在一起而便于生產(chǎn)安裝。前者類似于郵票板，它既能夠滿足PCB生產(chǎn)工藝條件也便于元器件安裝，使用時(shí)再分開，十分方便；后者是將一個(gè)產(chǎn)品的若干套PCB板拼裝在一起，這樣便于生產(chǎn)，也便于對(duì)一個(gè)產(chǎn)品齊套，清楚明了。

2，數(shù)據(jù)生成

PCB板生產(chǎn)的基礎(chǔ)是菲林底版。早期制作菲林底版時(shí)，需要先制作出菲林底圖，然后再利用底圖進(jìn)行照相或翻版。底圖的精度必須與印制板所要求的一致，并且應(yīng)該考慮對(duì)生產(chǎn)工藝造成的偏差進(jìn)行補(bǔ)償。底圖可由客戶提供也可由生產(chǎn)廠家制作，但雙方應(yīng)密切合作和協(xié)商，使之既能滿足用戶要求，又能適應(yīng)生產(chǎn)條件。在用戶提供底圖的情況下，廠家應(yīng)檢驗(yàn)并認(rèn)可底圖，用戶可以評(píng)定并認(rèn)可原版或第一塊印制板產(chǎn)品。底圖制作方法有手工繪制、貼圖和CAD制圖。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，印制板CAD技術(shù)得到極大的進(jìn)步，印制板生產(chǎn)工藝水平也不斷向多層，細(xì)導(dǎo)線，小孔徑，高密度方向迅速提高，原有的菲林制版工藝已無法滿足印制板的設(shè)計(jì)需要，于是出現(xiàn)了光繪技術(shù)。使用光繪機(jī)可以直接將CAD設(shè)計(jì)的PCB圖形數(shù)據(jù)文件送入光繪機(jī)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，控制光繪機(jī)利用光線直接在底片上繪制圖形。然后經(jīng)過顯影、定影得到菲林底版。使用光繪技術(shù)制作的印制板菲林底版，速度快、精度高、質(zhì)量好，而且避免了在人工貼圖或繪制底圖時(shí)可能出現(xiàn)的人為錯(cuò)誤，大大提高了工作效率，縮短了印制板的生產(chǎn)周期。激光光繪機(jī)，在很短的時(shí)間內(nèi)就能完成過去多人長(zhǎng)時(shí)間才能完成的工作，而且其繪制的細(xì)導(dǎo)線、高密度底版也是人工操作無法比擬的。按照激光光繪機(jī)的結(jié)構(gòu)不同，可以分為平板式、內(nèi)滾桶式（Internal Drum）和外滾桶式（External Drum）。光繪機(jī)使用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式是Gerber-RS274格式，也是印制板設(shè)計(jì)生產(chǎn)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式。Gerber格式的命名引用自光繪機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的先驅(qū)者——美國(guó)Gerber公司。光繪圖數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，是將CAD軟件產(chǎn)生的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化稱為光繪數(shù)據(jù)（多為Gerber數(shù)據(jù)），經(jīng)過CAM系統(tǒng)進(jìn)行修改、編輯，完成光繪預(yù)處理（拼版、鏡像等），使之達(dá)到印制板生產(chǎn)工藝的要求。然后將處理完的數(shù)據(jù)送入光繪機(jī)，由光繪機(jī)的光柵（Raster）圖象數(shù)據(jù)處理器轉(zhuǎn)換成為光柵數(shù)據(jù)，此光柵數(shù)據(jù)通過高倍快速壓縮還原算法發(fā)送至激光光繪機(jī)，完成光繪。

3，光繪數(shù)據(jù)格式

光繪數(shù)據(jù)格式是以向量式光繪機(jī)的數(shù)據(jù)格式Gerber數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，并對(duì)向量式光繪機(jī)的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行了擴(kuò)展，并兼容了HPGL惠普繪圖儀格式，Autocad DXF、TIFF等專用和通用圖形數(shù)據(jù)格式。一些CAD和CAM開發(fā)廠商還對(duì)Gerber數(shù)據(jù)作了擴(kuò)展。

以下對(duì)Gerber數(shù)據(jù)作一簡(jiǎn)單介紹。Gerber數(shù)據(jù)的正式名稱為Gerber RS-274格式。向量式光繪機(jī)碼盤上的每一種符號(hào)，在Gerber數(shù)據(jù)中，均有一相應(yīng)的D碼（D-CODE）。這樣，光繪機(jī)就能夠通過D碼來控制、選擇碼盤，繪制出相應(yīng)的圖形。將D碼和D碼所對(duì)應(yīng)符號(hào)的形狀、尺寸大小進(jìn)行列表，即得到一D碼表。此D碼表就成為從CAD設(shè)計(jì)到光繪機(jī)利用此數(shù)據(jù)進(jìn)行光繪的一個(gè)橋梁。用戶在提供Gerber光繪數(shù)據(jù)的同時(shí)，必須提供相應(yīng)的D碼表。這樣，光繪機(jī)就可以依據(jù)D碼表確定應(yīng)選用何種符號(hào)盤進(jìn)行曝光，從而繪制出正確的圖形。在一個(gè)D碼表中，一般應(yīng)該包括D碼，每個(gè)D碼所對(duì)應(yīng)碼盤的形狀、尺寸、以及該碼盤的曝光方式。

十二、PCB線路板功能測(cè)試

更密集的PCB、更高的總線速度以及模擬RF電路等等對(duì)測(cè)試都提出了前所未有的挑戰(zhàn)，這種環(huán)境下的功能測(cè)試需要認(rèn)真的設(shè)計(jì)、深思熟慮的測(cè)試方法和適當(dāng)?shù)墓ぞ卟拍芴峁┛尚诺臏y(cè)試結(jié)果。

在同夾具供應(yīng)商打交道時(shí)，要記住這些問題的同時(shí)，還要想到產(chǎn)品將在何處制造，這是一個(gè)很多測(cè)試工程師會(huì)忽略的地方。例如我們假定測(cè)試工程師身在美國(guó)的加利福尼亞，而產(chǎn)品制造地卻在泰國(guó)。測(cè)試工程師會(huì)認(rèn)為產(chǎn)品需要昂貴的自動(dòng)化夾具，因?yàn)樵诩又輳S房?jī)r(jià)格高，要求測(cè)試儀盡量少，而且還要用自動(dòng)化夾具以減少雇用高技術(shù)高工資的操作工。但在泰國(guó)，這兩個(gè)問題都不存在，讓人工來解決這些問題更加便宜，因?yàn)檫@里的勞動(dòng)力成本很低，地價(jià)也很便宜，大廠房不是一個(gè)問題。因此有時(shí)候一流設(shè)備在有的國(guó)家可能不一定受歡迎。

1，技術(shù)水平

在高密度UUT中，如果需要校準(zhǔn)或診斷則很可能需要由人工進(jìn)行探查，這是由于針床接觸受到限制以及測(cè)試更快(用探針測(cè)試UUT可以迅速采集到數(shù)據(jù)而不是將信息反饋到邊緣連接器上)等原因，所以要求由操作員探查UUT上的測(cè)試點(diǎn)。不管在哪里，都應(yīng)確保測(cè)試點(diǎn)已清楚地標(biāo)出。

探針類型和普通操作工也應(yīng)該注意，需要考慮的問題包括：

1，探針大過測(cè)試點(diǎn)嗎？探針有使幾個(gè)測(cè)試點(diǎn)短路并損壞UUT的危險(xiǎn)嗎？對(duì)操作工有觸電危害嗎？

2，每個(gè)操作工能很快找出測(cè)試點(diǎn)并進(jìn)行檢查嗎？測(cè)試點(diǎn)是否很大易于辨認(rèn)呢？

3，操作工將探針按在測(cè)試點(diǎn)上要多長(zhǎng)時(shí)間才能得出準(zhǔn)確的讀數(shù)？如果時(shí)間太長(zhǎng)，在小的測(cè)試區(qū)會(huì)出現(xiàn)一些麻煩，如操作工的手會(huì)因測(cè)試時(shí)間太長(zhǎng)而滑動(dòng)，所以建議擴(kuò)大測(cè)試區(qū)以避免這個(gè)問題。

考慮上述問題后測(cè)試工程師應(yīng)重新評(píng)估測(cè)試探針的類型，修改測(cè)試文件以更好地識(shí)別出測(cè)試點(diǎn)位置，或者甚至改變對(duì)操作工的要求。

2，自動(dòng)探查

在某些情況下會(huì)要求使用自動(dòng)探查，例如在PCB難以用人工探查，或者操作工技術(shù)水平所限而使得測(cè)試速度大大降低的時(shí)候，這時(shí)就應(yīng)考慮用自動(dòng)化方法。

自動(dòng)探查可以消除人為誤差，降低幾個(gè)測(cè)試點(diǎn)短路的可能性，并使測(cè)試操作加快。但是要知道自動(dòng)探查也可能存在一些局限，根據(jù)供應(yīng)商的設(shè)計(jì)而各有不同，包括：

(1)，UUT的大小

(2)，同步探針的數(shù)量

(3)，兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)相距有多近？

(4)，測(cè)試探針的定位精度

(5)，系統(tǒng)能對(duì)UUT進(jìn)行兩面探測(cè)嗎？

(6)，探針移至下一個(gè)測(cè)試點(diǎn)有多快？

(7)，探針系統(tǒng)要求的實(shí)際間隔是多少？(一般來講它比離線式功能測(cè)試系統(tǒng)要大)

自動(dòng)探查通常不用針床夾具接觸其它測(cè)試點(diǎn)，而且一般它比生產(chǎn)線速度慢，因此可能需要采取兩種步驟：如果探測(cè)儀僅用于診斷，可以考慮在生產(chǎn)線上采用傳統(tǒng)的功能測(cè)試系統(tǒng)，而把探測(cè)儀作為診斷系統(tǒng)放在生產(chǎn)線邊上；如果探測(cè)儀的目的是UUT校準(zhǔn)，那么唯一的真正解決辦法是采用多個(gè)系統(tǒng)，要知道這還是比人工操作要快得多。

如何整合到生產(chǎn)線上也是必須要研究的一個(gè)關(guān)鍵問題，生產(chǎn)線上還有空間嗎？系統(tǒng)能與傳送帶連接嗎？好在許多新型探測(cè)系統(tǒng)都與SMEMA標(biāo)準(zhǔn)兼容，因此它們可以在在線環(huán)境下工作。

3，邊界掃描

這項(xiàng)技術(shù)早在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該進(jìn)行討論，因?yàn)樗枰獙ｉT的元器件來執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)。在以數(shù)字電路為主的UUT中，可以購(gòu)買帶有IEEE 1194(邊界掃描)支持的器件，這樣只做很少或不用探測(cè)就能解決大部分診斷問題。邊界掃描會(huì)降低UUT的整體功能性，因?yàn)樗鼤?huì)增大每個(gè)兼容器件的面積(每個(gè)芯片增加4～5個(gè)引腳以及一些線路)，所以選擇這項(xiàng)技術(shù)的原則，就是所花費(fèi)的成本應(yīng)該能使診斷結(jié)果得到改善。應(yīng)記住邊界掃描可用于對(duì)UUT上的閃速存儲(chǔ)器和PLD器件進(jìn)行編程，這也更進(jìn)一步增加了選用該測(cè)試方法的理由。

如何處理一個(gè)有局限的設(shè)計(jì)？

如果UUT設(shè)計(jì)已經(jīng)完成并確定下來，此時(shí)選擇就很有限。當(dāng)然也可以要求在下次改版或新產(chǎn)品中進(jìn)行修改，但是工藝改善總是需要一定的時(shí)間，而你仍然要對(duì)目前的狀況進(jìn)行處理。