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PCB版图设计常用术语大全一览表

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发表于 昨天 22:53 | 显示全部楼层 |阅读模式

PCB 版图设计术语是工程师沟通的“通用语言”,掌握它们能显著提升你与制板厂、贴片厂的协作效率,减少因理解偏差导致的改版成本。结合你之前关注的 SMT 工艺和电源模块设计,这份大全特别强化了‌布局布线‌与‌可制造性‌相关的核心词汇。

一、基础结构与层级定义

这些术语描述了 PCB 的物理构成,是设计文件的基石。

  • ‌Layer (层)‌:PCB 由多层压合而成。
    • ‌Signal Layer (信号层)‌:用于走线,包括 Top (顶层)、Bottom (底层) 及 Inner (内层)。
    • ‌Plane Layer (平面层)‌:整层铜箔,通常作为电源 (Power Plane) 或地 (Ground Plane),提供低阻抗回路和屏蔽。
    • ‌Mechanical Layer (机械层)‌:定义板框尺寸、安装孔位及加工说明,不参与电气连接。
    • ‌Silkscreen (丝印层)‌:印有元件位号、极性标记及文字说明的白色油墨层,用于组装和维修识别。
  • ‌Substrate (基材)‌:绝缘板体,常用 FR-4 (玻璃纤维环氧树脂),决定板的刚性和耐热性。
  • ‌Prepreg (半固化片/PP 片)‌:层压时用于粘合各铜箔层的绝缘材料,受热固化。
  • ‌Core (芯板)‌:双面覆铜的基材,是多层板的构建单元。
二、互连与过孔技术

在多层板设计中,过孔的选择直接影响信号完整性和布线密度。

  • ‌Via (过孔)‌:连接不同层导线的金属化孔。
    • ‌Through Via (通孔)‌:贯穿整个电路板,成本最低,工艺最成熟。
    • ‌Blind Via (盲孔)‌:连接外层与内层,不贯穿全板,用于高密度互连 (HDI)。
    • ‌Buried Via (埋孔)‌:仅连接内层之间,外层不可见,进一步节省布线空间。
    • ‌Via-in-Pad (盘中孔)‌:过孔直接打在焊盘上,常用于 BGA 封装散热和布线,需特殊工艺塞孔。
  • ‌Annular Ring (孔环)‌:钻孔周围保留的铜环宽度,用于保证孔与走线的可靠连接,过窄可能导致断环。
  • ‌Pad (焊盘)‌:用于焊接元件引脚的金属区域,分为通孔焊盘和表贴 (SMD) 焊盘。
  • ‌Thermal Relief (热隔离焊盘/十字花焊盘)‌:连接焊盘与大铜箔时的十字形连接,防止焊接时热量过快散失导致虚焊。
三、布线与信号完整性

针对你关注的电源模块和高速信号,这些术语关乎电气性能。

  • ‌Trace/Track (走线)‌:连接两个点的铜导线,需根据电流大小计算线宽。
  • ‌Clearance/Spacing (间距)‌:导线与导线、导线与焊盘之间的最小安全距离,防止高压击穿或短路。
  • ‌3W Rule (3W 原则)‌:为减少线间串扰,两条平行走线中心距应至少为线宽的 3 倍。
  • ‌Differential Pair (差分对)‌:两根等长、等距、相位相反的走线 (如 USB、HDMI),具有极强的抗干扰能力。
  • ‌Impedance Control (阻抗控制)‌:通过调整线宽、介质厚度等参数,使走线特征阻抗匹配 (如 50Ω, 90Ω),防止信号反射。
  • ‌Stub (残桩)‌:信号线分支或未端接的短线,在高速信号中会引起反射噪声,需尽量避免。
  • ‌Crosstalk (串扰)‌:相邻走线间因电磁耦合产生的干扰信号。
四、工艺与制造相关 (DFM)

结合你之前研究的 SMT 流程,这些术语直接关联生产良率。

  • ‌Solder Mask (阻焊层/绿油)‌:覆盖在铜线上的绝缘保护膜,防止焊接短路和氧化,焊盘处需开窗。
  • ‌Paste Mask (钢网层/锡膏层)‌:对应 SMT 印刷工序,定义钢网开孔位置,用于漏印锡膏。
  • ‌V-Cut (V 型槽)‌:拼板时用于分割单板的 V 形沟槽,便于后期分板。
  • ‌Mouse Bite/Stamp Hole (邮票孔)‌:一排密集的小孔,用于异形板或无法 V-Cut 处的拼板连接。
  • ‌Panelization (拼板)‌:将多个单板组合成大板以提高生产效率,需预留工艺边 (Breakaway Tab)。
  • ‌Golden Finger (金手指)‌:板边镀金的接触点,用于插拔连接 (如内存条、显卡),需倒角处理。
  • ‌Teardrop (泪滴)‌:在走线与焊盘连接处添加的锥形过渡铜皮,增强连接强度,防止钻孔偏差导致断线。
五、设计检查与文件输出
  • ‌Netlist (网络表)‌:描述元件引脚连接关系的逻辑文件,是原理图导入 PCB 的桥梁。
  • ‌DRC (Design Rule Check)‌:设计规则检查,软件自动验证线宽、间距、孔径等是否符合设定标准。
  • ‌ERC (Electrical Rule Check)‌:电气规则检查,主要在原理图阶段发现短路、开路等逻辑错误。
  • ‌Gerber File (光绘文件)‌:PCB 制造的标准格式文件,包含各层线路、阻焊、丝印等信息。
  • ‌Pick and Place File (坐标文件)‌:记录所有元件的精确位置和角度,供贴片机使用。
掌握这些术语,你在审核 Gerber 文件或与工厂对接工艺要求时会更加得心应手。特别是在电源模块设计中,准确理解“热隔离焊盘”和“载流能力”等概念,能有效避免量产时的散热和可靠性问题。
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