PCB设计工程师必须掌握的PCB制造知识

PCB设计工程师在硬件设计领域内，承担着关键的角色。他们在整个硬件开发流程中，扮演着桥梁的角色，既要与上游硬件原理图设计工程师对接，又要与下游的PCB/PCBA加工工厂进行协作。因此，PCB设计工程师必须具备一定的PCB制造知识，这能帮助他们更有效地沟通和理解整个生产过程。 PCB制造流程的知识包括了单/双面PCB和多层PCB的制造流程。单/双面PCB的生产过程相对简单，主要涉及基板的制作、覆铜、图形转移、蚀刻和表面处理等步骤。而多层PCB则复杂得多，它通常包括内层图形转移、内层压合、钻孔、电镀、外层图形转移、阻焊、文字印刷等众多步骤。 在PCB板材种类方面，PCB设计工程师需要了解覆铜板（CCL）的分类，包括刚性CCL和挠性CCL。刚性CCL常用的基板材料有纸基板、玻纤布基板、复合基板等，FR-4是目前PCB生产中用量最大的原材料，以其优良的电性能、机械性能和加工性能受到广泛使用。挠性CCL（FCCL）则多用于需要高度可弯曲性的柔性电路板中。 PCB板材的型号种类繁多，不同的板材型号适用于不同的应用场景。例如FR-1、FR-2、FR-3是基于纸基的板材，而FR-4则是基于玻璃纤维布的板材，具有更好的热稳定性和机械强度。FR-4板材的厚度、耐温性、介电常数等技术参数对于确定板材的适用场景至关重要。 此外，PCB板材还分为不同的技术指标，如CEM-1、CEM-3等，这些板材在性能上各有优势和短板，设计工程师需要根据实际设计需求选择合适的板材。例如，CEM系列板材在加工性能和耐温热性方面比FR-4更强。 PCB板材的技术指标还包括了介电常数、介质损耗角正切、玻璃化温度Tg、尺寸稳定性等，这些参数关系到电路板的信号传输效率、热稳定性以及最终产品的质量。 在板材的制造过程中，设计师还应当了解半固化片（Prepreg或PP）的重要性，它是由树脂和增强材料构成的一种予浸材料，通常是处于半固化的状态。半固化片在制造多层板时起到了重要的粘合层作用。常见的FR-4半固化片的规格按照增强材料的不同，具有不同的树脂含量和厚度，这关系到多层板层间的粘结强度和耐热性。 挠性CCL（FCCL）是在柔性电路板中使用的板材，它的分类包括按介质基材分的PI和PET，按照阻燃性能分的阻燃型和非阻燃型，以及按照制造工艺分的两层法和三层法。这些分类影响着挠性电路板的使用环境和寿命。 PCB设计工程师要充分掌握这些制造知识，以确保他们能够设计出既满足技术要求又经济实用的电路板。这不仅仅是技术层面的需求，更是整个行业对于高效沟通和质量控制的必要条件。在了解了这些基础知识点之后，PCB设计工程师可以更顺利地完成设计任务，并为后续的制造环节提供强有力的技术支持。