印刷电路板 (PCB) 是电子产品的躯体，最终产品的性能、寿命和可靠性依赖于其所构成的电气系统。如果设计得当，具有高质量电路的产品将具有较低的现场故障率和现场退货率。因此，产品的生产成本将更低，利润更高。为了按时生产高质量的 PCB 板，同时不增加设计时间且不产生代价高昂的返工，必须尽早在设计流程中发现设计和电路完整性问题。

为了把产品快速可靠地推向市场，利用设计工具实现设计流程自动化就显得十分必要，但如何才能确保设计获得成功呢?为了最大程度地提高设计效率和产品质量，应当关注哪些细节?设计工具显然应该直观易用且足够强大，以便克服复杂的设计挑战，但还有哪些事项值得注意?本文列举了为确保 PCB 设计成功可采取的四个步骤。

原理图输入对于生成设计的逻辑连接而言至关重要，其必须准确无误、简单易用且与布局集成为一体才能确保设计成功。

简单地输入原理图并将其传送到布局还不够。为了创建符合预期的高质量设计，需要确保使用最佳元件，并且可以执行仿真分析，从而保证设计在交付制造时不会出问题。

管理是设计流程的重要组成部分。为了快速选择最佳元件并将其放置在设计中，器件的简易创建和轻松管理就显得十分必要了。

PADS 允许您在一个库中维护所有设计任务，并可实时更新该库，以便于使用并确保设计开发的精确性。您可以通过单个电子表格来访问所有元器件信息，而无需担心数据冗余、多个库或耗时费力的工具开销。

当今的关键高速设计异常复杂，如果没有有效的手段来管理约束规则，则对走线、拓扑和信号延迟等方面的设计、约束和管理将会变得异常困难。为了在第一次迭代中就构建出成功的产品，必须在设计流程的早期设置约束规则，以便设计达到要求的目标。良好的约束规则管理可防止您使用价格高昂或无法采购到的元件，并且最终确保电路板符合性能和制造要求。

近年来，PCB 布局设计的复杂度显着高于以前。为了制造更小型、更便携的电子装置，设计的密度不得不提高。此外，工作频率也被提高，这就要求设计人员评估以前可能遭到忽略的电气特性以确保设计可用。为了跟上日益复杂的步伐，设计人员必须具备更广泛的能力，以便定义高级规则集，创建独特的射频形状并实施校正结构来改善设计的总体性能。

布局过程中，智能布局工具有助于创建高效的布置和布线策略。精密布置可减少设计后期的违规情况，让您能够能在少犯错误的情况下更快速地完成项目。

虽然一般使用手动布线来达到真实的设计意图，但将交互式布线与自动布线进行有效的搭配使用有助于满足市场时限要求，并能提高设计质量。自动布线还能帮助应对棘手的任务，如差分对布线、网络调整、制造优化、微过孔和增层技术等。如果事先规划好布线策略，使用自动布线的效率将大为提高。

另一个挑战是现代 PCB 要维护成千上万的网络，这可能会为在设计中的关键区域布线带来困难。避免这个问题的最佳办法是将网络线分成组，以便创建有效的布线策略。创建规划组后，便可标记并过滤网络组，以突出显示需要布线的关键网络。

1、过流保护：是当电流过大时自动断电，防止电路与案件因超过额定电流而造成的损坏。

2、过压保护：主要是防止过电压或静电放电对电子元器件的损坏，被广泛地应用于电话机、传真机及高速传输接口等各种电子系统产品，尤其是电子通讯设备，对于如何避免因为电压异常或静电放电而对电子备造成伤害损失尤为重要。

3、过温保护：温度保护组件从商品化到现在，已经走过了一个甲子，目前过温保护组件广泛运用于对温度有特殊要求的场合，此类保护组件按照作动原理可分为化学药品作动型、低温合金作动型，其中化学药品作动型产品的主要特点是可以做低温型产品，但结构较为复杂，成本较高;低温合金型作动主要是一根直径较大的低温熔丝起导通作用，必须保证在通过额定电流产生的热量不会使熔丝熔化，此低温熔丝一般是通过调节锡、铜、银、铋、铟等成份的比例来调节其熔点。

4、过温过流保护：近年来，随着应用的提升， 单纯的温度保护功能， 已不能满足日新月异电器、电机、马达及3C产品安全保护的需求，因此再研发出能因应因温度、电流及电压异常情况下同时监控并及时保护的组件， 而此样组件的兴起主要以锂离子电池及锂高分子电池为最大应用。

5、过流过压：随着现代电子产品的复杂化，对于保护组件运用的要求也日益提高，如保护的全面性、有限的预留空间等，随着这些要求的提出，保护组件界掀起了一场组合封装的热 潮，如上面提到过流过温保护也算组合封装的一种，但过流过压保护组合封装产品目前大多数还处在研发阶段，还没有成熟的商业化产品面市。

过流保护器件主要有一次性熔断器、自恢复熔断器、熔断电阻和断路器等，其中，最重要的是自恢复保险丝，以下是过流保护器件PTC自恢复保险丝选型要点：

1、保持电流要略大于用户的正常工作电流。

2、Vmax要大于或等于用户的最大工作电压。

3、Imax要大于最大故障短路电流。

随着人类对于居住环境要求的不断提高，目前PCB生产过程中涉及到的环境问题显得尤为突出。有关铅和溴的话题是最热门的，无铅化和无卤化将在很多方面影响着PCB的发展。

虽然目前来看，PCB的表面处理工艺方面的变化并不是很大，好像还是比较遥远的事情，但是应该注意到：长期的缓慢变化将会导致巨大的变化。在环保呼声愈来愈高的情况下，PCB的表面处理工艺未来肯定会发生巨变。

表面处理最基本的目的是保证良好的可焊性或电性能。由于自然界的铜在空气中倾向于以氧化物的形式存在，不大可能长期保持为原铜，因此需要对铜进行其他处理。虽然在后续的组装中，可以采用强助焊剂除去大多数铜的氧化物，但强助焊剂本身不易去除，因此业界一般不采用强助焊剂。

现在有许多PCB表面处理工艺，常见的是热风整平、有机涂覆、化学镀镍/浸金、浸银和浸锡这五种工艺，下面将逐一介绍。

1、热风整平(喷锡)

热风整平又名热风焊料整平(俗称喷锡)，它是在PCB表面涂覆熔融锡(铅)焊料并用加热压缩空气整(吹)平的工艺，使其形成一层既抗铜氧化，又可提供良好的可焊性的涂覆层。热风整平时焊料和铜在结合处形成铜锡金属间化合物。PCB进行热风整平时要沉在熔融的焊料中;风刀在焊料凝固之前吹平液态的焊料;风刀能够将铜面上焊料的弯月状最小化和阻止焊料桥接。

2、有机可焊性保护剂(OSP)

OSP是印刷电路板(PCB)铜箔表面处理的符合RoHS指令要求的一种工艺。 OSP是Organic Solderability Preservatives的简称， 中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文亦称之Preflux。 简单地说，OSP就是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一层有机皮膜。

这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐湿性，用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈 (氧化或硫化等);但在后续的焊接高温中，此种保护膜又必须很容易被助焊剂所迅速清除，如此方可使露出的干净铜表面得以在极短的时间内与熔融焊锡立即结合 成为牢固的焊点。

3、全板镀镍金

板镀镍金是在PCB表面导体先镀上一层镍后再镀上一层金，镀镍主要是防止金和铜间的扩散。现在的电镀镍金有两类：镀软金(纯金，金表面看起来不亮)和镀硬金(表面平滑和硬，耐磨，含有钴等其他元素，金表面看起来较光亮)。软金主要用于芯片封装时打金线;硬金主要用在非焊接处的电性互连。

4、沉金

沉金是在铜面上包裹一层厚厚的、电性良好的镍金合金，这可以长期保护PCB;另外它也具有其它表面处理工艺所不具备的对环境的忍耐性。此外沉金也可以阻止铜的溶解，这将有益于无铅组装。

5、沉锡

由于目前所有的焊料都是以锡为基础的，所以锡层能与任何类型的焊料相匹配。沉锡工艺可以形成平坦的铜锡金属间化合物，这个特性使得沉锡具有和热风整平一样的好的可焊性而没有热风整平令人头痛的平坦性问题;沉锡板不可存储太久，组装时必须根据沉锡的先后顺序进行。

6、沉银

沉银工艺介于有机涂覆和化学镀镍/沉金之间，工艺比较简单、快速;即使暴露在热、湿和污染的环境中，银仍然能够保持良好的可焊性，但会失去光泽。沉银不具备化学镀镍/沉金所具有的好的物理强度因为银层下面没有镍。

7、化学镍钯金

化学镍钯金与沉金相比是在镍和金之间多了一层钯，钯可以防止出现置换反应导致的腐蚀现象，为沉金作好充分准备。金则紧密的覆盖在钯上面，提供良好的接触面。

8、电镀硬金

为了提高产品耐磨性能，增加插拔次数而电镀硬金。

随着用户要求愈来愈高，环境要求愈来愈严，表面处理工艺愈来愈多，到底该选择那种有发展前景、通用性更强的表面处理工艺，目前看来好像有点眼花缭乱、扑朔迷离。PCB表面处理工艺未来将走向何方，现在亦无法准确预测。不管怎样，满足用户要求和保护环境必须首先做到!

随着科学技术的发展，电力/电子产品日益多样化、复杂化，所应用的电路保护元件己非昔日的简单的玻璃管保险丝，通常保护器件有压敏电阻、TVS、气体放电管等。己经发展成为一个门类繁多的新兴电子元件领域。

电路板的表面有几种处理工艺：光板(表面不做任何处理)，松香板，OSP(有机焊料防护剂，比松香稍好)，喷锡(有铅锡、无铅锡)，镀金板，沉金板等，这些是比较觉见的。

我们简单介绍一下镀金和沉金工艺的区别。

金手指板都需要镀金或沉金

沉金工艺与镀金工艺的区别

沉金采用的是化学沉积的方法，通过化学氧化还原反应的方法生成一层镀层，一般厚度较厚，是化学镍金金层沉积方法的一种，可以达到较厚的金层。

镀金采用的是电解的原理，也叫电镀方式。其他金属表面处理也多数采用的是电镀方式。

在实际产品应用中，90%的金板是沉金板，因为镀金板焊接性差是他的致命缺点，也是导致很多公司放弃镀金工艺的直接原因!

沉金工艺在印制线路表面上沉积颜色稳定，光亮度好，镀层平整，可焊性良好的镍金镀层。基本可分为四个阶段：前处理(除油，微蚀，活化、后浸)，沉镍，沉金，后处理(废金水洗，DI水洗，烘干)。沉金厚度在0.025-0.1um间。

金应用于电路板表面处理，因为金的导电性强，抗氧化性好，寿命长，一般应用如按键板，金手指板等，而镀金板与沉金板最根本的区别在于，镀金是硬金(耐磨)，沉金是软金(不耐磨)。

1、沉金与镀金所形成的晶体结构不一样，沉金对于金的厚度比镀金要厚很多，沉金会呈金黄色，较镀金来说更黄(这是区分镀金和沉金的方法之一)，镀金的会稍微发白(镍的颜色)。

2、沉金与镀金所形成的晶体结构不一样，沉金相对镀金来说更容易焊接，不会造成焊接不良。沉金板的应力更易控制，对有邦定的产品而言，更有利于邦定的加工。同时也正因为沉金比镀金软，所以沉金板做金手指不耐磨(沉金板的缺点)。

3、沉金板只有焊盘上有镍金，趋肤效应中信号的传输是在铜层不会对信号有影响。

4、沉金较镀金来说晶体结构更致密，不易产成氧化。

5、随着电路板加工精度要求越来越高，线宽、间距已经到了0.1mm以下。镀金则容易产生金丝短路。沉金板只有焊盘上有镍金，所以不容易产成金丝短路。

6、沉金板只有焊盘上有镍金，所以线路上的阻焊与铜层的结合更牢固。工程在作补偿时不会对间距产生影响。

7、对于要求较高的板子，平整度要求要好，一般就采用沉金，沉金一般不会出现组装后的黑垫现象。沉金板的平整性与使用寿命较镀金板要好。

所以目前大多数工厂都采用了沉金工艺生产金板。但是沉金工艺比镀金工艺成本更贵(含金量更高)，所以依然还有大量的低价产品使用镀金工艺(如遥控器板、玩具板)。