话说“三百六十行，行行出状元”，作为一名PCB工程师必备的基础技能方法都在这里了，按需收藏。_pcb工程师需要学什么

离开学校后，发现自己只有两件事不会，就是这也不会，那也不会。从事所学相关专业的人会发现，之前课堂上的所学所思所想会对你以后的工作推波助澜，反之；

不瞎扯了，进入正题；想要成为一名PCB工程师来说，以下的技能必须掌握。

1、至少熟悉一种行业主流EDA设计工具，当然技多不压身，越多越好，但前提是要精；

PCB设计软件有很多，目前市场上主要使用的包括以下几种：Cadence Allegro、MentorEE、Mentor Pads、Altium Designer、Protel 等，其中以 Cadence Allegro 市场占有率最高。Allegro软件操作界面友好，响应速度块，操作效率高，二次开发功能丰富，规则管理器功能完善，高速设计专属功能强悍，同时也对大型项目支持较好，不会因为设计规模加大而大幅度降低响应速度，用Allegro做几万Pin的设计项目基本不会有太大压力，所以说去掌握一款或者多款EDA设计软件对一个PCB工程师来说是必要的。

2、熟悉器件、读懂电路原理图、认知关键信号，掌握相关的模电、数电、电路分析的基础理论知识；

常用电子元器件：电阻器、电容器、电感器、变压器、二极管、三极管、场效应管、光耦（OC）、传感器、晶振、继电器、蜂鸣器、整流桥堆、滤波器、开关、保险丝等；

关键信号包括：电源、摸拟信号、高速信号、时钟信号、差分信号、同步信号等；

模电：经典放大电路、整流电路、滤波电路、电源电路；

数电：基本逻辑电路、逻辑门、进制转换等等；

电路分析：这个靠平时的基础积累，电学、磁学、电磁等等知识。

3、熟悉几种常用板材、制程与工艺；

（一）常用板材有以下几种：

1、FR-4：一种耐燃材料等级的代号，所代表的意思是树脂材料经过燃烧状态必须能够自行熄灭的一种材料规格，它不是一种材料名称，而是一种材料等级，因此目前一般电路板所用的FR-4等级材料就有非常多的种类，但是多数是以所谓的四功能（Tera-FuncTIon）的环氧树脂加上填充剂（Filler）以及玻璃纤维所做出的复合材料；

2、树脂：一种热固化材料，可以发生高分子聚合反应，PCB业常用的是环氧树脂；

功能特性：具有电气绝缘性可以作为铜箔与加固物（玻璃纤维布）之间的粘合剂抗电气性、耐热性、耐化学性、抗水性；

3、玻璃纤维布：一种无机物经过高温融合后冷却成为一种非结晶态的坚硬物，然后由经纱，纬纱交织形成的补强材料；常用的E-玻璃纤维布规格有：106、1080、3313、2116、7628；

4、铝基板：其基材当然是铝，是由铜皮、绝缘层和铝片构成，现在常用于LED照明行业，因为其散热性能好。

（二）PCB的制程与工艺

步骤1：设计和输出

电路板应严格兼容，在PCB制造之前，设计人员应告知其合同制造商有关用于设计电路的PCB设计软件版本，它有助于避免问题由差异引起的。一旦PCB设计被批准用于生产，设计人员就会将设计导出其制造商支持的格式。

最常用的程序称为扩展Gerber。PCB行业已经将Gerber扩展为完美的输出格式。不同的PCB设计软件可能需要不同的Gerber文件生成步骤，它们都编码全面的重要信息，包括铜跟踪层，钻孔图，孔径，元件符号和其他选项。

PCB设计的所有方面都要经过检查。该软件对设计执行监督算法，以确保不会发现任何错误。设计师还检查了与轨道宽度，板边距，走线和孔间距以及孔尺寸有关的元素的计划。

经过全面检查，设计人员将PCB文件转发到PC Board Houses生产。为了确保设计满足制造过程中最小公差的要求，几乎所有PCB Fab Houses都在电路板制造之前进行了制造设计（DFM）检查。

步骤2：从文件到胶片

在设计人员输出PCB原理图文件和制造商后，PCB打印开始进行DFM检查。制造商使用一种称为绘图仪的特殊打印机来制作PCB的照片胶片，以打印电路板。制造商将使用这些薄膜对PCB进行成像。虽然它是激光打印机，但它不是标准的激光喷墨打印机。绘图仪使用令人难以置信的精确印刷技术，提供高度详细的PCB设计薄膜。

最终产品导致塑料使用黑色墨水的PCB负片照片。对于PCB的内层，黑色墨水代表PCB的导电铜部分。图像的剩余透明部分表示非导电材料的区域。外层采用相反的图案：铜色清晰，黑色指的是被蚀刻掉的区域。绘图仪自动显影胶片，胶片安全存放，以防止任何不必要的接触。

每层PCB和阻焊膜都有自己的透明和黑色胶片。总的来说，双层PCB需要四片：两层用于层，两块用于阻焊层。值得注意的是，所有电影都必须完美地相互对应。当和谐地使用时，它们会绘制PCB对准。

要实现所有胶片的完美对齐，应在所有胶片上打孔。通过调整胶片所在的桌子来确定孔的精确度。当桌子的微小校准导致最佳匹配时，孔被打孔。在成像过程的下一步中，这些孔将适合定位销。

步骤3：打印内层

PCB制造中的这一步骤准备制作实际的PCB。 PCB的基本形式包括层压板，其芯材料是环氧树脂和玻璃纤维，也称为基板材料。层压板是接收构成PCB的铜的理想主体。基板材料为PCB提供坚固且防尘的起点。铜在两侧预先粘合。这个过程包括削减铜以揭示薄膜的设计。

在PCB结构中，清洁度很重要。清洁铜侧面层压板并将其通入去污染的环境中。在此阶段，重要的是没有灰尘颗粒沉积在层压板上。错误的污垢可能导致电路短路或保持开路。

接下来，清洁面板接收一层称为光刻胶的感光胶片。光致抗蚀剂包括一层光反应性化学物质，其在暴露于紫外光之后硬化。这确保了从摄影胶片到光致抗蚀剂的精确匹配。这些薄膜贴合在销钉上，将它们固定在层压板上。

薄膜和电路板排成一行并接收紫外线。光线穿过薄膜的透明部分，硬化下面铜上的光刻胶。来自绘图仪的黑色墨水可防止光线到达不应硬化的区域，并且可以将它们移除。

在电路板准备好后，用碱性溶液清洗任何光刻胶都没有硬化。最后的压力清洗去除了表面上留下的任何其他东西。然后将板干燥。

产品出现时，抗蚀剂适当地覆盖铜区域，以保持最终形式。技术人员检查电路板以确保在此阶段不会发生错误。此时存在的所有抗蚀剂表示将在成品PCB中出现的铜。此步骤仅适用于具有两层以上的电路板。

步骤4：除去多余的覆铜

在去除光刻胶并且硬化的抗蚀剂覆盖我们希望保留的铜的情况下，电路板进入下一阶段：不需要的铜去除。就像碱性溶液去除抗蚀剂一样，更强大的化学制剂会消除多余的铜。铜溶剂溶液浴除去所有暴露的铜。同时，所需的铜在光刻胶的硬化层下面保持完全保护。

并非所有的铜板都是相同的。一些较重的板需要较大量的铜溶剂和不同的暴露时间。另外，较重的铜板需要额外注意轨道间距。大多数标准PCB依赖于类似的规格。

步骤5：层对齐和光学检测

在所有图层都清洁并准备好的情况下，图层需要对齐打孔以确保它们全部对齐。对准孔将内层与外层对齐。技术人员将这些层放入光学打孔机的机器中精准打孔。

步骤6：分层和粘合

外层材料由预先用环氧树脂浸渍的玻璃纤维板组成。简称prepreg。薄铜箔还覆盖原始基板的顶部和底部，其包含铜迹线蚀刻。粘接发生在带有金属夹的重型钢桌上。这些层牢固地装入连接在桌子上的销钉上。所有东西都必须贴合以防止在对齐过程中移位。

技术人员首先将预浸料层放在对齐槽上。在放置铜板之前，基底层贴合在预浸料上。另外的预浸料片位于铜层的顶部。最后，铝箔和铜压板完成堆叠。整个操作经过粘合压力机的自动程序运行。计算机协调加热堆栈的过程，施加压力的点，以及何时允许堆栈以受控速率冷却。

步骤7：钻孔

通过孔和引线方面的铜连接，都依赖于精密钻孔的精确性。钻孔的头发宽度为 - 钻头的直径为100微米，而头发平均为150微米。

要查找钻孔目标的位置，X射线定位器可识别正确的钻孔目标点。然后，钻孔适当的定位孔以固定一系列更具体的孔的堆栈。

在钻孔之前，技术人员在钻头目标下方放置一块缓冲材料板，以确保钻孔清洁。颁布。出口材料可防止在钻头出口处发生任何不必要的撕裂。

钻头使用气动转轴，转速为150,000 rpm。钻孔完成后，额外的铜排成一行生产面板的边缘通过分析工具进行移除。

步骤8：电镀和铜沉积

钻孔后，面板移动到电镀上。该过程使用化学沉积将不同的层熔合在一起。彻底清洁后，面板经过一系列化学浴。在浴中，化学沉积过程在面板表面上沉积一层薄薄的 - 约1微米厚的铜。铜进入最近钻孔。在此步骤之前，孔的内表面仅露出构成面板内部的玻璃纤维材料。铜浴完全覆盖或镀覆孔壁。

步骤9：外层成像

从无菌室中的层开始，以防止任何污染物粘附到层表面，然后在面板上施加一层光致抗蚀剂。准备好的面板进入黄色房间。 UV灯影响光刻胶。黄光波长的紫外线水平不足以影响光刻胶。

黑色墨水透明胶片通过引脚固定，以防止与面板不对齐。在面板和模板接触的情况下，发生器用高UV光照射它们，这使光致抗蚀剂硬化。然后面板进入一台机器，去除未硬化的抗蚀剂，受到黑色墨水不透明度的保护。

步骤10：电镀

用一层薄薄的铜电镀面板。来自外层光致抗蚀剂台的面板的暴露部分接受铜电镀。在最初的镀铜浴之后，面板通常接受镀锡，这允许去除留在板上的所有铜，以便去除。在下一个蚀刻阶段，锡保护面板的部分意味着保持铜覆盖。蚀刻从面板上移除不需要的铜箔。

步骤11：最终蚀刻

锡在此阶段保护所需的铜。在剩余的抗蚀剂层下面的不需要的暴露的铜和铜经历去除。再次，施加化学溶液以除去过量的铜。同时，锡在此阶段保护有价值的铜。

步骤12：焊接掩模应用

在将焊接掩模应用于电路板的两面之前，清洁面板并用环氧树脂阻焊油墨覆盖。电路板接收紫外线，通过焊接掩模照相胶片。被覆盖的部分保持未硬化并将被移除，最后，电路板进入烤箱固化阻焊膜。

步骤13：表面处理

为给PCB增加额外的焊接能力，通常会在板子相应位置镀锡、镀金、和银等，在此阶段，一些PCB还可以接收热风平垫。 

步骤14：丝网印刷

接近完成的电路板在其表面上接收喷墨写入，用于指示与PCB有关的所有重要信息。 PCB最终进入最后一个涂层和固化阶段。

步骤15：电气测试

作为最后的预防措施，技术人员对PCB进行电气测试。自动化程序确认了PCB的功能及其与原始设计的一致性。在PCBCart提供一种称为飞针测试的高级电气测试，它依赖于移动探头来测试裸电路板上每个网络的电气性能。

第16步：分析和V-Scoring

切割。从原始面板切割出不同的板。所采用的方法或者以使用路由器或V形槽为中心。

4、熟悉贴片插件装配制程与工艺

主要了解表面贴装技术（SMT）、穿孔插装技术（THT）等。

5、熟悉焊接测试

可焊性测试一般是用于对元器件、印制电路板、焊料和助焊剂等的可焊接性能做一个定性和定量的评估。在电子产品的装配焊接工艺中，焊接质量直接影响整机的质量。除了严格控制工艺参数外，还需要对印制电路板和电子元器件进行科学的可焊性测试。

6、对SI/PI知识有一定理解认知

随着集成电路输出开关速度提高以及PCB板密度增加，信号完整性（SI）已经成为高速数字PCB设计必须关心的问题之一。元器件和PCB板的参数、元器件在PCB板上的布局、高速信号的布线等因素，都会引起信号完整性问题，导致系统工作不稳定，甚至完全不工作。如何在PCB板的设计过程中充分考虑到信号完整性的因素，并采取有效的控制措施，这对设计来说很重要。

在电子系统高功耗、高密度、高速、大电流和低电压的发展趋势下，高速PCB设计领域中的电源完整性（PI）问题也变得日趋严重。

作为一名优秀的PCB设计工程师，当然需要对SI/PI知识有一定理解认知，才能够用以指导优化PCB设计、改善电源通道设计，优化去耦电容设计等。

7、对所设计产品PCB的EMC/EMI知识有深刻认识

PCB的设计要综合考虑功能实现、成本、生产工艺、 EMC、外观等多种因素。随着电子设备的电子信号和处理器的频率不断提升，电子系统已是一个包含多种元器件和许多分系统的复杂设备。高密和高速会令系统的辐射加重，而低压和高灵敏度 会使系统的抗扰度降低。因此，电磁干扰（EMI）实在是威胁着电子设备的安全性、可靠性和稳定性。在设计电子产品时，PCB板的设计对解决EMI问题至关重要。