详细解读手工制作PCB印刷电路板的镜像操作

pulbieup

使用环境：软件环境：Win7 32 bit，AD(altium Designer) 10.39.

我们知道在手工制作电路板中，镜像操作比较特殊，所谓的镜像，就跟照镜子似的，左右相反，如下图：
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可以看到镜像与原像成轴对称（即左右相反，上下不变），即在与对称轴平行的方向看无变化，与对称轴相反的方向上左右相反。在手工制作电路板中这一点很重要，搞不好轻则字体颠倒，重则导致引脚跟元器件引脚对应不上。下面分几种情况来谈谈手工制作电路板中的镜像问题：
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# x7 r9 R$ w# }! s  T1）单层板（只在AD中底或顶层走线）

& Z& e# d+ D/ S' d这时候如果PCB上底层有文字，则文字需要做镜像，为什么呢，这得从手工做PCB的原理来分析。1、首先PCB文件需要打印到热转印上，这一步没什么变化，电脑上看是什么样子，打印出来就是什么样子（你从来没听说过将页面打印出来需要做镜像吧？），2、转印，这一步中需要将转印纸有墨粉的一面转印到PCB铜板上，这就涉及到镜像了，一个对象做偶数次镜像就会复原到原始状态，所以文字在转印之前需要做一次镜像，转印过程中相当于做了一次镜像，因此保持方向不变。
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8 r, M; Y  A7 v. Q2）双层板（在AD中顶层和底层都走线）
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这时候，情况就比较特殊了，顶层文字不需要做镜像，这有同学就不太明白了。原来，在双层板的制作工艺中，比双层板多了一个操作，就是顶层转底层的操作，完成顶层转底层之后只需要将底层走线打印出来然后对折上下过孔对齐转印到PCB双面板上，注意， “顶层转底层”操作其实是进行了一次镜像，这时候，再转印得到的图案其实，刚好跟pcb刚刚画好的顶层是一致的（两次镜像=复原）。
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( t; n9 z2 s: S, y: j3）元器件的镜像问题
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下面来看两个元器件
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3 `3 _9 ~5 U' Y( w可以看到区别就在焊盘所在的层跟元器件所在的层是否是同一层，还是之前的原理：一个元器件经过有限次的镜像变换之后要么跟原来一致，要么跟原来是镜像关系，有且仅有两种情况。1）对于左图，焊盘的面跟元器件是同一面，这时候如果直接打印出来，到最终的PCB转印其实只是经过了一次镜像，这时候就可能出现问题了，你在AD中看到的图案是原像，转印之后看到的是原像的镜像，这时引脚就对应不上了，如果是单层板，我们会把左图的元器件在属性中改成“放置在底层”，这时候相当于做了一次镜像，也就是最终图案跟AD中放置在顶层时候的图案是一样的（两次镜像复原）。2）对于右图，元器件跟焊盘不在同一面，这两面其实是镜像关系，我们在画元器件封装的时候，按照操作习惯，其实默认的是TovView（顶层）视图，是从顶层视图去分配引脚顺序的，这一点不知道大家有没有注意，而且放置的时候大都是放在顶层的（顶部视角）。

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经过转印，图案变成了镜像图案（底部视角）
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0 P: P& F6 u8 m) {; ]2 H但是通常我们元器件放置在顶层，也就是说不应该从底部视角去看，而是应该从顶部视角去看，从底部变顶部，这其实就是一次镜像，最终刚好经过两次镜像，因此顺序不变。
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6 M5 ]# t+ ]1 l9 Q: Y3 |) H8 n以上分析仅对于引脚分布在两边的情况，引脚排成单行时候不会存在镜像问题，因为元器件交换方向之后其实跟镜像变换是等效的。那为什么双排引脚会存在镜像问题呢？原因就是双排引脚的排列有关顺序问题，也就是说顺时针或者逆时针排列，顺时针的镜像变为逆时针，逆时针的镜像就是顺时针，这一点比较有意思，也即是说只要做了镜像变换，图案肯定是不一样
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反观单排引脚，就有可能出现镜像变换之后像与原像是镜像关系，如下左图，或者像与原像一致的情况，如下右图

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通过以上分析，我们大概了解了手工制作PCB过程中镜像问题的产生机理，于是可以得到一个关于双排引脚元器件直观上的结论：元器件跟引脚焊盘不在同一层的，在整个PCB制作过程中需要经过一次（奇数次）镜像（转印操作自动实现镜像变换，因此不需要手动进行镜像变换），元器件跟引脚焊盘在同一层的，则需要经过2次（偶数次）镜像（手动进行一次+转印自动进行一次）。另外，在实际应用中我们可以把即将打印的PCB做一个镜像，这时候所看到的图案就跟实际转印到PCB上的图案是一样的，这时候可以比对是否跟实际相符，确认之后再撤销镜像操作直接打印到转印纸上进行手工制版，这样做出来的板子90%以上是没问题，人为原因弄错除外！
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以上只是个人的一些浅显的感性分析，没涉及到深入的理论探讨，如有不当之处请指正。

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手工制作PCB印刷电路板的镜像操作