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印刷電路板設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)

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文章來(lái)源:北京創(chuàng)聯(lián)匯通電氣 ????? 發(fā)布時(shí)間: 2021-06-03 06:20:00
導(dǎo)讀:對(duì)于電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō),其設(shè)計(jì)的合理性與產(chǎn)品的生產(chǎn)和質(zhì)量密切相關(guān),但對(duì)于許多剛剛從事電子設(shè)計(jì)的人來(lái)說(shuō),他們?cè)谶@方面的經(jīng)驗(yàn)很少。雖然他們學(xué)過(guò)印刷電路板的設(shè)計(jì)軟件,但設(shè)計(jì)出

對(duì)于電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō),其設(shè)計(jì)的合理性與產(chǎn)品的生產(chǎn)和質(zhì)量密切相關(guān),但對(duì)于許多剛剛從事電子設(shè)計(jì)的人來(lái)說(shuō),他們?cè)谶@方面的經(jīng)驗(yàn)很少。雖然他們學(xué)過(guò)印刷電路板的設(shè)計(jì)軟件,但設(shè)計(jì)出來(lái)的印刷電路板往往存在這樣那樣的問(wèn)題。電路板布局:通常將元件放置在印刷電路板上的順序:放置與結(jié)構(gòu)緊密匹配的固定位置的元件,如電源插座、指示燈、開(kāi)關(guān)、連接器等。在放置這些元件后,將特殊元件和大型元件放置在線路上,如加熱元件、干式變壓器、IC等。放置小型設(shè)備。元件與板邊緣的距離:如果可能,所有元件應(yīng)放置在離板邊緣3毫米以內(nèi)或至少大于板厚度的地方,這是因?yàn)樵谶M(jìn)行流水線插件和波峰焊的大規(guī)模生產(chǎn)時(shí),應(yīng)提供導(dǎo)向槽。同時(shí),為了防止輪廓加工造成的邊緣缺陷,如果印刷電路板上元器件太多,如果需要超過(guò)3mm,可以在板邊上加一個(gè)3mm的輔助邊,在輔助邊上開(kāi)一個(gè)V型槽,生產(chǎn)時(shí)可以用手折斷。高低壓隔離:很多印刷電路板上同時(shí)存在高壓電路和低壓電路。高壓電路部分的元件應(yīng)與低壓部分分開(kāi)放置。隔離距離與耐壓有關(guān)。通常2000kV時(shí)板上距離為2mm,應(yīng)成比例增加。比如你要經(jīng)受住3000V的耐壓測(cè)試,高低壓電路之間的距離應(yīng)該在3.5 mm以上,很多情況下為了避免爬電,還是在印刷電路板上。印刷電路板的走線:印刷電路板的布局要盡可能短,尤其是高頻電路;印刷線路的彎曲處應(yīng)倒圓,直角或銳角在高頻電路、高布線密度的情況下會(huì)影響電氣性能;給兩個(gè)面板布線時(shí),兩側(cè)的導(dǎo)線應(yīng)垂直、傾斜或彎曲,避免相互平行,以減少寄生耦合;用作電路輸入和輸出的印刷導(dǎo)體應(yīng)避免相鄰和平行,以避免反饋。這些導(dǎo)線之間較好加接地線。印刷導(dǎo)線寬度:導(dǎo)線寬度應(yīng)滿足電氣性能要求,便于生產(chǎn)。其較小值取決于它所承受的電流,但較小值不應(yīng)小于0.2 mm,在高密度、高精度印刷電路中,導(dǎo)線的寬度和間距一般應(yīng)為0.3mm;大電流情況下也要考慮線寬溫升。單板實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)銅箔厚度為50m,線寬為1 ~ 1.5 mm,電流通過(guò)2年時(shí),溫升很小。所以1 ~ 1.5 mm的導(dǎo)線寬度可以滿足設(shè)計(jì)要求,不會(huì)引起溫升;印刷線路的公共接地線應(yīng)盡可能的粗,如有可能,使用大于2 ~ 3 mm的線,這在帶微處理器的電路中尤為重要,因?yàn)楫?dāng)接地線過(guò)細(xì)時(shí),由于流動(dòng)電流的變化,地電位發(fā)生變化,微處理器定時(shí)信號(hào)的電平不穩(wěn)定,會(huì)使噪聲容限變差;10-10和12-12的原理可以應(yīng)用于DIP封裝中IC引腳之間的走線,即兩條導(dǎo)線在兩個(gè)引腳之間通過(guò)時(shí),焊盤(pán)直徑可以設(shè)置為50mil,線寬和線間距均為10mil當(dāng)兩個(gè)引腳之間只有一根導(dǎo)線通過(guò)時(shí),焊盤(pán)直徑可以設(shè)置為64mil,線寬和線間距均為12mil。印刷導(dǎo)線之間的距離:相鄰導(dǎo)線之間的距離必須符合電氣安全要求,為了操作和生產(chǎn)的方便,距離應(yīng)盡可能寬。較小間距應(yīng)至少適合要承受的電壓。該電壓一般包括工作電壓、附加波動(dòng)電壓和其他原因引起的峰值電壓。如果相關(guān)技術(shù)門(mén)檻允許電線之間有一定程度的金屬殘留,電線之間的距離就會(huì)減小。因此,設(shè)計(jì)人員在考慮電壓時(shí)應(yīng)考慮這一因素。當(dāng)布線密度低時(shí),信號(hào)線之間的距離可以適當(dāng)增加,并且信號(hào)線之間的距離 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

印刷電路板上應(yīng)盡可能多的預(yù)留銅箔作為接地線,這樣屏蔽效果比長(zhǎng)接地線更好,傳輸線特性和屏蔽效果會(huì)得到改善,分布電容會(huì)減小。印刷線路的公共接地線較好形成一個(gè)環(huán)或網(wǎng)。這是因?yàn)楫?dāng)同一板上有多個(gè)集成電路時(shí),特別是當(dāng)有多個(gè)耗電元件時(shí),由于圖形的限制,會(huì)產(chǎn)生地電位差,導(dǎo)致噪聲容限降低。當(dāng)電路接通時(shí),地電位差減小。另外,接地和電源的圖形要盡可能與數(shù)據(jù)流向平行,這是增強(qiáng)抑制噪聲能力的秘訣;多層印刷電路板可以采取幾層作為屏蔽層,電源層和接地層都可以視為屏蔽層。一般在多層印刷電路板的內(nèi)層設(shè)計(jì)接地層和電源層,在內(nèi)層和外層設(shè)計(jì)信號(hào)線。焊盤(pán):焊盤(pán)的直徑和內(nèi)孔尺寸:焊盤(pán)的內(nèi)孔尺寸必須從元器件引線直徑和公差尺寸、鍍錫層厚度、孔徑公差、孔金屬化鍍層厚度等方面考慮。墊的內(nèi)孔一般不小于0.6毫米,因?yàn)樾∮?.6毫米的孔在沖壓時(shí)很難加工。通常用金屬銷直徑加0.2毫米作為墊的內(nèi)孔直徑。如果電阻器的金屬引腳直徑為0.5毫米,則焊盤(pán)的內(nèi)孔直徑對(duì)應(yīng)于

孔徑0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0

墊直徑1.5 1.5 2 2.5 3.0 3.5 4

1.當(dāng)焊盤(pán)直徑為1.5毫米時(shí),為了增加焊盤(pán)的剝離強(qiáng)度,可以使用長(zhǎng)度不小于1.5毫米、寬度不小于1.5毫米的橢圓形焊盤(pán),這在集成電路引腳焊盤(pán)中是較常見(jiàn)的。2.超出上表范圍的墊片直徑可通過(guò)以下公式選擇:

直徑小于0.4毫米的孔:d/d=0.5 ~ 3

直徑大于2mm的孔:d/d=1.5 ~ 2

其中:(D-墊直徑,D-內(nèi)孔直徑)

關(guān)于焊盤(pán)的其他注意事項(xiàng):焊盤(pán)內(nèi)孔邊緣與印刷電路板邊緣的距離應(yīng)大于1毫米,以避免焊盤(pán)在加工過(guò)程中出現(xiàn)缺陷。焊盤(pán)開(kāi)口:部分器件經(jīng)過(guò)波峰焊后修復(fù),但波峰焊后焊盤(pán)內(nèi)孔用錫密封,器件無(wú)法插入。解決方法是在PCB加工時(shí)在焊盤(pán)上開(kāi)一個(gè)小開(kāi)口,這樣波峰焊時(shí)內(nèi)孔就不會(huì)被封住,也不會(huì)影響正常焊接。墊上撕貼:當(dāng)與墊連接的線路較細(xì)時(shí),連接墊

與走線之間的連接設(shè)計(jì)成水滴狀,這樣的好處是焊盤(pán)不容易起皮,而是走線與焊盤(pán)不易斷開(kāi)。相鄰的焊盤(pán)要避免成銳角或大面積的銅箔,成銳角會(huì)造成波峰焊困難,而且有橋接的危險(xiǎn),大面積銅箔因散熱過(guò)快會(huì)導(dǎo)致不易焊接。大面積敷銅:印制線路板上的大面積敷銅常用于兩種作用,一種是散熱,一種用于屏蔽來(lái)減小干擾,初學(xué)者設(shè)計(jì)印制線路板時(shí)常犯的一個(gè)錯(cuò)誤是大面積敷銅上沒(méi)有開(kāi)窗口,而由于印制線路板板材的基板與銅箔間的粘合劑在浸焊或長(zhǎng)時(shí)間受熱時(shí),會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性氣體無(wú)法排除,熱量不易散發(fā),以致產(chǎn)生銅箔膨脹,脫落現(xiàn)象。因此在使用大面積敷銅時(shí),應(yīng)將其開(kāi)窗口設(shè)計(jì)成網(wǎng)狀。跨接線的使用:在單面的印制線路板設(shè)計(jì)中,有些線路無(wú)法連接時(shí),常會(huì)用到跨接線,在初學(xué)者中,跨接線常是隨意的,有長(zhǎng)有短,這會(huì)給生產(chǎn)上帶來(lái)不便。放置跨接線時(shí),其種類越少越好,通常情況下只設(shè)6mm,8mm,10mm三種,超出此范圍的會(huì)給生產(chǎn)上帶來(lái)不便。板材與板厚:印制線路板一般用覆箔層壓板制成,常用的是覆銅箔層壓板。板材選用時(shí)要從電氣性能、可靠性、加工工藝要求、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面考慮,常用的覆銅箔層壓板有覆銅箔酚醛紙質(zhì)層壓板、覆銅箔環(huán)氧紙質(zhì)層壓板、覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板、覆銅箔環(huán)氧酚醛玻璃布層壓板、覆銅箔聚四氟乙烯玻璃布層壓板和多層印制線路板用環(huán)氧玻璃布等。由于環(huán)氧樹(shù)脂與銅箔有極好的粘合力,因此銅箔的附著強(qiáng)度和工作溫度較高,可以在260℃的熔錫中浸焊而無(wú)起泡。環(huán)氧樹(shù)脂浸漬的玻璃布層壓板受潮濕的影響較小。超高頻印制線路較優(yōu)良的材料是覆銅箔聚四氟乙烯玻璃布層壓板。在有阻燃要求的電子設(shè)備上,還要使用阻燃性覆銅箔層壓板,其原理是由絕緣紙或玻璃布浸漬了不燃或難燃性的樹(shù)脂,使制得的覆銅箔酚醛紙質(zhì)層壓板、覆銅箔環(huán)氧紙質(zhì)層壓板、覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板、覆銅箔環(huán)氧酚醛玻璃布層壓板,除了具有同類覆銅箔層壓板的相擬性能外,還有阻燃性。印制線路板的厚度應(yīng)根據(jù)印制板的功能及所裝元件的重量、印制板插座規(guī)格、印制板的外形尺寸和所承受的機(jī)械負(fù)荷來(lái)決定。多層印制板總厚度及各層間厚度的分配應(yīng)根據(jù)電氣和結(jié)構(gòu)性能的需要以及覆箔板的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格來(lái)選取。常見(jiàn)的印制線路板厚度有0.5mm、1mm、1.5mm、2mm等。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

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