印刷電路板設計經(jīng)驗
對于電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō),其設計的合理性與產(chǎn)品的生產(chǎn)和質(zhì)量密切相關(guān),但對于許多剛剛從事電子設計的人來(lái)說(shuō),他們在這方面的經(jīng)驗很少。雖然他們學(xué)過(guò)印刷電路板的設計軟件,但設計出來(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:放置與結構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(xiàn)路上,如加熱元件、干式變壓器、IC等。放置小型設備。元件與板邊緣的距離:如果可能,所有元件應放置在離板邊緣3毫米以?xún)然蛑辽俅笥诎搴穸鹊牡胤?,這是因為在進(jìn)行流水線(xiàn)插件和波峰焊的大規模生產(chǎn)時(shí),應提供導向槽。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,應成比例增加。比如你要經(jīng)受住3000V的耐壓測試,高低壓電路之間的距離應該在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(xiàn):印刷電路板的布局要盡可能短,尤其是高頻電路;印刷線(xiàn)路的彎曲處應倒圓,直角或銳角在高頻電路、高布線(xiàn)密度的情況下會(huì )影響電氣性能;給兩個(gè)面板布線(xiàn)時(shí),兩側的導線(xiàn)應垂直、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體應避免相鄰和平行,以避免反饋。這些導線(xiàn)之間較好加接地線(xiàn)。印刷導線(xiàn)寬度:導線(xiàn)寬度應滿(mǎn)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,但較小值不應小于0.2 mm,在高密度、高精度印刷電路中,導線(xiàn)的寬度和間距一般應為0.3mm;大電流情況下也要考慮線(xiàn)寬溫升。單板實(shí)驗表明,當銅箔厚度為50m,線(xiàn)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的導線(xiàn)寬度可以滿(mǎn)足設計要求,不會(huì )引起溫升;印刷線(xiàn)路的公共接地線(xiàn)應盡可能的粗,如有可能,使用大于2 ~ 3 mm的線(xiàn),這在帶微處理器的電路中尤為重要,因為當接地線(xiàn)過(guò)細時(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)信號的電平不穩定,會(huì )使噪聲容限變差;10-10和12-12的原理可以應用于DIP封裝中IC引腳之間的走線(xiàn),即兩條導線(xiàn)在兩個(gè)引腳之間通過(guò)時(shí),焊盤(pán)直徑可以設置為50mil,線(xiàn)寬和線(xiàn)間距均為10mil當兩個(gè)引腳之間只有一根導線(xiàn)通過(guò)時(shí),焊盤(pán)直徑可以設置為64mil,線(xiàn)寬和線(xiàn)間距均為12mil。印刷導線(xiàn)之間的距離:相鄰導線(xiàn)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,距離應盡可能寬。較小間距應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(xiàn)之間有一定程度的金屬殘留,電線(xiàn)之間的距離就會(huì )減小。因此,設計人員在考慮電壓時(shí)應考慮這一因素。當布線(xiàn)密度低時(shí),信號線(xiàn)之間的距離可以適當增加,并且信號線(xiàn)之間的距離 #p#分頁(yè)標題#e#
印刷電路板上應盡可能多的預留銅箔作為接地線(xiàn),這樣屏蔽效果比長(cháng)接地線(xiàn)更好,傳輸線(xiàn)特性和屏蔽效果會(huì )得到改善,分布電容會(huì )減小。印刷線(xiàn)路的公共接地線(xiàn)較好形成一個(gè)環(huán)或網(wǎng)。這是因為當同一板上有多個(gè)集成電路時(shí),特別是當有多個(gè)耗電元件時(shí),由于圖形的限制,會(huì )產(chǎn)生地電位差,導致噪聲容限降低。當電路接通時(shí),地電位差減小。另外,接地和電源的圖形要盡可能與數據流向平行,這是增強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層設計接地層和電源層,在內層和外層設計信號線(xiàn)。焊盤(pán):焊盤(pán)的直徑和內孔尺寸:焊盤(pán)的內孔尺寸必須從元器件引線(xiàn)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。墊的內孔一般不小于0.6毫米,因為小于0.6毫米的孔在沖壓時(shí)很難加工。通常用金屬銷(xiāo)直徑加0.2毫米作為墊的內孔直徑。如果電阻器的金屬引腳直徑為0.5毫米,則焊盤(pán)的內孔直徑對應于
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.當焊盤(pán)直徑為1.5毫米時(shí),為了增加焊盤(pán)的剝離強度,可以使用長(cháng)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-內孔直徑)
關(guān)于焊盤(pán)的其他注意事項:焊盤(pán)內孔邊緣與印刷電路板邊緣的距離應大于1毫米,以避免焊盤(pán)在加工過(guò)程中出現缺陷。焊盤(pán)開(kāi)口:部分器件經(jīng)過(guò)波峰焊后修復,但波峰焊后焊盤(pán)內孔用錫密封,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)內孔就不會(huì )被封住,也不會(huì )影響正常焊接。墊上撕貼:當與墊連接的線(xiàn)路較細時(shí),連接墊
與走線(xiàn)之間的連接設計成水滴狀,這樣的好處是焊盤(pán)不容易起皮,而是走線(xiàn)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,大面積銅箔因散熱過(guò)快會(huì )導致不易焊接。大面積敷銅:印制線(xiàn)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)者設計印制線(xiàn)路板時(shí)常犯的一個(gè)錯誤是大面積敷銅上沒(méi)有開(kāi)窗口,而由于印制線(xiàn)路板板材的基板與銅箔間的粘合劑在浸焊或長(cháng)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,脫落現象。因此在使用大面積敷銅時(shí),應將其開(kāi)窗口設計成網(wǎng)狀??缃泳€(xiàn)的使用:在單面的印制線(xiàn)路板設計中,有些線(xiàn)路無(wú)法連接時(shí),常會(huì )用到跨接線(xiàn),在初學(xué)者中,跨接線(xiàn)常是隨意的,有長(cháng)有短,這會(huì )給生產(chǎn)上帶來(lái)不便。放置跨接線(xiàn)時(shí),其種類(lèi)越少越好,通常情況下只設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(xiàn)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)濟指標等方面考慮,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(xiàn)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(zhù)強度和工作溫度較高,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(xiàn)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(lèi)覆銅箔層壓板的相擬性能外,還有阻燃性。印制線(xiàn)路板的厚度應根據印制板的功能及所裝元件的重量、印制板插座規格、印制板的外形尺寸和所承受的機械負荷來(lái)決定。多層印制板總厚度及各層間厚度的分配應根據電氣和結構性能的需要以及覆箔板的標準規格來(lái)選取。常見(jiàn)的印制線(xiàn)路板厚度有0.5mm、1mm、1.5mm、2mm等。#p#分頁(yè)標題#e#[1]
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