印制電路板設計規范及常見問題-資料下載頁

　　

【正文】 電路應滿足 2W原則 ， W是導線的寬度 ， 即導線間距不小于兩倍線寬度 ， 以減少串擾 。 此外 ， 導線應短 、 寬 、 均勻 、 直 、 如遇到轉彎 ， 應采用 45176。 角 ， 導線寬度不要突變 ， 不要突然拐角 。 2023/1/17 ? 地線設置是最重要的設計，也是難度最大的一項設計。理想的”地”應是零電阻的實體，各接地點之間沒有電位差，但實際是不存在的。為了減少地環路干擾，一般可采用切斷地環路的方法。例如：將信號地與機殼地絕緣，形成浮地，高頻時可以用平衡電路代替不平衡電路，也可以在兩個電路之間插入隔離變壓共模扼流線圈光電偶合器等。 目前流行的方法是在屏蔽機殼上安裝濾波器連接器。此外， 在兩個電路之間的連接或電纜上套鐵氧體瓷環也可以有效濾除高頻共模干擾。 2023/1/17 (5) 地線設置 ? 大型復雜的產品中往往包含多種電子電路以及各種電機、電器等騷擾源，這種情況可按以下步驟進行： ? a 分析產品內各電路單元的工作電平、信號類型等騷擾特性和騷擾能力； ? b 將地線分類，例如分為信號地線、騷擾電源地線、機殼地線等，信號地線還可以分為模擬地線和數字地線等； ? c 畫出整體布局圖和地線系統圖。 2023/1/17 (6) 綜合使用接地 、 屏蔽 、 濾波等措施 。 (7) 高頻傳輸線的設計 在低頻電路中 ， 用兩根導線就能把信號由信號源送到負載 。 而在高頻電路中用兩根普通的導線來傳輸信號的過程中信號會產生反射 、 電磁偶合和能量輻射等問題 ， 將使信號受到損失并影響傳輸信號的精確性 。 甚至會妨礙高速電路性能的實現 。 只有按高頻傳輸線設計才能合理解決信號的高頻電磁場的傳輸 。 2023/1/17 PCB上的布線傳輸高頻信號時 ， 除布線本身的電阻外 ， 還存在分布電容 、 電感 ， 這些參數的物理特征量在空間是隨時間按一定規律分布的 ， 沿線各點的瞬時電壓 、 電流值和相位均不同 。 高頻傳輸線的作用是將分布參數作等效網絡處理 ， 計算出傳輸線的特性阻抗 ， 使特性阻抗值和負載阻抗相匹配 。 達到減小或消除信號反射的目的 。 使傳輸線中只存在單行波 ， 或稱為 “ 行波狀態 ” 。 屏蔽體是阻止電磁波在空間傳播的一種措施 ， 為了避免電磁感應引起屏蔽效能下降 ， 避免地電壓在屏蔽體內造成干擾 ， 屏蔽體應單點接地 。 2023/1/17 15. 可靠性設計 ? 在嚴格執行可制造性設計規范的基礎上 ? 著重注意以下內容： 2023/1/17 ? (1) 插裝元器件跨距應標準化 ? (2)邊線距離要求 —— 導線距邊大于 1mm， 3mm夾持邊不能布放元器件。 ? (3)高、中頻電路屏蔽盒內外的元器件距盒壁應有2mm以上的距離。 ? (4)插裝元器件焊盤與引線間隙在 ~，自動插裝機的插裝孔比引線大 。 2023/1/17 ? (6)受力強度較大的元件（如連接器等），采取加大焊盤或采取加固件的方法。應有利于插、拔。 ? (7)散熱板、屏蔽盒和其它大部件在印制板上的布局，應有利于耐沖擊抗振動。 ? (8)元器件排列給接插件留有余地。 ? (9)重力分布要求 ? 為了防止重力過分集中引起印制板變形，盡量把較重的大元件安排在 PCB的四邊上，必要時加結構件進行矯正。 ? (10)靜電敏感元器件（如 CMOS器件）應標有靜電防護標志。 2023/1/17 ? (11)安全性要求 ? a）發熱元件（如大功率電阻、大電流晶體管）的安裝要求距 PCB板面的距離 ≥5mm； ? b）大電流（如電源部件）的焊盤應 ≥∮ 的寬度＞ 。 ? c）印制導線間隙耐電壓、印制導線寬度與容許電流見表表 2。 2023/1/17 ? (12)機箱元器件布局和裝配可靠性要求 ? (a)高頻單元裝配要求 ? 高頻單元的元器件及導線的連線應盡量短，一般直接裝焊。 ? (b)高壓單元裝配要求 ? 高壓單元的元器件之間的距離應盡可能大，以確保安全可靠；元器件引線應彎成圓弧，杜絕彎成銳角或直角，以免發生尖銳放電；連線應采用耐相應高壓導線；裝配焊點應圓滑，不允許有拉尖或毛刺。 ? (c) 高溫單元裝配要求 ? 高溫單元的元器件應盡量遠離發熱元器件，連線不應貼靠發熱元器件；發熱件應設置相應的散熱措施；大功率電阻器距印制板應有一定的距離。 2023/1/17 ? (d)地線布局裝配要求 ? 接地線應短而粗，以減少接地阻抗；當電路中同時存在高低頻率、大小電流源的復雜情況時，應采用相應的防范措施，以防止通過公共地線產生寄生偶合和相互干擾。 ? (e)其它要求 ? 在結構和布局設計方面應考慮裝配的牢固性，機箱空間的利用和重量分布的合理性；在器件電器連接方面應考慮連線布局應有利于生產操作和便于調試、維修；在總體方面應考慮適當縮小整體體積。 2023/1/17 ? (13)CMOS集成電路在使用中防靜電和鎖定措施 ? 對 CMOS集成電路應特別注意在使用中防靜電和鎖定（可控硅效應），在使用中除了嚴格遵守有關的防靜電措施外，還應注意： ? (a)不使用的輸入端應根據應用要求接電源或接地，不得懸空； ? 輸入部位保護 輸出部位保護 ? （電路板輸入接口加瞬變電壓抑制二極管并接地） 2023/1/17 數字集成電路 數字集成電路 16. 降低生產成本設計 2023/1/17 四 . SMT設備對 PCB設計的要求 ? 1. PCB外形 、 尺寸設計 ? 2． PCB定位孔和夾持邊的設置 ? 3. 基準標志 (Mark)設計 ? 4． 拼板設計 ? 5． 選擇元器件封裝及包裝形式 ? 6 ． PCB設計的輸出文件 2023/1/17 1. PCB外形、尺寸設計 2023/1/17 ? 進行 PCB設計時 ， 首先要考慮 PCB外形 。 PCB的外形尺寸過大時 ， 印制線條長 ， 阻抗增加 ， 抗噪聲能力下降 ， 成本也增加；過小 ， 則散熱不好 ， 且鄰近線條易受干擾 。 同時 PCB外形尺寸的準確性與規格直接影響到生產加工時的可制造性與經濟性 。 PCB外形設計的主要內容包括： ? （ 1） 形狀設計 ? a) 印制板的外形應盡量簡單 ， 一般為矩形 ， 長寬比為 3： 2或4： 3， 其尺寸應盡量靠標準系列的尺寸 ， 以便簡化加工工藝 ，降低加工成本 。 ? b) 板面不要設計得過大 ， 以免再流焊時引起變形 。 2023/1/17 ? （ 2) PCB尺寸設計 ? PCB尺寸是由貼裝范圍決定的 。 ? PCB最大尺寸 = 貼裝機最大貼裝尺寸 ? PCB最小尺寸 = 貼裝機最小貼裝尺寸 ? 在設計 PCB時，一定考慮貼裝機的最大、最小貼裝尺寸。 ? JUKI機： PCB允許長寬＝ 330 250、 410 360 ~ 50 50 ? 510 360、 510 460 ~ 50 50 ? 當 PCB尺寸小于最小貼裝尺寸時，必須采用拼板方式。 2023/1/17 （ 3） PCB厚度設計 ? a 一般貼裝機允許的板厚： ~5mm。 ? PCB厚度一般在 ~2mm范圍內 。 ? b 只裝配集成電路、小功率晶體管、電阻、電容等小功率元器件，在沒有較強的負荷振動條件下，使用厚度為 1． 6mm、板的尺寸在 500mm 500mm之內； ? C 有負荷振動條件下，要根據振動條件采取縮小板的尺寸或加固和增加支撐點的辦法，仍可使用 ； ? d 板面較大或無法支撐時，應選擇 2~3mm厚的板。 ? e 當 PCB尺寸小于最小貼裝尺寸時，必須采用拼板方式。 2023/1/17 2. PCB定位孔和夾持邊的設置 ? 一般絲印機、貼裝機的 PCB定位有針定位、邊定位兩種定位方式。 ? 為保證貼裝精度，自動印刷機和貼裝機都配有 PCB基準校正用的視覺定位系統。 ? 在導軌夾持邊和定位孔附近不能布放元器件。 2023/1/17 2 ? 3 .1 7 5 (a) ( b ) 此區域不能貼裝元器件和布放 M a r k 針定位與邊定位 P C B 設計要求示意圖 ( 單位： mm)3～45 73～43～4 (a)針定位不能布放元器件的區域 (b)邊定位不能布放元器件的區域。 2023/1/17 安裝孔 ? 如果不是用于接地 ,安裝孔內壁不允許有電鍍層。 2023/1/17 3. 基準標志 (Mark)設計 2023/1/17 ? 基準標志 (Mark) ：是為了糾正 PCB加工誤差，用于光學定位的一組圖形。 ? 基準標志的種類：分為 PCB基準標志和局部基準標志。 ? Mark形狀：實心圓、三角形、菱形、方形、十字、空心圓等都可以，優選實心圓。 ? Mark尺寸： ?～ ?2mm。最小 ?。最大不能超過 5mm。 ? Mark表面：裸銅、鍍錫、鍍金均可，但要求鍍層均勻、不要過厚。 ? Mark周圍：考慮到阻焊材料顏色與環境反差，在 Mark周圍有 1— 2mm無阻焊區，特別注意不要把 Mark設置在電源大面積地的網格上。 ? (1)基準標志圖示（單位： mm） 圖中 此區域內不能有任何圖形和銅箔 , ? 1～ 2 1～ 2 ? ～ 2 ?～ 2 2023/1/17 (2) 基準標志布放位置 基準標志布放位置根據貼裝機的 PCB傳輸方式決定，直接采用導軌傳輸 PCB時，在導軌夾持邊和定位孔附近不能 布放 Mark，具體尺寸根據貼裝機而異 。 ? (a) 針定位時基準標志圖形不能布放區域 ? (b) 邊定位時 ， 距 板 邊 4 mm內不能布放基準標志圖形 7 5 7 5 ( a) ( b) 此區域不能布放 基準標志圖形44442023/1/17 (3) PCB基準標志 —— PCB基準標志用于整個 PCB光學定位的一組圖形 ? (a) (b) (c) ? PCB基準標志位置示意圖 ? (4) 局部基準標志 —— 是用于引腳數量多，引腳間距小（中心距 ≤ mm）的單個器件的一組光學定位圖形。 ? 局部基準標志位置示意圖 2023/1/17 ? 4．拼板設計 ? 當 PCB尺寸小于最小貼裝尺寸時，必須采用拼板方式。 拼板可以提高生產效率，雙面全表面貼裝，并且不采用波峰焊工藝時，可采用雙數拼板、正反面各半、兩面圖形完全相同的設計，這種設計可以采用同一塊模板、節省編程、生產準備時間、提高生產效率和設備利用率。 2023/1/17 ? (1) 拼板設計要求 : ? a 拼板的尺寸不可太大，也不可太小，應以制造、裝配、和測試過程中便以加工，不產生較大變形為宜。根據 PCB厚度確定。 (1mm厚度的 PCB最大拼板尺寸 200mm 150mm) ? b 拼板的工藝夾持邊（一般為 10mm）。 ? c MARK點加在每塊小板的對角上，一般為二個（一點也可以）。 ? d 定位孔加在工藝邊上，其距離為各邊 5mm.。 ? e 雙面貼裝如果不進行波峰焊時，可采用雙數拼板正反各半。 ? f 拼板中各塊 PCB之間的互連有