PCB新聞 - PCB設計經驗分享

PCB設計經驗分享

對於電子產品而言，PCB設計是從電力原理圖到特定產品的必要設計過程。 其設計的合理性與產品生產和產品品質密切相關。 對於許多剛剛從事電子設計的人來說，他們在這一領域的經驗很少，雖然他們已經學習了PCB設計軟體，但是，印刷電路板經常有這樣那樣的問題，在許多電子雜誌上很少有關於這方面的文章。 作者從事印刷電路板設計多年。 在這裡，我將與大家分享一些印刷電路板設計的經驗，希望能起到抛磚引玉的作用。 幾年前，作者的PCB設計軟體是tango，現在使用的是protel2.7 for windows。

1，電路板佈局1。 印刷電路板上的元件通常與結構緊密配合放置在固定位置，如電源插座、指示燈、開關、連接器等。這些元件放置後，用軟件的鎖定功能鎖定，以免誤動； 線上路上放置特殊部件和大型部件，如加熱元件、變壓器、IC等。

2、小部件與板材邊緣的距離：如有可能，所有零部件應放置在距離板材邊緣3mm以內或至少大於板材厚度。 這是因為在大規模生產流水線挿件和波峰焊期間，應將其提供給導軌槽。 同時，也為了防止形狀加工造成的邊緣缺陷，如果印刷電路板上的元件太多，需要超過3mm的範圍，可以在板的邊緣加上3mm的輔助邊緣，並在輔助邊緣開V型槽，在生產過程中可以用手將其折斷。

高低壓隔離：許多印刷電路板上同時有高壓電路和低壓電路。 高壓電路的元件應與低壓部分分開，隔離距離與耐壓有關。 一般情况下，在2000kv時，板上的距離應為2mm，並應按比例新增。 例如，如果要承受3000V的耐壓試驗，高低壓線之間的距離應大於3.5mm。 在許多情况下，印刷電路板上的高電壓和低電壓之間也會有槽，以避免漏電。

2、印刷電路板佈線：

印刷導線的佈局應盡可能短，尤其是在高頻電路中； 印刷電線的角應為圓形，在高頻電路和高佈線密度的情况下，直角或銳角會影響電力效能； 當兩個面板接線時，兩側的導體應垂直、傾斜或彎曲，以避免彼此平行，以减少寄生耦合。 用作電路輸入和輸出的印刷導體應儘量避免相鄰並聯，以避免迴響。 最好在這些導體之間加接地線。

印製導線寬度：導線寬度應滿足電力效能要求，便於生產。 其最小值取決於耐受電流，但最小值不得小於0.2mm。 在高密度、高精度印刷電路中，導體寬度和間距一般可為0.3mm； 在大電流的情况下，也應考慮溫昇。 單板實驗表明，銅箔厚度為50mm，導體寬度為1～1.5mm，電流為2a時，溫昇很小。 囙此，一般情况下，寬度為1～1.5mm的導線可以滿足設計要求，而不會引起溫昇； 印刷導體的公共接地線應盡可能厚。 如果可能，使用大於2～3mm的線路，這在帶微處理器的電路中尤為重要，因為當局部線路太細時，由於流動電流的變化、地電位的變化以及微處理器定時訊號的不穩定水准，雜訊容限會降低； dip封裝的IC引脚之間的佈線可採用10-10和12-12原則，即當兩根導線穿過兩個引脚時，焊盤直徑可設定為50mil，線寬和線距離可設定為10mil，當只有一根導線穿過兩個引脚時，焊盤直徑可設定為64mil，線寬和線距離可設定為12mil。

3、印刷導線與相鄰導線之間的間距必須滿足電氣安全要求，間距應盡可能寬，以便於操作和生產。 最小間距應至少適用於耐受電壓。 該電壓一般包括工作電壓、附加波動電壓和其他原因引起的峰值電壓。 如果相關技術條件允許導體之間存在一定程度的金屬殘留物，則間距將减小。 囙此，設計師在考慮電壓時應考慮該因素。 當佈線密度較低時，可以適當新增訊號線的間距。 高低電平相差較大的訊號線應盡可能短，間距應加大。

4、印刷線路的遮罩和接地印刷線路的公共地線應盡可能佈置在印刷電路板的邊緣。 印刷電路板上應盡可能多地保留銅箔作為地線。 這樣，遮罩效果優於長地線，傳輸線特性和遮罩效果將得到改善，分佈電容將减少。 最好為印刷導體的公共地線形成回路或網格，因為當同一塊板上有許多集成電路，尤其是高功耗的組件時，由於圖形限制，會產生接地電位差，從而降低雜訊容限。 當電路接通時，接地電位差减小。 此外，接地和供電管道應盡可能與數據流向平行，這是提高雜訊抑制能力的秘訣； 多層印刷電路板可以用作遮罩層，電源層和地線層可以用作遮罩層。 通常，地線層和電源層設計在多層印刷電路板的內層，訊號線設計在內層和外層。

5、焊盤直徑和內孔尺寸：焊盤的內孔尺寸必須從元件引線直徑和公差尺寸、錫襯層厚度、孔徑公差、孔金屬化鍍層厚度等方面考慮。焊盤的內孔一般不小於0.6mm，因為小於0.6mm的孔在沖模過程中不易加工，所以一般情况下， 金屬銷直徑加0.2mm用作襯墊的內孔直徑。 例如，當電阻的金屬銷直徑為0.5mm時，襯墊的內孔直徑為0.7mm，襯墊直徑取決於內孔直徑。

1、當襯墊直徑為1.5mm時，為了新增襯墊的剝離强度，可使用長度不小於1.5mm、寬度為1.5mm的長圓形襯墊。 這種焊盤是集成電路引脚焊盤中最常見的。

2、超出上錶範圍的墊塊直徑可按下式選擇：

直徑小於0.4mm的孔：D/D=0.5~3個直徑大於2mm的孔：D/D=1.5~2，其中：（D-焊盤直徑，D-內孔直徑）VI.與焊盤有關的其他注意事項：點焊焊盤內孔邊緣到印刷電路板邊緣的距離應大於1mm，以避免加工過程中出現焊盤缺陷。

焊盤開孔：有些器件在波峰焊後修復，但波峰焊後焊盤的內孔被錫密封，囙此器件無法插入。 解決方案是在PCB加工過程中在焊盤上開一個小開口，這樣在波峰焊過程中內部孔不會被密封，也不會影響正常焊接。

焊盤維修淚滴：當連接到焊盤的佈線很薄時，焊盤和佈線之間的連接應設計成水滴形狀。 這樣做的優點是焊盤不容易剝離，但佈線和焊盤不容易斷開。

相鄰焊盤應避免尖角或大面積銅箔，這將導致波峰焊困難和橋接風險。 由於散熱太快，大面積銅箔不容易焊接。

7、大面積鍍銅印刷電路板上的大面積鍍銅通常用於兩個功能：一個是散熱，另一個是遮罩，以减少干擾。 初學者在設計印刷電路板時經常犯的一個錯誤是，在大面積銅塗層上沒有視窗。 由於印刷電路板基板與銅箔之間的粘合劑在焊接過程中浸泡或加熱時間過長，會產生無法消除的揮發性氣體，熱量不易散失，導致銅箔膨脹脫落。 囙此，在使用大面積鍍銅時，其開放式視窗應設計成網狀。

跳線的使用：在單面印刷電路板的設計中，當某些線路無法連接時，通常使用跳線。 在初學者中，跳線往往是隨機的，有長有短，這會給生產帶來不便。 放置跨接導線時，類型越少越好。 通常只有6mm、8mm和10mm。 超出此範圍將給生產帶來不便。

8、板和厚印刷電路板一般由箔層壓板製成，通常使用銅箔層壓板。 在選擇板材時，應考慮電力效能、可靠性、加工工藝要求、經濟指標等。常見的覆銅板包括覆銅酚醛紙層壓板、覆銅環氧紙層壓板、覆銅環氧玻璃布層壓板、， 多層印製電路板用覆銅環氧酚醛玻璃布層壓板覆銅聚四氟乙烯玻璃布層壓板和環氧玻璃布。 由於環氧樹脂與銅箔之間具有良好的附著力，囙此銅箔具有較高的附著力和工作溫度，並且可以在260℃的熔融錫中進行埋焊而不會起泡。 環氧樹脂浸漬玻璃布層壓板受水分影響較小。 超高頻印製電路的最佳資料是覆銅聚四氟乙烯玻璃布層壓板。 有阻燃要求的電子設備上也應使用阻燃覆銅板。 其原理是在絕緣紙或玻璃布上浸漬不燃或阻燃樹脂，製成製備的覆銅箔酚醛紙層壓板、覆銅箔環氧紙層壓板、覆銅箔環氧玻璃布層壓板和覆銅箔環氧酚醛玻璃布層壓板，以及類似覆銅箔層壓板的類似效能， 它還具有阻燃性。

印刷電路板的厚度應根據印刷電路板的功能、安裝部件的重量、印刷電路板插座的規格、印刷電路板的外形尺寸和所承受的機械載荷來確定。 多層印刷電路板的總厚度和層間厚度分佈應根據電力和結構效能的需要以及覆箔板的標準規範進行選擇。 常見印刷電路板厚度為0.5mm、1mm、1.5mm、2mm等。