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PCB布局经验谈

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楼主
yanghuagui|  楼主 | 2009-5-16 15:28 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

对于电子产品来说,印制线路板设计是其从电原理图变成一个具体产品必经的一道设计工序,其设计的合理性与产品生产及产品质量紧密相关,而对于许多刚从事电子设计的人员来说,在这方面经验较少,虽然已学会了印制线路板设计软件,但设计出的印制线路板常有这样那样的问题,而许多电子刊物上少有这方面**介绍,笔者曾多年从事印制线路板设计的工作,在此将印制线路板设计的点滴经验与大家分享,希望能起到抛砖引玉的作用。笔者的印制线路板设计软件早几年是TANGO,现在则使用PROTEL2.7 FOR WINDOWS。
板的布局:
     印制线路板上的元器件放置的通常顺序:
     放置与结构有紧密配合的固定位置的元器件,如电源插座、指示灯、开关、连接件之类,这些器件放置好后用软件的LOCK功能将其锁定,使之以后不会被误移动;
放置线路上的特殊元件和大的元器件,如发热元件、变压器、IC等;
放置小器件。元器件离板边缘的距离:可能的话所有的元器件均放置在离板的边缘3mm以内或至少大于板厚,这是由于在大批量生产的流水线插件和进行波峰焊时,要提供给导轨槽使用,同时也为了防止由于外形加工引起边缘部分的缺损,如果印制线路板上元器件过多,不得已要超出3mm范围时,可以在板的边缘加上3mm的辅边,辅边开V形槽,在生产时用手掰断即可。
     高低压之间的隔离:在许多印制线路板上同时有高压电路和低压电路,高压电路部分的元器件与低压部分要分隔开放置,隔离距离与要承受的耐压有关,通常情况下在2000kV时板上要距离2mm,在此之上以比例算还要加大,例如若要承受3000V的耐压测试,则高低压线路之间的距离应在3.5mm以上,许多情况下为避免爬电,还在印制线路板上的高低压之间开槽。
印制线路板的走线:
     印制导线的布设应尽可能的短,在高频回路中更应如此;印制导线的拐弯应成圆角,而直角或尖角在高频电路和布线密度高的情况下会影响电气性能;当两面板布线时,两面的导线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线,避免相互平行,以减小寄生耦合;作为电路的输入及输出用的印制导线应尽量避免相邻平行,以免发生回授,在这些导线之间最好加接地线。
印制导线的宽度:
     导线宽度应以能满足电气性能要求而又便于生产为宜,它的最小
值以承受的电流大小而定,但最小不宜小于0.2mm,在高密度、高精度的印制线路中,导线宽度和间距一般可取0.3mm;导线宽度在大电流情况下还要考虑其温升,单面板实验表明,当铜箔厚度为50μm、导线宽度1~1.5mm、通过电流2A时,温升很小,因此,一般选用1~1.5mm宽度导线就可能满足设计要求而不致引起温升;印制导线的公共地线应尽可能地粗,可能的话,使用大于2~3mm的线条,这点在带有微处理器的电路中尤为重要,因为当地线过细时,由于流过的电流的变化,地电位变动,微处理器定时信号的电平不稳,会使噪声容限劣化;在DIP封装的IC脚间走线,可应用10-10与12-12原则,即当两脚间通过2根线时,焊盘直径可设为50mil、线宽与线距都为10mil,当两脚间只通过1根线时,焊盘直径可设为64mil、线宽与线距都为12mil。
印制导线的间距:
      相邻导线间距必须能满足电气安全要求,而且为了便于操作和生产,间距也应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压。这个电压一般包括工作电压、附加波动电压以及其它原因引起的峰值电压。如果有关技术条件允许导线之间存在某种程度的金属残粒,则其间距就会减小。因此设计者在考虑电压时应把这种因素考虑进去。在布线密度较低时,信号线的间距可适当地加大,对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距。
印制导线的屏蔽与接地:
     印制导线的公共地线,应尽量布置在印制线路板的边缘部分。在印制线路板上应尽可能多地保留铜箔做地线,这样得到的屏蔽效果,比一长条地线要好,传输线特性和屏蔽作用将得到改善,另外起到了减小分布电容的作用。印制导线的公共地线最好形成环路或网状,这是因为当在同一块板上有许多集成电路,特别是有耗电多的元件时,由于图形上的限制产生了接地电位差,从而引起噪声容限的降低,当做成回路时,接地电位差减小。另外,接地和电源的图形尽可能要与数据的流动方向平行,这是抑制噪声能力增强的秘诀;多层印制线路板可采取其中若干层作屏蔽层,电源层、地线层均可视为屏蔽层,一般地线层和电源层设计在多层印制线路板的内层,信号线设计在内层和外层。
焊盘:
     焊盘的直径和内孔尺寸:焊盘的内孔尺寸必须从元件引线直径和公差尺寸以及搪锡层厚度、孔径公差、孔金属化电镀层厚度等方面考虑,焊盘的内孔一般不小于0.6mm,因为小于0.6mm的孔开模冲孔时不易加工,通常情况下以金属引脚直径值加上0.2mm作为焊盘内孔直径,如电阻的金属引脚直径为0.5mm时,其焊盘内孔直径对应为0.7mm,焊盘直径取决于内孔直径,如下表:
孔直径
0.4
0.5
0.6
0.8
1.0
1.2
1.6
2.0
焊盘直径
1.5
1.5
2
2.5
3.0
3.5
4
1.当焊盘直径为1.5mm时,为了增加焊盘抗剥强度,可采用长不小于1.5mm,宽为1.5mm和长圆形焊盘,此种焊盘在集成电路引脚焊盘中最常见。
2.对于超出上表范围的焊盘直径可用下列公式选取:
直径小于0.4mm的孔:D/d=0.5~3
直径大于2mm的孔:D/d=1.5~2
式中:(D-焊盘直径,d-内孔直径)
有关焊盘的其它注意点:
焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm,这样可以避免加工时导致焊盘缺损。
焊盘的开口:有些器件是在经过波峰焊后补焊的,但由于经过波峰焊后焊盘内孔被锡封住,使器件无法插下去,解决办法是在印制板加工时对该焊盘开一小口,这样波峰焊时内孔就不会被封住,而且也不会影响正常的焊接。
焊盘补泪滴:当与焊盘连接的走线较细时,要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状,这样的好处是焊盘不容易起皮,而是走线与焊盘不易断开。相邻的焊盘要避免成锐角或大面积的铜箔,成锐角会造成波峰焊困难,而且有桥接的危险,大面积铜箔因散热过快会导致不易焊接。
大面积敷铜:印制线路板上的大面积敷铜常用于两种作用,一种是散热,一种用于屏蔽来减小干扰,初学者设计印制线路板时常犯的一个错误是大面积敷铜上没有开窗口,而由于印制线路板板材的基板与铜箔间的粘合剂在浸焊或长时间受热时,会产生挥发性气体无法排除,热量不易散发,以致产生铜箔膨胀,脱落现象。因此在使用大面积敷铜时,应将其开窗口设计成网状。
跨接线的使用:在单面的印制线路板设计中,有些线路无法连接时,常会用到跨接线,在初学者中,跨接线常是随意的,有长有短,这会给生产上带来不便。放置跨接线时,其种类越少越好,通常情况下只设6mm,8mm,10mm三种,超出此范围的会给生产上带来不便 
评论
happypcb 2023-8-16 10:11 回复TA
学习了 
小暖 2023-7-28 17:53 回复TA
学习 

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沙发
qupeng2008| | 2009-5-16 20:31 | 只看该作者

坐下来慢慢看~

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板凳
王紫豪| | 2009-5-17 01:22 | 只看该作者

好 支持

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地板
riverpeak| | 2009-5-18 11:09 | 只看该作者

请问是原创吗?

从排版格式来说不太像,如果是转贴请作者自己注明!但是我看到这句:笔者的印制线路板设计软件早几年是TANGO,现在则使用PROTEL2.7 FOR WINDOWS。
这是十几年前的话题了!!!

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5
yanghuagui|  楼主 | 2009-5-19 13:15 | 只看该作者

不是原创

不好意思,和大家分享的心情太急和发帖经验不足,未能表明出处,望原创者见谅!本人纯属分享心切,请大家多多包含!

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6
耕在此行| | 2009-5-19 16:34 | 只看该作者

呵呵

楼主心意不错。

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7
soso| | 2009-5-19 22:06 | 只看该作者

画PCB很郁闷

纯粹是体力活。

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8
riverpeak| | 2009-5-20 09:37 | 只看该作者

请问楼上你是画什么板子

把你搞成体力活了?既然看不起这份工作就不要勉强去做了,换个有前途的行业吧。
我不过可以告诉你,在很多大公司,PCB工程师比硬件工程师都牛(这个牛可以说是谁看谁的脸色干活,比如你让我改板子,我就不认同你的方案),挣的钱也不比他们少。

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9
bjc125| | 2009-5-20 17:18 | 只看该作者

好帖呀 顶个

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10
surge2007| | 2009-6-23 21:57 | 只看该作者

好样的

有谁能给一个元件库么?

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11
huimin13| | 2009-6-25 13:25 | 只看该作者

好东西

受益匪浅
之前画的板都没用,就是布局没布好
跳线一大堆。。
O(∩_∩)O谢谢lz分享哦

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12
munababy| | 2009-6-25 21:52 | 只看该作者

有不解之处?

烦请楼主解释下文:"请焊盘的开口:有些器件是在经过波峰焊后补焊的,但由于经过波峰焊后焊盘内孔被锡封住,使器件无法插下去,解决办法是在印制板加工时对该焊盘开一小口,这样波峰焊时内孔就不会被封住,而且也不会影响正常的焊接。"

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13
liuzq217| | 2009-6-26 09:32 | 只看该作者

PCB

谢谢楼主

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14
slmy203| | 2009-6-28 18:00 | 只看该作者

哎呀,还是没有能把握器件比较多的布局

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15
wenjie369r| | 2009-7-8 21:18 | 只看该作者

pcb的最新版本

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16
fyd电子之友| | 2009-7-11 09:50 | 只看该作者

一定认真看

我是个初学者,希望楼主多介绍些自己的经验.

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17
wintip| | 2009-7-11 11:39 | 只看该作者

画个好的PCB更是大学问

虽然是转载,但也感谢楼主的辛苦。
画PCB是个学问,画个好的PCB更是大学问。
因为PCB牵涉的知识面太广了:数电、模电、工艺、生产加工、安装,等等。
记得在02年前后的时候,听人说,华为的PCB工程师都十几万年薪,羡慕的不得了。现在阿,好像没那么值钱了吧。

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18
zhongr452| | 2009-7-13 11:28 | 只看该作者

好东西

好东西,学习了

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19
volcanohp| | 2009-7-19 17:40 | 只看该作者

回13楼的

13楼: 有不解之处? 

烦请楼主解释下文:"请焊盘的开口:有些器件是在经过波峰焊后补焊的,但由于经过波峰焊后焊盘内孔被锡封住,使器件无法插下去,解决办法是在印制板加工时对该焊盘开一小口,这样波峰焊时内孔就不会被封住,而且也不会影响正常的焊接。" 
 

就是在焊盘处加一个KeepOutLayer的线,可以让内孔就不会被封住

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20
china007| | 2009-7-21 12:03 | 只看该作者

PCB

感谢分享 顶上!

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