1印制线路板的元件布局考虑
在PCB设计过程中,按照设计要求,把元器件放置到板上的过程叫做布局。这在概念上和走线是有区别的,通常是对元器件有一个整体的布局规划,然后可以边布局边走线(适用于PCB板布局空间较充分的场合),也可以在元件布局完成后再走线,走线的过程中随时进行局部位置的调整。元器件布局 *** 作的基本原则主要有以下几个方面。
①遵照“先大后小,先难后易”的布置原则,即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局。
②元器件布局中应参考原理框图,根据主信号流向规律安排主要元器件。
③元器件布局应该尽量考虑下一步的布线要求:总的连线尽可能短,关键信号线最短;高电压、大电流信号与低电压、小电流的弱信号完全分开,模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信号分开;高频元器件的间隔要充分。
④相同结构电路部分,尽可能采用“对称式”标准进行元器件布局
⑤按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化。
⑥器件布局栅格的设置,一般IC器件布局时,栅格应为50~100mil,小型表面安装器件,如表面贴装元件布局时栅格设置应不少于25mil。
⑦如有特殊要求,应在交付制作时作出说明。
⑧同类型插装元器件在X或Y方向上应朝同一个方向放置;同一类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致,便于生产和检验。
⑨发热元件一般应均匀分布,以利于单板和整机的散热,除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。
⑩元器件的排列要便于调试和维修,亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元器件周围要有足够的空间。
(11)需用波峰焊工艺生产的单板,其紧固件安装孔和定位孔都应为非金属化孔。当安装孔需要接地时,应采用分布接地小孔的方式与地平面连接。
(12)焊接面的贴装元件采用波峰焊接工艺时,阻、容件轴向要与波峰焊传送方向垂直,阻排及SOP(引脚间距大于等于127mm)元器件轴向与传送方向平行;引脚间距小于127mm(50mil)的IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免波峰焊焊接。
(13)BGA与相邻元器件的距离>5mm,其他贴面元件相互间的距离>07mm;贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm;有压接件的PCB、压接的接插件周围5mm内不能有插装元器件,在焊接面其周围的5mm内也不能有贴装元器件。
(14)IC去耦电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚,并使之与电源和地之间形成的回路最短。
(15)元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起,以便于将来的电源分离。
(16)用于阻抗匹配目的的阻容器件的布局,要根据其属性合理布局。串联匹配电阻的布局要靠近该信号的驱动端,距离一般不超过500mil,匹配电阻、电容的布局一定要分清信号的源端与终端,对于多负载的终端匹配一定要在信号的最远端匹配。
(17)布局完成后打印出装配图供原理图设计者检查器件封装的正确性,并且确认单板、背板和接插件的信号对应关系,经确认无误后方可开始布线。
2印制线路板的布局规范
①铜箔最小线宽:单面板03mm,双面板02mm,边缘铜箔最小要05mm
②铜箔最小间隙:单面板035mm,双面板025mm
③铜箔与板边的最小距离为05mm,元件与板边最小距离为1mm,焊盘与板边最小距离为1mm。
④一般通孔安装元件的焊盘大小(直径)为孔径的两倍,双面板最小为15mm,单面板最小为20mm(建议25mm)。如果不能用圆形焊盘,可用腰圆形焊盘。
⑤电解电容不可触及发热元件,如大功率电阻,热敏电阻,变压器,散热器等,电解电容与散热器的间隔最小为10mm,其他元件到散热器的间隔最小为20mm。
⑥大型元器件(如变压器、直径150mm以上的电解电容、大电流的插座等)加大铜箔及上锡面积如图所示,阴影部分面积最小要与焊盘面积相等。
⑧上锡位不能有丝印油。
⑨焊盘中心距小于25mm的,该相邻的焊盘周围要有丝印油包裹,丝印油宽度为02mm(建议05mm)。
⑩跳线不要放在IC下面或马达,电位器以及其他大体积金属外壳的元件下。
(11)在大面积PCB设计中(大约超过500cm²以上),为防止过锡炉时PCB板弯曲,应在PCB板中间留一条5~10mm宽的空隙不放元器件(可走线),以用来在过锡炉时加上防止PCB弯曲的压条,如下图所示:
(12)建议有极性和不好区分引脚的元件在丝印上标出,如三极管在丝印上标出e,b,c脚。
(13)需要过锡炉后才焊的元件,焊盘要开走锡位,方向与过锡方向相反,宽度视孔的大小为05~10mm,如图所示:
(14)设计双面板时要注意,金属外壳的元件,插件时外壳与印制板接触的,顶层的焊盘不可开窗,一定要用绿油或丝印油盖住(例如两脚的晶振)。
(15)为减少焊点短路,所有的双面印制板,过孔都不开绿油窗。
(16)每一块PCB上都必须用实心箭头标出过锡炉的方向,如下图所示:
(17)孔洞箭距离最小为125mm(对双面板无效)如下图所示:
(18)布局时,DIP封装的IC摆放的方向必须与过锡炉的方向成垂直,不可平行,如图所示;如果布局上有困难,可允许水平放置IC(SOP封装的IC摆放方向与DIP相反)。
(19)布线方向为水平或垂直,由垂直转入水平走45°进入。
(20)元件的安放为水平或者垂直,尽量不要斜放。
(21)丝印字符为水平或右转90°摆放。
(22)若铜箔圆焊盘的宽度较圆焊盘的直径小时,需要补加泪滴,如图所示:
(23)如果印制板上大面积地线和电源线区(面积超过500mm²),应局部开窗口,如下图所示:
(24)横插元件(电阻,二极管等)脚间中心,相距必须是75mm,100mm及125mm(如必要,6,0mm亦可利用,但适用于1N4148型二极管或1/16W电阻上,1/4W电阻由10mm开始)。跳线的脚间中心距必须是5mm,75mm,125mm,15mm,175mm,20mm,225mm,25mm。
(25)印制板的阻焊丝印油如图所示:
(26)横插元件阻焊油方向
(27)直插元件阻焊油方向
(28)PCB板上的散热孔,直径不可大于35mm。
(29)PCB上如果有φ12mm或方形12mm以上的孔,必须做一个防止焊锡流出的孔盖,如下图所示:
(30)印制板横插元件(电阻、二极管)间最小距离X如下表所示:
(31)直插元件只适用于外围尺寸或直径不大于105mm的元件。
(32)直插元件孔的中心距位25mm或50mm
(33)直插元件间最小间隙要符合一下图表所示:
(34)测试焊盘:测试焊盘以φ20mm为标准,最小不低于φ15mm
(35)在用贴片元件的PCB板上,为了提高贴片元件的贴装准确性,PCB板上必须设有校正标记(MARKS),且每一块板最少要两个标记,分别设于PCB的一组对角上,如下图所示:
(36)一般标记的形状有:正方形、三角形、圆形、菱形等,如图所示:
(37)最常用的标记为正方形和圆形,标记部的铜箔或焊锡从标记中心方形的5mm范围内无焊迹或图案;标记部的铜箔或焊锡从标记中心圆形的4mm范围内应无焊迹或图案。如下图所示:
(38)对于表面贴装IC(QFN等封装),当引脚间距小于08mm时,要求在零件的单位对角加两个标记,作为该零件的校正标记,如下图所示:
(39)在一块板上有相同的多块板时,只要指定一个电路的标记或零件的标准标记后,其他电路也可以自动地移动识别标记,但是其他的电路由180°角度(调头配置)时标记只限用圆形(实心或空心)。
(40)贴片元件的间距如图所示:
(41)贴片元件与直插元件之间的距离,如图所示:
(42)交流220V电源部分的火线与中线在铜箔安全距离不小于30mm,交流220v线中任一PCB线或可触及点距离低压零件及壳体之间距应大于6mm,并且要加上警告符号,符号下面要有“高压危险”字符,强电与弱电间应用粗的丝印线分开,以警告维修人员该处为高压部分,要小心 *** 作。
(43)当无维护文件时,PCB板上的保险管、保险电阻、交流220V的滤波电容、变压器等元件位置附近,丝印面上应该有警告符号及该元件的标称值。
(44)PCB铜箔L-N-地间距≥3mm
(45)外壳间隙至带电体(铜箔)≥3mm,爬电距离≥6mm
(46)L-L间距≥1mm(250VAC以内),250VAC以上则需要大于等于3mm
(47)同时使用两种电压时,不同电压间距≥6mm就是抄板了,如果板子的层数超过4层就不要想了。应该对这块板子的作用有大致的了解了吧,板子上标有R为电阻,C为电容,D为二极管类,U为IC,必然有电源和核心IC。应该准备一个数字万用表,从电源入口开始,眼睛观察或用万用表量测管脚连接情况,逐个元件绘制。对于IC,可以先下载其datasheet,根据其经典应用电路,向周围元件量测,最后再核查。你的板子不大,应该不难,但是如果多余4层手工就不好抄了。
首先要在电脑上用protel等电路设计软件先绘制电路原理图和PCB(元器件封装图)。如下图:
2用热转印纸放入普通打印机,调整合适的打印比例,打印出黑白的PCB图。如下图:
3用砂纸打磨掉覆铜板表面的氧化层,使覆铜板看起来既光滑又光亮。如下图:
4将第2步中打印有PCB图的热转印纸固定在第3步打磨的覆铜板上,并送入热转印机(也可以用常见的加热熨斗等来代替热转印机)打印,使得含有PCB图的墨粉经过热压的方式打印在覆铜板上,并逐步撕掉热转印纸,如下图:
5将腐蚀液倒入塑料盒,然后再往腐蚀液放入第4步打印有PCB图案的覆铜板,经过一段时间(根据不同浓度的腐蚀液时间长短不一样)的腐蚀,大概半个小时到一个小时左右,倒掉腐蚀液,并捞出被腐蚀过的覆铜板
用砂纸轻轻打磨掉覆铜板上PCB图上的碳粉,就可以得到一个和PCB图案一模一样的铜板电路走线,如下图。
6将第5步得到的覆铜板放入钻孔机按照PCB图的所有孔位置进行逐个打孔,最后就能把元器件对应焊接上去了,整个PCB制版流程就算到此结束。如下图。
印制电路板的设计是以电路原理图为蓝本,实现电路使用者所需要的功能。印刷电路板的设计主要指版图设计,需要内部电子元件、金属连线、通孔和外部连接的布局、电磁保护、热耗散、串音等各种因素。
优秀的线路设计可以节约生产成本,达到良好的电路性能和散热性能。简单的版图设计可以用手工实现,但复杂的线路设计一般也需要借助计算机辅助设计(CAD)实现,而著名的设计软件有OrCAD、Pads (也即PowerPCB)、Altium designer (也即Protel)、FreePCB、CAM350等。
扩展资料:
印刷电路板的分类
1、单面板
在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面,所以这种PCB叫作单面板(Single-sided)。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制(因为只有一面,布线间不能交叉而必须绕独自的路径),所以只有早期的电路才使用这类的板子。
2、双面板
这种电路板的两面都有布线,不过要用上两面的导线,必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的“桥梁”叫做导孔(via)。导孔是在PCB上,充满或涂上金属的小洞,它可以与两面的导线相连接。
3、多层板
为了增加可以布线的面积,多层板用上了更多单或双面的布线板。
用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印刷线路板,通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印刷线路板就成为四层、六层印刷电路板了,也称为多层印刷线路板。
参考资料来源:百度百科-印制电路板
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