印制线路板设计注意事项
印制线路板的设计是指在EDA软件上已经绘制好电路图、制作好元器件的封装后,下一步将要把元器件放到合适的空间位置,并连接好这些元器件,生成可制造的计算机文件的过程,PCB设计完成后才能交付厂家生成制造,它是电路板制造中非常关键的一环,是将计算机上的电路图纸文件转换成承载元器件、具备电气连接关系的实物板的中间纽带。
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。元器件布局操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1.27mm)元器件轴向与传送方向平行;引脚间距小于1.27mm(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>0.7mm;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0.3mm,双面板0.2mm,边缘铜箔最小要0.5mm
②铜箔最小间隙:单面板0.35mm,双面板0.25mm
③铜箔与板边的最小距离为0.5mm,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1.5mm,单面板最小为2.0mm(建议2.5mm)。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2.0mm。
⑥大型元器件(如变压器、直径15.0mm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2.5mm的,该相邻的焊盘周围要有丝印油包裹,丝印油宽度为0.2mm(建议0.5mm)。
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0.5~1.0mm,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1.25mm(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7.5mm,10.0mm及12.5mm(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,7.5mm,12.5mm,15mm,17.5mm,20mm,22.5mm,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3.5mm。
(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10.5mm的元件。
(32)直插元件孔的中心距位2.5mm或5.0mm
(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φ2.0mm为标准,最小不低于φ1.5mm
(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0.8mm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3.0mm,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,要小心操作。
(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
线路板使电路迷你化、直观化,对于固定电路的批量生产和优化用电器布局起重要作用。那么你对线路板了解多少呢?以下是由我整理关于线路板知识的内容,希望大家喜欢!
线路板的组成
线路板主要由焊盘、过孔、安装孔、导线、元器件、接插件、填充、电气边界 等组成,各组成部分的主要功能如下:
焊盘:用于焊接元器件引脚的金属孔。
过孔:有金属过孔 和 非金属过孔,其中金属过孔用于用于连接各层之间元器件引脚。
安装孔:用于固定线路板。
导线:用于连接元器件引脚的电气网络铜膜。
接插件:用于线路板之间连接的元器件。
填充:用于地线网络的敷铜,可以有效的减小阻抗。
电气边界:用于确定线路板的尺寸,所有线路板上的元器件都不能超过该边界。
线路板的主要分类线路板系统分类为以下三种:
单面板
Single-Sided Boards
我们刚刚提到过,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,所以我们就称这种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*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。
双面板
Double-Sided Boards
这种线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。因为双面板的面积比单面板大了一倍,而且因为布线可以互相交错(可以绕到另一面),它更适合用在比单面板更复杂的电路上。
多层板
多层板在较复杂的应用需求时,电路可以被布置成多层的结构并压合在一起,并在层间布建通孔电路连通各层电路。
内层线路
铜箔基板先裁切成适合加工生产的尺寸大小。基板压膜前通常需先用刷磨、微蚀等 方法 将板面铜箔做适当的粗化处理,再以适当的温度及压力将干膜光阻密合贴附其上。将贴好干膜光阻的基板送入紫外线曝光机中曝光,光阻在底片透光区域受紫外线照射后会产生聚合反应(该区域的干膜在稍后的显影、蚀铜步骤中将被保留下来当作蚀刻阻剂),而将底片上的线路影像移转到板面干膜光阻上。撕去膜面上的保护胶膜后,先以碳酸钠水溶液将膜面上未受光照的区域显影去除,再用盐酸及双氧水混合溶液将裸露出来的铜箔腐蚀去除,形成线路。最后再以氢氧化钠水溶液将功成身退的干膜光阻洗除。对于六层(含)以上的内层线路板以自动定位冲孔机冲出层间线路对位的铆合基准孔。
四层线路板
Multi-Layer Boards
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。多层板使用数片双面板,并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢(压合)。
板子的层数就代表了有几层独立的布线层,通常层数都是偶数,并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构,不过技术上可以做到近100层的PCB板。大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板,不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替,超多层板已经渐渐不被使用了。因为PCB中的各层都紧密的结合,一般不太容易看出实际数目,不过如果您仔细观察主机板,也许可以看出来。
线路板的自动检测技术随着表面贴装技术的引入而得到应用,并使得线路板的封装密度飞速增加。因此,即使对于密度不高、一般数量的线路板,线路板的自动检测不但是基本的,而且也是经济的。在复杂的线路板检测中,两种常见的方法是针床测试法和双探针或飞针测试法。
线路板的设计过程1、线路板的基本设计过程可分为以下四个步骤:
(1)电路原理图的设计
电路原理图的设计主要是利用Protel的原理图编辑器来绘制原理图。
(2)生成网络报表
网络报表就是显示电路原理与中各个元器件的链接关系的报表,它是连接电路原理图设计与线路板设计(PCB设计)的桥梁与纽带,通过电路原理图的网络报表,可以迅速地找到元器件之间的联系,从而为后面的PCB设计提供方便。
(3) 印刷线路板的设计
印刷线路板的设计即我们通常所说的PCB设计,它是电路原理图转化成的最终形式,这部分的相关设计较电路原理图的设计有较大的难度,我们可以借助Protel的强大设计功能完成这一部分的设计。
(4) 生成印刷线路板报表
印刷线路板设计完成后,还需生成各种报表,如生成引脚报表、线路板信息报表、网络状态报表等,最后打印出印刷电路图。
2、电路原理图的设计是整个电路设计的基础,它的设计的好坏直接决定后面PCB设计的效果。一般来说,电路原理图的设计过程可分为以下七个步骤:
(1) 启动Protel原理图编辑器
(2) 设置电路原理图的大小与版面
(3) 从元件库取出所需元件放置在工作平面
(4) 根据设计需要连接元器件
(5) 对布线后的元器件进行调整
(6) 保存已绘好的原理图文档
(7) 打印输出图纸
3、图纸大小、方向和颜色主要在“Documents Options”对话框中实现,执行Design&rarrOptions命令,即可打开“Documents Options”对话框,在Standard styles区域可以设置图纸尺寸,单击 按钮,在下拉列表框中可以选择A4~ OrCADE的纸型。图纸方向的设置通过“Documents Options”对话框中Options部分的Orientation选项设置,单击 按钮,选中Landscape,设置水平图纸选中Portrait,设置竖直图纸。图纸颜色的设置在图纸设置对话框中的Options部分实现,单击Border Color色块,可以设置图纸边框颜色,单击Sheet Color色块,可以设置图纸底色。
4、执行Design&rarrOptions&rarrChange System Font命令,弹出“Font”对话框,通过该对话框用户可以设置系统字体,可以设置系统字体的颜色、大小和所用的字体。
5、设置网格与光标主要在“Preferences”对话框中实现,执行Tools&rarrPreferences命令即可打开“Preferences”对话框。
设置网格:在打开的“Preferences”对话框选择Graphical Editing选项卡,在其中的Cursor Grid Options部分的Visible Grids(显示网格)栏,选Line Grid选项为设定线状网格,选Dot Grid选项则为点状网格(无网格)。
设置光标:选择Graphical Editing选项卡中的Cursor Grid Options的Cursor Type(光标类型)选项,该选项下有三种光标类型:Large Cursor90、Small Cursor90和Small Cursor45,用户可以选择任意一种光标类型。
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1. 初级电工基本知识
2. 电路板基础知识
3. 电子元件基础知识入门
4. 线束基础知识
5. 数字电路基本知识
6. 电学的基础知识
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。
1、先能照着“单元模块电路图”在面包板上搭建电路,使之能正常工作(看懂元器件PDF资料,了解元器件引脚排布和各个电气参数);
2、紧接着能在万能电路板(洞洞板)上焊接一块电路,可以由几部分单元电路组成的那种(这里“布线”一定要多学学!对往下学很有用);
3、在此基础上学习Protel等电路设计软件,能设计一整块的电路板PCB。
学习电路一定要循序渐进,边理论边实践。
1.首先你要明白串并联电路和混联电路的作用和特性
2.然后就是熟悉各种电子原件的原理和在电路中接成各种形式的作用
3.然后你就可以先学习分析一下简单的电路的工作原理
4.然后你还要系统的学习一些电路的基本知识还有电路中的原件的计算公式这个很重要
5.然后在练习分析一些比较难的电路,
6.这些基本上都弄通弄懂了,你就可以根据自己的需要,结合各种元器件的工作原理,来设计电路了 线路板上主要:变压器、保险丝、二极管、三极管、电容、电感、电阻、集成块、继电器、发光二极管等等元器件。
线路板设计中钻孔层在24层。钻孔层在电路板制造过程中提供钻孔信息如焊盘,需要钻孔。线路板厂在PCB生产工艺中,钻孔是非常重要的,不可马虎。
因为钻孔就是在覆铜板上钻出所需要的过孔,用以提供电气连接,固定器件的功能。如果操作不当,过孔的工序出现了问题,器件不能固定在电路板上面,轻则影响使用,重则整块板子都要报废掉,所以钻孔这个工序是相当重要的。
线路板厂PCB常见的三种钻孔
线路板厂PCB中常见的钻孔是通孔、盲孔、埋孔。
导通孔,这种是一种常见的孔是用于导通或者连接电路板不同层中导电图形之间的铜箔线路用的。比如,但是不能插装组件引腿或者其他增强材料的镀铜孔。
因为PCB是由许多的铜箔层堆迭累积而形成的,每一层铜箔之间都会铺上一层绝缘层,这样铜箔层彼此之间不能互通,其讯号的链接就靠导通孔,所以就有了中文导通孔的称号。
ad:led灯,无人机电调,电源板等,也是protel99的升级版。操作与protel99有很多相
似的。
protel99:电源板产品。
pads:机顶盒,dvd,音响板卡,tv主板等等。
allegro:mid,手机主板等
。
2、用户审核阶段。厂家提供的报价方案是否可以接受?产品的设计原则是否符合自身标准?产品设计制作周期要多久?等等这些问题用户都应予以仔细确认才能开展下一步工作。
3、支付确认环节。双方协商一致后,进行支付确认,标志着合作关系的正式生效。
4、开始设计阶段。根据用户的要求和意愿进行产品的设计,在规定时间内完成产品的制作并成功交付。
5、反复确认环节。产品的设计效果是否符合要求?产品的质量用户是否满意?产品是否能够正常进行使用?确认无误后才可进入下一步骤。
6、上传下载阶段。将自己的设计成果进行上传,等待用户下载确认。
7、反馈审核。用户检查无误后,双方即可正式完成交付工作,等待后续产品信息的反馈审核。
以上便是PCB线路板设计整体的流程步骤。深圳顺易捷作为专业的PCB服务厂家,也为用户提供一站式PCB设计打样服务,专业品质值得信赖。