PCB布線耐壓要求.doc

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（1）布線要求 ①．導(dǎo)線寬度 導(dǎo)線寬度的設(shè)計，由四個方面的因素決定，負載電流、允許溫升、板材附著力以及生產(chǎn)加工難易程度。設(shè)計原則既能滿足電性能要求，又能便于加工。以0.2mm為分界線，隨著線條變細，生產(chǎn)加工困難，質(zhì)量難以控制，廢品率上升，所以選用線寬、線距0.2mm以上較好。通常情況選用0.3mm的線寬和線距。導(dǎo)線最小線寬>0.1mm，航天>0.2mm。 電源和地線盡量加粗。一般情況地線寬度＞電源線寬度＞信號線寬度，通常信號線寬度為0.2~0.3mm，最精細寬度為0.05~0.07mm，電源線寬度為1.2~1.5mm，公共地線盡可能使用大于2~3mm的線寬，這點在微處理器中特別重要，因為地線過細，電流的變化，地電位的變動，微處理器定時信號的電平不穩(wěn)，會使噪聲容限劣化。 ②．導(dǎo)線間距： 導(dǎo)線間距由板材的絕緣電阻、耐電壓、和導(dǎo)線的加工工藝決定。電壓越高，導(dǎo)線間距應(yīng)加大。一般FR4板材的絕緣電阻>1010Ω/mm，好的板材>1012Ω/mm。耐電壓> 1000V/mm，實際上可達到1300V/mm。 還要考慮工藝性：由于導(dǎo)線加工有毛刺，所以，毛刺的最大寬度不得超過導(dǎo)線間距的20％。例如兩導(dǎo)線間5000V電壓，相距3mm，設(shè)計不合理?！　? ③．走線方式： 同一層上的信號線改變方向時，應(yīng)走斜線，拐角處盡量避免銳角，在銳角處由于應(yīng)力大會產(chǎn)生翹起。 ④．內(nèi)層地線設(shè)計 在保證負載電流滿足要求的情況下，內(nèi)層地線設(shè)計成網(wǎng)狀，使層與層間的結(jié)合是樹脂與樹脂間的結(jié)合，可以增加層間結(jié)合力。若不設(shè)計成網(wǎng)狀時，層與層間的結(jié)合是金屬與樹脂的結(jié)合，通電時，地線發(fā)熱，層間容易分離。線寬在1~2mm不需要網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，線寬在5mm以上必須采用網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。表面也可以設(shè)計成網(wǎng)格狀，防止阻焊層的脫離。　　 ⑤．地線靠邊布置，以便散熱?；虿捎媒饘傩景?。 ⑥．盡可能避免在窄間距元件焊盤之間穿越導(dǎo)線，確實需要的應(yīng)采用阻焊膜對其加以覆蓋。　　 ⑦．電路設(shè)計布線要求 (a)高頻要注意屏蔽，在布線結(jié)構(gòu)設(shè)計上進行變化。如兩根高頻信號線，中間加一根地線； (b)電源線和地線盡可能靠近，兩電源線之間、兩地線之間盡可能寬。（如圖3.16所示） 圖A 差的布局，高自感，沒有相鄰信號回路，導(dǎo)致干擾； 圖B 較好布局，降低電源功率發(fā)送，邏輯回路阻抗，導(dǎo)體干擾和板的輻射。 圖C 最好布局，減少更多的電磁兼容問題。 （c）高頻信號多采用多層板，電源層、地線層和信號層分開，減少電源、地、信號之間的干擾，大面積的電源層和大面積的地層相鄰，這樣電源和地之間形成電容，起濾波作用。用地線做屏蔽，信號線在外層，電源層、地層在里層；多層板走線要求相鄰兩層線條盡量垂直、走斜線、交叉布線、曲線，但不能平行，避免在高頻時基板間的耦合和干擾。在高頻高速電路中，如果布線太密，容易發(fā)生自激。 （d）最短走線原則：特別對小信號電路，線越短電阻越小，干擾越小。元件之間的走線必須最短。 （e）在同一面減少平行走線的長度，當長度大于150mm時，絕緣電阻明顯下降，高頻時易串繞 圖3.17 （2）元器件整體布局設(shè)置 ①PCB上元器件分布應(yīng)盡可能均勻，大質(zhì)量器件再流焊時熱容量較大，過于集中容易造成局部溫度低而導(dǎo)致虛焊；同時布局均勻也有利于重心平衡，在震動沖擊實驗中，不容易出現(xiàn)元件、金屬化孔和焊盤被拉壞的現(xiàn)象。 ②元器件在PCB上的方向排列，同類元器件盡可能按相同的方向排列，特征方向應(yīng)一致，便于元器件的貼裝、焊接和檢測。如電解電容器極性、二極管的正極、三極管的單引腳端、集成電路的第一腳等。所有元件編（位）號的印刷方位相同。 ③大型器件的四周要留一定的維修空隙（留出SMD返修設(shè)備加熱頭能夠進行操作的尺寸）； ④發(fā)熱元件應(yīng)盡可能遠離其他元器件，一般置于邊角、機箱內(nèi)通風位置。發(fā)熱元件應(yīng)該用其引線或其他支撐物作支撐（如可加散熱片），使發(fā)熱元件與電路板表面保持一定距離，最小距離為2mm。一般用其引線或其他支撐物作支撐，如散熱片等。發(fā)熱元件在多層板中將發(fā)熱元件體與PCB連接，設(shè)計時做金屬焊盤，加工時用焊錫連接，使熱量通過PCB散熱。 ⑤對于溫度敏感的元器件要遠離發(fā)熱元件。例如三極管、集成電路、電解電容和有些塑殼元件等應(yīng)盡可能遠離橋堆、大功率器件、散熱器和大功率電阻。 ⑥對于需要調(diào)節(jié)或經(jīng)常更換的元件和零部件，如電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動開關(guān)、保險管、按鍵、插拔器等元件的布局，應(yīng)考慮整機的結(jié)構(gòu)要求，置于便于調(diào)節(jié)和更換的位置。若是機內(nèi)調(diào)節(jié)，應(yīng)放在印制板上方便于調(diào)節(jié)的地方；若是機外調(diào)節(jié)，其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機箱面板上的位置相適應(yīng)，防止三位空間和二位空間發(fā)生沖突。如紐子開關(guān)的面板開口和PCB上開關(guān)孔的位置應(yīng)當相匹配。 ⑦接線端子、插拔件附近、長串端子的中央以及經(jīng)常受力作用的部位設(shè)置固定孔，并且固定孔周圍應(yīng)留有相應(yīng)的空間。防止因受熱膨脹而變形。如長串端子熱膨脹比PCB還嚴重，波峰焊時發(fā)生翹起現(xiàn)象。 ⑧對于一些體（面）積公差大、精度低，需二次加工的元件、零部件（如變壓器、電解電容、壓敏電阻、橋堆、散熱器等）與其他元器件之間的間隔在原設(shè)定的基礎(chǔ)上再增加一定的富裕量，建議電解電容、壓敏電阻、橋堆、滌綸電容等增加富裕量不小于1mm，變壓器、散熱器和超過5W（含5W）的電阻不小于3mm。 ⑨貴重元器件不要布放在PCB的角、邊緣、或靠近接插件、安裝孔、槽、拼板的切割、豁口和拐角等處，以上這些位置是印制板的高應(yīng)力區(qū)，容易造成焊點和元器件的開裂或裂紋。 ⑩元件布局要滿足再流焊、波峰焊的工藝要求以及間距要求 單面混裝時,應(yīng)把貼裝和插裝元器件布放在A面； 采用雙面再流焊的混裝時，應(yīng)把大的貼裝和插裝元器件布放在A面 采用A面再流焊，B面波峰焊時，應(yīng)把大的貼裝和插裝元器件布放在A面(再流焊面)，適合于波峰焊的矩形、圓柱形、SOT和較小的SOP（引腳數(shù)小于28，引腳間距1mm以上）布放在B面（波峰焊接面)。如需在B面安放QFP元件，應(yīng)按45方向放置。 （3）電路設(shè)計布局要求 ①元件布局對PCB的性能有很大的影響，電路上設(shè)計一般大電路分成各單元電路，并按照電路信號流向安排各單元電路的位置，避免輸入輸出，高低電平部分交叉。流向要有一定規(guī)律，并盡可能保持一致的方向，出現(xiàn)故障容易查找。如高、中、低頻分開。 ②以每個單元電路的核心元件為中心，圍繞它來進行布局。盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。數(shù)字、模擬器件分開，盡量遠離等。 ③去藕電容盡量靠近器件VCC，走線時盡量與VCC直接相連。 ④同功能的線路集中在一起，并印下方框。 ⑤高、低壓之間的隔離：PCB上有高、低壓電路的同時，高、低壓的元器件要分開放置，隔離距離與板材承受的耐壓有關(guān)，國家標準FR4的PCB板材的耐壓為1000V/mm。設(shè)計時留有余量，如承受3000V耐壓，高低壓線路之間的距離在3.5mm以上。許多情況下，為了避免爬電，還在PCB上高低壓之間開槽。 （4）工藝要求 ①PCB尺寸范圍 從生產(chǎn)角度考慮，理想的尺寸范圍是“寬（200mm~250mm）(250mm~350mm)”.對PCB長邊尺寸小于125mm、或短邊小于100mm的PCB，采用拼板的方式，使之轉(zhuǎn)換為符合生產(chǎn)要求的理想尺寸。 ②外形 對波峰焊來說，PCB的外形最好是矩形，因為這樣的形狀傳送比較平穩(wěn)。對純SMT板來說，允許有缺口，但缺口的尺寸須小于所在邊長度的1/3，應(yīng)該確保PCB在鏈條上傳送平穩(wěn)。 ③傳送方向的選擇 從減小焊接時PCB的變形，對不作拼版的PCB，一般將其長邊方向作為傳送方向；對于拼版也應(yīng)該將長邊作為傳送方向。對于短邊與長邊之比大于80﹪的PCB，可以用短邊傳送。 ④傳送邊 作為PCB的傳送邊的兩邊應(yīng)分別留出≥3.5mm的寬度，傳送邊正反面在離邊3.5mm的范圍內(nèi)不能有任何元器件或焊點。 ⑤光學定位符號（又稱MARK點） 在有貼片元器件的PCB上，必須在板的四角部位選設(shè)3個光學定位基準符號，以對PCB整板定位。對于拼版，每塊小板上對角處至少有兩個。對于引腳中心距≤0.5mm的QFP以及中心距≤0.8mm的BGA等器件，應(yīng)在通過該元件中心點對角線附近的對角設(shè)置光學定位基準符號。如果是雙面都有貼片元器件，則每一面都應(yīng)該有光學定位基準符號。 光學定位基準符號一般設(shè)在其中心離邊5mm以上的位置。 光學定位基準符號設(shè)計成Ф1mm的圓形圖形，一般為PCB上覆銅箔腐蝕圖形。考慮到材料顏色與環(huán)境的反差，留出比光學定位基準符號大1mm的無足焊區(qū)，也不允許有任何字符。 ⑥定位孔 每一塊PCB應(yīng)在其角部位設(shè)置至少三個定位孔，以便在線測試和PCB本身加工時進行定位。定位孔都是非金屬化孔。