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电路板设计经验

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  • 2022-07-04
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标签: PCB

PCB

电路板设计经验电路板设计经验电路板设计经验电路板设计经验

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PCB 电路设计规范及要求
板的布局要求
一、印制线路板上的元器件放½的通常顺序:
1、放½与结构有紧密配合的固定½½的元器件,如电源插座、指示灯、开关、连接件之类,
这些器件放½½后用½件的
LOCK
功½将其锁定,½之以后不会被误移动;
2、放½线路上的特殊元件和大的元器件,如发热元件、变压器、IC 等; 3、放½小器件。
二、元器件离板边缘的距离:
1、画定布线区域距 PCB
板边≤1mm 的区域内,以及安装孔周围
1mm
内,禁止布线;
2、可½的话所有的元器件均放½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½½½用,
同时也为了防止由于外½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
½½,在生产时用手掰断即可。
三、高½压之间的隔离:
在许多印制线路板上同时有高压电路和½压电路,
高压电路部分的元器件与½压部分要分隔开
放½,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½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½压之间开½。
四、元件布局基本规则
1. 按电路模块进行布局,实现同一功½的相关电路称为一个模块,电路模块中的元件
应采用就近集中原则,同时数字电路和模拟电路分开;
2.定½孔、标准孔等非安装孔周围 1.27mm 内不得贴装元、器件,螺钉等安装孔周围
3.5mm(对于 M2.5)、4mm(对于 M3)内不得贴装元器件;
3. 卧装电阻、电感(插件)、电解电容等元件的下方避免布过孔,以免波峰焊后过孔
与元件壳½短路;
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4. 元器件的外侧距板边的距离为 5mm;
5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于 2mm;
6. 金属壳½元器件和金属件(屏½盒等)不½与其它元器件相碰,不½紧贴印制线、
焊盘,其间距应大于 2mm。定½孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺
寸大于 3mm;
7. 发热元件不½紧邻导线和热敏元件;高热器件要均衡分布;
8. 电源插座要½量布½在印制板的四周,电源插座与其相连的汇流条接线端应布½在
同侧。特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布½在连接器之间,以利于这些插座、
连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。
电源插座及焊接连接器的布½间距应考虑方便电源插
头的插拔;
9. 其它元器件的布½:
所有 IC 元件单边对½,有极性元件极性标示明确,同一印制板上极性标示不得多于两个方
向,出现两个方向时,两个方向互相垂直;
10、板面布线应疏密得½,½疏密差别太大时应以½状铜箔填充,½格大于 8mil(或
0.2mm);
11、贴片焊盘上不½有通孔,以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间
穿过;
12、贴片单边对½,字符方向一致,封装方向一致;
13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向½量保持一致。
印制线路板的走线要求
一、印制导线的布设应½可½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½响电气性½;½两面板布线时,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;
½为电路的输入及输出用的印制导线应½量避免相邻平行,
以免发生回授,
在这些导线之间最½加接地线。
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二、印制导线的½度:
1、
导线½度应以½满足电气性½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,
½最小不宜小于 0.2mm,在高密度、高精度的印制线路中,导线½度和间距一般可取 0.3mm;
2、导线½度在大电流情况下还要考虑其温升,单面板实验表明,½铜箔厚度为 50μm、导线
½度 1½1.5mm、通过电流 2A 时,温升很小,因此,一般选用 1½1.5mm ½度导线就可½满足设计
要求而不致引起温升;
3、印制导线的公共地线应½可½地粗,可½的话,½用大于 2½3mm 的线条,这点在带有微处
理器的电路中尤为重要,因为½地线过细时,由于流过的电流的变化,地电½变动,微处理器定时
信号的电平不稳,会½噪声容限劣化;
4、在 DIP 封装的 IC 脚间走线,可应用 10-10 与 12-12 原则,即½两脚间通过 2 根线时,焊
盘直径可设为 50mil、线½与线距½为 10mil,½两脚间只通过 1 根线时,焊盘直径可设为 64mil、
线½与线距½为 12mil。
5、电源线½可½的½,不应½于 18mil
信号线½不应½于
12mil;cpu
入出线不应½于
10mil
(或
8mil)
;线间距不½于
10mil;
PCB
设计铜铂厚度、线½和电流关系表
铜厚/35um
线½(mm)
电流(A)
2.5
4.5
2
4
1.5
3.2
1.2
2.7
1
2.2
0.8
2
0.6
1.6
0.5
1.35
0.4
1.1
0.3
0.8
0.2
0.55
0.15
0.2
以上数据均为
10℃下的线路电流承½½值
铜厚/50um
电流(A)
5.1
4.3
3.5
3
2.6
2.4
1.9
1.7
1.35
1.1
0.7
0.5
铜厚/70um
电流(A)
6
5.1
4.2
3.6
3
2.8
2.3
2
1.7
1.3
0.9
0.7
也可以½用经验公式计算:0.15X 线½=电流
A
导线阻抗:0.0005
X
线长/ 线½
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三、印制导线的间距:
相邻导线间距必须½满足电气安全要求,而且为了便于操½和生产,间距也应½量½些。最小
间距至少要½适合承受的电压。
这个电压一般包括工½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½时,信号线的间距可适½地加大,对高、
½电平悬殊的信号线应½可½地短且加大间距。
四、印制导线的屏½与接地:
印制导线的公共地线,
应½量布½在印制线路板的边缘部分。
在印制线路板上应½可½多地保
留铜箔做地线,这样得到的屏½效果,比一长条地线要½,传输线特性和屏½½用将得到改善,另
外起到了减小分布电容的½用。
印制导线的公共地线最½½成环路或½状,
这是因为½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½上的限制产生了接地电½差,从而引起噪
声容限的降½,½做成回路时,接地电½差减小。另外,接地和电源的图½½可½要与数据的流动
方向平行,这是抑制噪声½力增强的秘诀;多层印制线路板可采取其中若干层½屏½层,电源层、
地线层均可视为屏½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。
焊盘要求
一、
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
½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
1.½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,½为 1.5mm
和长
圆½焊盘,此种焊盘在集成电路引脚焊盘中最常见。
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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=0.5½3
直径大于
2mm
的孔:D/d=1.5½2
式中:(D-焊盘直径,d-内孔直径)
有关焊盘的其它注意点:
1、 正常过孔不½于
30mil;
双列直插:焊盘
60mil,孔径 40mil;
1/4W
电阻:
51*55mil(0805
表贴)
;直插时焊盘
62mil,孔径 42mil;
无极电容:
51*55mil(0805
表贴)
;直插时焊盘
50mil,孔径 28mil;
2、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,
3、焊盘的开口:有些器件是在经过波峰焊后补焊的,½由于经过波峰焊后焊盘内孔被锡封½,
½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
½,而且也不会½响正常的焊接。
4、焊盘补泪滴:½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½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。
大面积敷铜要求
印制线路板上的大面积敷铜常用于两种½用,一种是散热,一种用于屏½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½无法排除,热量不易散发,以致产生铜箔
膨胀,脱½现象。因此在½用大面积敷铜时,应将其开窗口设计成½状。
跨接线的½用要求
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½跨接线时,其种类越少越½,
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。
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文档解析

该文档强调了元器件布局的顺序、距离板边缘的最小距离、高低压隔离、电路模块的集中布局等关键点。同时,还介绍了印制导线的布设、宽度、间距、屏蔽与接地等技术细节。焊盘设计、大面积敷铜、跨接线使用、板材与板厚选择等方面也有具体指导。这些规范旨在确保电路设计的可靠性、安全性和经济性,适合电子工程师在实际工作中参考。

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