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印刷电路板的结构设计

编辑:PCB    来源:未知    发布时间:2019-03-12 22:31    浏览量:
 
 
1.印刷电路板的热设计
 
由于印刷电路板基板的耐温性和导热性相对较低,铜箔的抗剥离强度随着工作温度的升高而降低。印刷电路板的工作温度一般不应超过85℃。
 
当主板结构设计时,其散热主要有以下几种方法:热负荷均匀分布,散热器元件安装,印刷板和组件之间的带状导热带,局部或全局强制风冷。 2。
 
印刷电路板减振缓冲设计
 
印刷电路板是电子产品中的电路元件和器件
 
支撑组件,其在电路元件和设备连接之间提供电气组件。为了提高印刷电路板的抗振性和抗冲击性,应合理分布板上的负荷,以免产生过大的应力。
 
对于大型和重型部件(重量超过15g或超过27cm3),它们尽可能靠近固定端布置,并降低其重心或固定的金属结构部件。 3.印刷电路板的抗电磁干扰是为了最大限度地减少印刷电路板上元件的相互作用和干扰,高频电路和低频电路,高电位和低电位电路的元件不能太靠近。
 
输入和输出组件应尽可能远离,尽量减少高频组件之间的连接,并尽量减少其分布参数和相互之间的电磁干扰。随着高密度细线宽/间距的发展,导线与导线之间的间距越来越小,导线与导线之间的耦合和干扰会带来杂散信号或误差信号,俗称串扰或噪声。这种耦合效应可分为电容耦合和电感耦合。
 
应通过设计或隔离减少或消除由这些耦合效应引起的杂散信号:
 
(1)当信号线与地线交错或地线(层)采用双信号带状线时,相邻的双层信号(2)围绕信号线,以达到良好的隔离效果。线路不应平行放置,并且应相互垂直和倾斜,以减少分布式电容器的产生并防止信号耦合。
 
同时不应该是直角或锐角线,应采用圆弧角度去弧和斜线,尽量减少可能发生的干扰。 (3)减少信号线的长度。
 
目前,在高密度线下缩短信号传输线的最有效方法是采用多层板结构。
 
(4)最高频率信号或最高速数字信号组件应尽可能靠近印刷电路板连接边缘的输入和输出(I / O),以使其传输线布线最短。
 
(5)对于高频信号和高速数字信号元件的引脚,应采用BGA(球栅阵列阵列)型结构,尽量不要使用密集的qfp(方形扁平封装)形式。
 
(6)采用最新的CSP(裸芯片封装)技术。 4。
 
印制电路板板面设计
 
元件应按电气原理图的顺序排列成直线,力求紧凑,缩短印刷电线的长度,获得均匀的装配密度。在确保电性能要求的前提下,部件应平行于或垂直于板表面并平行或垂直于主板边缘。
 
板表面上的分布均匀且整洁。 4。
 
1.1印刷电路板上元件接线的一般原则1。
 
电源线设计
 
根据印刷电路板电流的大小,尽可能增加电源线的宽度,减小回路电阻,同时使电源线,地线方向和数据传输方向相同,这有助于增强抗噪能力。 2。
 
地线设计
 
(1)公共地线应布置在板的最边缘,以便于将印刷板安装在机架上
 
(2)数字和模拟应尽可能分开。(3)印刷电路板上各级电路的地线一般应自封闭,以确保电路各级的接地电流主要是在接地电路的电流水平中循环,降低接地电流耦合水平。 3。
 
西格nal Line Design(1)印刷板边缘布局附近的低频导线将印刷电路板边缘的电源,滤波,控制等低频和直流导线。
 
高频线位于板面中间,可以降低高频线对地线和机箱的电容,也便于地线与机架上的机架连接。
 
(2)高电位导体和低电位导体应尽可能远离最佳布线,以使相邻导体之间的电位差最小。 (3)避免印刷电路板上的长距离平行线应短而直。
 
必要时可以使用交叉布线。
 
(4)在印刷电路板上同时安装模拟电路和数字电路,建议将两个电路的地线完全分开,并将它们的电源系统完全分开。
 
(5)使用适当的插值形式,如使用连接器,连接器和电线拔出等形式。4。
 
1.2印刷电线的尺寸和图形
 
当确定组件的结构布局和布线方案时,有必要具体设计和绘制印刷线的图形。 1。
 
印刷线宽度铜包铜箔的厚度一般为0. 02mm?0。 05毫米。印刷线的最小宽度取决于线的负载流量和允许的温升。
 
印刷电路板的工作温度不应超过85℃,电线长时间加热后,由于浆料强度差,铜箔会脱落。 2。
 
印刷电线的间距导体的最小间距主要取决于最恶劣情况下导体之间的绝缘电阻和击穿电压。一般的导线间距等于导线宽度,但不小于1毫米。对于微型器件,不小于0.4 mm。表面贴装板的间距为0.12~0。 2毫米,甚至是0.08毫米。
 
在具体设计中应考虑以下三个因素:(1)低频和低压电路的线间距取决于焊接过程。
 
使用自动焊接时间距离较大,手动操作不及时。
 
(2)高压电路的导线间距取决于工作电压和基板的电气强度。
 
(3)高频电路主要考虑分布电容对信号的影响。 3.印刷导线的图形组件以两种方式排列在印刷电路板上:不规则排列和规则排列(图4所示)。不规则排列适用于高频电路,可以减小印刷线的长度和分布参数,但不利于自动插入。规则(坐标)排列整齐,排列整齐,自动插入效率高,但引线可能更长。
 
同一印刷电路板上的电线宽度应保持一致,并且地线可以适当加宽。 4。
 
焊接板大面积铜箔,焊盘的中心孔略大于器件引线的直径,但焊盘过大容易形成虚焊。一般焊盘外径d>(d + 1.3)mm,其中D是引脚插孔直径。
 
对于高密度数字电路,焊盘的最小直径是理想的dmin =(d +1.0)㎜。
 
(1)印刷电路板设计步骤和方法已知印刷电路板表面需要容纳电路,
 
(2)印刷电路板的设计条件以及电路中各种元件的型号,规格和主要尺寸。 (3)在布置和布线元件和导线时,明确印刷电路板在整个机器(或延伸部分)中的位置和特殊要求。
 
它的连接形式。 5。
 
印刷电路板的设计步骤和方法(1)选择印制电路板材料,印版电路板材料的厚度和板尺寸选择必须考虑基板的电气和机械性能,还要考虑价格和成本。刚性基材可选择酚醛纸层压板,环氧纸层压板,环氧玻璃布层压板,PTFE玻璃布层压板。
 
前两个板适用于一般要求较低的电子设备,环氧玻璃布层压板适用于具有高工作温度和较高工作频率的电子设备。印刷电路板的厚度由板表面的尺寸和所安装元件的重量决定。板材厚度已经标准化,其尺寸为0.2,0.5,0.7,0.8,1.5,1.6,2.4,3.2,6.4mm等等。刚性板厚度通常为1.5毫米。大电流板厚度2~3 mm。小家电板厚度约为0.5mm。印刷电路板的最佳形状是长宽比为3:2或4:3的矩形。
 
将几块小印刷板(矩形或外形)组合成一个大矩形,进行组装,焊接,然后沿工艺孔切割,可以降低生产成本。 (2)根据电气原理图设计印刷电路板坐标尺寸图,并考虑元件尺寸和布局布线要求,从输入到输出的顺序,用1 mm或2印刷。 5 mm方形坐标表绘制电路板坐标尺寸图。首先,选择典型组件作为布局的基本单元。典型组件是代表要安装在电路板表面上的所有组件的几何尺寸的组件(图4。
 
10),然后估计其他组件的大小等于典型组件的倍数。 (3)根据电气原理图绘制排版线图排版连接图是一条简单的线,表示印刷线的方向和组件的连接设备。
 
在排版线图中应尽量避免导线的交叉,但可以在元件上交叉,因为元件跨度可以通过布线图的布局印刷线,根据元件尺寸的比例, 在方形纸上绘制布局设计草图(一般选择2:1或4:1)。

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