一、 PCB闆的元素
1、 工作層面
對于印制電路闆來說,工作層面可以分為6大類,
信号層 (signal layer)
内部電源/接地層 (internal plane layer)
機械層(mechanical layer)
主要用來放置實體邊界和放置尺寸标注等資訊,起到相應的提示作用。EDA軟體可以提供16層的機械層。
防護層(mask layer)
包括錫膏層和阻焊層兩大類。錫膏層主要用于将表面貼元器件粘貼在PCB上,阻焊層用于防止焊錫鍍在不應該焊接的地方。
絲印層(silkscreen layer)
在PCB闆的TOP和BOTTOM層表面繪制元器件的外觀輪廓和放置字元串等。例如元器件的辨別、标稱值等以及放置廠家标志,生産日期等。同時也是印制電路闆上用來焊接元器件位置的依據,作用是使PCB闆具有可讀性,便于電路的安裝和維修。
其他工作層(other layer)
禁止布線層 Keep Out Layer
鑽孔導引層 drill guide layer
鑽孔圖層 drill drawing layer
複合層 multi-layer
內建電路類
SIP單列直插封裝
DIP雙列直插封裝
PLCC塑膠引線晶片載體封裝
PQFP塑膠四方扁平封裝
SOP 小尺寸封裝
TSOP薄型小尺寸封裝
PPGA 塑膠針狀栅格陣列封裝
PBGA 塑膠球栅陣列封裝
CSP 晶片級封裝
銅膜導線 是指PCB上各個元器件上起電氣導通作用的連線,它是PCB設計中最重要的部分。對于印制電路闆的銅膜導線來說,導線寬度和導線間距是衡量銅膜導線的重要名額,這兩個方面的尺寸是否合理将直接影響元器件之間能否實作電路的正确連接配接關系。
印制電路闆走線的原則:
◆走線長度:盡量走短線,特别對小信号電路來講,線越短電阻越小,幹擾越小。
◆走線形狀:同一層上的信号線改變方向時應該走135°的斜線或弧形,避免90°的拐角。
◆走線寬度和走線間距:在PCB設計中,網絡性質相同的印制闆線條的寬度要求盡量一緻,這樣有利于阻抗比對。
走線寬度 通常信号線寬為: 0.2~0.3mm,(10mil)
電源線一般為1.2~2.5mm 在條件允許的範圍内,盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬,它們的關系是:地線>電源線>信号線
二,PCB布局原則
1、 根據結構圖設定闆框尺寸,按結構要素布置安裝孔、接插件等需要定位的器件,并給這些器件賦予不可移動屬性。 按工藝設計規範的要求進行尺寸标注。
2. 根據結構圖和生産加工時所須的夾持邊設定印制闆的禁止布線區、禁止布局區域。根據某些元件的特殊要求,設定禁止布線區。
3. 綜合考慮PCB性能和加工的效率選擇加工流程。
加工工藝的優選順序為:元件面單面貼裝——元件面貼、插混裝(元件面插裝焊接面貼裝一次波峰成型)——雙面貼裝——元件面貼插混裝、焊接面貼裝。
4、布局操作的基本原則
A. 遵照“先大後小,先難後易”的布置原則,即重要的單元電路、核心元器件應當優先布局.
B. 布局中應參考原理框圖,根據單闆的主信号流向規律安排主要元器件.
C. 布局應盡量滿足以下要求:總的連線盡可能短,關鍵信号線最短;高電壓、大電流信号與小電流,低電壓的弱信号完全分開;模拟信号與數字信号分開;高頻信号與低頻信号分開;高頻元器件的間隔要充分.
D. 相同結構電路部分,盡可能采用“對稱式”标準布局;
E. 按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的标準優化布局;
F. 器件布局栅格的設定,一般IC器件布局時,栅格應為50--100 mil,小型表面安裝器件,如表面貼裝元件布局時,栅格設定應不少于25mil。
G. 如有特殊布局要求,應雙方溝通後确定。
5. 同類型插裝元器件在X或Y方向上應朝一個方向放置。同一種類型的有極性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一緻,便于生産和檢驗。
6. 發熱元件要一般應均勻分布,以利于單闆和整機的散熱,除溫度檢測元件以外的溫度敏感器件應遠離發熱量大的元器件。
7. 元器件的排列要便于調試和維修,亦即小元件周圍不能放置大元件、需調試的元、器件周圍要有足夠的空間。
8. 需用波峰焊工藝生産的單闆,其緊固件安裝孔和定位孔都應為非金屬化孔。當安裝孔需要接地時, 應采用分布接地小孔的方式與地平面連接配接。
9. 焊接面的貼裝元件采用波峰焊接生産工藝時,阻、容件軸向要與波峰焊傳送方向垂直, 阻排及SOP(PIN間距大于等于1.27mm)元器件軸向與傳送方向平行;PIN間距小于1.27mm(50mil)的IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免用波峰焊焊接。
10. BGA與相鄰元件的距離>5mm。其它貼片元件互相間的距離>0.7mm;貼裝元件焊盤的外側與相鄰插裝元件的外側距離大于2mm;有壓接件的PCB,壓接的接插件周圍5mm内不能有插裝元、器件,在焊接面其周圍5mm内也不能有貼裝元、器件。
11. IC去耦電容的布局要盡量靠近IC的電源管腳,并使之與電源和地之間形成的回路最短。
12. 元件布局時,應适當考慮使用同一種電源的器件盡量放在一起, 以便于将來的電源分隔。
13. 用于阻抗比對目的阻容器件的布局,要根據其屬性合理布置。
串聯比對電阻的布局要靠近該信号的驅動端,距離一般不超過500mil。
比對電阻、電容的布局一定要厘清信号的源端與終端,對于多負載的終端比對一定要在信号的最遠端比對。
14. 布局完成後列印出裝配圖供原理圖設計者檢查器件封裝的正确性,并且确認單闆、背闆和接插件的信号對應關系,經确認無誤後方可開始布線。