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關於PCB佈局佈線,華秋一文告訴你

由 華秋電子 發表于 攝影2023-01-05
簡介三、元器件到板邊的距離如果是上機焊接的話,那電子元件一般與板邊距離為7mm(不同焊接廠家不同要求),但是也可以在PCB製作的時候新增工藝邊,這樣可以將電子元件放在PCB板邊,只要方便佈線就可以

pcb什麼時候用底層佈線

關於PCB佈局佈線的問題,今天我們不講訊號完整性分析(SI)、電磁相容性分析(EMC)、電源完整性分析(PI)。

只講可製造性分析(DFM)

,可製造性設計不合理同樣會導致產品設計失敗。

PCB佈局中成功的DFM始於設定的設計規則以考慮重要的DFM約束。下面顯示的DFM規則反映了大多數製造商可以找到的一些當代設計能力。確保在PCB設計規則中設定的限制不違反這些限制,以便可以確保符合大多數標準設計限制。

PCB佈線的DFM問題依賴於良好的PCB佈局,佈線規則可以預先設定,包括走線的彎曲次數、導通孔的數目、步進的數目等。一般先進行探索式佈線, 快速地把短線連通,然後進行迷宮式佈線,先把要布的連線進行全域性的佈線路徑最佳化,並試著重新再佈線,以改進總體效果及DFM可製造性問題。

01

PCB佈局的DFM

一、SMT器件

器件佈局間距符合裝配要求,一般表面貼裝器件大於20mil、IC類大於80mil、BGA類大於200mi。佈局時器件間距滿足裝配要求,才能提升生產工藝的品質良率。

器件引腳SMD焊盤間距,一般需大於6mil,阻焊橋的製成能力是4mil,如果SMD焊盤間距小於6mil,阻焊開窗的間距小於4mil,阻焊橋無法保留,導致組裝過程中出現大塊焊料(尤其是引腳之間),進而導致短路。

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二、DIP器件

過波峰焊加工的器件pin間距、器件方向、器件間距等都需考慮到波峰焊加工的要求。器件引腳間距不足,會導致焊接連錫,進而導致短路。

很多設計師會盡可能減少直插器件(THT)的使用,或者將直插器件放在板子的同一面。然而,直插器件經常不可避免。在組合的情況下,如果將直插器件放在頂層,貼片器件放在底層,在某些情況下,將影響單面的波峰焊。這時,就要使用更昂貴的焊接工藝,比如選擇性焊接。

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三、元器件到板邊的距離

如果是上機焊接的話,那電子元件一般與板邊距離為7mm(不同焊接廠家不同要求),但是也可以在PCB製作的時候新增工藝邊,這樣可以將電子元件放在PCB板邊,只要方便佈線就可以。

但是板邊的器件過機焊接時,可能會碰到機器的導軌,撞壞元器件。板邊的器件焊盤在製造工程中會被切除,如果焊盤比較小的話會影響焊接質量。

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四、高/矮器件的距離

電子元器件種類繁多,外形各不同,引出線也多種多樣,所以印製板的組裝方法也就有差異,良好的佈局不但能使機器效能穩定、防震、減少損壞, 而且還能得到機內整齊美觀的效果。

在高器件的周圍,矮小器件需保留一定距離。器件距離與器件高比小,存在熱風波不均,可能造成焊接不良或焊接後無法返修風險。

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五、器件與器件的間距

一般smt加工中貼片時要考慮到機器貼裝時存在一定的誤差,並考慮到便於維修和目視外觀檢驗,相鄰兩元器件體不能太近,要留有一定的安全距離。

片狀元器件之間,SOT之間,SOIC與片狀元器件之間間距為1。25mm。片狀元器件之間,SOT之間,SOIC與片狀元器件之間間距為1。25mm。PLCC與片狀元器件、SOIC、QFP之間為2。5mm。PLCC之間為4mm。設計PLCC插座時,應注意留出PLCC插座的尺寸(PLCC的引腳在插座的底部內側)。

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02.

PCB佈線的DFM:

一、線寬/線距

對於設計師來說,我們在設計的過程中不能只考慮設計出來的精度以及完美要求,還有很大一個制約條件就是生產工藝的問題。板廠不可能為了一個優秀的產品的誕生,重新打造一條生產線。

一般正常情況下線寬線距控制到 4/4mil ,過孔選擇 8mil(0。2mm), 基本80%以上PCB生產廠商都能生產,生產的成本最低。線寬線距最小控制到 3/3mil,過孔選擇 6mil(0。15mm),基本70%以上 PCB生產廠商都能生產,但是價格比第一種情況稍貴,不會貴太多。

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二、銳角/直角

銳角走線一般佈線時禁止出現,直角走線一般是PCB佈線中要求儘量避免的情況,也幾乎成為衡量佈線好壞的標準之一。因影響訊號的完整性,直角佈線會產生額外的寄生電容和寄生電感。

在PCB製版過程中,PCB導線相交形成銳角處,會造成一種叫酸角的問題,在pcb線路蝕刻環節,在“酸角”處會造成pcb線路腐蝕過度,帶來pcb線路虛斷的問題。因此,PCB工程師需要避免走線出現銳角或奇怪的角度,走線拐彎處應保持45度角。

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三、銅條/孤島

如果是足夠大的孤島銅皮,它會成為天線,這可能會在電路板內引起噪聲和其他干擾(因為它的銅沒有接地——它將成為訊號收集器)。

銅條和孤島是許多平面層上自由浮動的銅,這可能會在酸槽中導致一些嚴重的問題。眾所周知,細小的銅斑會從PCB面板上脫落下來,併到達面板上的其他蝕刻區,從而造成短路。

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四、鑽孔的孔環

孔環是指鑽孔周圍的一圈銅,由於製造過程中的公差,在鑽孔、蝕刻、鍍銅後,鑽孔周圍的剩餘銅環,鑽頭並不總是能完美地擊中焊盤的中心點,因此可能導致孔環破裂。

過孔的孔環需單邊大於3。5mil,外掛孔環大於6mil。孔環過小在生產製造過程中,鑽孔有公差,線路對位也有公差,公差的偏移會導致孔環破了開路。

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五、佈線的淚滴

PCB佈線新增淚滴可以讓電路在PCB板上的連線更加穩固,可靠性高,這樣做出來的系統才會更穩定,所以在電路板中新增淚滴是很有必要的。

新增淚滴可避免電路板受到巨大外力的衝撞時,導線與焊盤或者導線與導孔的接觸點斷開。新增淚滴焊接時,可以保護焊盤,避免多次焊接使焊盤脫落,生產時可以避免蝕刻不均,過孔偏位出現的裂縫等。

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DFM檢測佈局佈線

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華秋DFM可製造性分析軟體,根據生產的工藝引數對設計的PCB板進行可製造性分析,PCB裸板的分析項開發了19大項,52細項檢查規則,PCBA組裝的分析項開發了10大項,234細項檢查規則。基本可涵蓋所有可能發生的製造性問題,能幫助設計工程師在生產前檢查出可製造性問題。