SMT——表面组装技术 第2版 教学课件 ppt 作者 何丽梅 SMT第3章-SMB设计与制造
44页1、第3章 表面组装印制版的设计与制造,通常把在绝缘基材上按预定设计,制成印制线路、印制元件或两者组合而成的导电图形称为印制电路。印制电路的成品板称为印制电路板。一般英文简称为PCB (Printed Circuit Board)。一块完整的印制电路板主要包括以下几个部分:绝缘基板、铜箔、过孔、阻焊层和印字面。 由于SMT用的PCB与通孔插装(THT)用的PCB在设计、材料等方面都有很多差异,为了区别,通常将专用于SMT的PCB称为SMB(Surface Mount Board)。,3.2 表面组装印制板的设计,3.2.1 表面组装印制板设计的基本原则 1.元器件布局 布局是按照电原理图的要求和元器件的外形尺寸,将元器件均匀整齐地布置在PCB上,并能满足整机的机械和电气性能要求。 元器件分布均匀,同一单元电路的元器件应相对集中排列,以便于调试和维修; 有相互连线的元器件应相对靠近排列,以利于提高布线密度和保证走线距离最短; 对热敏感的元器件,布置时应远离发热量大的元器件; 相互可能有电磁干扰的元器件,应采取屏蔽或隔离措施。,2.布线规则 布线是按照电原理图、导线表以及需要的导线宽度与间距布
2、设印制导线,布线一般应遵守如下规则: 在满足使用要求的前提下,布线可简时不繁。选择布线方式的顺序为单层双层多层。 两个连接盘之间的导线布设尽量短,敏感的信号、小信号先走,以减少小信号的延迟与干扰。模拟电路的输入线旁应布设接地线屏蔽;同一层导线的布设应分布均匀;各层上的导电面积要相对均衡,以防板子翘曲。 信号线改变方向应走斜线或圆滑过渡,而且曲率半径大一些好,避免电场集中、信号反射和产生额外的阻抗。, 数字电路与模拟电路在布线上应分隔开,以免互相干扰,如在同一层则应将两种电路的地线系统和电源系统的导线分开布设,不同频率的信号线中间应布设接地线隔开,避免发生串扰。为了测试的方便,设计上应设定必要的断点和测试点。 电路元件接地、接电源时走线要尽量短、尽量近,以减少内阻。 上下层走线应互相垂直,以减少耦合,切忌上下层走线对齐或平行。 高速电路的多根IO线以及差分放大器、平衡放大器等电路的IO线长度应相等,以避免产生不必要的延迟或相移。, 焊盘与较大面积导电区相连接时,应采用长度不小于0.5mm的细导线进行热隔离,细导线宽度不小于0.13mm。 最靠近板的边缘的导线,距离印制板边缘的距离应大于5
3、mm,需要时接地线可以靠近板的边缘。如果印制板加工过程中要插入导轨,则导线距板的边缘至少要大于导轨槽深的距离。 双面板上的公共电源线和接地线,尽量布设在靠近板的边缘,并且分布在板的两面。多层板可在内层设置电源层和地线层,通过金属化孔与各层的电源线和接地线连接,内层大面积的导线和电源线、地线应设计成网状,可提高多层板层间结合力。,3.导线宽度 印制导线的宽度由导线的负载电流、允许的温升和铜箔的附着力决定。一般印制板的导线宽度不小于0.2mm,厚度为18m以上。通常的设计原则如下: 信号线应粗细一致,这样有利于阻抗匹配,一般推荐线宽为0.20.3mm(812mil),而对于电源地线则走线面积越大越好。 在高速电路与微波电路中,导线的宽度和厚度应满足特性阻抗要求。 在大功率电路设计中,还应考虑到电源密度,此时应考虑到线宽与厚度以及线间的绝缘性能。若是内层导体,允许的电流密度约为外层导体的一半。,4.印制导线间距 印制板表层导线间的绝缘电阻是由导线间距、相邻导线平行段的长度、绝缘介质(包括基材和空气)所决定的,在布线空间允许的条件下,应适当加大导线间距。 5.元器件的选择 元器件的选择应充分考
4、虑到PCB实际面积的需要,尽可能选用常规元器件。IC器件应注意引脚形状与脚间距,对元器件的包装形式、端电极尺寸、可焊性、器件的可靠性、温度的承受能力都应考虑到。,6.PCB基材的选用 选择基材应根据PCB的使用条件和机械、电气性能要求来选择;根据印制板结构确定基材的覆铜箔面数(单面、双面或多层板);根据印制板的尺寸、单位面积承载元器件质量,确定基材板的厚度。在选择PCB基材时应考虑到下列因素: 电气性能的要求; Tg、CTE、平整度等因素以及孔金属化的能力; 价格因素。,7.印制板的抗电磁干扰设计 对PCB组装件本身的电磁干扰,在进行PCB布局、布线设计时,应作以下考虑: 可能相互产生影响或干扰的元器件,在布局时应尽量远离或采取屏蔽措施。 不同频率的信号线,不要相互靠近平行布线;对高频信号线,应在其一侧或两侧布设接地线进行屏蔽。 对于高频、高速电路,应尽量设计成双面和多层印制板。双面板的一面布设信号线,另一面可以设计成接地面;多层板中可把易受干扰的信号线布置在地线层或电源层之间。, 晶体管的基极印制线和高频信号线应尽量设计得短,减少信号传输时的电磁干扰或辐射。 不同频率的元器件不共用同
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