一文汇总PCB电路设计的六大原则

陈翠 发表于 2018-05-04 15:50:21 收藏 已收藏
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一文汇总PCB电路设计的六大原则

陈翠 发表于 2018-05-04 15:50:21

  设计PCB时,往往很想使用自动布线。通常,纯数字的电路板(尤其信号电平比较低,电路密度比较小时)采用自动布线是没有问题的。但是,在设计模拟、混合信号或高速电路板时,如果采用布线软件的自动布线工具,可能会出现一些问题,甚至很可能带来严重的电路性能问题。本文主要介绍的是PCB电路设计的六大原则,具体的跟随小编来了解一下。

  原则一、避免过孔via紧挨着SMT焊盘

  如果未盖油塞孔的via,我们在layout时将过孔打的过于靠近SMT器件的焊盘,将会造成SMT器件在过回流焊时,流动的焊锡通过该过孔流到PCB的另一面,造成SMT焊料不足而虚焊等问题。通常建议,via过孔的边缘距离 SMT 焊盘边缘距离在 25mil以上,并且via过孔做盖油处理。

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  原则二: 请勿将比SMT焊盘宽的线直接拉入焊盘

  如果导线比焊盘大,由于SMT 焊盘的开窗区域一般会比pad尺寸外扩一些,这就使得原本SMT的pad开窗露铜部分会往导线上扩展,而SMT的钢网是按照pad的尺寸来开窗的,好绕 O(∩_∩)O~,反正就是说,这样会使得回流焊时pad上的锡膏量稍微不够,会有虚焊的风险。看下边的图你就会明白了:

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  此外,使用比pad等大或者比pad略小的导线,也避免了焊接时热量散失过快的问题。

  原则三: 走线请勿沿着SMT焊盘边缘平行进入焊盘

  当你用小格点布线时(格点《5mil),有可能会沿着SMT 的焊盘边平行将线拉入焊盘,并且走线与焊盘的间距非常近(《 5mil),请避免这种情况。

  因为这个小U槽会藏腐蚀剂药水,会持续腐蚀清洗后的PCB电路,会造成该走线虚连失效的隐患。

  并且该方式走线入焊盘,如原则二描述的那样,也会使SMT焊盘比原先设计的扩大,造成虚焊隐患。

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  原则四: 避免以锐角走线

  任何情况下都要避免以锐角走线,即使是非高速信号,因为锐角的导线在pcb制板过程中会引起问题,在PCB线路腐蚀加工过程中,锐角的折角处会增强腐蚀性作用,造成该PCB线路腐蚀过度,带来线路开路的问题。

  至于高频高速电路,更是要避免使用锐角,其在折角处线宽严重改变,造成阻抗不连续,引起信号完整性问题。

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  原则五: 元器件放置不要太靠近板边

  PCB在元器件装配焊接阶段,PCB会在各个工艺区间来回传送,如刷完锡膏,传送到贴片机,接着再传输到回流焊机进行焊接,所以我们设计PCB时,板上至少要有一对边留有足够空间上传送带,即工艺边,工艺边的宽度不小于 3mm ,长度需不小于50mm。在工艺边的范围内不能有元器件和引线干涉,否则会影响PCB板的正常传送。如果PCB板的布局无法满足时,可以采用单独增加3mm工艺边或拼板的方法。(注:在设定为工艺边的两侧距板边5mm以内不能放置表贴器件,便于回流焊接)当然,如果你的PCB上的器件都是人工手焊的,不需要过传送带,可以无视,O(∩_∩)O~

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  如果采用拼版,元器件应离V-cut或者邮票孔边保持一定到安全距离,以免在分板时损伤元器件或应力损伤焊盘。

  对于需要机器自动分板的PCB,V-CUT线两面(TOP和BOTTOM面)要求各保留不小于1mm的器件禁布区,以避免在自动分板时损坏器件。

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  同时还需要考虑自动分板机刀片的结构,在离板边禁布区5mm的范围内,不允许布局器件高度高于25mm的器件。

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  采用V-CUT设计时以上两条需要综合考虑,以条件苛刻者为准。保证在V-CUT的过程中不会损伤到元器件,且分板自如。

  如果拼版采用邮票孔连接,则元器件离邮票孔板边100mil以上。

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  原则六: 焊盘阻焊开窗需要统一尺寸

  我们知道,PCB的封装焊盘需要在Soldermask开窗,阻焊开窗的意思就是在焊盘区域不能盖有阻焊绿油,为了保护pcb线路避免氧化及焊接时短路等问题,我们PCB外层一般会盖有阻焊层,常用的阻焊为绿色(当然也有黑色,红色,黄色,蓝色等等),习惯称为盖绿油。

  但是焊盘不能盖绿油,以便上锡进行焊接,为了避免因为工艺公差造成阻焊上焊盘,影响焊盘的焊接性,我们一般设计Soldermask开窗区域比焊盘大一些,一般外扩0.1mm(4mil),当然,你也可以不外扩,让Soldermask开窗区域与焊盘尺寸一样大,而由板厂统一处理。

  这就要求你在制作pcb封装是,Soldermask开窗尺寸要一直,比如都是与焊盘尺寸一样大,或者比焊盘尺寸外扩0.1mm,不能一些外扩0.05mm,一些外扩0.1mm,这样板厂处理起来会比较困难。

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