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PCB板基础知识
一、PCB板的元素
1、工作层面
对于印制电路板来说,工作层面可以分为6大类,
信号层(signal layer)
内部电源/接地层(internal plane layer)
机械层(mechanical layer) 主要用来放置物理边界和放置尺寸标注等信息,起到相应的提示作用。EDA软件可以提供16层的机械层。
防护层(mask layer) 包括锡膏层和阻焊层两大类。锡膏层主要用于将表面贴元器件粘贴在PCB上,阻焊层用于防止焊锡镀在不应该焊接的地方。
丝印层(silkscreen layer) 在PCB板的TOP和BOTTOM层表面绘制元器件的外观轮廓和放置字符串等。例如元器件的标识、标称值等以及放置厂家标志,生产日期等。同时也是印制电路板上用来焊接元器件位置的依据,作用是使PCB板具有可读性,便于电路的安装和维修。
其他工作层(other layer) 禁止布线层 Keep Out Layer
钻孔导引层 drill guide layer
钻孔图层 drill drawing layer
复合层 multi-layer
2、元器件封装
是实际元器件焊接到PCB板时的焊接位置与焊接形状,包括了实际元器件的外形尺寸,所占空间位置,各管脚之间的间距等。
元器件封装是一个空间的功能,对于不同的元器件可以有相同的封装,同样相同功能的元器件可以有不同的封装。因此在制作PCB板时必须同时知道元器件的名称和封装形式。
(1) 元器件封装分类
通孔式元器件封装(THT,through hole technology)
表面贴元件封装(SMT Surface mounted technology )
另一种常用的分类方法是从封装外形分类: SIP单列直插封装
DIP双列直插封装
塑料引线芯片载体封装
PQFP塑料四方扁平封装
SOP 小尺寸封装
TSOP薄型小尺寸封装
PPGA 塑料针状栅格阵列封装
PBGA 塑料球栅阵列封装
CSP 芯片级封装
(2) 元器件封装编号
编号原则:元器件类型+引脚距离(或引脚数)+元器件外形尺寸
例如 AXIAL- DIP14 -15 等。
(3、铜膜导线是指PCB上各个元器件上起电气导通作用的连线,它是PCB设计中最重要的部分。对于印制电路板的铜膜导线来说,导线宽度和导线间距是衡量铜膜导线的重要指标,这两个方面的尺寸是否合理将直接影响元器件之间能否实现电路的正确连接关系。
印制电路板走线的原则:
◆走线长度:尽量走短线,特别对小信号电路来讲,线越短电阻越小,干扰越小。
◆走线形状:同一层上的信号线改变方向时应该走135°的斜线或弧形,避免90°的拐角。
◆走线宽度和走线间距:在PCB设计中,网络性质相同的印制板线条的宽度要求尽量一致,这样有利于阻抗匹配。
走线宽度通常信号线宽为: ~,(10mil)
~ 在条件允许的范围内,尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线
焊盘、线、过孔的间距要求
PAD and VIA : ≥ (12mil)
PAD and PAD : ≥ (12mil)
PAD and TRACK : ≥ (12mil)
TRACK and TRACK : ≥ (12mil)
密度较高时:
PAD and VIA : ≥ (10mil)
PAD and PAD : ≥ (10mil)
PAD and TRACK : ≥ (10mil)
TRACK and TRACK : ≥ (10mil)
4、焊盘和过孔
引脚的钻孔直径=引脚直径+(10~30mil)
引脚的焊盘直径=钻孔直径+18mil
PCB布局原则
1、根据结构图设置板框尺寸,按结构要素布置安装孔、接插件等需要定位的器件,并给这些器件赋予不可移动属性。按工艺设计规范的要求进行尺寸标注。
2. 根据结构图和生产加工时所须的夹持边设置印制板的禁止布线区、禁止布局区域。根据某些元件的特殊要求,设置禁止布线区。
3. 综合考虑PCB性能和加工的效率选择加工流程。
加工工艺的优选顺序为:元件面单面贴装——元件面贴、插混装(元件面插装焊接面贴装一次波峰成型)——双面贴装——元件面贴插混装、焊接面贴装。
4、布局操作的基本原则
A. 遵照“先大后小,先难后易”的布置原则,即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局.
B. 布局中应参考原理框图,根据单板的主信号流向规律安排主要元器件.
C. 布局应尽量满