SMT第3章.ppt

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。 ① 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； ② 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； ③ 对热敏感的元器件，布置时应远离发热量大的元器件； ④ 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设印制导线，布线一般应遵守如下规则： ① 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。 ② 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。 ③ 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。 ④ 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。 ⑤ 电路元件接地、接电源时走线要尽量短、尽量近，以减少内阻。 ⑥ 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。 ⑦ 高速电路的多根I／O线以及差分放大器、平衡放大器等电路的I／O线长度应相等,以避免产生不必要的延迟或相移。 ⑧ 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。 ⑨ 最靠近板的边缘的导线，距离印制板边缘的距离应大于5mm，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。 ⑩ 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18μm以上。通常的设计原则如下： ① 信号线应粗细一致，这样有利于阻抗匹配，一般推荐线宽为0.2～0.3mm（8～12mil），而对于电源地线则走线面积越大越好。 ② 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。 ③ 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： ① 电气性能的要求； ② Tg、CTE、平整度等因素以及孔金属化的能力； ③ 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