印刷电路板设计

印制电路板设计也称印制板排版设计,通常包括设计准备、外形及结构草图设计、设计布局、设计布线、提出加工工艺图及技术要求等过程:

1.设计准备
了解电路工作原理和组成,各功能电路的相互关系及信号流向等内容,对电路工作时可能发热、可能产生干扰等情况心中有数。了解印制板工作环境(是否密封,工作环境温度变化,是否有腐蚀性气体等)及工作机制(连续工作还是断续工作等)。熟悉主要电路参数(最高工作电压,最大电流及工作频率等)。了解主要和部件的型号、外形尺寸、封装,必要时取得样品或产品样本。

2.外形及结构草图设计
(1)对外连接草图,它是根据整机结构和分板要求确定的,一般包括线、地线板外元器件的引线、板与板之间连接线等,绘制草图时应大致确定其位置和排列顺序。若采用接插件引出时,要确定接插件位置和方向。

(2)印制板外形尺寸草图:印制板外形尺寸受各种因素制约,一般在设计时已大致确定,从经济性和工艺性出发,优先考虑矩形。印制板的安装、固定也是必须考虑的内容,印制板与机壳或其他结构件连接的螺孔位置及孔径应明确标出。

3.设计布局
布局就是将电路元器件放在印制板有线区内,布局是否合理不仅影响布线工作,而目对整个电路板的性能也有重要作用。这里对布局要求、原则、布放顺序作一简要介绍。

(1)布局要求:首先要保证电路功能和性能指标。在此基础上满足工艺性,检测、维修方面的要求。同时,适当兼顾美观性,元器件排列整齐疏密得当。

(2)布局原则:

(a)就近原则,相关电路部分应就近安放,避免走远路,绕弯子。

(b)信号流原则,按电路信号流向布放,避免输入输出,高低电平部分交叉。

(c)散热原则,有利于发热元器件散热。

(3)布放顺序。

(a)先大后小,先安放占面积较大的元器件;­先集成后分立;

(b)先主后次,多块时先放置主电路。

(4)布局方法:

(a)实物法。将元器件和部件样品在1:1的草图上排列,寻找最优布局。实际应用中一般是将关键的元器件或部件实物作为布局依据。

(b)模板法。实物摆放不方便或没有实物,可按样本或有关资料制作主要元器件和部件的图样模板,以代替实物进行布局。

(c)经验对比法。根据经验参照可对比的已有印制电路板对新设计布局。

4.设计布线
布线是按照原理图要求将元器件和部件通过印制导线连接成电路。这是印制板设计中的关键步骤,具体布线要把握以下要点:

(1)连接要正确。面对纵横交错的导电图形要保证所有连接正确不是一种容易的事,特别是较复杂的电路、利用CAD手段再加上必要的校对检查可以将失误尽可能的减少。

(2)走线要简捷。除某些兼有印制元件作用的连线外,所有印制板走线都力求简捷,尽可能使走线短、直、平滑。

(3)粗细要适当。电源线(包括地线)和大电流线必须保证足够宽度。特别是地线,在版面允许的条件下尽可能宽一些。

5.提出加工工艺图及技术要求
技术要求包括:(1)外形尺寸及误差;(2)板材,板厚;(3)图纸比例;(4)孔径表及误差;(5)镀层要求;(6)涂层要求(阻焊层、助焊剂)。

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