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在PCB設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮到哪些因素?

發(fā)布時(shí)間 :2016-09-23 10:23 閱讀 : 來(lái)源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCB設(shè)計(jì)部
1、“層(Layer) ”的概念
與字處理或其它許多軟件中為實(shí)現(xiàn)圖、文、色彩等的嵌套與合成而引入的“層”的概念有所同,Protel的“層”不是虛擬的,而是印刷電路板材料本身實(shí)實(shí)在在的各銅箔層?,F(xiàn)今,由于電子線路的元件密集安裝。防干擾和布線等特殊要求,一些較新的電子產(chǎn)品中所用的印刷電路板不僅有上下兩面供走線,在板的中間還設(shè)有能被特殊加工的夾層銅箔,例如,現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)主板所用的PCB材料多在4層以上。這些層因加工相對(duì)較難而大多用于設(shè)置走線較為簡(jiǎn)單的電源布線層(如軟件中的Ground Dever和Power Dever),并常用大面積填充的辦法來(lái)布線(如軟件中的ExternaI P1a11e和Fill)。上下位置的表面層與中間各層需要連通的地方用軟件中提到的所謂“過(guò)孔(Via)”來(lái)溝通。有了以上解釋?zhuān)筒浑y理解“多層焊盤(pán)”和“布線層設(shè)置”的有關(guān)概念了。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,不少人布線完成,到打印出來(lái)時(shí)方才發(fā)現(xiàn)很多連線的終端都沒(méi)有焊盤(pán),其實(shí)這是自己添加器件庫(kù)時(shí)忽略了“層”的概念,沒(méi)把自己繪制封裝的焊盤(pán)特性定義為”多層(Mulii一Layer)的緣故。要提醒的是,一旦選定了所用PCB的層數(shù),務(wù)必關(guān)閉那些未被使用的層,免得惹事生非走彎路。
 
2、過(guò)孔(Via) 
為連通各層之間的線路,在各層需要連通的導(dǎo)線的文匯處鉆上一個(gè)公共孔,這就是過(guò)孔。工藝上在過(guò)孔的孔壁圓柱面上用化學(xué)沉積的方法鍍上一層金屬,用以連通中間各層需要連通的銅箔,而過(guò)孔的上下兩面做成普通的焊盤(pán)形狀,可直接與上下兩面的線路相通,也可不連。一般而言,PCB設(shè)計(jì)線路時(shí)對(duì)過(guò)孔的處理有以下原則:(1)盡量少用過(guò)孔,一旦選用了過(guò)孔,務(wù)必處理好它與周邊各實(shí)體的間隙,特別是容易被忽視的中間各層與過(guò)孔不相連的線與過(guò)孔的間隙,如果是自動(dòng)布線,可在“過(guò)孔數(shù)量最小化” ( Via Minimiz8tion)子菜單里選擇“on”項(xiàng)來(lái)自動(dòng)解決。
(2)需要的載流量越大,所需的過(guò)孔尺寸越大,如電源層和地層與其它層聯(lián)接所用的過(guò)孔就要大一些。
 
3、絲印層(Overlay)
為方便電路的安裝和維修等,在印刷電路板的上下兩表面印刷上所需要的標(biāo)志圖案和文字代號(hào)等,例如元件標(biāo)號(hào)和標(biāo)稱(chēng)值、元件外廓形狀和廠家標(biāo)志、生產(chǎn)日期等等。不少初學(xué)者PCB設(shè)計(jì)絲印層的有關(guān)內(nèi)容時(shí),只注意文字符號(hào)放置得整齊美觀,忽略了實(shí)際制出的PCB效果。他們PCB設(shè)計(jì)的PCB上,字符不是被元件擋住就是侵入了助焊區(qū)域被抹賒,還有的把元件標(biāo)號(hào)打在相鄰元件上,如此種種的PCB設(shè)計(jì)都將會(huì)給裝配和維修帶來(lái)很大不便。正確的絲印層字符布置原則是:”不出歧義,見(jiàn)縫插針,美觀大方”。
 
4、SMD的特殊性
Protel封裝庫(kù)內(nèi)有大量SMD封裝,即表面焊裝器件。這類(lèi)器件除體積小巧之外的最大特點(diǎn)是單面分布元引腳孔。因此,選用這類(lèi)器件要定義好器件所在面,以免“丟失引腳(Missing Plns)”。另外,這類(lèi)元件的有關(guān)文字標(biāo)注只能隨元件所在面放置。
 
5、網(wǎng)格狀填充區(qū)(External Plane )和填充區(qū)(Fill)
正如兩者的名字那樣,網(wǎng)絡(luò)狀填充區(qū)是把大面積的銅箔處理成網(wǎng)狀的,填充區(qū)僅是完整保留銅箔。初學(xué)者PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中在計(jì)算機(jī)上往往看不到二者的區(qū)別,實(shí)質(zhì)上,只要你把圖面放大后就一目了然了。正是由于平常不容易看出二者的區(qū)別,所以使用時(shí)更不注意對(duì)二者的區(qū)分,要強(qiáng)調(diào)的是,前者在電路特性上有較強(qiáng)的抑制高頻干擾的作用,適用于需做大面積填充的地方,特別是把某些區(qū)域當(dāng)做屏蔽區(qū)、分割區(qū)或大電流的電源線時(shí)尤為合適。后者多用于一般的線端部或轉(zhuǎn)折區(qū)等需要小面積填充的地方。
 
6、焊盤(pán)( Pad)
焊盤(pán)是PCB設(shè)計(jì)中最常接觸也是最重要的概念,但初學(xué)者卻容易忽視它的選擇和修正,在PCB設(shè)計(jì)中千篇一律地使用圓形焊盤(pán)。選擇元件的焊盤(pán)類(lèi)型要綜合考慮該元件的形狀、大小、布置形式、振動(dòng)和受熱情況、受力方向等因素。Protel在封裝庫(kù)中給出了一系列不同大小和形狀的焊盤(pán),如圓、方、八角、圓方和定位用焊盤(pán)等,但有時(shí)這還不夠用,需要自己編輯。例如,對(duì)發(fā)熱且受力較大、電流較大的焊盤(pán),可自行PCB設(shè)計(jì)成“淚滴狀”,在大家熟悉的彩電PCB的行輸出變壓器引腳焊盤(pán)的PCB設(shè)計(jì)中,不少?gòu)S家正是采用的這種形式。一般而言,自行編輯焊盤(pán)時(shí)除了以上所講的以外,還要考慮以下原則:
(1)形狀上長(zhǎng)短不一致時(shí)要考慮連線寬度與焊盤(pán)特定邊長(zhǎng)的大小差異不能過(guò)大;
(2)需要在元件引角之間走線時(shí)選用長(zhǎng)短不對(duì)稱(chēng)的焊盤(pán)往往事半功倍;
(3)各元件焊盤(pán)孔的大小要按元件引腳粗細(xì)分別編輯確定,原則是孔的尺寸比引腳直徑大0.2- 0.4毫米。


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