资深工程师经验:PCB设计要注意的问题
泪滴,一般的单面板厂家质量不会很好,否则对焊接和RE-WORK都会有问题
◆大面积敷铜要用网格状的,以防止波焊时板子产生气泡和因为热应力作用而弯曲,但在特殊场合下要考虑GND的流向,大小,不能简单的用铜箔填充了事,而是需要去走线
◆元器件和走线不能太靠边放,一般的单面板多为纸质板,受力后容易断裂,如果在边缘连线或放元器件就会受到影响
◆必须考虑生产、调试、维修的方便性
对模拟电路来说处理地的问题是很重要的,地上产生的噪声往往不便预料,可是一旦产生将会带来极大的麻烦,应该未雨绸缎。对于功放电路,极微小的地噪声都会因为后级的放大对音质产生明显的影响;在高精度A/D转换电路中,如果地线上有高频分量存在将会产生一定的温漂,影响放大器的工作。这时可以在板子的4角加退藕电容,一脚和板子上的地连,一脚连到安装孔上去(通过螺钉和机壳连),这样可将此分量虑去,放大器及AD也就稳定了。
另外,电磁兼容问题在目前人们对环保产品倍加关注的情况下显得更加重要了。一般来说电磁信号的来源有3个:信号源,辐射,传输线。晶振是常见的一种高频信号源,在功率谱上晶振的各次谐波能量值会明显高出平均值。可行的做法是控制信号的幅度,晶振外壳接地,对干扰信号进行屏蔽,采用特殊的滤波电路及器件等。
需要特别说明的是蛇形走线,因为应用场合不同其作用也是不同的,在电脑的主板中用在一些时钟信号上,如PCIClk、AGP-Clk,它的作用有两点:1、阻抗匹配2、滤波电感。
对一些重要信号,如INTELHUB架构中的HUBLink,一共13根,频率可达233MHZ,要求必须严格等长,以消除时滞造成的隐患,这时,蛇形走线是唯一的解决办法。
一般来讲,蛇形走线的线距>=2倍的线宽;若在普通PCB板中,除了具有滤波电感的作用外,还可作为收音机天线的电感线圈等等。
5、调整完善
完成布线后,要做的就是对文字、个别元件、走线做些调整以及敷铜(这项工作不宜太早,否则会影响速度,又给布线带来麻烦),同样是为了便于进行生产、调试、维修。 敷铜通常指以大面积的铜箔去填充布线后留下的空白区,可以铺GND的铜箔,也可以铺VCC的铜箔(但这样一旦短路容易烧毁器件,最好接地,除非不得已用来加大电源的导通面积,以承受较大的电流才接VCC)。包地则通常指用两根地线(TRAC)包住一撮有特殊要求的信号线,防止它被别人干扰或干扰别人。
如果用敷铜代替地线一定要注意整个地是否连通,电流大小、流向与有无特殊要求,以确保减少不必要的失误。
6、检查核对网络
有时候会因为误操作或疏忽造成所画的板子的网络关系与原理图不同,这时检察核对是很有必要的。所以画完以后切不可急于交给制版厂家,应该先做核对,后再进行后续工作。
7、使用仿真功能
完成这些工作后,如果时间允许还可以进行软件仿真。特别是高频数字电路,这样可以提前发现一些问题,大大减少以后的调试工作量。
一、SMT-PCB上元器件的布局
1、 当电路板放到回流焊接炉的传送带上时,元器件的长轴应该与设备的传动方向垂直,这样可以防止在焊接过程中出现元器件在板上漂移或 “竖碑”的现象。
2、 PCB 上的元器件要均匀分布,特别要把大功率的器件分散开,避免电路工作时PCB 上局部过热产生应力,影响焊点的可靠性。
3、 双面贴装的元器件,两面上体积较大的器件要错开安装位置,否则在焊接过程中会因为局部热容量增大而影响焊接效果。
4、 在波峰焊接面上不能放置PLCC/QFP 等四边有引脚的器件。
5、 安装在波峰焊接面上的SMT大器件,其长轴要和焊锡波峰流动的方向平行,这样可以减少电极间的焊锡桥接。
6、 波峰焊接面上的大、小SMT元器件不能排成一条直线,要错开位置,这样可以防止焊接时因焊料波峰的 “阴影”效应造成的虚焊和漏焊。
二、SMT-PCB上的焊盘
1、 波峰焊接面上的SMT元器件,其较大元件之焊盘(如三极管、插座等)要适当加大,如SOT23 之焊盘可加长0.8-1mm,这样可以避免因元件的 “阴影效应”而产生的空焊。
2、 焊盘的大小要根据元器件的尺寸确定
,焊盘的宽度等于或略大于元器件的电极的宽度,焊接效果最好。3、 在两个互相连接的元器件之间,要避免采用单个的大焊盘,因为大焊盘上的焊锡将把两元器件接向中间,正确的做法是把两元器件的焊盘分开,在两个焊盘中间用较细的导线连接,如果要求导线通过较大的电流可并联几根导线,导线上覆盖绿油。
4、 SMT 元器件的焊盘上或在其附近不能有通孔,否则在REFLOW过程中,焊盘上的焊锡熔化后会沿着通孔流走,会产生虚焊,少锡,还可能流到板的另一面造成短路。
三. 集成电路的正向
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