印制板设计方案与布线.ppt
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1、LOGOClick to edit Master text styles印制板设计方案与布线 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望LOGOClick to edit Master text styles3.1 设计的一般原则设计的一般原则3.2 设计应考虑的因素设计应考虑的因素3.3 CAD设计技术设计技术 第三章第三章印制板设计与布线印制板设计与布线LOGOClick to edit Master text styles3.1 设计的一般原则设计的一般
2、原则v根据电路以及整机的装连要求,用单面即根据电路以及整机的装连要求,用单面即可完成全部互连时应使用可完成全部互连时应使用单面印制电路板单面印制电路板。v在用单面印制电路板不能完成电路的全部在用单面印制电路板不能完成电路的全部互连情况下,必须考虑设计互连情况下,必须考虑设计双面印制电路双面印制电路板板3.1.1 3.1.1 印制电路板的类型印制电路板的类型LOGOClick to edit Master text stylesv在下列情况下,要考虑设计多层印制电路板:在下列情况下,要考虑设计多层印制电路板:(1)(1)用双面印制电路板不能完成电路的全部互连,需用双面印制电路板不能完成电路的全部
3、互连,需要增加较多的跨接导线。要增加较多的跨接导线。(2)(2)要求重量轻、体积小。要求重量轻、体积小。(3)(3)有高速电路。有高速电路。(4)(4)要求高可靠性。要求高可靠性。(5)(5)简化印制电路板布局和照相底图设计。简化印制电路板布局和照相底图设计。LOGOClick to edit Master text stylesv为了满足电子设备某些特殊装连的需要和为了满足电子设备某些特殊装连的需要和减轻重量、提高装连密度,有时要求采用减轻重量、提高装连密度,有时要求采用挠性印制电路挠性印制电路v印制电路板的导线要承受大电流或整块印印制电路板的导线要承受大电流或整块印制板的功耗很大,使其超过
4、允许的工作温制板的功耗很大,使其超过允许的工作温度时,则需设计具度时,则需设计具有金属芯或不凹面散热有金属芯或不凹面散热器的印制电路板器的印制电路板。LOGOClick to edit Master text styles3.12 3.12 坐标网络系统坐标网络系统v在设计印制电路板时,要使用一种共同遵在设计印制电路板时,要使用一种共同遵守的坐标网络系统。按照守的坐标网络系统。按照GB1360GB13607878印印制电路网格制电路网格的规定进行。的规定进行。LOGOClick to edit Master text styles3.1.3 3.1.3 设计放大比例设计放大比例v根据印制电路板
5、尺寸精度的要求,根据印制电路板尺寸精度的要求,照相底照相底图图按按1 1:1 1或或2 2:1 1甚至甚至4 4:1 1的比例制作。印的比例制作。印制电路板的制电路板的布设草图布设草图也按相同的比例绘制。也按相同的比例绘制。v布设草图或照相底图最常用的放大比例是布设草图或照相底图最常用的放大比例是 2 2:1 1,按这个比例布设的精度比较高,操,按这个比例布设的精度比较高,操作比较方便。作比较方便。LOGOClick to edit Master text styles3.1.43.1.4印制电路的生产条件印制电路的生产条件v设计印制电路板应考虑并熟悉生产条件。设计印制电路板应考虑并熟悉生产条
6、件。3.1.53.1.5标准化标准化设计者必须应用并严格遵守标准。设计者必须应用并严格遵守标准。可以应用的标准有可以应用的标准有国际(国际(GBGB)国际电工委会(国际电工委会(IEC TC52IEC TC52)等有关标准等有关标准LOGOClick to edit Master text styles3.1.63.1.6设计印制电路板所需的设计文件设计印制电路板所需的设计文件 2元件表元件表1电路图电路图 3元器件接线表元器件接线表4布设草图布设草图5机械加工图机械加工图LOGOClick to edit Master text styles (a)(b)图图31 布设草图不同孔径大小的导线
7、宽度的示意符号举例布设草图不同孔径大小的导线宽度的示意符号举例(a)孔径(mm);(b)导线宽(mm)LOGOClick to edit Master text styles3.2 设计应考虑的因素设计应考虑的因素v设计印制电路应考虑下列因素,选择合适的设计印制电路应考虑下列因素,选择合适的基材。基材。v(1)(1)所采用的工艺所采用的工艺 v(2)(2)印制电路板的类型印制电路板的类型v(3)(3)电性能电性能v(4)(4)机械性能机械性能v(5)(5)其他性能其他性能3.2.1 3.2.1 基材的选择基材的选择LOGOClick to edit Master text styles3.2.
8、2 3.2.2 表面镀层和表面涂覆层得选择表面镀层和表面涂覆层得选择v1 1)铜铜 要求铜镀层有良好的韧性和较高要求铜镀层有良好的韧性和较高的纯度(的纯度(99.5%99.5%)。)。v2 2)锡铅合金锡铅合金 锡铅合金中的锡含量必须锡铅合金中的锡含量必须在在50507070范围内,锡铅镀层的厚度为范围内,锡铅镀层的厚度为5 515m15m。v3 3)金金 印制电路板焊接面必须电镀纯金。印制电路板焊接面必须电镀纯金。1.1.金属镀层金属镀层LOGOClick to edit Master text stylesv4 4)镀镍再镀金镀镍再镀金 镍的厚度应不低于镍的厚度应不低于5m5m,金的厚度一
9、般不大于,金的厚度一般不大于1m1m,v5 5)其他金属镀层其他金属镀层 镍上镀钯、镍上镀铑、镍上镀钯、镍上镀铑、镍和金上镀佬、镀锡镍和镀钯镍合金等,镍和金上镀佬、镀锡镍和镀钯镍合金等,都可作为印制电路板的电接触镀层。都可作为印制电路板的电接触镀层。LOGOClick to edit Master text styles2.2.非金属涂覆层非金属涂覆层v1 1)阻焊涂覆层阻焊涂覆层 用来防止非锡焊区在锡焊用来防止非锡焊区在锡焊时被润湿或导电图形之间产生乔接的涂覆时被润湿或导电图形之间产生乔接的涂覆层。层。v2 2)可焊性涂覆层可焊性涂覆层 用作保护导电图形的可用作保护导电图形的可焊性的涂覆层。
10、焊性的涂覆层。v3 3)绝缘保护层绝缘保护层 通常用于挠性印制电路。通常用于挠性印制电路。LOGOClick to edit Master text styles3.2.3 3.2.3 机械设计原则机械设计原则v1 1)印制电路板的尺寸和形状要适合于设备的空印制电路板的尺寸和形状要适合于设备的空间要求间要求v2 2)印制电路板相互连接方式由印制电路板的输印制电路板相互连接方式由印制电路板的输入与输出的端子数耐确定。入与输出的端子数耐确定。v3 3)装拆方便,便于测试和维修。装拆方便,便于测试和维修。v4 4)按散热效果不一样按散热效果不一样,必要时采取强制冷却散热必要时采取强制冷却散热措施。措
11、施。v5 5)屏蔽性)屏蔽性1.1.印制电路板的安装在电子设备中的机械设计原则印制电路板的安装在电子设备中的机械设计原则LOGOClick to edit Master text styles3.2.4 3.2.4 印制电路板的结构尺寸印制电路板的结构尺寸v1.1.尺寸尺寸 一般根据元、器件的布局情况,确一般根据元、器件的布局情况,确定印制电路板的最佳开关的尺寸定印制电路板的最佳开关的尺寸v2.2.厚度厚度 印制电路板的厚度取决于所选用基印制电路板的厚度取决于所选用基材的厚度。材的厚度。v3.3.弓曲和扭曲弓曲和扭曲 印制板的两面布设相似的印制板的两面布设相似的图形面积来抵消应力防止弓曲和扭曲
12、图形面积来抵消应力防止弓曲和扭曲 LOGOClick to edit Master text styles3.2.5 3.2.5 孔孔v元器件装连孔直径由元器件装连孔直径由元器件引线截面的尺寸元器件引线截面的尺寸所所决定。应考虑以下因素:决定。应考虑以下因素:v(1 1)采用标准的孔尺寸和公差,而且要使同)采用标准的孔尺寸和公差,而且要使同一块印制电路板上孔尺寸的种类最少一块印制电路板上孔尺寸的种类最少.v(2 2)孔与元件引线之间必须有一定的间隙,)孔与元件引线之间必须有一定的间隙,使元器件引线能顺利地插入孔内使元器件引线能顺利地插入孔内.v(3 3)金属化孔的间隙则要适当。)金属化孔的间隙
13、则要适当。1.1.元、器件装连孔直径的确定元、器件装连孔直径的确定LOGOClick to edit Master text stylesv2.2.间距间距 孔间距至少不得小于印制电路板的厚度。孔间距至少不得小于印制电路板的厚度。v3.3.印制电路板边缘的距离印制电路板边缘的距离 孔壁到印制电路板边缘的最小距离应大于孔壁到印制电路板边缘的最小距离应大于 印制电路板的厚度。印制电路板的厚度。v4.4.金属化孔孔径与印制电路板的厚度比金属化孔孔径与印制电路板的厚度比 孔径与板厚之比一般不应小于孔径与板厚之比一般不应小于1/31/3。v5.5.形孔形孔 除特殊要求外,一般应避免设计异形孔。除特殊要求
14、外,一般应避免设计异形孔。LOGOClick to edit Master text styles3.2.6 3.2.6 连接盘连接盘v1.1.连接盘的尺寸连接盘的尺寸v连接盘的尺寸与钻孔设备、钻孔孔径、最小连接盘的尺寸与钻孔设备、钻孔孔径、最小孔环宽度、层间允许偏差、孔位允许偏差以孔环宽度、层间允许偏差、孔位允许偏差以及导线宽度允许偏差等因素有关。及导线宽度允许偏差等因素有关。钻孔直径(mm)0.40.50.60.80.91.01.31.62.0最小连接盘直径(mm)级1.01.01.21.31.41.51.82.53.0级1.21.21.51.82.02.53.03.54.0表表3-3 钻
15、孔直径与最小连接盘直径钻孔直径与最小连接盘直径LOGOClick to edit Master text stylesv2.2.连接盘的形状连接盘的形状v根据不同的要求选择不同形状的连接盘。根据不同的要求选择不同形状的连接盘。圆形连接盘用的最多。有时,为了增加连圆形连接盘用的最多。有时,为了增加连接盘的黏附强度,也采用正方形、椭圆形接盘的黏附强度,也采用正方形、椭圆形和长圆形等连接盘。和长圆形等连接盘。LOGOClick to edit Master text styles(a)(b)(c)(d)图33 连接盘的形状(a)圆形连接盘;(b)正方形连接盘;(c)长圆形连接盘;(d)椭圆形连接盘L
16、OGOClick to edit Master text styles3.2.7 3.2.7 印制导线印制导线v1.1.印制导线的形状印制导线的形状v由于导线本身可能承由于导线本身可能承受附加的机械应力以受附加的机械应力以及局部高压引起的放及局部高压引起的放电作用,因此,应尽电作用,因此,应尽可能避免出现尖角或可能避免出现尖角或锐角拐弯。锐角拐弯。(a)(b)图34 导线的形状(a)避免采用;(b)优先采用LOGOClick to edit Master text styles2.2.印制导线的印制导线的宽度宽度v印制电路板的电源线和接地线的载流量较印制电路板的电源线和接地线的载流量较大,必须
17、有足够的宽度和厚度。有关载流大,必须有足够的宽度和厚度。有关载流导线的设计,将载下一节中叙述。导线的设计,将载下一节中叙述。3.3.印制导线的印制导线的长度长度v由于导线的寄生电感和电容与导线的长度由于导线的寄生电感和电容与导线的长度成正比,所有的导线都应尽可能短。成正比,所有的导线都应尽可能短。LOGOClick to edit Master text styles4.4.印制导线的间距印制导线的间距v相邻导线间的最小间距主要取决于下列因相邻导线间的最小间距主要取决于下列因素:素:1 1)相邻导线的峰值电压;相邻导线的峰值电压;2 2)大气压力(最大海拔工作高度);大气压力(最大海拔工作高度
18、);3 3)所采用的表面涂覆层特性;所采用的表面涂覆层特性;4 4)电容耦合参数等。电容耦合参数等。LOGOClick to edit Master text styles3.2.8 3.2.8 印制插头印制插头插头设计图给出接触片的插头设计图给出接触片的v长度和宽度、长度和宽度、v各接触片间的中心距离、各接触片间的中心距离、v定位槽的中心位置、定位槽的中心位置、v定位槽的宽度及公差、定位槽的宽度及公差、v定位槽的深度等定位槽的深度等图35 典型的印制插头LOGOClick to edit Master text styles3.2.9 3.2.9 电气性能电气性能v1.1.印制印制导线的电阻
19、导线的电阻v印制导线的电阻一般可以不予考虑。特殊印制导线的电阻一般可以不予考虑。特殊电路中,规定了印制导线的最大允许电阻,电路中,规定了印制导线的最大允许电阻,印制导线的电阻由下式计算:印制导线的电阻由下式计算:R=L/A R=L/A LOGOClick to edit Master text stylesv印制导线的电阻随温印制导线的电阻随温度升高而增大度升高而增大 R1=R01+CT(T1-T0)R1=R01+CT(T1-T0)图3-6 印制导线的电阻LOGOClick to edit Master text stylesv2.2.金属化孔电阻金属化孔电阻v金属化孔电阻值与金属化孔电阻值与
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