PCB设计要点
在电源电路中,大电压和电流尖峰常常会对低压电流的控制电路造成干扰。为了减少这类问题,我们需要遵循一系列准则:隔离原则:务必保持每路电源的电源地与控制地分离。若因特殊情况需在PCB中将其连接,则应尽可能靠近电源路径的末端。合理布置:若PCB中间层已设置地平面,需确保创建一个低阻抗路径,以降低电源电路干扰的风险,并保护控制信号。同样,应遵循相关准则,以确保数字与模拟部分的有效分离。
恰当耦合:为减少因大地平面及其上方和下方走线所导致的电容耦合,建议仅通过模拟信号线路交叉模拟地。元件隔离示例:数字与模拟部分的分离,在电源电路设计中,数字与模拟部分的分离是一个重要的考虑因素。为了确保这两种类型的电路能够互不干扰地工作,我们需要遵循一些关键的准则。这些准则包括:物理隔离:将数字和模拟电路布置在不同的物理区域,以减少相互之间的电磁干扰。电路设计分离:在电路板上,确保数字地和模拟地被明确分隔,以避免潜在的电流干扰。适当的地线处理:对地线的布局和连接进行优化,以降低地线阻抗,从而减少地线上的电压波动和干扰。遵循这些准则,我们可以有效地隔离数字和模拟电路,确保电源电路的稳定性和可靠性。
在电源电路设计中,热量问题往往会导致电路性能的下降,甚至可能造成电路板的损坏。然而,通过遵循一些关键的散热设计原则,我们可以有效地解决这一问题。以下是一些建议,供您在设计时参考:合理布局:确保电路板上的元件能够有效地散热,避免过度集中或阻塞通风口。
使用散热器:根据需要选择适当的散热器,以提高元件的散热能力。优化材料选择:选用导热性能良好的材料,以增强电路板的散热效果。
遵循这些建议,您将能够更好地应对电源电路设计中的热量挑战,确保电路的稳定性和可靠性。
1)找出高热量元件,首要步骤是确定哪些元件在电路板上会产生多的热量。这通常可以通过查阅元件的数据表来找到其“热阻”等级,并依据相关指南来合理分配热量。此外,为了进一步控制元件温度,可以采取添加散热器或冷却风扇等措施,同时确保关键元件与高热源保持距离。
2)引入热风焊盘,在电路板生产过程中,热风焊盘发挥着至关重要的作用,特别是在处理高铜含量元件和多层电路板的波峰焊接时。由于通孔元件在工艺过程中难以维持恒定温度,因此建议在这些元件上采用热风焊盘,通过减缓元件管脚处的散热速度,从而简化焊接流程。作为一项通用原则,任何与地平面或电源平面相连的通孔或过孔都应采用热风焊盘方式进行连接。此外,为了增强焊盘连接线的机械和热稳定性,可以在其位置上添加泪滴,以提供额外的铜箔或金属支撑,进而减少潜在的应力。典型的热风焊盘连接方式如下:在电路板生产中,热风焊盘通常采用一种特定的连接方式。这种连接方式旨在优化焊接过程,特别是在处理高铜含量元件和多层电路板时,其效果更为显著。通过在通孔元件上应用热风焊盘,可以减缓元件管脚处的散热速度,从而简化焊接流程。此外,与地平面或电源平面相连的通孔或过孔,也都应采用这种热风焊盘方式进行连接,以确保连接的稳定性和可靠性。为了进一步增强焊盘连接线的机械和热稳定性,还可以在其位置上添加泪滴,以提供额外的铜箔或金属支撑,从而减少潜在的应力影响。
PCB设计热风焊盘深入解析
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在电路板生产过程中,工程师们常常会遇到各种焊接问题,如空焊、假焊或冷焊等,导致焊不上锡。尽管他们尝试调整制程条件或回流焊炉温,但仍然无法完全消除这些不良比率。这究竟是何原因?了解详情
深入探究后发现,除了元件及电路板氧化等问题外,电路板的布线设计也是一大关键因素。常见的问题包括元件的某些焊脚连接到大面积的铜皮,这可能导致回流焊后出现焊接不良。此外,手焊元件也可能因相似情况而出现假焊或包焊问题,甚至因加热过久而损坏元件。
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一般而言,电路设计时会铺设大面积的铜箔作为电源和接地之用。这些铜箔通常直接与控制电路和电子元件的管脚相连。然而,加热大面积铜箔比加热独立焊垫需要更多时间,且散热更快。当这种大面积铜箔布线连接小电阻、小电容等小元器件时,就可能因融锡和凝固时间不一致而引发焊接问题。若回流焊温度曲线调整不当或预热时间不足,这些连接在大片铜箔上的元件焊脚可能因无法达到融锡温度而出现虚焊。在人工焊接时,这些元件焊脚可能因散热太快而无法在规定时间内完成焊接,导致包焊、虚焊等不良现象。更严重的是,作业员可能因不断调高烙铁温度或加热过久而损坏元件。了解详情
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包焊、冷焊或虚焊的解决方法,既然我们已经找到了问题的根源,那么就可以有针对性地寻求解决方法。通常,我们会推荐采用所谓的Thermal Relief pad(热风焊垫)设计来应对这类因大面积铜箔与元件焊脚相连而引发的焊接难题。通过下图可以清晰看到,左侧的布线未采用热风焊盘,而右侧则巧妙地运用了这种设计。在右侧的布线中,焊盘与大片铜箔之间的接触于几条细小的线路,这样有效地减少了焊垫上热量的流失,从而实现了更理想的焊接效果。了解详情
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采用Thermal Relief pad(热风焊垫)设计的效果对比在对比了采用Thermal Relief pad(热风焊垫)与未采用该设计的布线情况后,我们可以明显地看到,右侧运用了热风焊垫的布线设计在焊接时表现更为出色。由于焊盘与大片铜箔之间的接触被限制在几条细小的线路上,这使得焊垫上的热量流失大大减少,进而实现了更高效、更理想的焊接效果。了解详情
PCB拼板设计5大关键点
PCB拼板不是越大越好,也不是越小越好,要找到那个“黄金尺寸”根据主流生产设备的要求: - 拼板宽度应≤260mm(西门子生产线)或≤300mm(富士生产线) - 小板之间的中心距控制在75mm~145mm之间 - 拼板外形尽量接近正方形,推荐2×2、3×3对称设计,实用技巧:拼板外框一定要采用闭环设计,这样才能确保在夹具上不变形。记住这一点,能避免很多生产中的麻烦!
工艺边是拼板的“生命线”,设计不好会导致整板报废!工艺边宽度单边≥5mm,高密度板建议8mm,必须对称布置在长边,防止SMT轨道夹歪,工艺边内侧1.5mm范围内禁止布置走线和器件,特别注意:很多工程师忽略了工艺边的对称要求,结果导致贴片精度下降,这个问题一定要避免!
定位系统是自动化生产的“眼睛”,设计不好机器就“瞎”了!光学定位点(Fiducial Mark)要求: - 全局基准点:Ø1.0mm实心铜,布置在板角三点 - 局部基准点:Ø0.8mm阻焊开窗,BGA对角布置 - 工艺边基准点:Ø1.5mm,每条工艺边中心1个
深入解析PCB工作原理及其多层次设计
绝缘基板
电路板的核心部分是绝缘的非导电材料,如FR-4环氧玻璃纤维、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺或陶瓷等,它们构成基底,支撑并有效地隔离电路中的导电路径和元器件。
在绝缘基板之上,会覆盖一层薄薄的金属,这层金属通常采用铜材质,经过化学蚀刻工艺后,便会形成特定的电路图案。这些导电路径,被称为迹线,它们的主要作用是连接电路板上的各个电子元器件,诸如电阻器、电容器、晶体管以及集成电路等,从而实现电路的完整功能。
元器件被精确地安置在电路板的预定位置,通常采用焊接技术将其牢固地固定在焊盘上。焊盘作为电路板上预先设定的金属区域,专门负责与元器件的引脚进行连接。
通孔与过孔
通孔用于在不同层之间建立导电路径,也被称为vias,在电路板中扮演着至关重要的角色。特别是在多层电路板中,过孔技术使得信号能够顺畅地从一层穿越绝缘层,进而抵达另一层,从而实现电路的完整连接
阻焊层与丝印层
阻焊层,也被称为solder
mask,是电路板上的一道重要保护层。它通常呈现为绿色或其他鲜艳色彩,旨在防止不必要的焊料桥接和短路现象,同时为电路提供环境防护。另一方面,
丝印层,即silk screen,则在电路板上清晰标注出元器件的位置和识别信息,为装配与维护工作带来极大便利。
功能实现
通过精心设计电路板上的元器件布局以及它们之间的连接方式, PCB设计通过合理的元器件布局和连接方式,实现信号处理、功率分配和数据传输等功能。

