SMT PCB设计基本原则

SMT的PCB设计实践证明,即使电路原理图设计正确,印制电路板PCB设计不当也会对电子产品的可靠性产生不利影响。PCB设计包含的内容下图所示。

PCB设计包含的内容
PCB设计包含的内容

1.布局设计

(1)均匀分布。

  • PCB元器件分布尽可能均匀,特别是大质量元件必须分散布置。

(2)平行排列。

  • 一般电路尽可能使元器件平行排列,这样做不但美观,而且易于装焊和批量生产。位于电路板边缘的元器件,距离边缘一定要有3~5c的距离。稍小的一些集成电路,如OP要沿轴向排列,电阻和电容组件则垂直于轴向排列,所有这些方向都相对于PCB生产过程的传送方向。

(3)同类元器件。

  • 尽可能按相同的方向排列,特征方向应一致,便于元器件的贴装、焊接和检测,如电解电容器极性、二极管的正极、三极管的单引脚端、集成电路的第一脚等。所有元件编(位)号的印刷方位相同。

(4)对称性。

  • 对于同一个元件,凡是对称使用的焊盘,如片状电阻、电容、SOIC、SOP等,设计时应严格保持其完全的对称性,即焊盘图形的形状与尺寸应完全一致。

(5)检测点。

  • 凡用于焊接元器件的焊盘,绝不允许兼做检测点用,为了避免损坏元器件必须另外设计专用的检测焊盘,以保证焊接检测和生产调试的正常进行。

(6)多引脚的元器件

  • 多引脚的元器件,如SOIC、QFP等。引脚焊盘之间的短接处不允许直通,应由焊盘加引出互连线之后再短接,以免产生桥接。

(7)基准标志。

  • 为了确保贴装精度,印制板上应设计有基准标志,基准标志位于其对角处。对于脚距在0.65mm以下的IC,在其对脚处也应设计有一对基准标志。推荐基准标志为1mm长的方形铜焊盘,其上敷有锡铅镀层,厚度为2m,最好采用非永久性阻焊膜涂敷在标志上。

(8)图形标记。

  • 焊盘内不允许印有字符和图形标记,标志符号离焊盘边缘距离应大于0.5mm。

(9)元件布局要满足回流焊、波峰焊的工艺及间距要求,如图所示。

回流焊与波峰焊元件的排列方向
回流焊与波峰焊元件的排列方向

2.布线设计

五级布线设计如下表所示。

一级二级三级四级五级
通孔间距2.542.542.542.542.54
钻孔孔径1.171.171.171.170.99
金属化后孔径11110.89
焊盘直径1.651.651.52(修窄)1.52(修窄)1.4(方)
最小布线宽度0.250.20.20.1270.1
最小线距0.250.20.20.1270.1
插装通孔间通过的导线数11234
表贴焊盘1.27间距通过的导线数01123
2.54网格上放置测试通孔/过孔有/有有/有有/无1/2间距1/2间距
通孔孔径/焊盘尺寸0.45/0.890.45/0.890.45/0.890.45/0.890.45/0.89
过孔孔径/焊盘尺寸0.356/0.6350.356/0.6350.356/0.6350.356/0.6350.356/0.51
五级布线设计(mm)

3.元器件的间距设计

元器件的间距设计如下图所示。(单位:mm)

元器件间相邻焊盘的最小间距示意
元器件间相邻焊盘的最小间距示意

4.焊盘设计

SMT焊盘设计是印制板电路设计极其关键的部分,它确定了元器件在印制板上的焊接位置。标准尺寸元器件的焊盘图形可以直接从CAD软件的元件库中调用,也可自行设计。在实际设计时,有时库中焊盘尺寸不全、元件尺寸与标准有差异或有不同的工艺,还必须根据具体产品的组装密度、不同的工艺、不同的设备及特殊元器件的要求进行设计。

以上内容是SMT PCB设计基本原则,从PCB布局设计,布线设计,元器件的间距设计,焊盘设计等四个方面,详细叙述了SMT PCB设计过程中需要注意的问题。若有叙述不详之处欢迎来电来函交流。

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