PCB设计相关笔记

嵌入式系统可靠性设计技术及案例解析

焊盘和过孔相关

  焊盘孔径比器件引脚引线宽0.3~0.5mm、焊盘总直径为焊盘通孔径的2~2.5倍时,是焊接达到良好浸润角的比较理想的条件。
直插式电阻、电容、电感、二极管三极管等透锡焊盘孔径:D=元器件引脚外径d+(0.3~0.5mm)

  过孔设计规则: 孔径:板厚≥(1:6)

  螺钉孔相关:禁止布线区直径=(螺钉直径×2.2)+(2~3mm)

孤立焊盘设计规则:

  1. 增加孤立焊盘和走线连接部分的宽度,采用泪滴焊盘或者椭圆焊盘,避免拉脱。
  2. 引线插座经常插拔,应力较大,孤立焊盘较多,应补泪滴或采用椭圆焊盘。
  3. 可调元件焊盘、测试焊盘,尽可能补泪滴或采用椭圆焊盘。
  4. 泪滴焊盘或椭圆焊盘,增加焊盘周围的铜箔面积,提高抗拉脱强度。

过孔位置控制规则:

  1. 表面贴装元器件的焊盘上不加过孔。
  2. 表面贴装元器件的焊盘边缘距过孔边缘的最小距离为10mil,若过孔塞绿油,则最小距离为6mil。
  3. 过波峰焊接的PCB,若元件面有压板安装的元器件,其底下不能有过孔;如有过孔,过孔要塞绿油。
  4. 避免焊锡流过过孔,焊盘受热不均匀,影响焊接质量。

布局相关

元件之间推荐的最小间距:

  1. 贴片电阻电容焊盘边缘间距大于0.3~0.7mm
  2. 其他贴片元件之间、SOT之间、SOIC与贴片元件之间1~1.25mm
  3. SOIC之间、SOIC与QFP之间1.5~2.0mm
  4. PLCC与贴片元件之间、PLCC与QFP之间2~2.5mm
  5. PLCC之间3~4mm
  6. 插件元件焊盘外侧与贴片元件焊盘外侧之间大于1.5~2mm
  7. 过波峰焊插件元件之间焊盘边缘间距大于1~2mm
  8. BGA与相邻元件距离大于3~5mm

隔离要求:

  1. 小电流、低电压的弱信号元件,应与大电流、高电压的强信号元件隔离。其中的大小、高低一般是指相差1~2个数量级的信号,比如1mA电流和200mA电流虽然都不大,但相差2个数量级,也要隔离。
  2. 模拟信号元件与数字信号元件隔离
  3. 高频信号元件与低频信号元件隔离

  隔离措施主要有加大间距、增加屏蔽等

可拔插类元件相关要求:

  1. 可拔插元件周围3mm范围内不布置贴片元器件
  2. 远离安装柱的插拔连接器优选平插连接器

布线相关

  1. 模拟信号和数字信号之间、输入输出信号之间、大小电流高低电压高低频信号之间需要隔离,应该相互远离,不能远离需要考虑在其之间铺设地线隔离。
  2. BGA器件周围要留有3~5mm的禁止布线区。
  3. 晶体晶振、散热器、继电器、光耦、电源模块、变压器、电压调整器下方应该避免走信号线
  4. 同一网络的布线宽度尽量一致,无法避免线宽变化时尽量减少中间不一致部分的有效长度。
  5. 信号线及其回路构成的闭环环路上不允许出现浮空布线,另外尽量避免出现自环。
  6. 隔热焊盘尽量以“十”字形或“米”字形与敷铜连接。
  7. 尽量保持线条间距≥3倍线宽,可减少线间干扰。

信号线

  每条信号线都有其回流线,信号线与其回流线构成了信号环路。每一条信号回流线宜紧靠信号线,使信号环路面积最小。

晶振

  1. 晶振和驱动芯片的距离尽可能靠近。
  2. 晶振所有外围元件链接到晶振的输入/输出端的走线应尽量短。
  3. 晶振电容底线应使用尽量宽的短线连接到离晶振最近的DGND引脚,且尽量减少过孔。
  4. 晶振外壳选择合适地点接地。
文章目录
  1. 1. 焊盘和过孔相关
    1. 1.1. 孤立焊盘设计规则:
    2. 1.2. 过孔位置控制规则:
  2. 2. 布局相关
    1. 2.1. 元件之间推荐的最小间距:
    2. 2.2. 隔离要求:
    3. 2.3. 可拔插类元件相关要求:
  3. 3. 布线相关
    1. 3.1. 信号线
    2. 3.2. 晶振
|