PCB布线耐压要求.doc

（1）布线要求导线宽度导线宽度的设计，由四个方面的因素决定，负载电流、允许温升、板材附着力以及生产加工难易程度。设计原则既能满足电性能要求，又能便于加工。以0.2mm为分界线，随着线条变细，生产加工困难，质量难以控制，废品率上升，所以选用线宽、线距0.2mm以上较好。通常情况选用0.3mm的线宽和线距。导线最小线宽0.1mm，航天0.2mm。电源和地线尽量加粗。一般情况地线宽度电源线宽度信号线宽度，通常信号线宽度为0.20.3mm，最精细宽度为0.050.07mm，电源线宽度为1.21.5mm，公共地线尽可能使用大于23mm的线宽，这点在微处理器中特别重要，因为地线过细，电流的变化，地电位的变动，微处理器定时信号的电平不稳，会使噪声容限劣化。导线间距：导线间距由板材的绝缘电阻、耐电压、和导线的加工工艺决定。电压越高，导线间距应加大。一般FR4板材的绝缘电阻1010/mm，好的板材1012/mm。耐电压 1000V/mm，实际上可达到1300V/mm。还要考虑工艺性：由于导线加工有毛刺，所以，毛刺的最大宽度不得超过导线间距的20。例如两导线间5000V电压，相距3mm，设计不合理。走线方式：同一层上的信号线改变方向时，应走斜线，拐角处尽量避免锐角，在锐角处由于应力大会产生翘起。内层地线设计在保证负载电流满足要求的情况下，内层地线设计成网状，使层与层间的结合是树脂与树脂间的结合，可以增加层间结合力。若不设计成网状时，层与层间的结合是金属与树脂的结合，通电时，地线发热，层间容易分离。线宽在12mm不需要网格结构，线宽在5mm以上必须采用网格结构。表面也可以设计成网格状，防止阻焊层的脱离。地线靠边布置，以便散热。或采用金属芯板。尽可能避免在窄间距元件焊盘之间穿越导线，确实需要的应采用阻焊膜对其加以覆盖。电路设计布线要求(a)高频要注意屏蔽，在布线结构设计上进行变化。如两根高频信号线，中间加一根地线；(b)电源线和地线尽可能靠近，两电源线之间、两地线之间尽可能宽。（如图3.16所示）图A 差的布局，高自感，没有相邻信号回路，导致干扰；图B 较好布局，降低电源功率发送，逻辑回路阻抗，导体干扰和板的辐射。图C 最好布局，减少更多的电磁兼容问题。（c）高频信号多采用多层板，电源层、地线层和信号层分开，减少电源、地、信号之间的干扰，大面积的电源层和大面积的地层相邻，这样电源和地之间形成电容，起滤波作用。用地线做屏蔽，信号线在外层，电源层、地层在里层；多层板走线要求相邻两层线条尽量垂直、走斜线、交叉布线、曲线，但不能平行，避免在高频时基板间的耦合和干扰。在高频高速电路中，如果布线太密，容易发生自激。 （d）最短走线原则：特别对小信号电路，线越短电阻越小，干扰越小。元件之间的走线必须最短。（e）在同一面减少平行走线的长度，当长度大于150mm时，绝缘电阻明显下降，高频时易串绕图3.17（2）元器件整体布局设置PCB上元器件分布应尽可能均匀，大质量器件再流焊时热容量较大，过于集中容易造成局部温度低而导致虚焊；同时布局均匀也有利于重心平衡，在震动冲击实验中，不容易出现元件、金属化孔和焊盘被拉坏的现象。元器件在PCB上的方向排列，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。大型器件的四周要留一定的维修空隙（留出SMD返修设备加热头能够进行操作的尺寸）；发热元件应尽可能远离其他元器件，一般置于边角、机箱内通风位置。发热元件应该用其引线或其他支撑物作支撑（如可加散热片），使发热元件与电路板表面保持一定距离，最小距离为2mm。一般用其引线或其他支撑物作支撑，如散热片等。发热元件在多层板中将发热元件体与PCB连接，设计时做金属焊盘，加工时用焊锡连接，使热量通过PCB散热。 对于温度敏感的元器件要远离发热元件。例如三极管、集成电路、电解电容和有些塑壳元件等应尽可能远离桥堆、大功率器件、散热器和大功率电阻。对于需要调节或经常更换的元件和零部件，如电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关、保险管、按键、插拔器等元件的布局，应考虑整机的结构要求，置于便于调节和更换的位置。若是机内调节，应放在印制板上方便于调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应，防止三位空间和二位空间发生冲突。如纽子开关的面板开口和PCB上开关孔的位置应当相匹配。接线端子、插拔件附近、长串端子的中央以及经常受力作用的部位设置固定孔，并且固定孔周围应留有相应的空间。防止因受热膨胀而变形。如长串端子热膨胀比PCB还严重，波峰焊时发生翘起现象。 对于一些体（面）积公差大、精度低，需二次加工的元件、零部件（如变压器、电解电容、压敏电阻、桥堆、散热器等）与其他元器件之间的间隔在原设定的基础上再增加一定的富裕量，建议电解电容、压敏电阻、桥堆、涤纶电容等增加富裕量不小于1mm，变压器、散热器和超过5W（含5W）的电阻不小于3mm。贵重元器件不要布放在PCB的角、边缘、或靠近接插件、安装孔、槽、拼板的切割、豁口和拐角等处，以上这些位置是印制板的高应力区，容易造成焊点和元器件的开裂或裂纹。元件布局要满足再流焊、波峰焊的工艺要求以及间距要求单面混装时,应把贴装和插装元器件布放在A面；采用双面再流焊的混装时，应把大的贴装和插装元器件布放在A面采用A面再流焊，B面波峰焊时，应把大的贴装和插装元器件布放在A面(再流焊面)，适合于波峰焊的矩形、圆柱形、SOT和较小的SOP（引脚数小于28，引脚间距1mm以上）布放在B面（波峰焊接面)。如需在B面安放QFP元件，应按45方向放置。（3）电路设计布局要求元件布局对PCB的性能有很大的影响，电路上设计一般大电路分成各单元电路，并按照电路信号流向安排各单元电路的位置，避免输入输出，高低电平部分交叉。流向要有一定规律，并尽可能保持一致的方向，出现故障容易查找。如高、中、低频分开。以每个单元电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。数字、模拟器件分开，尽量远离等。去藕电容尽量靠近器件VCC，走线时尽量与VCC直接相连。同功能的线路集中在一起，并印下方框。高、低压之间的隔离：PCB上有高、低压电路的同时，高、低压的元器件要分开放置，隔离距离与板材承受的耐压有关，国家标准FR4的PCB板材的耐压为1000V/mm。设计时留有余量，如承受3000V耐压，高低压线路之间的距离在3.5mm以上。许多情况下，为了避免爬电，还在PCB上高低压之间开槽。（4）工艺要求PCB尺寸范围从生产角度考虑，理想的尺寸范围是“宽（200mm250mm）(250mm350mm)”.对PCB长边尺寸小于125mm、或短边小于100mm的PCB，采用拼板的方式，使之转换为符合生产要求的理想尺寸。外形对波峰焊来说，PCB的外形最好是矩形，因为这样的形状传送比较平稳。对纯SMT板来说，允许有缺口，但缺口的尺寸须小于所在边长度的1/3，应该确保PCB在链条上传送平稳。传送方向的选择从减小焊接时PCB的变形，对不作拼版的PCB，一般将其长边方向作为传送方向；对于拼版也应该将长边作为传送方向。对于短边与长边之比大于80的PCB，可以用短边传送。传送边作为PCB的传送边的两边应分别留出3.5mm的宽度，传送边正反面在离边3.5mm的范围内不能有任何元器件或焊点。光学定位符号（又称MARK点）在有贴片元器件的PCB上，必须在板的四角部位选设3个光学定位基准符号，以对PCB整板定位。对于拼版，每块小板上对角处至少有两个。对于引脚中心距0.5mm的QFP以及中心距0.8mm的BGA等器件，应在通过该元件中心点对角线附近的对角设置光学定位基准符号。如果是双面都有贴片元器件，则每一面都应该有光学定位基准符号。光学定位基准符号一般设在其中心离边5mm以上的位置。光学定位基准符号设计成1mm的圆形图形，一般为PCB上覆铜箔腐蚀图形。考虑到材料颜色与环境的反差，留出比光学定位基准符号大1mm的无足焊区，也不允许有任何字符。定位孔每一块PCB应在其角部位设置至少三个定位孔，以便在线测试和PCB本身加工时进行定位。定位孔都是非金属化孔。