任务一表面组装印制电路板的设计项目二表面组装印制电路板及优化设计电子工程系SMT精品课程团队制作印制电路板:在绝缘基材上按预定设计,制成印制线路、印制元件或两者组合而成的导电图形称为印制电路板。一般英文简称为PCB(PrintedCircuitBoard)。一块完整的印制电路板主要包括以下几个部分:绝缘基板、铜箔、过孔、阻焊层和丝印等。由于SMT用的PCB与通孔插装(THT)用的PCB在设计、材料等方面都有很多差异,为了区别,通常将专用于SMT的PCB称为SMB(SurfaceMountBoard)。SMT印制电路板(SMB)印制电路板设计软件:Protel、ORCAD、PowerPCB、EWB等,主要用于印制电路板的布局、布线设计等。一、表面组装印制板设计的基本原则1.元器件布局布局是按照电原理图的要求和元器件的外形尺寸,将元器件均匀整齐地布置在PCB上,并能满足整机的机械和电气性能要求。①元器件分布均匀,同一单元电路的元器件应相对集中排列,以便于调试和维修;②有相互连线的元器件应相对靠近排列,以利于提高布线密度和保证走线距离最短;③对热敏感的元器件,布置时应远离发热量大的元器件;④相互可能有电磁干扰的元器件,应采取屏蔽或隔离措施。2.布线规则布线是按照电原理图、导线表以及需要的导线宽度与间距布设印制导线,布线一般应遵守如下规则:①在满足使用要求的前提下,布线可简时不繁。选择布线方式的顺序为单层→双层→多层。②两个连接盘之间的导线布设尽量短,敏感的信号、小信号先走,以减少小信号的延迟与干扰。③信号线改变方向应走斜线或圆滑过渡,而且曲率半径大一些好,避免电场集中、信号反射和产生额外的阻抗。④数字电路与模拟电路在布线上应分隔开,以免互相干扰,如在同一层则应将两种电路的地线系统和电源系统的导线分开布设,不同频率的信号线中间应布设接地线隔开,避免发生串扰。⑤电路元件接地、接电源时走线要尽量短、尽量近,以减少内阻。⑥上下层走线应互相垂直,以减少耦合,切忌上下层走线对齐或平行。⑦最靠近板的边缘的导线,距离印制板边缘的距离应大于5mm,需要时接地线可以靠近板的边缘。3.导线宽度印制导线的宽度由导线的负载电流、允许的温升和铜箔的附着力决定。一般印制板的导线宽度不小于0.2mm,厚度为18μm以上。通常的设计原则如下:①信号线应粗细一致,这样有利于阻抗匹配,一般推荐线宽为0.2~0.3mm(8~12mil),而对于电源、地线则走线面积越大越好。②在高速电路与微波电路中,导线的宽度和厚度应满足特性阻抗要求。③在大功率电路设计中,还应考虑到电源密度,此时应考虑到线宽与厚度以及线间的绝缘性能。若是内层导体,允许的电流密度约为外层导体的一半。4.印制导线间距印制板表层导线间的绝缘电阻是由导线间距、相邻导线平行段的长度、绝缘介质(包括基材和空气)所决定的,在布线空间允许的条件下,应适当加大导线间距。5.元器件的选择元器件的选择应充分考虑到PCB实际面积的需要,尽可能选用常规元器件。IC器件应注意引脚形状与脚间距,对元器件的包装形式、端电极尺寸、可焊性、器件的可靠性、温度的承受能力都应考虑到。6.PCB基板的选用基板应根据PCB的使用条件和机械、电气性能要求来选择;根据印制板结构确定基板的覆铜箔面数(单面、双面或多层板);根据印制板的尺寸、单位面积承载元器件质量,确定基材板的厚度。在选择PCB基材时还应考虑到下列因素: ①电气性能的要求; ②孔金属化的能力; ③价格因素。7.PCB的散热设计对印制板的散热问题,设计时必须认真考虑,一般采取以下措施:①加大印制板上与大功率元件接地面的铜箔面积:②发热量大的元器件不贴板安装,或外加散热器;③选择阻燃或耐热型的板材。