PCB FPC設計開發流程

2022-09-12 09:00:05 字數 5668 閱讀 4702

fpc&pcb開發流程

1. 設計的輸入

pcb(printed circuit board),中文名稱為印製線路板,簡稱印製板,是電子工業的重要部件之一。幾乎每種電子裝置,小到電子手錶、計算器,大到計算機,通訊電子裝置,軍用**系統,只要有積體電路等電子元器件,為了它們之間的電氣互連,都要使用印製板。在較大型的電子產品研究過程中,最基本的成功因素是該產品的印製板的設計、檔案編制和製造。

20世紀初至20世紀40年代末,是pcb基板材料業發展的萌芽階段。它的發展特點主要表現在:此時期基板材料用的樹脂、增強材料以及絕緣基板大量湧現,技術上得到初步的探索。

這些都為印製電路板用最典型的基板材料——覆銅板的問世與發展,創造了必要的條件。另一方面,以金屬箔蝕刻法(減成法)製造電路為主流的pcb製造技術,得到了最初的確立和發展。它為覆銅板在結構組成、特性條件的確定上,起到了決定性的作用。

(1)預備資料

設計原則

1.布局

首先,要考慮pcb尺寸大小。pcb尺寸過大時,印製線條長,阻抗增加,抗雜訊能力下降,成本也增加;過小,則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。在確定pcb尺寸後,再確定特殊元件的位置。

最後,根據電路的功能單元,對電路的全部元器件進行布局。

在確定特殊元件的位置時要遵守以下原則:

(1)盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設法減少它們的分布引數和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應盡量遠離。

(2)某些元器件或導線之間可能有較高的電位差,應加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應盡量布置在除錯時手不易觸及的地方。

(3)重量超過15g的元器件,應當用支架加以固定,然後焊接。那些又大又重、發熱量多的元器件,不宜裝在印製板上,而應裝在整機的機箱底板上,且應考慮散熱問題。熱敏元件應遠離發熱元件。

(4)對於電位器、可調電感線圈、可變電容器、微動開關等可調元件的布局應考慮整機的結構要求。若是機內調節,應放在印製板上方便調節的地方;若是機外調節,其位置要與調節旋鈕在機箱面板上的位置相適應。

(5)應留出印製板定位孔及固定支架所占用的位置。

根據電路的功能單元。對電路的全部元器件進行布局時,要符合以下原則:

(1)按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置,使布局便於訊號流通,並使訊號盡可能保持一致的方向。

(2)以每個功能電路的核心元件為中心,圍繞它來進行布局。元器件應均勻、整齊、緊湊地排列在pcb上。儘量減少和縮短各元器件之間的引線和連線。

(3)在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布引數。一般電路應盡可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀,而且裝焊容易,易於批量生產。

(4)位於電路板邊緣的元器件,離電路板邊緣一般不小於2mm。電路板的最佳形狀為矩形。長寬雙為3:

2或4:3。電路板面尺寸大於200×150mm時,應考慮電路板所受的機械強度。

2.佈線

佈線的原則如下:

(1)輸入輸出端用的導線應盡量避免相鄰平行。最好加線間地線,以免發生反饋藕合。

(2)印製板導線的最小寬度主要由導線與絕緣基板間的粘附強度和流過它們的電流值決定。當銅箔厚度為0.5mm、寬度為1~15mm時,通過2a的電流,溫度不會高於3℃。

因此,導線寬度為1.5mm可滿足要求。對於積體電路,尤其是數位電路,通常選0.

02~0.3mm導線寬度。當然,只要允許,還是盡可能用寬線,尤其是電源線和地線。

導線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對於積體電路,尤其是數位電路,只要工藝允許,可使間距小於5~8mil。

(3)印製導線拐彎處一般取圓弧形,而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣效能。此外,盡量避免使用大面積銅箔,否則,長時間受熱時,易發生銅箔膨脹和脫落現象。必須用大面積銅箔時,最好用柵格狀。

這樣有利於排除銅箔與基板間粘合劑受熱產生的揮發性氣體。

(1)輸入輸出端用的導線應盡量避免相鄰平行。最好加線間地線,以免發生反饋藕合。

(2)印製板導線的最小寬度主要由導線與絕緣基板間的粘附強度和流過它們的電流值決定。當銅箔厚度為0.5mm、寬度為1~15mm時,通過2a的電流,溫度不會高於3℃。

因此,導線寬度為1.5mm可滿足要求。對於積體電路,尤其是數位電路,通常選0.

02~0.3mm導線寬度。當然,只要允許,還是盡可能用寬線,尤其是電源線和地線。

導線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對於積體電路,尤其是數位電路,只要工藝允許,可使間距小於5~8mil。

(3)印製導線拐彎處一般取圓弧形,而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣效能。此外,盡量避免使用大面積銅箔,否則,長時間受熱時,易發生銅箔膨脹和脫落現象。必須用大面積銅箔時,最好用柵格狀。

這樣有利於排除銅箔與基板間粘合劑受熱產生的揮發性氣體。

3.焊盤

焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太大易形成虛焊。焊盤外徑d一般不小於(d+1.

2)mm,其中d為引線孔徑。對高密度的數位電路,焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm。

焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太大易形成虛焊。焊盤外徑d一般不小於(d+1.

2)mm,其中d為引線孔徑。對高密度的數位電路,焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm。

二、 pcb及電路抗干擾措施

印製電路板的抗干擾設計與具體電路有著密切的關係,這裡僅就pcb抗干擾設計的幾項常用措施做一些說明。

1.電源線設計

根據印製線路板電流的大小,盡量加粗電源線寬度,減少環路電阻。同時,使電源線、地線的走向和資料傳遞的方向一致,這樣有助於增強抗雜訊能力。

電源線設計

根據印製線路板電流的大小,盡量加粗電源線寬度,減少環路電阻。同時,使電源線、地線的走向和資料傳遞的方向一致,這樣有助於增強抗雜訊能力。

2.地線設計

在電子產品設計中,接地是控制干擾的重要方法。如能將接地和遮蔽正確結合起來使用,可解決大部分干擾問題。電子產品中地線結構大致有系統地、機殼地(遮蔽地)、數字地(邏輯地)和模擬地等。

在地線設計中應注意以下幾點:

地線設計

在電子產品設計中,接地是控制干擾的重要方法。如能將接地和遮蔽正確結合起來使用,可解決大部分干擾問題。電子產品中地線結構大致有系統地、機殼地(遮蔽地)、數字地(邏輯地)和模擬地等。

在地線設計中應注意以下幾點:

(1)正確選擇單點接地與多點接地

在低頻電路中,訊號的工作頻率小於1mhz,它的佈線和器件間的電感影響較小,而接地電路形成的環流對干擾影響較大,因而應採用一點接地的方式。當訊號工作頻率大於10mhz時,地線阻抗變得很大,此時應盡量降低地線阻抗,應採用就近多點接地。當工作頻率在1~10mhz時,如果採用一點接地,其地線長度不應超過波長的1/20,否則應採用多點接地法。

(2)數字地與模擬地分開。

電路板上既有高速邏輯電路,又有線性電路,應使它們盡量分開,而兩者的地線不要相混,分別與電源端地線相連。低頻電路的地應盡量採用單點並聯接地,實際佈線有困難時可部分串聯後再並聯接地。高頻電路宜採用多點串聯接地,地線應短而粗,高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積地箔。

要盡量加大線性電路的接地面積。

(3)接地線應盡量加粗。

若接地線用很細的線條,則接地電位則隨電流的變化而變化,致使電子產品的定時訊號電平不穩,抗雜訊效能降低。因此應將接地線盡量加粗,使它能通過三倍於印製電路板的允許電流。如有可能,接地線的寬度應大於3mm。

(4)接地線構成閉環路。

設計只由數位電路組成的印製電路板的地線系統時,將接地線做成閉路可以明顯地提高抗雜訊能力。其原因在於:印製電路板上有很多積體電路元件,尤其遇有耗電多的元件時,因受接地線粗細的限制,會在地線上產生較大的電位差,引起抗噪能力下降,若將接地線構成環路,則會縮小電位差值,提高電子裝置的抗雜訊能力。

(1)正確選擇單點接地與多點接地

在低頻電路中,訊號的工作頻率小於1mhz,它的佈線和器件間的電感影響較小,而接地電路形成的環流對干擾影響較大,因而應採用一點接地的方式。當訊號工作頻率大於10mhz時,地線阻抗變得很大,此時應盡量降低地線阻抗,應採用就近多點接地。當工作頻率在1~10mhz時,如果採用一點接地,其地線長度不應超過波長的1/20,否則應採用多點接地法。

(2)數字地與模擬地分開。

電路板上既有高速邏輯電路,又有線性電路,應使它們盡量分開,而兩者的地線不要相混,分別與電源端地線相連。低頻電路的地應盡量採用單點並聯接地,實際佈線有困難時可部分串聯後再並聯接地。高頻電路宜採用多點串聯接地,地線應短而粗,高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積地箔。

要盡量加大線性電路的接地面積。

(3)接地線應盡量加粗。

若接地線用很細的線條,則接地電位則隨電流的變化而變化,致使電子產品的定時訊號電平不穩,抗雜訊效能降低。因此應將接地線盡量加粗,使它能通過三倍於印製電路板的允許電流。如有可能,接地線的寬度應大於3mm。

(4)接地線構成閉環路。

設計只由數位電路組成的印製電路板的地線系統時,將接地線做成閉路可以明顯地提高抗雜訊能力。其原因在於:印製電路板上有很多積體電路元件,尤其遇有耗電多的元件時,因受接地線粗細的限制,會在地線上產生較大的電位差,引起抗噪能力下降,若將接地線構成環路,則會縮小電位差值,提高電子裝置的抗雜訊能力。

3.退藕電容配置

pcb設計的常規做法之一是在印製板的各個關鍵部位配置適當的退藕電容。退藕電容的一般配置原則是:

退藕電容配置

pcb設計的常規做法之一是在印製板的各個關鍵部位配置適當的退藕電容。退藕電容的一般配置原則是:

(1)電源輸入端跨接10~100uf的電解電容器。如有可能,接100uf以上的更好。

(2)原則上每個積體電路晶元都應布置乙個0.01pf的瓷片電容,如遇印製板空隙不夠,可每4~8個晶元布置乙個1~10pf的鉭電容。

(3)對於抗噪能力弱、關斷時電源變化大的器件,如ram、rom儲存器件,應在晶元的電源線和地線之間直接接入退藕電容。

(4)電容引線不能太長,尤其是高頻旁路電容不能有引線。

(1)電源輸入端跨接10~100uf的電解電容器。如有可能,接100uf以上的更好。

(2)原則上每個積體電路晶元都應布置乙個0.01pf的瓷片電容,如遇印製板空隙不夠,可每4~8個晶元布置乙個1~10pf的鉭電容。

(3)對於抗噪能力弱、關斷時電源變化大的器件,如ram、rom儲存器件,應在晶元的電源線和地線之間直接接入退藕電容。

(4)電容引線不能太長,尤其是高頻旁路電容不能有引線。

此外,還應注意以下兩點:

(1)在印製板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時,操作它們時均會產生較大火花放電,必須採用rc電路來吸收放電電流。一般r取1~2k,c取2.2~47uf。

(2)cmos的輸入阻抗很高,且易受感應,因此在使用時對不用端要接地或接正電源。

三、 powerpcb簡介

powerpcb能夠使使用者完成高質量的設計,生動地體現了電子設計工業界各方面的內容。其約束驅動的設計方法可以減少產品完成時間。你可以對每乙個訊號定義安全間距、佈線規則以及高速電路的設計規則,並將這些規劃層次化的應用到板上、每一層上、每一類網路上、每乙個網路上、每一組網路上、每乙個管腳對上,以確保布局佈線設計的正確性。

它包括了豐富多樣的功能,包括簇布局工具、動態佈線編輯、動態電效能檢查、自動尺寸標註和強大的cam輸出能力。它還有整合第三方軟體工具的能力,如specctra佈線器。

是美國innoveda公司軟體產品。

powerpcb能夠使使用者完成高質量的設計,生動地體現了電子設計工業界各方面的內容。其約束驅動的設計方法可以減少產品完成時間。你可以對每乙個訊號定義安全間距、佈線規則以及高速電路的設計規則,並將這些規劃層次化的應用到板上、每一層上、每一類網路上、每乙個網路上、每一組網路上、每乙個管腳對上,以確保布局佈線設計的正確性。

它包括了豐富多樣的功能,包括簇布局工具、動態佈線編輯、動態電效能檢查、自動尺寸標註和強大的cam輸出能力。它還有整合第三方軟體工具的能力,如specctra佈線器。

新產品開發設計流程

1 目的 1.1 明確工廠各職能單位在開發設計流程各階段的責任和任務。1.2 確保產品開發的品質 2 範圍 適用於公司新產品設計的各項活動 3 角色與權責 3.1 產品經理 匯入市場需求產品,策劃 規劃推廣產品開發設計,處理開發中內 外部資源的瓶頸,控制產品開發進度,監控產品設計開發的品質和成本,使...

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專案設計開發流程管理細則

第一章分工與職責 1.1技術副總經理 負責技術開發的重大管理決策 主持重大專案的立項評審 審批專案開發設計的重要檔案和記錄 審定專案設計考評 工資晉公升和獎金分配方案,負責組織專案立項 策劃評審 參加專案各階段設計評審 審核或審批專案開發設計的檔案和記錄 負責設計開發過程的跨部門之間的協調工作 負責...