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DFM的第一步:PCB板布線(xiàn)的可靠性設(shè)計(jì)

2015年12月14日08:37 NOD

PCB板導(dǎo)線(xiàn)寬度和間距是重要的設(shè)計(jì)參數(shù),既影響PCB的電氣性能和電磁兼容性,又影響PCB的可制造性和可靠性。PCB板導(dǎo)線(xiàn)的寬度由導(dǎo)線(xiàn)的負(fù)載電流,允許溫升和銅箔的附著力決定。導(dǎo)線(xiàn)的寬度和厚度決定導(dǎo)線(xiàn)的截面積,導(dǎo)線(xiàn)的截面積越大,載流量就越大,但是電流流過(guò)導(dǎo)線(xiàn)會(huì)產(chǎn)生熱量并引起導(dǎo)線(xiàn)溫度升高,溫升的大小受電流和散熱條件影響,而允許的溫升是由電路的特性、元器件的工作溫度要求和整機(jī)工作的環(huán)境要求等因素決定的,所以溫升必須控制在一定的范圍之內(nèi)。

印制導(dǎo)線(xiàn)附著在絕緣基材上,過(guò)高的溫度會(huì)影響導(dǎo)線(xiàn)對(duì)基材的附著力,所以設(shè)計(jì)導(dǎo)線(xiàn)寬度時(shí)應(yīng)考慮在選定銅箔厚度的基材基礎(chǔ)上,在導(dǎo)線(xiàn)需要的負(fù)載電流、導(dǎo)線(xiàn)允許的溫升和銅箔的附著力都能滿(mǎn)足要求的情況下確定印制導(dǎo)線(xiàn)的寬度。比如對(duì)于導(dǎo)線(xiàn)寬度不小于0.2mm,厚度為35um以上的銅箔上,當(dāng)其負(fù)載電流為0.6A時(shí),溫升一般不會(huì)超過(guò)10℃。由于SMT印制板和高密度的信號(hào)導(dǎo)線(xiàn)其負(fù)載電流很小,導(dǎo)線(xiàn)寬度可以達(dá)到0.1mm,但導(dǎo)線(xiàn)越細(xì)其加工難度就越大,負(fù)載電流能力也越小。所以在布線(xiàn)空間允許的情況下,應(yīng)適當(dāng)選擇寬一些的導(dǎo)線(xiàn),一般接地線(xiàn)和電源線(xiàn)應(yīng)設(shè)計(jì)得較寬,這樣既有利于降低導(dǎo)線(xiàn)的溫升,又有利于制造。



PCB板導(dǎo)線(xiàn)的間距由絕緣電阻、耐電壓要求和電磁兼容性以及基材的特性決定,也受制造工藝的限制,印制電路板表面層導(dǎo)線(xiàn)間的絕緣電阻是由導(dǎo)線(xiàn)間距、相鄰導(dǎo)線(xiàn)平行段的長(zhǎng)度、絕緣介質(zhì)(包括基材和空氣)、印制板的加工工藝質(zhì)量,溫度、濕度和表面的污染等因素所決定的。一般來(lái)說(shuō),絕緣電阻和耐電壓要求越高,其導(dǎo)線(xiàn)間距就應(yīng)適當(dāng)加寬。當(dāng)負(fù)載電流量較大時(shí),導(dǎo)線(xiàn)間見(jiàn)距小則不利于散熱,導(dǎo)線(xiàn)間距小的印制板溫升也比導(dǎo)線(xiàn)間距大的板高,所以在設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)負(fù)載電流較大的導(dǎo)線(xiàn)和電位差較大的相鄰導(dǎo)線(xiàn),在布線(xiàn)空間允許的情況下,應(yīng)適當(dāng)加大導(dǎo)線(xiàn)間距,這樣既有利于制造,也有利于降低高頻信號(hào)線(xiàn)的相互干擾。一般地線(xiàn)、電源線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn)寬度和間距都大于信號(hào)線(xiàn)的寬度和間距。考慮到電磁兼容性要求,對(duì)高速信號(hào)傳輸線(xiàn)其相鄰導(dǎo)線(xiàn)邊緣間距應(yīng)不小于信號(hào)線(xiàn)寬度的兩倍,這樣可以大大降低信號(hào)線(xiàn)的串?dāng)_,也有利于制造。

在設(shè)計(jì)印制電路板時(shí),應(yīng)根據(jù)信號(hào)質(zhì)量,電流容量及PCB廠(chǎng)家的加工能力,選擇合適的走線(xiàn)寬度及走線(xiàn)間距,同時(shí)應(yīng)考慮以下的工藝可靠性要求:

1.根據(jù)目前大多數(shù)pcb廠(chǎng)家的加工能力,一般要求線(xiàn)寬/線(xiàn)距不小于4mil,深聯(lián)電路最小可以做到3mil;

2.走線(xiàn)拐彎處不允許有直角轉(zhuǎn)折點(diǎn);

3.為避免兩條信號(hào)線(xiàn)之間的串?dāng)_,平行走線(xiàn)時(shí)應(yīng)拉開(kāi)兩線(xiàn)距離,最好采取垂直交叉方式或在兩條信號(hào)線(xiàn)之間加一條地線(xiàn);

4.板面布線(xiàn)應(yīng)疏密得當(dāng),當(dāng)疏密差別太大時(shí)應(yīng)以網(wǎng)狀銅箔填充;

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