表面贴装印制板的设计技巧

接线图 2023年12月31日 18:31 277 admin

印制板外形必须经过数控铣削加工。如按贴片机精度±0.02mm来计算，则印制板四周垂直平行精度即形位公差应达到±0.02mm。

对于外形尺寸小于50mm*50mm的印制板，宜采用拼板形式，具体拼成多大尺寸合适，需根据贴片机、丝印机规格及具体要求而定。

印制板漏印过程中需要定位，必须设置定位孔。以英国产DEK丝印机为例，该机器配有一对D3mm的定位销，相应地在PCB上相对两边或对角线上应设置至少两个D3mm的定位孔，依靠机器的视觉系统（VisiON)和定位孔保证印制板的定位精度。

印制板的四周应设计宽度一般为（5±0.1）mm的工艺夹持边，在工艺夹持边内不应有任何焊盘图形和器件。如若确实因板面尺寸受限制，不能满足以上要求，或采用的是拼板组装方式，可采取四周加边框的制作方法，留出工艺夹持边，待焊接完成后，手工掰开去除边框。

2 印制板的布线方式

尽量走短线，特别是对小信号电路来讲，线越短电阻越小，干扰越小，同时藕合线长度尽量减短。

同一层上的信号线改变方向时应该避免直角拐弯，尽可能走斜线，且曲率半径大些的好。

走线宽度和中心距

印制板线条的宽度要求尽量一致，这样有利于阻抗匹配。从印制板制作工艺来讲，宽度可以做到0.3mm、0.2mm甚至0.1mm，中心距也可以做到0.3mm、0.2mm、0.1mm，但是，随着线条变细，间距变小，在生产过程中质量将更加难以控制，废品率将上升，制造成本将提高。除非用户有特殊要求，选用0.3mm线宽和0.3mm线间距的布线原则是比较适宜的，它能有效控制质量。

电源线、地线的设计

对于电源线和地线而言，走线面积越大越好，以利于减少干扰，对于高频信号线最好是用地线屏蔽。

多层板走线方向

多层板走线要按电源层、地线层和信号层分开，减少电源、地、信号之间的干扰。多层板走线要求相邻两层印制板的线条应尽量相互垂直或走斜线、曲线，不能平行走线，以利于减少基板层间藕合和干扰。大面积的电源层和大面积的地线层要相邻，其作用是在电源和地之间形成了一个电容，起到滤波作用。

3 焊盘设计控制

因目前表面贴装元器件还没有统一标准，不同的国家，不同的厂商所生产的元器件外形封装都有差异，所以在选择焊盘尺寸时，应与自己所选用的元器件的封装外形、引脚等与焊接相关的尺寸进行比较，确定焊盘长度、宽度。

焊盘长度

焊盘长度在焊点可靠性中所起的作用比焊盘宽度更为重要，焊点可靠性主要取决于长度而不是宽度。如图1所示。

表面贴装印制板的设计技巧第1张

图1 焊点

其中L1、L2尺寸的选择，要有利于焊料熔融时能形成良好的弯月形轮廓，还要避免焊料产生桥接现象，以及兼顾元器件的贴片偏差（偏差在允许范围内），以利于增加焊点的附着力，提高焊接可靠性。一般L1取0.5mm、L2取0.5-1.5mm.

焊盘宽度

对于0805以上的阻容元器件，或脚间距在1.27mm以上的SD、SOJ等IC芯片而言，焊盘宽度一般是在元器件引脚宽度的基础上加一个数值，数值的范围在0.1-0.25mm之间。而对于0.65mm包括0.65mm引脚间距以下的IC芯片，焊盘宽度应等于引脚的宽度。对于细间距的QFP，有的时候焊盘宽度相对引脚来说还要适当减小，如在两焊盘之间有引线穿过时。

焊盘间线条的要求

应尽可能避免在细间距元器件焊盘之间穿越连线，确需在焊盘之间穿越连线的，应用阻焊膜对其加以可靠的遮蔽。

焊盘对称性的要求

对于同一个元器件，凡是对称使用的焊盘，如QFP、SOIC等等，设计时应严格保证其全面的对称，即焊盘图形的形状、尺寸完全一致，以保证焊料熔融时，作用于元器件上所有焊点的表面张力保护平衡，以利于形成理想的优质焊点，保证不产生位移。

4 基准标准（Mark)设计要求

在印制板上必须设置有基准标志，作为贴片机进行贴片操作时的参考基准点。不同类型的贴片机对基准点形状、尺寸要求不一样。一般是在印制板对角线上设置2-3个D1.5mm的裸铜实心作为基准标志。

对于多引脚的元器件，尤其是引脚间距在0.65mm以下的细间距贴装IC，应在其焊盘图形附近增设基准标志，一般在焊盘图形对角线上设置两个对称基准点标志，作为贴片机光学定位和校准用。

5 其他要求

过渡孔处理

焊盘内不允许有过渡孔，且应避免过滤孔与焊盘相连，以避免因焊料流失所引起的焊接不良。如过渡孔确需与焊盘互连，且过渡孔与焊盘边缘之间的距离大于1mm.

字符、图形的要求

字符、图形等标志符号不得印在焊盘上，以避免引起焊接不良。