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電子產品開發電路板基板設計

日期:2019-05-26 / 人氣: / 來源:189hi.cn

電(dian)(dian)(dian)子(zi)產品(pin)使(shi)用(yong)的電(dian)(dian)(dian)路(lu)板的最(zui)佳(jia)形狀為(wei)(wei)矩(ju)形。長(chang)寬比為(wei)(wei)3:2或4:3。當所(suo)設計的電(dian)(dian)(dian)子(zi)產品(pin)使(shi)用(yong)電(dian)(dian)(dian)路(lu)板面(mian)尺寸(cun)需大于200mm×150mm時,應(ying)考(kao)慮電(dian)(dian)(dian)路(lu)板所(suo)具有的機械強(qiang)度。

印制電路板外形尺寸

印(yin)(yin)制電路板(ban)外(wai)形(xing)尺寸(cun)首先要符(fu)合(he)電子產品整機(ji)(ji)結構(gou)設計的(de)(de)要求,即由電子產品結構(gou)設計決定印(yin)(yin)制板(ban)的(de)(de)外(wai)形(xing)尺寸(cun)和調整、開關、顯示(shi)等元(yuan)器件的(de)(de)位置(zhi);另一(yi)方面,機(ji)(ji)械強度(du)決定印(yin)(yin)制板(ban)的(de)(de)尺寸(cun)不能(neng)過(guo)大,在無支撐點的(de)(de)情況(kuang)下,一(yi)般尺寸(cun)不應超(chao)過(guo)200mm×150mm。

印(yin)(yin)(yin)制(zhi)(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)(de)厚度選擇應根據(ju)印(yin)(yin)(yin)制(zhi)(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)(de)功能及所安(an)裝的(de)(de)元器件(jian)質量、印(yin)(yin)(yin)制(zhi)(zhi)板(ban)插座(zuo)規格以(yi)及印(yin)(yin)(yin)制(zhi)(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)外形尺(chi)寸所承受的(de)(de)機械負荷(he)來(lai)決定。

印制電路板翹曲度

印(yin)制(zhi)電路(lu)(lu)板(ban)翹(qiao)曲度(du)(du)的(de)要(yao)(yao)求,就是(shi)印(yin)制(zhi)電路(lu)(lu)板(ban)平(ping)整度(du)(du)的(de)要(yao)(yao)求,是(shi)表(biao)面安裝生產線上(shang)貼裝設備對印(yin)制(zhi)電路(lu)(lu)板(ban)的(de)一種要(yao)(yao)求。一般對上(shang)翹(qiao)曲度(du)(du)要(yao)(yao)求小于1.2mm,下翹(qiao)曲度(du)(du)要(yao)(yao)求小于0.3mm。

印制電路板定位孔

印(yin)制電路(lu)板(ban)(ban)(ban)(ban)定位(wei)(wei)孔(kong)(kong)(kong)主(zhu)要用于(yu)焊膏或(huo)貼片(pian)膠的(de)絲網印(yin)制、元器件組裝(zhuang)和在(zai)(zai)線(xian)測試過程中對PCB進行固(gu)定夾持定位(wei)(wei)之用,是一(yi)種非鍍層孔(kong)(kong)(kong)。印(yin)制電路(lu)板(ban)(ban)(ban)(ban)定位(wei)(wei)孔(kong)(kong)(kong)一(yi)般設置在(zai)(zai)PCB對角的(de)邊(bian)緣上,印(yin)制電路(lu)板(ban)(ban)(ban)(ban)定位(wei)(wei)孔(kong)(kong)(kong)孔(kong)(kong)(kong)徑范圍(wei)為1.5~3.0mm,既可是圓孔(kong)(kong)(kong),也可為橢圓孔(kong)(kong)(kong)。對批(pi)量印(yin)制電路(lu)板(ban)(ban)(ban)(ban),定位(wei)(wei)孔(kong)(kong)(kong)的(de)最大孔(kong)(kong)(kong)經偏(pian)差不應超過0.07mm。如果在(zai)(zai)PCB上有相對應的(de)裝(zhuang)配孔(kong)(kong)(kong),則可用于(yu)代替(ti)印(yin)制電路(lu)板(ban)(ban)(ban)(ban)定位(wei)(wei)孔(kong)(kong)(kong)。拼板(ban)(ban)(ban)(ban)定位(wei)(wei)孔(kong)(kong)(kong)通常設置于(yu)PCB板(ban)(ban)(ban)(ban)的(de)工藝夾持邊(bian)。

印制電路板基準定位標志

印制電路板基(ji)(ji)準(zhun)定位(wei)(wei)標(biao)(biao)志,是針對表面(mian)安裝(zhuang)(zhuang)技術組裝(zhuang)(zhuang)設(she)(she)備的(de)光學(xue)視覺定位(wei)(wei)系統的(de)需求而(er)設(she)(she)置(zhi)的(de),依據基(ji)(ji)準(zhun)標(biao)(biao)志對印制電路板進(jin)行(xing)位(wei)(wei)置(zhi)確認。基(ji)(ji)準(zhun)定位(wei)(wei)標(biao)(biao)志應設(she)(she)置(zhi)在含有表面(mian)貼裝(zhuang)(zhuang)元件(jian)的(de)PCB表面(mian)(放置(zhi)于PCB任意兩(liang)對角的(de)空白區域(yu)內),要考慮(lv)PCB材料顏色與環(huan)境的(de)反差,選擇適當的(de)單面(mian)焊盤圖形作為基(ji)(ji)準(zhun)定位(wei)(wei)標(biao)(biao)志。不可(ke)將(jiang)線條或填充圖形用作印制電路板基(ji)(ji)準(zhun)定位(wei)(wei)標(biao)(biao)志圖形。因(yin)這兩(liang)種圖形將(jiang)在PCB制造時(shi),被阻焊膜覆蓋而(er)使光學(xue)定位(wei)(wei)系統識別(bie)困難。

基準標志常用圖形有:■、●、▲、╂,大小在0.5~2.0mm范圍內,標(biao)志銅層(ceng)阻焊區尺寸應為標(biao)志外形尺寸的兩(liang)倍。

印制電路板局部基準定位標志

在印制電路板上,對(dui)(dui)單個、多(duo)(duo)個細間距(ju)多(duo)(duo)引線、大尺寸表面安(an)裝器件(jian)的精確(que)放置(zhi)、拼板區(qu)域定位(wei)(wei)而設(she)(she)置(zhi)的專門焊(han)盤圖形(xing)。局部基(ji)(ji)準(zhun)定位(wei)(wei)標(biao)志(zhi)一般靠近(jin)需(xu)精確(que)定位(wei)(wei)的器件(jian)邊沿位(wei)(wei)置(zhi),一般在引腳間距(ju)小于(yu)或(huo)等于(yu)0.5mm的QFP器件(jian)、BGA器件(jian)焊(han)盤的對(dui)(dui)角外側(ce)或(huo)內側(ce)設(she)(she)置(zhi)局部基(ji)(ji)準(zhun)定位(wei)(wei)標(biao)志(zhi)。局部基(ji)(ji)準(zhun)定位(wei)(wei)標(biao)志(zhi)焊(han)盤圖形(xing)選(xuan)擇可參(can)照4中的方法處理。

印制電路板工藝夾持邊

為使電(dian)路(lu)板在(zai)裝(zhuang)聯設(she)備上正(zheng)常傳遞(di)或在(zai)線測試系(xi)統的工(gong)藝夾具(ju)需求,在(zai)印制電(dian)路(lu)板的元器件布局、布線區外邊(bian)(bian)預(yu)留(liu)4mm以上的空白(bai)區,即工(gong)藝夾持邊(bian)(bian)。如(ru)因電(dian)路(lu)板結構的約束,PCB本身不能留(liu)有工(gong)藝夾持邊(bian)(bian),工(gong)藝夾持邊(bian)(bian)與PCB間用V形槽方式(shi)處(chu)理(li)。

拼板

拼板(ban)(ban)是(shi)一(yi)種提高生(sheng)產效率的(de)(de)(de)制(zhi)板(ban)(ban)形式(shi),它僅限于(yu)印(yin)(yin)制(zhi)電(dian)(dian)路板(ban)(ban)外(wai)形尺(chi)寸小于(yu)50mm×50mm。當產量較(jiao)大時,將4~8塊(kuai)相同(tong)的(de)(de)(de)印(yin)(yin)制(zhi)電(dian)(dian)路板(ban)(ban)拼在一(yi)起而(er)形成一(yi)塊(kuai)較(jiao)大的(de)(de)(de)印(yin)(yin)制(zhi)電(dian)(dian)路板(ban)(ban)。對于(yu)拼板(ban)(ban),由于(yu)模板(ban)(ban)沖壓偏差,可能形成板(ban)(ban)與板(ban)(ban)之(zhi)間間距不一(yi)致(zhi),最好在每塊(kuai)拼板(ban)(ban)上都設(she)有基準標志,讓機器將每塊(kuai)拼板(ban)(ban)當作單板(ban)(ban)看待。拼板(ban)(ban)的(de)(de)(de)分離一(yi)般(ban)采(cai)用(yong)V型糟或(huo)銑(xian)外(wai)形留筋工(gong)藝,在拼板(ban)(ban)的(de)(de)(de)邊(bian)(bian)(bian)沿加設(she)工(gong)藝夾持邊(bian)(bian)(bian),在工(gong)藝夾持邊(bian)(bian)(bian)上要設(she)置定位孔和印(yin)(yin)制(zhi)電(dian)(dian)路板(ban)(ban)基準定位標志。

防振動、抗沖擊設計

印(yin)制(zhi)(zhi)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)板(ban)上(shang)(shang)裝(zhuang)有(you)上(shang)(shang)百個元器件(jian)(jian)或(huo)幾十(shi)個集成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu),而(er)(er)印(yin)制(zhi)(zhi)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)板(ban)又和機箱(xiang)(xiang)聯系(xi)(xi)在(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)起,因而(er)(er)它們所(suo)構(gou)成(cheng)(cheng)的(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)系(xi)(xi)統(tong)是(shi)(shi)相當(dang)復雜的(de)(de),每個元器件(jian)(jian)、結構(gou)件(jian)(jian)都有(you)自身的(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)特(te)性(xing)(xing),兩個元器件(jian)(jian)或(huo)結構(gou)件(jian)(jian)裝(zhuang)配(pei)在(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)起又會(hui)呈現(xian)第(di)三種(zhong)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)特(te)性(xing)(xing),組(zu)裝(zhuang)方式不同,其振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)特(te)性(xing)(xing)也各(ge)異。為(wei)了防(fang)止(zhi)上(shang)(shang)述(shu)現(xian)象的(de)(de)產生(sheng),必須(xu)采(cai)用(yong)倍(bei)(bei)頻(pin)定律。倍(bei)(bei)頻(pin)定律是(shi)(shi)指(zhi):在(zai)(zai)(zai)串聯的(de)(de)彈(dan)(dan)簧(huang)-質量系(xi)(xi)統(tong)中,任何(he)一(yi)(yi)組(zu)彈(dan)(dan)簧(huang)-質量系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)固有(you)頻(pin)率(lv)至少(shao)是(shi)(shi)前面一(yi)(yi)組(zu)彈(dan)(dan)簧(huang)-質量系(xi)(xi)統(tong)固有(you)頻(pin)率(lv)的(de)(de)兩倍(bei)(bei)。例如(ru):假設(she)機箱(xiang)(xiang)的(de)(de)固有(you)頻(pin)率(lv)是(shi)(shi)100Hz,那(nei)么(me)印(yin)制(zhi)(zhi)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)板(ban)的(de)(de)固有(you)頻(pin)率(lv)應該(gai)在(zai)(zai)(zai)200Hz以上(shang)(shang),才能(neng)防(fang)止(zhi)因印(yin)制(zhi)(zhi)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)板(ban)的(de)(de)共(gong)振(zhen)(zhen)(zhen)放大而(er)(er)引(yin)起機箱(xiang)(xiang)發(fa)生(sheng)共(gong)振(zhen)(zhen)(zhen)。為(wei)此,必須(xu)提高印(yin)制(zhi)(zhi)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)板(ban)的(de)(de)結構(gou)剛度,或(huo)進一(yi)(yi)步在(zai)(zai)(zai)印(yin)制(zhi)(zhi)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)板(ban)上(shang)(shang)采(cai)取減振(zhen)(zhen)(zhen)措施(shi)來(lai)削弱(ruo)印(yin)制(zhi)(zhi)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)板(ban)的(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)。

常(chang)用的防振動(dong)和抗沖(chong)擊(ji)設計措施有(you)以下幾(ji)種:

  1. 增加印制板的厚度,從而提高印制電路板的結構剛度;
  2. 在不能增加印制板厚度的情況下,可在印制板上附加加強筋,以提高其剛度。為滿足熱設計要求而采用的導熱條(板),不僅增強了散熱能力,還提高了印制電路板的隔振及緩沖能力;
  3. 把橡膠減振器聯結在印制電路板上作為附加的結構支撐,從而減小振動時印制電路板中心的振幅,使其在安全的范圍內;
  4. 用機械方法增加印制電路板邊緣與支承界面間的接觸壓力,通過改變邊界條件來降低板中心的振幅,從而防止印制電路板上元器件的疲勞損壞。

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公(gong)司核心(xin)業務是提供(gong)以工控電子、汽車電子、醫療(liao)電子、安防(fang)電子、消費電子、通訊(xun)電子、電源電子等(deng)多領域的電子產(chan)品(pin)設計、方(fang)案(an)開(kai)發及加(jia)(jia)工生產(chan)的一站式PCBA服(fu)務,為滿足不同客戶需求可提供(gong)中小批量PCBA加(jia)(jia)工。

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作者:電子產品設計


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