电子产品开发电路板基板设计

日期:2018-05-26 / 人气: / 来源:www.gycsjx.com

电子产品使用的电路板的最佳形状为矩形。长宽比为3:2或4:3。当所设计的电子产品使用电路板面尺寸需大于200mm×150mm时,应考虑电路板所具有的机械强度。

印制电路板外形尺寸

印制电路板外形尺寸首先要符合电子产品整机结构设计的要求,即由电子产品结构设计决定印制板的外形尺寸和调整、开关、显示等元器件的位置;另一方面,机械强度决定印制板的尺寸不能过大,在无支撑点的情况下,一般尺寸不应超过200mm×150mm。

印制电路板的厚度选择应根据印制电路板的功能及所安装的元器件质量、印制板插座规格以及印制电路板外形尺寸所承受的机械负荷来决定。

印制电路板翘曲度

印制电路板翘曲度的要求,就是印制电路板平整度的要求,是表面安装生产线上贴装设备对印制电路板的一种要求。一般对上翘曲度要求小于1.2mm,下翘曲度要求小于0.3mm。

印制电路板定位孔

印制电路板定位孔主要用于焊膏或贴片胶的丝网印制、元器件组装和在线测试过程中对PCB进行固定夹持定位之用,是一种非镀层孔。印制电路板定位孔一般设置在PCB对角的边缘上,印制电路板定位孔孔径范围为1.5~3.0mm,既可是圆孔,也可为椭圆孔。对批量印制电路板,定位孔的最大孔经偏差不应超过0.07mm。如果在PCB上有相对应的装配孔,则可用于代替印制电路板定位孔。拼板定位孔通常设置于PCB板的工艺夹持边。

印制电路板基准定位标志

印制电路板基准定位标志,是针对表面安装技术组装设备的光学视觉定位系统的需求而设置的,依据基准标志对印制电路板进行位置确认。基准定位标志应设置在含有表面贴装元件的PCB表面(放置于PCB任意两对角的空白区域内),要考虑PCB材料颜色与环境的反差,选择适当的单面焊盘图形作为基准定位标志。不可将线条或填充图形用作印制电路板基准定位标志图形。因这两种图形将在PCB制造时,被阻焊膜覆盖而使光学定位系统识别困难。

基准标志常用图形有:■、●、▲、╂,大小在0.5~2.0mm范围内,标志铜层阻焊区尺寸应为标志外形尺寸的两倍。

印制电路板局部基准定位标志

在印制电路板上,对单个、多个细间距多引线、大尺寸表面安装器件的精确放置、拼板区域定位而设置的专门焊盘图形。局部基准定位标志一般靠近需精确定位的器件边沿位置,一般在引脚间距小于或等于0.5mm的QFP器件、BGA器件焊盘的对角外侧或内侧设置局部基准定位标志。局部基准定位标志焊盘图形选择可参照4中的方法处理。

印制电路板工艺夹持边

为使电路板在装联设备上正常传递或在线测试系统的工艺夹具需求,在印制电路板的元器件布局、布线区外边预留4mm以上的空白区,即工艺夹持边。如因电路板结构的约束,PCB本身不能留有工艺夹持边,工艺夹持边与PCB间用V形槽方式处理。

拼板

拼板是一种提高生产效率的制板形式,它仅限于印制电路板外形尺寸小于50mm×50mm。当产量较大时,将4~8块相同的印制电路板拼在一起而形成一块较大的印制电路板。对于拼板,由于模板冲压偏差,可能形成板与板之间间距不一致,最好在每块拼板上都设有基准标志,让机器将每块拼板当作单板看待。拼板的分离一般采用V型糟或铣外形留筋工艺,在拼板的边沿加设工艺夹持边,在工艺夹持边上要设置定位孔和印制电路板基准定位标志。

防振动、抗冲击设计

印制电路板上装有上百个元器件或几十个集成电路,而印制电路板又和机箱联系在一起,因而它们所构成的振动系统是相当复杂的,每个元器件、结构件都有自身的振动特性,两个元器件或结构件装配在一起又会呈现第三种振动特性,组装方式不同,其振动特性也各异。为了防止上述现象的产生,必须采用倍频定律。倍频定律是指:在串联的弹簧-质量系统中,任何一组弹簧-质量系统的固有频率至少是前面一组弹簧-质量系统固有频率的两倍。例如:假设机箱的固有频率是100Hz,那么印制电路板的固有频率应该在200Hz以上,才能防止因印制电路板的共振放大而引起机箱发生共振。为此,必须提高印制电路板的结构刚度,或进一步在印制电路板上采取减振措施来削弱印制电路板的振动。

常用的防振动和抗冲击设计措施有以下几种:

  1. 增加印制板的厚度,从而提高印制电路板的结构刚度;
  2. 在不能增加印制板厚度的情况下,可在印制板上附加加强筋,以提高其刚度。为满足热设计要求而采用的导热条(板),不仅增强了散热能力,还提高了印制电路板的隔振及缓冲能力;
  3. 把橡胶减振器联结在印制电路板上作为附加的结构支撑,从而减小振动时印制电路板中心的振幅,使其在安全的范围内;
  4. 用机械方法增加印制电路板边缘与支承界面间的接触压力,通过改变边界条件来降低板中心的振幅,从而防止印制电路板上元器件的疲劳损坏。

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作者:电子产品设计


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