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PCB板設計的四大主要事項

發布時間:2015年10月30日

在PCB板設計中,對工程師而言,電路設計是最基本的。但是很多工程師往往在復雜困難的PCB板設計時謹慎仔細,在基礎的PCB板設計時卻忽略一些要注意的地方,而導致錯誤出現??贍蓯購芡昝賴牡緶吠莢謐蒔CB板時出現問題或者是徹底壞掉。所以,為了幫助工程師在PCB板設計中減少設計更改,提升工作效率,在此提出幾個在PCB板設計過程中要注意的方面。

   1.PCB板設計中的散熱系統設計

  在PCB板設計中,散熱系統的設計包括冷卻方法和散熱元器件選擇,以及對冷膨脹系數的考慮。現在PCB板散熱的方式常用的有:通過PCB板本身散熱,給PCB板加散熱器和導熱板等。

  在傳統PCB板設計中,由于板材多采用覆銅/環氧玻璃布基材或酚醛樹脂玻璃布基材,還有少量使用的紙基覆銅板材,這些材料電氣性能和加工性能良好,但是導熱性能很差。由于現在的PCB板設計中QFP、BGA等表面安裝元件大量使用,元器件產生的熱量大量地傳給PCB板,因此,解決散熱的最有效方式是提升與發熱元件直接接觸的PCB板自身的散熱能力,通過PCB板傳導出去或散發出去。

  當PCB板上有少數器件發熱量較大時,可在PCB板的發熱器件上加散熱器或導熱管;當溫度還不能降下來時,可采用帶風扇的散熱器。當PCB板上發熱器件量較多時,可采用大的散熱罩,將散熱罩整體扣在元器件面上,讓其與PCB板上的每個元器件接觸而散熱。對用于視頻和動畫制作的專業計算機,甚至需要采用水冷的方式進行降溫。

  2.PCB板設計中的元器件選擇與布局

  在PCB板設計時,無疑要面臨元器件的選擇。每個元器件的規格都不一樣,即使同一產品不同廠商生產的元器件特性也可能不一樣,所以在PCB板設計時對于元器件的選擇,必須要與供應商聯系知道元器件的特性,并且了解這些特性對PCB板設計的影響。

  目前,選擇合適的內存對于PCB板設計來說也是很重要的一點,由于DRAM和Flash存儲器不斷的更新,PCB板設計者要想新的設計不受內存市場的影響是一個很大的挑戰。所以PCB板設計者必須瞄緊內存市場,與制造商保持緊密的聯系。

  此外對于一些散熱量大的元器件必須進行必要的計算,它們的布局也需要特別考慮,大量的元器件在一起時能產生更多的熱量,從而引起阻焊層變形分離,甚至引燃整個PCB板子。所以PCB板的設計和布局工程師必須一起工作,保證元器件有適合的布局。

  布局時首先要考慮PCB板的尺寸大小。PCB板尺寸過大時,印制線條長,阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;PCB板過小時,則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。在確定PCB板尺寸后,再確定特殊元器件的位置。最后,根據電路的功能單元,對電路的全部元器件進行布局。

  3.PCB板設計中的可測性設計

  PCB板的可測試性的關鍵技術包括:可測試性的度量、可測試性機制的設計與優化和測試信息的處理與故障診斷。PCB板的可測試性設計實際上就是將某種能夠方便測試進行的可測試性方法引入到PCB板中,提供獲取被測對象內部測試信息的信息通道。因此,合理有效地設計可測試性機制是成功地提高PCB板可測試性水平的保障。提高產品質量和可靠性,降低產品全壽命周期費用,要求可測試性設計技術能夠方便快捷地獲取PCB板測試時的反饋信息,能夠很容易地根據反饋信息做出故障診斷。在PCB板設計中,要保證DFT等探測頭的探測位置和進入的路徑不會受到影響。

  隨著電子產品的小型化,元器件的節距越來越小,安裝密度也會越來越大??曬┎饈緣牡緶方詰閽嚼叢繳?,因而對印制板組裝件的在線測試難度也越來越大,所以在PCB板設計時應充分考慮印制板可測試性的電氣條件和物理、機械條件,采用適當的機械電子設備進行測試。

  4.PCB板設計中的濕敏等級MSL

  MSL:Moisure Sensitive Level,即濕度敏感等級,在防潮包裝袋外的標簽上有說明,分為:1、2、2a、3、4、5、5a、6 八個等級。對濕度有特殊要求或包裝上有濕敏元件標記的元器件必須進行有效的管理,以提供物料儲存和制造環境的溫濕度管制范圍,從而確保溫濕度敏感元器件性能的可靠性。在烘烤時,BGA、QFP、MEM、BIOS等要求真空包裝完善,耐高溫和不耐高溫的元器件分別在不同的溫度下烘烤,注意烘烤的時間。PCB板烘烤要求首先參照PCB板包裝要求或客戶要求。烘烤后的濕敏元器件與PCB板在常溫下不可超過12H,未使用或未使用完在常溫下未超過12H的濕敏元器件或PCB板必須用真空包裝封好或放入干燥箱內存放。