线路板设计与思考-20160318.pptVIP

线路板设计与思考 程仁印 1：为什么要讲线路板设计 线路板分类： Shanghai Koito Automotive Lamp Co., Ltd. Shanghai Koito Automotive Lamp Co., Ltd. 2016.03.18 2：目前线路板设计有哪些问题 3：电子抱怨比较多的线路板结构 4：线路板后期优化实例（VW326 TIGUAN ） 5：今后如何处理设计相关的其他部门问题 根据电路层数分类：单面板、双面板和多层板。常见的多层板一般为4层板或6层板，复杂的多层板可达十几层。 单面板:放置元件、布线等工作都在一个层面上完成的电路板。单面板适用于 简单的电路，成本低。 双面板:电路板的两面都可放元件和布线的电路板。顶面和底面的电气连接通过过孔和焊盘来完成。（侧重于双面布线）。双面板适合于较复杂的电路，成本适中。 多面板:不止在顶面和底面布线，也可以在顶面和底面之间设置可布线的中间工作层面的电路板。适用与多层电路图成本较高。 2：目前线路板设计问题点 A：线路板的形状尺寸不合理 如图中所示，将平台后移1.5mm至线路板边缘以内，这183mm2的面积就不 需要了。此板报价面积4195mm2，因此提升利用率183/4195＝4.3％ 线路板形状 拼板设计 B:LED距离线路板边缘过近 LED距离线路板边缘过近 LED距离卡槽边缘过近 耐热算的热阻是以最恶劣的LED散热来计算的，这也是为什么T0出来后基本都超亮的原因 将卡槽开在两颗线路板中间，从而使2颗LED的散热面积相近。避免一颗LED散 热面积小温度高，另一颗LED散热面积大温度低情况的发生。优化虽然没有直接 减少板的面积，但是通过卡槽位置调整，优化了线路板散热条件，降低了整灯热 阻，同样的LED发光上限由11.5lm提升至14.5lm，间接提升了LED的性能 C:双面板两侧的LED距离过近 从图中可以看出，AB两处热源相当靠近。此处热量相当集中，而板子后方温度 却相对较低。 如图，从垂直于线路板的方向观察：此时需要满足L＝R2－R1≥5mm（其中L表示2颗LED在垂直于线路板平面上的距离，R2为一颗LED中心距离另一颗LED边界的最小距离，R1为LED中心距离本颗LED边缘的最大距离） D:安装结构位置布置不合理 设计过程中需要尽量避免将定位孔或槽开在FR4线路板中间,如左图所示。需要 将定位结构放置在线路板周边。如右图，三处定位销及卡扣均设计在线路板周 边，使线路板的面积得到了有效利用。 E：接插件选择不合理 贴片式成本较高，一般用于铝基板等导电的板材。对于FR4板，我们一般 选择金手指和穿板式。由于金手指价格远低于穿板式，只需要在配合结构 增加几根限位筋，完全可以达到穿板式的效果。因此，FR4线路板接插件 我们一般选择金手指来实现。 3：电子抱怨比较多的线路板结构 4：线路板后期优化实例（VW326 TIGUAN NF） VW326 TIGUAN NF RCLB初版设计完成后，线路板形状如左图，此时线路板 有效面积为S有效＝84.5cm2。采用最小矩形来计算板材所需面积，如右图，板 材实际所需面积为S实际＝19.7*5.6＝110.3cm2。此时，板材的利用率 α＝S有效/S实际＝76.6％。 重新排布了电子元器件，电路的排布从一定意义上对板材面积起着至关重要的影响 。由于此线路板为双面板，两面都布有LED，原先将所有的元器件（LED除外）全 部排在了单面 从耐热报告可以看出，线路板仍有余量存在（耐热上限150゜）。而且热量分 布表明，远离LED部分线路板温度较低。因此，综合考虑之后，将远离LED部 分线路板裁剪掉（如图 红色为优化后线路板）。 考虑拼板方式，将四块线路板组合排放，将废料面积进一步降小，如图所需面积为 S实际＝38.5*9.2＝354cm2。利用率α优2＝4* S有效2/ S实际3＝85.9％，相较于 初版设计状态的利用率α＝76.6％，提升了9.2％。 优化效果：整车线路板面积S1＝630cm2，优化后整车线路板面积S2＝542 cm2。每年为 公司线路板降低成本P＝（S1－S2）*C*N*12＝（630-542）*0.12*12000*12＝152万元 （P为降低的成本，C为线路板单价单位为元/cm2，N为VW326低配月产量）。 5：今后如何处理设计相关的其他部门问题 A：先倾听其他部门的诉求 B：要多问为什么 C：保持天马行空的思维及严谨的验证