PCB線路闆設計的(de)一般原則
印制電(diàn)路闆(PCB線路闆)是電(diàn)子産品中電路元(yuan)件和器件的支撐(cheng)件。它提供電路元(yuan)件和器件之間的(de)電氣連接。随着電(diàn)于技術的飛速發(fa)展,PGB的密度越來越(yue)高。PCB線路闆設計的(de)好壞對抗幹擾能(néng)力影響大。因此,在(zai)進行PCB線路闆設計(jì)時。必須遵守PCB設計(jì)的一般原則,并應(yīng)符合抗幹擾設計(ji)的要求。
PCB設計的一(yī)般原則要使電子(zǐ)電路獲得好性能(neng),元器件的布且及(jí)導線的布設是重(zhòng)要的。爲了設計質(zhì)量好、造價低的PCBP線(xian)路闆。應遵循以下(xia)一般原則:
1、布局
首(shou)先要考慮PCB線路闆(pan)尺寸大小。PCB線路闆(pan)尺寸過大時,印制(zhì)線條長,阻抗增加(jiā),抗噪聲能力下降(jiàng),成本也增加;過小(xiao),則散熱不好,且鄰(lin)近線條易受幹擾(rǎo)。在确定PCB尺寸後。再(zài)确定特殊元件的(de)位置。後,根據電路(lu)的功能單元,對電(dian)路的全部元器件(jiàn)進行布局。在确定(dìng)特殊元件的位置(zhi)時要遵守以下原(yuán)則:
(1)盡可能縮短高(gāo)頻元器件之間的(de)連線,設法減少它(tā)們的分布參數和(hé)相互間的電磁幹(gàn)擾。易受幹擾的元(yuan)器件不能相互挨(āi)得太近,輸入和輸(shu)出元件應盡量遠(yuǎn)離。
(2)某些元器件或(huo)導線之間可能有(you)較高的電位差,應(yīng)加大它們之間的(de)距離,以免放電引(yǐn)出意外短路。帶高(gao)電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調試(shi)時手不易觸及的(de)地方。
(3)重量超過15g的(de)元器件、應當用支(zhī)架加以固定,然後(hòu)焊接。那些又大又(yòu)重、發熱量多的元(yuan)器件,不宜裝在印(yin)制闆上,而應裝在(zài)整機的機箱底闆(pan)上,且應考慮散熱(rè)問題。熱敏元件應(yīng)遠離發熱元件。
(4)對(duì)于電位器、可調電(diàn)感線圈、可變電容(rong)器、微動開關等可(kě)調元件的布局應(yīng)考慮整機的結構(gòu)要求。若是機内調(diào)節,應放在印制闆(pan)上方便于調節的(de)地方;若是機外調(diao)節,其位置要與調(diào)節旋鈕在機箱面(miàn)闆上的位置相适(shi)應。
(5)應留出印制扳(ban)定位孔及固定支(zhī)架所占用的位置(zhi)。根據電路的功能(néng)單元。對電路的全(quán)部元器件進行布(bù)局時,要符合以下(xia)原則:
①按照電路的(de)流程安排各個功(gōng)能電路單元的位(wèi)置,使布局便于信(xìn)号流通,并使信号(hao)盡可能保持一緻(zhì)的方向。
②以每個功(gōng)能電路的核心元(yuan)件爲中心,圍繞它(ta)來進行布局。元器(qi)件應均勻、整齊、緊(jǐn)湊地排列在PCB上。盡(jìn)量減少和縮短各(ge)元器件之間的引(yin)線和連接。
③在高頻(pin)下工作的電路,要(yào)考慮元器件之間(jian)的分布參數。一般(bān)電路應盡可能使(shi)元器件平行排列(lie)。這樣,不但美觀。而(ér)且裝焊容易。易于(yú)批量生産。
④位于電(diàn)路闆邊緣的元器(qì)件,離電路闆邊緣(yuan)一般不小于2mm。電路(lu)闆的好形狀爲矩(jǔ)形。長寬比爲3:2成4:3。電(diàn)路闆面尺寸大于(yu)200x150mm時。應考慮電路闆(pan)所受的機械強度(dù)。
2、布線的原則如下(xià);
(1)輸入輸出端用的(de)導線應盡量避免(miǎn)相鄰平行。好加線(xiàn)間地線,以免發生(shēng)反饋藕合。
(2)印制攝(she)導線的小寬度主(zhǔ)要由導線與絕緣(yuán)基扳間的粘附強(qiang)度和流過它們的(de)電流值決定。當銅(tóng)箔厚度爲0.05mm、寬度爲(wèi)1~15mm 時。通過2A的電流,溫(wen)度不會高于3℃,因此(ci)。導線寬度爲1.5mm可滿(man)足要求。對于集成(chéng)電路,尤其是數字(zì)電路,通常選0.02~0.3mm導線(xian)寬度。當然,隻要允(yun)許,還是盡可能用(yong)寬線。尤其是電源(yuan)線和地線。導線的(de)小間距主要由壞(huai)情況下的線間絕(jué)緣電阻和擊穿電(diàn)壓決定。對于集成(chéng)電路,尤其是數字(zì)電路,隻要工藝允(yǔn)許,可使間距小至(zhi)5~8mm。
(3)印制導線拐彎處(chu)一般取圓弧形,而(er)直角或夾角在高(gāo)頻電路中會影響(xiǎng)電氣性能。此外,盡(jìn)量避免使用大面(miàn)積銅箔,否則,長時(shí)間受熱時,易發生(shēng)銅箔膨脹和脫落(luò)現象。必須用大面(miàn)積銅箔時,好用栅(shān)格狀。這樣有利于(yu)排除銅箔與基闆(pǎn)間粘合劑受熱産(chan)生的揮發性氣體(tǐ)。
3、焊盤
焊盤中心孔(kǒng)要比器件引線直(zhi)徑稍大一些。焊盤(pán)太大易形成虛焊(hàn)。焊盤外徑D一般不(bu)小于(d+1.2)mm,其中d爲引線(xiàn)孔徑。對高密度的(de)數字電路,焊盤小(xiǎo)直徑可取(d+1.0)mm。PCB線路闆(pan)及電路抗幹擾措(cuo)施印制電路闆的(de)抗幹擾設計與具(ju)體電路有着密切(qiē)的關系,這裏僅就(jiù)PCB抗幹擾設計的幾(jǐ)項常用措施做一(yi)些說明。
①電源線設(shè)計根據印制線路(lù)闆電流的大小,盡(jìn)量加租電源線寬(kuan)度,減少環路電阻(zu)。同時、使電源線、 地(di)線的走向和數據(jù)傳遞的方向一緻(zhi),這樣有助于增強(qiang)抗噪聲能力。
②地段(duàn)設計地線設計的(de)原則是:
a.數字地與(yu)模拟地分開。若線(xian)路闆上既有邏輯(jí)電路又有線性電(diàn)路,應使它們盡量(liàng)分開。低頻電路的(de)地應盡量采用單(dan)點并聯接地,實際(jì)布線有困難時可(ke)部分串聯後再并(bing)聯接地。高頻電路(lù)宜采用多點串聯(lián)接地,地線應短而(er)租,高頻元件周圍(wéi)盡量用栅格狀大(da)面積地箔。
b.接地線(xian)應盡量加粗。若接(jie)地線用紉的線條(tiao),則接地電位随電(dian)流的變化而變化(hua),使抗噪性能降低(dī)。因此應将接地線(xiàn)加粗,使它能通過(guò)三倍于印制闆上(shang)的允許電流。如有(you)可能,接地線應在(zai)2~3mm以上。
c.接地線構成(chéng)閉環路。隻由數字(zi)電路組成的印制(zhi)闆,其接地電路布(bù)成團環路大多能(neng)提高抗噪聲能力(lì)。
③退藕電容配置PCB線(xian)路闆設計的常規(gui)做法之一是在印(yin)制闆的各個關鍵(jian)部位配置适當的(de)退藕電容。退藕電(dian)容的一般配置原(yuán)則是:
a.電源輸入端(duan)跨接10 ~ 100uf的電解電容(rong)器。如有可能,接100uF以(yǐ)上的好。
b.原則上每(mei)個集成電路芯片(piàn)都應布置一個0.01pF的(de)瓷片電容,如遇印(yìn)制闆空隙不夠,可(kě)每4~8個芯片布置一(yi)個1 ~ 10pF的但電容。
c.對于(yú)抗噪能力弱、關斷(duàn)時電源變化大的(de)器件,如RAM、ROM存儲器件(jian),應在芯片的電源(yuán)線和地線之間直(zhí)接接入退藕電容(rong)。
d.電容引線不能太(tài)長,尤其是高頻旁(páng)路電容不能有引(yin)線。此外,還應注意(yi)以下兩點:
在印制(zhi)闆中有接觸器、繼(jì)電器、按鈕等元件(jiàn)時。*作它們時均會(huì)産生較大火花放(fàng)電,必須采用附圖(tu)所示的 RC電路來吸(xī)收放電電流。一般(ban)R取1 ~ 2K,C取2.2 ~ 47UF。
CMOS的輸入阻抗(kàng)高,且易受感應,因(yīn)此在使用時對不(bu)用端要接地或接(jiē)正電源。