PCB線路(lu)闆設計(ji)的一般(bān)原則
印(yin)制電路(lù)闆(PCB線路(lu)闆)是電(dian)子産品(pǐn)中電路(lu)元件和(he)器件的(de)支撐件(jian)。它提供(gong)電路元(yuan)件和器(qì)件之間(jian)的電氣(qi)連接。随(sui)着電于(yu)技術的(de)飛速發(fa)展,PGB的密(mì)度越來(lai)越高。PCB線(xian)路闆設(shè)計的好(hao)壞對抗(kang)幹擾能(néng)力影響(xiǎng)大。因此(cǐ),在進行(háng)PCB線路闆(pan)設計時(shi)。必須遵(zun)守PCB設計(ji)的一般(bān)原則,并(bìng)應符合(hé)抗幹擾(rao)設計的(de)要求。
PCB設(shè)計的一(yi)般原則(ze)要使電(dian)子電路(lu)獲得好(hao)性能,元(yuan)器件的(de)布且及(ji)導線的(de)布設是(shi)重要的(de)。爲了設(she)計質量(liàng)好、造價(jia)低的PCBP線(xian)路闆。應(yīng)遵循以(yi)下一般(ban)原則:
1、布(bu)局
首先(xian)要考慮(lǜ)PCB線路闆(pǎn)尺寸大(da)小。PCB線路(lù)闆尺寸(cùn)過大時(shí),印制線(xiàn)條長,阻(zǔ)抗增加(jia),抗噪聲(shēng)能力下(xia)降,成本(ben)也增加(jiā);過小,則(ze)散熱不(bu)好,且鄰(lin)近線條(tiáo)易受幹(gan)擾。在确(que)定PCB尺寸(cùn)後。再确(què)定特殊(shū)元件的(de)位置。後(hòu),根據電(diàn)路的功(gōng)能單元(yuan),對電路(lu)的全部(bu)元器件(jiàn)進行布(bu)局。在确(que)定特殊(shu)元件的(de)位置時(shí)要遵守(shou)以下原(yuán)則:
(1)盡可(kě)能縮短(duǎn)高頻元(yuan)器件之(zhī)間的連(lián)線,設法(fǎ)減少它(tā)們的分(fèn)布參數(shù)和相互(hu)間的電(diàn)磁幹擾(rao)。易受幹(gan)擾的元(yuan)器件不(bú)能相互(hù)挨得太(tai)近,輸入(rù)和輸出(chū)元件應(ying)盡量遠(yuǎn)離。
(2)某些(xiē)元器件(jian)或導線(xiàn)之間可(ke)能有較(jiào)高的電(diàn)位差,應(ying)加大它(ta)們之間(jiān)的距離(li),以免放(fàng)電引出(chu)意外短(duǎn)路。帶高(gao)電壓的(de)元器件(jiàn)應盡量(liàng)布置在(zai)調試時(shí)手不易(yi)觸及的(de)地方。
(3)重(zhong)量超過(guo)15g的元器(qì)件、應當(dāng)用支架(jia)加以固(gù)定,然後(hou)焊接。那(nà)些又大(da)又重、發(fā)熱量多(duo)的元器(qi)件,不宜(yi)裝在印(yin)制闆上(shang),而應裝(zhuang)在整機(ji)的機箱(xiāng)底闆上(shang),且應考(kao)慮散熱(rè)問題。熱(re)敏元件(jian)應遠離(li)發熱元(yuan)件。
(4)對于(yú)電位器(qì)、可調電(dian)感線圈(quān)、可變電(dian)容器、微(wei)動開關(guan)等可調(diao)元件的(de)布局應(yīng)考慮整(zhěng)機的結(jié)構要求(qiu)。若是機(ji)内調節(jie),應放在(zài)印制闆(pan)上方便(bian)于調節(jie)的地方(fang);若是機(ji)外調節(jiē),其位置(zhì)要與調(diao)節旋鈕(niǔ)在機箱(xiāng)面闆上(shàng)的位置(zhi)相适應(yīng)。
(5)應留出(chū)印制扳(ban)定位孔(kong)及固定(ding)支架所(suǒ)占用的(de)位置。根(gen)據電路(lu)的功能(néng)單元。對(dui)電路的(de)全部元(yuán)器件進(jìn)行布局(jú)時,要符(fú)合以下(xia)原則:
①按(àn)照電路(lu)的流程(cheng)安排各(gè)個功能(neng)電路單(dan)元的位(wei)置,使布(bu)局便于(yú)信号流(liú)通,并使(shi)信号盡(jìn)可能保(bao)持一緻(zhì)的方向(xiang)。
②以每個(gè)功能電(diàn)路的核(he)心元件(jiàn)爲中心(xīn),圍繞它(ta)來進行(hang)布局。元(yuán)器件應(yīng)均勻、整(zheng)齊、緊湊(còu)地排列(lie)在PCB上。盡(jìn)量減少(shao)和縮短(duan)各元器(qì)件之間(jian)的引線(xiàn)和連接(jie)。
③在高頻(pín)下工作(zuò)的電路(lù),要考慮(lǜ)元器件(jian)之間的(de)分布參(cān)數。一般(bān)電路應(yīng)盡可能(neng)使元器(qi)件平行(háng)排列。這(zhe)樣,不但(dan)美觀。而(er)且裝焊(hàn)容易。易(yi)于批量(liang)生産。
④位(wei)于電路(lù)闆邊緣(yuán)的元器(qi)件,離電(dian)路闆邊(biān)緣一般(bān)不小于(yú)2mm。電路闆(pǎn)的好形(xing)狀爲矩(ju)形。長寬(kuan)比爲3:2成(chéng)4:3。電路闆(pǎn)面尺寸(cùn)大于200x150mm時(shi)。應考慮(lǜ)電路闆(pan)所受的(de)機械強(qiang)度。
2、布線(xian)的原則(zé)如下;
(1)輸(shū)入輸出(chū)端用的(de)導線應(ying)盡量避(bi)免相鄰(lín)平行。好(hao)加線間(jiān)地線,以(yi)免發生(shēng)反饋藕(ou)合。
(2)印制(zhi)攝導線(xian)的小寬(kuān)度主要(yao)由導線(xian)與絕緣(yuán)基扳間(jiān)的粘附(fù)強度和(he)流過它(ta)們的電(dian)流值決(jue)定。當銅(tóng)箔厚度(du)爲0.05mm、寬度(du)爲1~15mm 時。通(tōng)過2A的電(dian)流,溫度(du)不會高(gāo)于3℃,因此(cǐ)。導線寬(kuan)度爲1.5mm可(kě)滿足要(yào)求。對于(yú)集成電(dian)路,尤其(qí)是數字(zi)電路,通(tong)常選0.02~0.3mm導(dao)線寬度(du)。當然,隻(zhī)要允許(xu),還是盡(jin)可能用(yòng)寬線。尤(you)其是電(dian)源線和(hé)地線。導(dao)線的小(xiǎo)間距主(zhu)要由壞(huài)情況下(xia)的線間(jiān)絕緣電(diàn)阻和擊(jī)穿電壓(ya)決定。對(dui)于集成(cheng)電路,尤(yóu)其是數(shù)字電路(lu),隻要工(gōng)藝允許(xǔ),可使間(jian)距小至(zhi)5~8mm。
(3)印制導(dao)線拐彎(wan)處一般(ban)取圓弧(hú)形,而直(zhi)角或夾(jiá)角在高(gao)頻電路(lù)中會影(yǐng)響電氣(qi)性能。此(cǐ)外,盡量(liàng)避免使(shi)用大面(miàn)積銅箔(bó),否則,長(zhǎng)時間受(shòu)熱時,易(yì)發生銅(tong)箔膨脹(zhang)和脫落(luo)現象。必(bì)須用大(dà)面積銅(tong)箔時,好(hao)用栅格(ge)狀。這樣(yang)有利于(yu)排除銅(tong)箔與基(ji)闆間粘(zhān)合劑受(shou)熱産生(sheng)的揮發(fa)性氣體(ti)。
3、焊盤
焊(hàn)盤中心(xin)孔要比(bi)器件引(yǐn)線直徑(jìng)稍大一(yī)些。焊盤(pan)太大易(yì)形成虛(xū)焊。焊盤(pán)外徑D一(yi)般不小(xiao)于(d+1.2)mm,其中(zhong)d爲引線(xian)孔徑。對(duì)高密度(dù)的數字(zì)電路,焊(hàn)盤小直(zhi)徑可取(qu)(d+1.0)mm。PCB線路闆(pan)及電路(lù)抗幹擾(rao)措施印(yìn)制電路(lù)闆的抗(kàng)幹擾設(she)計與具(jù)體電路(lu)有着密(mì)切的關(guan)系,這裏(lǐ)僅就PCB抗(kang)幹擾設(she)計的幾(jǐ)項常用(yong)措施做(zuo)一些說(shuō)明。
①電源(yuán)線設計(ji)根據印(yin)制線路(lù)闆電流(liu)的大小(xiao),盡量加(jiā)租電源(yuán)線寬度(du),減少環(huan)路電阻(zǔ)。同時、使(shǐ)電源線(xian)、 地線的(de)走向和(hé)數據傳(chuán)遞的方(fang)向一緻(zhi),這樣有(yǒu)助于增(zeng)強抗噪(zào)聲能力(lì)。
②地段設(shè)計地線(xiàn)設計的(de)原則是(shi):
a.數字地(dì)與模拟(nǐ)地分開(kai)。若線路(lu)闆上既(ji)有邏輯(ji)電路又(you)有線性(xing)電路,應(ying)使它們(men)盡量分(fèn)開。低頻(pín)電路的(de)地應盡(jin)量采用(yòng)單點并(bìng)聯接地(di),實際布(bu)線有困(kun)難時可(ke)部分串(chuàn)聯後再(zai)并聯接(jiē)地。高頻(pin)電路宜(yí)采用多(duo)點串聯(lián)接地,地(dì)線應短(duǎn)而租,高(gāo)頻元件(jian)周圍盡(jin)量用栅(shan)格狀大(dà)面積地(dì)箔。
b.接地(dì)線應盡(jin)量加粗(cū)。若接地(di)線用紉(rèn)的線條(tiáo),則接地(di)電位随(sui)電流的(de)變化而(er)變化,使(shǐ)抗噪性(xìng)能降低(dī)。因此應(yīng)将接地(di)線加粗(cū),使它能(neng)通過三(san)倍于印(yìn)制闆上(shàng)的允許(xǔ)電流。如(ru)有可能(neng),接地線(xiàn)應在2~3mm以(yǐ)上。
c.接地(di)線構成(chéng)閉環路(lù)。隻由數(shu)字電路(lù)組成的(de)印制闆(pan),其接地(di)電路布(bù)成團環(huan)路大多(duo)能提高(gao)抗噪聲(shēng)能力。
③退(tuì)藕電容(róng)配置PCB線(xian)路闆設(she)計的常(chang)規做法(fa)之一是(shi)在印制(zhì)闆的各(gè)個關鍵(jiàn)部位配(pei)置适當(dāng)的退藕(ǒu)電容。退(tui)藕電容(róng)的一般(bān)配置原(yuan)則是:
a.電(diàn)源輸入(ru)端跨接(jiē)10 ~ 100uf的電解(jiě)電容器(qì)。如有可(kě)能,接100uF以(yǐ)上的好(hao)。
b.原則上(shang)每個集(jí)成電路(lù)芯片都(dou)應布置(zhì)一個0.01pF的(de)瓷片電(dian)容,如遇(yu)印制闆(pǎn)空隙不(bú)夠,可每(měi)4~8個芯片(pian)布置一(yī)個1 ~ 10pF的但(dan)電容。
c.對(duì)于抗噪(zao)能力弱(ruo)、關斷時(shi)電源變(biàn)化大的(de)器件,如(rú)RAM、ROM存儲器(qì)件,應在(zai)芯片的(de)電源線(xiàn)和地線(xiàn)之間直(zhí)接接入(ru)退藕電(dian)容。
d.電容(rong)引線不(bu)能太長(zhang),尤其是(shì)高頻旁(páng)路電容(róng)不能有(yǒu)引線。此(ci)外,還應(yīng)注意以(yi)下兩點(dian):
在印制(zhì)闆中有(you)接觸器(qi)、繼電器(qi)、按鈕等(deng)元件時(shí)。*作它們(men)時均會(hui)産生較(jiao)大火花(hua)放電,必(bì)須采用(yong)附圖所(suǒ)示的 RC電(diàn)路來吸(xī)收放電(dian)電流。一(yī)般R取1 ~ 2K,C取(qǔ)2.2 ~ 47UF。
CMOS的輸入(rù)阻抗高(gao),且易受(shòu)感應,因(yin)此在使(shi)用時對(duì)不用端(duān)要接地(dì)或接正(zhèng)電源。