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PCB線路闆設計的一般原則

      印制電路闆(PCB線路闆)是電子産品中電路元件和器件(jiàn)的支撐件。它提供電路元件(jiàn)和器件之間的電氣連接。随着電于技術的飛速發(fā)展,PGB的密(mì)度越來越高(gāo)。PCB線(xiàn)路(lù)闆設計的好壞對抗幹擾能力影響(xiǎng)大。因此,在進行PCB線(xiàn)路闆設計時。必須遵守(shǒu)PCB設計的一般原則(zé),并(bìng)應符合抗幹擾設計的要求。
      PCB設計的一般原則要使電子電路獲得好性能,元器件的布且及導線(xiàn)的布設是(shì)重要的。爲了設計(jì)質量好、造價低的PCBP線路(lù)闆。應(yīng)遵循以下(xià)一般原則:
1、布局
      首先要考慮PCB線路闆尺寸大小。PCB線路闆尺寸過大時,印制線條長,阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過(guò)小,則散(sàn)熱(rè)不好,且鄰近線條(tiáo)易受幹擾。在(zài)确定PCB尺寸後。再确定特(tè)殊元件的位置。後,根據電路的功能單元,對電路的全(quán)部元器件進行布局。在确定特殊元(yuán)件的位置時要遵(zūn)守以下原則:
      (1)盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設法減(jiǎn)少它們的分(fèn)布參數和相互間(jiān)的電磁幹擾。易(yì)受幹擾的(de)元器件不能相互挨得(dé)太近,輸入和輸出(chū)元件(jiàn)應盡量遠離(lí)。
      (2)某些元器件(jiàn)或導線之(zhī)間可能有較高的電位差,應加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應盡量布置在調(diào)試時手(shǒu)不易觸及的地方。
      (3)重量超過15g的元器件、應當用支架加以固定,然後焊接。那些又大又重、發熱量多(duō)的元器件,不(bú)宜裝在印制闆上,而應裝(zhuāng)在整機的機箱底闆上,且應考慮散熱問題。熱敏元件應遠離發熱元件。
      (4)對于電(diàn)位器、可調電感線圈、可變電容器、微(wēi)動開關等可調元件的布(bù)局應考慮整機的結構要求(qiú)。若是機内調節,應放在(zài)印制闆上方便(biàn)于調節的地方;若是機外調節,其位置要與調節旋鈕在機箱面闆上的(de)位(wèi)置相适應。
      (5)應(yīng)留出印制扳定位孔(kǒng)及固定支架所占用(yòng)的位置。根據電路的功能單元。對電路的全部元器件進行布局時,要符合以下原則:
      ①按(àn)照電路的流程安排各個(gè)功(gōng)能電路單元的位置,使布局便(biàn)于信号流通,并使信号盡可能保(bǎo)持一緻的(de)方向(xiàng)。
      ②以每個功(gōng)能電路的(de)核心元件爲中心,圍繞它來進(jìn)行布局。元器件應均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上。盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。
      ③在高(gāo)頻下工作的電路,要考(kǎo)慮元(yuán)器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀。而且裝焊容(róng)易。易(yì)于批量生産。
      ④位于電(diàn)路闆邊(biān)緣的元器件(jiàn),離電路闆邊緣一般不小于2mm。電路闆的好形狀(zhuàng)爲矩形(xíng)。長寬比(bǐ)爲3:2成4:3。電路闆面(miàn)尺寸(cùn)大于200x150mm時。應考慮電(diàn)路闆所受的(de)機(jī)械強度。
2、布線的原則如(rú)下;
      (1)輸入輸出端用的導線(xiàn)應(yīng)盡量避免相鄰平行。好加線間地線,以免發生反(fǎn)饋藕合。
      (2)印制攝導(dǎo)線的小寬度主要(yào)由導線與絕緣(yuán)基扳間的粘附強度和流過它們的電流值決定。當(dāng)銅箔厚度爲0.05mm、寬度爲1~15mm 時。通(tōng)過2A的電流,溫度不會(huì)高于3℃,因此。導線寬度爲1.5mm可滿足要求。對于集成電路,尤其是數字電路(lù),通常選0.02~0.3mm導線(xiàn)寬度。當然,隻要允許,還是(shì)盡可能用寬線。尤其是電源線和地線。導線的小間距主要由壞情況下的線間絕(jué)緣電阻和擊穿電壓決定(dìng)。對于集成(chéng)電路,尤(yóu)其(qí)是數字電路,隻要工藝允(yǔn)許,可使(shǐ)間距小至5~8mm。
      (3)印制導(dǎo)線拐彎處一般(bān)取圓弧形,而直角或夾角在高(gāo)頻電路中會影響電氣性(xìng)能。此外,盡量避免使用大面積銅箔,否則,長時間受熱時,易發生銅箔膨脹和脫落現象。必須用大面積銅箔時,好用栅格狀。這樣有利于排(pái)除銅箔與基闆間粘(zhān)合劑受熱(rè)産生的揮(huī)發性氣體。
3、焊盤
      焊盤中心(xīn)孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太(tài)大易形成虛焊。焊盤外徑D一般不小于(d+1.2)mm,其中d爲引線孔徑。對(duì)高密度的數字電(diàn)路,焊盤小直徑可取(d+1.0)mm。PCB線路闆及電路(lù)抗幹擾措施印制(zhì)電路闆的抗幹擾設計與具體電(diàn)路有着密切的關系(xì),這裏僅就PCB抗幹擾設計的幾項常用(yòng)措施做一些說明。
      ①電源線設計根據印制線路闆電流的大小,盡量加租電源線寬度,減少環路電阻。同(tóng)時(shí)、使電源線、 地線的走向和數據傳遞的方向一緻(zhì),這樣有(yǒu)助于增強抗噪聲能力。
      ②地段設計(jì)地線設計(jì)的原則是:
      a.數字地與模拟地分開。若線路闆上既有邏輯電路又(yòu)有線性電路,應使(shǐ)它們盡量分開(kāi)。低頻(pín)電路的地應盡量采用單點并聯接地,實際布線有困難時可部分串聯(lián)後再并聯接地。高頻電(diàn)路宜采(cǎi)用多點串聯接地,地線應短而租(zū),高頻元件周圍盡量用栅格(gé)狀大面積地箔。
      b.接地線應盡量加粗。若接(jiē)地線用紉的線條,則接地電位随電流的變化而變化,使抗噪(zào)性能降低。因此(cǐ)應将(jiāng)接地線加粗,使它能(néng)通過三倍于(yú)印制闆(pǎn)上的允許電流。如有(yǒu)可能,接地線應在2~3mm以上。
      c.接(jiē)地線構成閉環路。隻(zhī)由數字電路組成的印(yìn)制闆,其接地電路布成(chéng)團環路大多能提高抗(kàng)噪聲能力。
      ③退藕電(diàn)容配(pèi)置PCB線(xiàn)路闆設計(jì)的常規做法之(zhī)一是在印制闆的各個關鍵部位配置适當的退藕電容(róng)。退藕(ǒu)電容的一般配置原則是:
      a.電源輸入端跨接10 ~ 100uf的(de)電解電容(róng)器。如有可能,接100uF以上的好。
      b.原則上每(měi)個集成電路芯(xīn)片都應布(bù)置(zhì)一(yī)個0.01pF的瓷片電容(róng),如遇印制闆空(kōng)隙不夠,可每4~8個芯片布置一個(gè)1 ~ 10pF的但電容。
      c.對于抗噪能力弱、關斷時電源變化大的器件,如RAM、ROM存儲器件,應在芯(xīn)片的電源線和地線之間直接接入退藕電容。
      d.電容引線不能太長,尤其是高頻旁路電容不能有引線。此外(wài),還應注意以下(xià)兩點(diǎn):
      在印制闆中有(yǒu)接觸器、繼電器(qì)、按鈕等元件時。*作它們時均會産生較大火花放電(diàn),必須(xū)采用附圖(tú)所示的 RC電路來吸收(shōu)放電電流。一般R取1 ~ 2K,C取(qǔ)2.2 ~ 47UF。
      CMOS的輸入阻抗高,且易受感應,因此在使用時對不(bú)用端要接地(dì)或接正電源(yuán)。
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