PowerPCB在印制電路板設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
印制電路板(PCB)是電子產(chǎn)品中電路組件和器件的支撐件。它提供電路組件和器件之間的電氣連接。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,PCB的密度越來(lái)越高。PCB設(shè)計(jì)的好壞對(duì)抗干擾能力影響很大。實(shí)踐證明,即使電路原理圖設(shè)計(jì)正確,印制電路板設(shè)計(jì)不當(dāng),也會(huì)對(duì)電子產(chǎn)品的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如,如果印制板兩條細(xì)并行線靠得很近,則會(huì)形成信號(hào)波形的延遲,在傳輸線的終端形成反射噪聲。因此,在設(shè)計(jì)印制電路板的時(shí)候,應(yīng)注意采用正確的方法,遵守PCB設(shè)計(jì)的一般原則,并應(yīng)符合抗干擾設(shè)計(jì)的要求。
一、 PCB設(shè)計(jì)的一般原則
要使電子電路獲得最佳性能,元器件的布局及導(dǎo)線的布設(shè)是很重要的。為了設(shè)計(jì)質(zhì)量好、造價(jià)低的PCB,應(yīng)遵循以下的一般性原則:
1.布局
首先,要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過(guò)大時(shí),印制線條長(zhǎng),阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過(guò)小,則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后,再確定特殊組件的位置。最后,根據(jù)電路的功能單元,對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局。
在確定特殊組件的位置時(shí)要遵守以下原則:
(1)盡可能縮短高頻元器件之間的聯(lián)機(jī),設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出組件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。
(2)某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差,應(yīng)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(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及的地方。
(3)重量超過(guò)15g的元器件,應(yīng)當(dāng)用支架加以固定,然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件,不宜裝在印制板上,而應(yīng)裝在整機(jī)的機(jī)箱底板上,且應(yīng)考慮散熱問(wèn)題。熱敏組件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱組件。
(4)對(duì)于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等可調(diào)組件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié),應(yīng)放在印制板上方便調(diào)節(jié)的地方;若是機(jī)外調(diào)節(jié),其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相適應(yīng)。
(5)應(yīng)留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。
根據(jù)電路的功能單元。對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí),要符合以下原則:
(1)按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置,使布局便于信號(hào)流通,并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。
(2)以每個(gè)功能電路的核心組件為中心,圍繞它來(lái)進(jìn)行布局。元器件應(yīng)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)在高頻下工作的電路,要考慮元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,而且裝焊容易,易于批量生產(chǎn)。
(4)位于電路板邊緣的元器件,離電路板邊緣一般不小于2mm。電路板的最佳形狀為矩形。長(zhǎng)寬雙為3:2或4:3。電路板面尺寸大于200×150mm時(shí),應(yīng)考慮電路板所受的機(jī)械強(qiáng)度。
2.布線
布線的原則如下:
(1)輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線間地線,以免發(fā)生反饋藕合。
(2)印制板導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間的粘附強(qiáng)度和流過(guò)它們的電流值決定。當(dāng)銅箔厚度為0.5mm、寬度為1~15mm時(shí),通過(guò)2A的電流,溫度不會(huì)高于3℃。因此,導(dǎo)線寬度為1.5mm可滿足要求。對(duì)于集成電路,尤其是數(shù)字電路,通常選0.02~0.3mm導(dǎo)線寬度。當(dāng)然,只要允許,還是盡可能用寬線,尤其是電源線和地線。導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對(duì)于集成電路,尤其是數(shù)字電路,只要工藝允許,可使間距小于5~8mil。
(3)印制導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧形,而直角或夾角在高頻電路中會(huì)影響電氣性能。此外,盡量避免使用大面積銅箔,否則,長(zhǎng)時(shí)間受熱時(shí),易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時(shí),最好用柵格狀。這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。
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