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PCB布局經(jīng)驗(yàn)談
對(duì)于電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō),印制線路板設(shè)計(jì)是其從電原理圖變成一個(gè)具體產(chǎn)品必經(jīng)的一道
設(shè)計(jì)工序,其設(shè)計(jì)的合理性與產(chǎn)品生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量緊密相關(guān),而對(duì)于許多剛從事電子
設(shè)計(jì)的人員來(lái)說(shuō),在這方面經(jīng)驗(yàn)較少,雖然已學(xué)會(huì)了印制線路板設(shè)計(jì)軟件,但設(shè)計(jì)出的印
制線路板常有這樣那樣的問(wèn)題,而許多電子刊物上少有這方面文章介紹,筆者曾多年從事
印制線路板設(shè)計(jì)的工作,在此將印制線路板設(shè)計(jì)的點(diǎn)滴經(jīng)驗(yàn)與大家分享,希望能起到拋磚
引玉的作用。筆者的印制線路板設(shè)計(jì)軟件早幾年是TANGO,現(xiàn)在則使用PROTEL2.7 FOR
WINDOWS。
板的布局:
印制線路板上的元器件放置的通常順序:
放置與結(jié)構(gòu)有緊密配合的固定位置的元器件,如電源插座、指示燈、開(kāi)關(guān)、連接件
之類(lèi),這些器件放置好后用軟件的LOCK功能將其鎖定,使之以后不會(huì)被誤移動(dòng);
放置線路上的特殊元件和大的元器件,如發(fā)熱元件、變壓器、IC等;
放置小器件。元器件離板邊緣的距離:可能的話(huà)所有的元器件均放置在離板的邊緣3mm以?xún)?nèi)或至
少大于板厚,這是由于在大批量生產(chǎn)的流水線插件和進(jìn)行波峰焊時(shí),要提供給導(dǎo)軌槽使用,
同時(shí)也為了防止由于外形加工引起邊緣部分的缺損,如果印制線路板上元器件過(guò)多,不得
已要超出3mm范圍時(shí),可以在板的邊緣加上3mm的輔邊,輔邊開(kāi)V形槽,在生產(chǎn)時(shí)用手掰斷
即可。
高低壓之間的隔離:在許多印制線路板上同時(shí)有高壓電路和低壓電路,高壓電路部
分的元器件與低壓部分要分隔開(kāi)放置,隔離距離與要承受的耐壓有關(guān),通常情況下在
2000kV時(shí)板上要距離2mm,在此之上以比例算還要加大,例如若要承受3000V的耐壓測(cè)試,則高
低壓線路之間的距離應(yīng)在3.5mm以上,許多情況下為避免爬電,還在印制線路板上的高低
壓之間開(kāi)槽。
印制線路板的走線:
印制導(dǎo)線的布設(shè)應(yīng)盡可能的短,在高頻回路中更應(yīng)如此;印制導(dǎo)線的拐彎應(yīng)成圓角
,而直角或尖角在高頻電路和布線密度高的情況下會(huì)影響電氣性能;當(dāng)兩面板布線時(shí),兩
面的導(dǎo)線宜相互垂直、斜交、或彎曲走線,避免相互平行,以減小寄生耦合;作為電路的
輸入及輸出用的印制導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行,以免發(fā)生回授,在這些導(dǎo)線之間最好加接
地線。
印制導(dǎo)線的寬度:導(dǎo)線寬度應(yīng)以能滿(mǎn)足電氣性能要求而又便于生產(chǎn)為宜,它的最小
值以承受的電流大小而定,但最小不宜小于0.2mm,在高密度、高精度的印制線路中,導(dǎo)
線寬度和間距一般可取0.3mm;導(dǎo)線寬度在大電流情況下還要考慮其溫升,單面板實(shí)驗(yàn)表明
,當(dāng)銅箔厚度為50μm、導(dǎo)線寬度1~1.5mm、通過(guò)電流2A時(shí),溫升很小,因此,一般選用1~
1.5mm寬度導(dǎo)線就可能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求而不致引起溫升;印制導(dǎo)線的公共地線應(yīng)盡可能地粗,
可能的話(huà),使用大于2~3mm的線條,這點(diǎn)在帶有微處理器的電路中尤為重要,因?yàn)楫?dāng)?shù)鼐€
過(guò)細(xì)時(shí),由于流過(guò)的電流的變化,地電位變動(dòng),微處理器定時(shí)信號(hào)的電平不穩(wěn),會(huì)使噪聲
容限劣化;在DIP封裝的IC腳間走線,可應(yīng)用10-10與12-12原則,即當(dāng)兩腳間通過(guò)2根線
時(shí),焊盤(pán)直徑可設(shè)為50mil、線寬與線距都為10mil,當(dāng)兩腳間只通過(guò)1根線時(shí),焊盤(pán)直徑
可設(shè)為64mil、線寬與線距都為12mil。
印制導(dǎo)線的間距:相鄰導(dǎo)線間距必須能滿(mǎn)足電氣安全要求,而且為了便于操作和生
產(chǎn),間距也應(yīng)盡量寬些。最小間距至少要能適合承受的電壓。這個(gè)電壓一般包括工作電壓
、附加波動(dòng)電壓以及其它原因引起的峰值電壓。如果有關(guān)技術(shù)條件允許導(dǎo)線之間存在某種
程度的金屬殘粒,則其間距就會(huì)減小。因此設(shè)計(jì)者在考慮電壓時(shí)應(yīng)把這種因素考慮進(jìn)去。
在布線密度較低時(shí),信號(hào)線的間距可適當(dāng)?shù)丶哟?,?duì)高、低電平懸殊的信號(hào)線應(yīng)盡可能地
短且加大間距。
印制導(dǎo)線的屏蔽與接地:印制導(dǎo)線的公共地線,應(yīng)盡量布置在印制線路板的邊緣部
分。在印制線路板上應(yīng)盡可能多地保留銅箔做地線,這樣得到的屏蔽效果,比一長(zhǎng)條地線
要好,傳輸線特性和屏蔽作用將得到改善,另外起到了減小分布電容的作用。印制導(dǎo)線的
公共地線最好形成環(huán)路或網(wǎng)狀,這是因?yàn)楫?dāng)在同一塊板上有許多集成電路,特別是有耗電
多的元件時(shí),由于圖形上的限制產(chǎn)生了接地電位差,從而引起噪聲容限的降低,當(dāng)做成回
路時(shí),接地電位差減小。另外,接地和電源的圖形盡可能要與數(shù)據(jù)的流動(dòng)方向平行,這是
抑制噪聲能力增強(qiáng)的秘訣;多層印制線路板可采取其中若干層作屏蔽層,電源層、地線層
均可視為屏蔽層,一般地線層和電源層設(shè)計(jì)在多層印制線路板的內(nèi)層,信號(hào)線設(shè)計(jì)在內(nèi)層
和外層。
焊盤(pán):
焊盤(pán)的直徑和內(nèi)孔尺寸:焊盤(pán)的內(nèi)孔尺寸必須從元件引線直徑和公差尺寸以及搪錫
層厚度、孔徑公差、孔金屬化電鍍層厚度等方面考慮,焊盤(pán)的內(nèi)孔一般不小于0.6mm,因
為小于0.6mm的孔開(kāi)模沖孔時(shí)不易加工,通常情況下以金屬引腳直徑值加上0.2mm作為焊盤(pán)
內(nèi)孔直徑,如電阻的金屬引腳直徑為0.5mm時(shí),其焊盤(pán)內(nèi)孔直徑對(duì)應(yīng)為0.7mm,焊盤(pán)直徑取決
于內(nèi)孔直徑,如下表:
孔直徑
0.4
0.5
0.6
0.8
1.0
1.2
1.6
2.0
焊盤(pán)直徑
1.5
1.5
2
2.5
3.0
3.5
4
1.當(dāng)焊盤(pán)直徑為1.5mm時(shí),為了增加焊盤(pán)抗剝強(qiáng)度,可采用長(zhǎng)不小于1.5mm,寬為
1.5mm和長(zhǎng)圓形焊盤(pán),此種焊盤(pán)在集成電路引腳焊盤(pán)中最常見(jiàn)。
2.對(duì)于超出上表范圍的焊盤(pán)直徑可用下列公式選?。?BR>
直徑小于0.4mm的孔:D/d=0.5~3
直徑大于2mm的孔:D/d=1.5~2
式中:(D-焊盤(pán)直徑,d-內(nèi)孔直徑)
有關(guān)焊盤(pán)的其它注意點(diǎn):
焊盤(pán)內(nèi)孔邊緣到印制板邊的距離要大于1mm,這樣可以避免加工時(shí)導(dǎo)致焊盤(pán)缺損。
焊盤(pán)的開(kāi)口:有些器件是在經(jīng)過(guò)波峰焊后補(bǔ)焊的,但由于經(jīng)過(guò)波峰焊后焊盤(pán)內(nèi)孔被
錫封住,使器件無(wú)法插下去,解決辦法是在印制板加工時(shí)對(duì)該焊盤(pán)開(kāi)一小口,這樣波峰焊
時(shí)內(nèi)孔就不會(huì)被封住,而且也不會(huì)影響正常的焊接。
焊盤(pán)補(bǔ)淚滴:當(dāng)與焊盤(pán)連接的走線較細(xì)時(shí),要將焊盤(pán)與走線之間的連接設(shè)計(jì)成水滴
狀,這樣的好處是焊盤(pán)不容易起皮,而是走線與焊盤(pán)不易斷開(kāi)。
相鄰的焊盤(pán)要避免成銳角或大面積的銅箔,成銳角會(huì)造成波峰焊困難,而且有橋接
的危險(xiǎn),大面積銅箔因散熱過(guò)快會(huì)導(dǎo)致不易焊接。
大面積敷銅:印制線路板上的大面積敷銅常用于兩種作用,一種是散熱,一種用于
屏蔽來(lái)減小干擾,初學(xué)者設(shè)計(jì)印制線路板時(shí)常犯的一個(gè)錯(cuò)誤是大面積敷銅上沒(méi)有開(kāi)窗口,
而由于印制線路板板材的基板與銅箔間的粘合劑在浸焊或長(zhǎng)時(shí)間受熱時(shí),會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性氣
體無(wú)法排除,熱量不易散發(fā),以致產(chǎn)生銅箔膨脹,脫落現(xiàn)象。因此在使用大面積敷銅時(shí),
應(yīng)將其開(kāi)窗口設(shè)計(jì)成網(wǎng)狀。
跨接線的使用:在單面的印制線路板設(shè)計(jì)中,有些線路無(wú)法連接時(shí),常會(huì)用到跨接
線,在初學(xué)者中,跨接線常是隨意的,有長(zhǎng)有短,這會(huì)給生產(chǎn)上帶來(lái)不便。放置跨接線時(shí)
,其種類(lèi)越少越好,通常情況下只設(shè)6mm,8mm,10mm三種,超出此范圍的會(huì)給生產(chǎn)上帶來(lái)不便.
上一篇:運(yùn)算放大器應(yīng)用設(shè)計(jì)的幾個(gè)技巧
下一篇單電源運(yùn)算放大器的偏置與去耦電路設(shè)計(jì)
溫馨提示:
凡在本公司進(jìn)行電路板克隆業(yè)務(wù)的客戶(hù),必須有合法的PCB設(shè)計(jì)版權(quán)來(lái)源聲明,以保護(hù)原創(chuàng)PCB設(shè)計(jì)版權(quán)所有者的合法權(quán)益;
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