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(xiàn)的布設(shè)是很重要的。為了設(shè)計(jì)質(zhì)量好、成本低的PCB,應(yīng)遵循以下一般性原則。
?。?)特殊元器件布局
首先,要考慮PCB尺寸的大小:PCB尺寸過(guò)大時(shí),印刷線(xiàn)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(xiàn)條易受干擾。在確定PCB尺寸后,再確定特殊元器件的位置。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。
在確定特殊元器件的位置時(shí)要遵守以下原則:
?、?盡可能縮短高頻元器件之間的連線(xiàn),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,輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。
?、?某些元器件或?qū)Ь€(xiàn)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。
?、?重量超過(guò)15 g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,不宜裝在印刷板上,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。熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。
?、?對(duì)于電位器、可調(diào)電感線(xiàn)圈、可變電容器、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等可調(diào)元件的布局,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)放在印刷板上方便調(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)。
?、?留出印刷板定位孔及固定支架所占用的位置。
?。?)一般元器件布局
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:
?、?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。
?、?以每個(gè)功能電路的核心元件為中心,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(xiàn)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2 mm。電路板的最佳形狀為矩形。長(zhǎng)寬比為3:2或4:3。電路板面尺寸大于200 mm×150 mm時(shí),應(yīng)考慮電路板所受的機(jī)械強(qiáng)度。
(3)布線(xiàn)
布線(xiàn)的原則如下:
?、?輸入輸出端用的導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)盡量避免相鄰平行,最好加線(xiàn)間地線(xiàn),以免發(fā)生反饋耦合。
?、?印刷板導(dǎo)線(xiàn)的最小寬度主要由導(dǎo)線(xiàn)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0.5 mm、寬度為1~15 mm時(shí),通過(guò)2 A的電流,溫升不會(huì)高于3℃。因此,導(dǎo)線(xiàn)寬度為1.5 mm可滿(mǎn)足要求。對(duì)于集成電路,尤其是數(shù)字電路,通常選0.02~0.3 mm導(dǎo)線(xiàn)寬度。當(dāng)然,只要允許,還是盡可能用寬線(xiàn),尤其是電源線(xiàn)和地線(xiàn)。導(dǎo)線(xiàn)的最小間距主要由最壞情況下的線(xiàn)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0.1~0.2 mm。
?、?印刷導(dǎo)線(xiàn)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。
(4)焊盤(pán)
焊盤(pán)中心孔要比器件引線(xiàn)直徑稍大一些。焊盤(pán)太大易形成虛焊。焊盤(pán)外徑D一般不小于(d+1.2) mm,其中d為引線(xiàn)孔徑。對(duì)高密度的數(shù)字電路,焊盤(pán)最小直徑可?。╠+1.0) mm。