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印制电路板的设计是将事理图转换成印制板图,印制电路板设计常日有人工设计和打算机赞助设计两种办法。无论采取哪种办法,都必须符合事理图的电气连接和电气、机器性能哀求。
准备事情1. 电路方案实验
根据产品功能和电气性能指标设计电路并对电路方案进行实验;通过实验根据电气性能指标及其经济指标确定电路方案、元器件类型和数量、整机构造、电路板对外连接办法(导线连接、插件连接)。
2. 板材、形状、尺寸和厚度
确定印制电路板的板材,这是指对印制电路板的基板材料的选择。不同板材的机器性能与电气性能有很大差别。目前,海内常见覆铜板的种类有:酚醛纸基覆铜箔板(又称纸铜箔板);环氧酚醛玻璃布覆铜箔板(又称布铜箔板);环氧玻璃布覆铜箔板;聚四氟乙烯玻璃布覆铜箔板等。对付设计者来说,自然希望选用各项指标都是上乘的材料,却每每忽略不同材质在价格上的差异,随意马虎造成产品质量没有明显提高而本钱用度却大幅度增加的情形。因此,在选用板材时必须考虑性价比。确定板材紧张是根据整机的性能哀求、利用条件以及发卖价格。
印制电路板的形状由整机构造和内部空间位置的大小决定。形状该当力求大略,一样平常为矩形,只管即便避免采取异形板。
印制板的尺寸该当靠近标准系列值,便于加工;要考虑整机的内部构造和板上元器件的数量、尺寸及安装、排列办法。
在确定印制板的厚度时,紧张考虑对元器件的承重和振动冲击等成分;如果板的尺寸过大或板上的元器件过重(如大容量的电解电容器或大功率器件等),都该当适当增加板的厚度或对电路板采纳加固方法,否则电路板随意马虎产生翘曲。
元器件布局与布线把电子元器件在一定的制板面积上合理地布局,目的是使电子产品具有抗滋扰、事情稳定可靠、都雅、操作维修方便等特性。
1. 按照旗子暗记流走向布局
对整机电路的布局原则是:把全体电路按照功能划分成多少个单元电路,按照电旗子暗记的流向,逐个、依次安排各个功能单元电路在板上的位置,使布局便于旗子暗记流利,并使旗子暗记流向尽可能保持同等。在多数情形下,旗子暗记的流向安排从左到右、从上到下。与电路输入、输出端直接相连的元器件应该放在靠近输入、输出接插件或连接器的地方。以每个功能电路的核心元器件为中央,环绕它来进行布局。例如,一样平常因此三极管或集成电路作为核心器件,根据它们各电极引脚的位置,布局其他元件。要考虑每个元器件的形状、尺寸、极性和引脚数目,以缩短连线为目的,调度它们的位置及方向。
2. 优先确定分外元器件位置
电子整机产品的滋扰问题比较繁芜,它可能由电、磁、热、机器等多种成分引起,以是在动手设计印制板的版面、决定整机电路布局的时候,该当剖析电路事理,首先确定分外元器件的位置,然后安排其他元器件,只管即便避免可能产生滋扰的成分,并采纳方法,使印制板上可能产生的滋扰得到最大限度的抑制。
所谓分外元器件,是指那些可能从电、磁、热、机器强度等几方面对整机性能产生影响,或者根据操作哀求而固定位置的元器件。
3. 防止电磁滋扰
对付相互可能产生影响或滋扰的元器件,应该只管即便分开或采纳屏蔽方法。要设法缩短高频部分元器件之间的连线,减小它们的分布参数和相互之间的电磁滋扰(如果须要对高频部分利用金属屏蔽罩时,还该当在板上留出屏蔽罩占用的面积);易受滋扰的元器件不能离得太近;强电部分(或高电压供电的部分)和弱电部分(低电压供电或小旗子暗记处理的部分)、输入级和输出级元件该当只管即便分开;直流电源引线较永劫,要增加滤波元件,防止“50Hz滋扰”。
扬声器、电磁铁及永磁式仪表等元件会产生恒定磁场,高频变压器、继电器等会产生交变磁场。这些磁场不仅对周围元器件产生滋扰,同时对周围的印制导线也会产生影响。这类滋扰要根据情形差异对待,一样平常该当把稳如下几点:①减小磁力线对印制导线的切割;②两个电感类元件的位置应该使它们的磁场方向相互垂直,减小彼此间的磁力线耦合;③对滋扰源进行磁屏蔽,屏蔽罩该当良好接地;④利用高频电缆直接传输旗子暗记时,电缆的屏蔽层该当一端接地。
由于某些元器件或导线之间可能有较高电位差,该当加大它们的间隔,以免因放电、击穿引起意外短路;金属壳的元器件要避免相互触碰。
4. 抑制热滋扰
温度升高造成的滋扰,在印制板设计中也该当引起把稳。例如,对温度敏感的半导体器件更随意马虎受环境温度的影响而使其事情点漂移,造玉成部电路的电气性能产生变革。在排版设计印制板的时候,该当首先剖析、差异发热元器件和温度敏感元器件。
装在板上的发热元器件(如功耗大的电阻、大功率管或CPU等)应该支配在靠近外壳或透风较好的地方,以便利用机壳上开凿的透风孔散热。只管即便不要把几个发热元器件放在一起,并且要考虑利用散热器或小风扇等装置,使元器件的温升不超过许可值。大功率器件可以直接固定在机壳上,利用金属外壳传导散热;如果必须安装在印制电路板上,要特殊把稳不能将它们紧贴在板上安装,应该配置足够大的散热片,还该当同其他元器件保持一定间隔,避免发热元器件对周围元器件产生热传导或热辐射。
对付温度敏感的元器件,如晶体管、集成电路和其他热敏元件、大容量的电解电容器等,不宜安装在热源附近或设备内的上部。电路长期事情引起温度升高,会影响这些元器件的事情状态及性能。
5. 增加机器强度
要把稳全体电路板的重心平衡与稳定。对付那些又大又重、发热量较多的元器件(如电源变压器、大容量电解电容器和带散热片的大功率晶体管等),一样平常不要直接安装固定在印制电路板上,即该当把它们固定在机箱底板上,使整机的重心靠下,这样随意马虎稳定。否则,这些大型元器件不仅要大量霸占印制板上的有效面积和空间,而且在固定它们时,每每可能使印制板波折变形,导致其他元器件受到机器损伤,还会引起对外连接的接插件打仗不良。重量在15g以上的大型元器件,如果必须安装在电路板上,不能只靠焊盘焊接固定,应该采取支架或卡子等赞助固定方法。
当印制电路板的板面尺寸大于200mm150mm时,考虑到电路板所承受重力和震撼产生的机器应力,该当采取机器边框对它加固,以免变形。在板上留出固定支架、定位螺钉和连接插座所占用的位置。
6. 产品操作性能对元件位置的哀求
对付电位器、可变电容器或可调电感线圈等调节元件的布局,要考虑整机构造的安排。如果是机外调节,其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应;如果是机内调节,则应该放在印制板上方便调节的地方。
为了担保调试、维修的安全,要特殊把稳带高电压的元器件(例如显示器的阳极高压电路元件),只管即便支配在操作时人手不易触及的地方。
7. 一样平常元器件的安装与排列
1)元器件的安置布局
在印制板的排板设计中,元器件的布设是至关主要的,它决定了板面的整洁都雅程度和印制导线的是非与数量,对整机的可靠性也有一定的影响。布设元器件该当遵照的原则是:
(1)元器件在全体板面上分布均匀、疏密同等。
(2)元器件不要占满板面,板边四周要留有一定空间。所留空间的大小要根据印制板的面积和固定办法来确定,位于印制电路板边上的元器件,间隔印制板的边缘至少该当大于2mm;电子仪器内的印制板四周,一样平常每边都留有5~10mm空间。
(3)一样平常元器件该当排布在印制板的一壁,并且每个元器件的引出脚要单独占用一个焊盘。
(4)元器件的排布如图1.2所示,元器件不能高下交叉。相邻的两个元器件之间要保持一定间距,间距不得过小,避免相互碰接。如果相邻元器件的电位差较高,则应该保持安全间隔,一样平常环境中的间隙安全电压是200V/mm。
图1.2 元器件的排布
(5)印制电路板上元器件的排列应整洁都雅,一样平常应做到“横平竖直”,并力求电路安装紧凑、密集,只管即便缩短引线。如果装置工艺哀求必须将全体电路分成几块安装时,应使每块装置好的印制电路板成为独立功能的电路,以便单独调度、检讨和掩护。
(6)元器件的安装高度要只管即便降落,一样平常元件体和引线离开板面的高度不要超过5mm,过高则承受震撼和冲击的稳定性较差,随意马虎倒伏或与相邻元器件碰接。
(7)根据印制板在整机中的安装位置及状态,确定元器件的轴线方向。规则排列的元器件,该当使体积较大的元器件的轴线方向在整机中处于竖直状态,可以提高元器件在板上固定的稳定性。确定元器件的轴线方向如图1.3所示。
图1.3 确定元器件的轴线方向
(8)元器件两端焊盘的跨距该当稍大于元器件本体的轴向尺寸,如图1.4所示。引线不能齐根弯折,弯角时该当留出一定间隔(至少2mm),以免破坏元器件。
图1.4 元器件两端焊盘的跨距该当稍大于元器件本体的轴向尺寸
2)元器件的安装固定办法
在通孔安装技能(Though Hole Technology, THT)电路的印制板上,元器件有立式与卧式两种安装固定的办法。卧式是指元器件的轴线方向与印制板面平行,立式的则是垂直的。这两种办法各有特点,在设计印制板时该当灵巧节制,可以根据实际情形采取个中一种办法,也可以同时利用两种办法。但要确保电路的抗震性良好,安装维修方便,元器件排列疏密均匀,有利于印制导线的布设。
立式安装如图1.5(a)所示,立式固定的元器件占用面积小,单位面积上容纳元器件的数量多。这种安装办法适宜元器件排列密集紧凑的产品,例如半导体收音机、助听器等,许多小型的便携式仪表中的元器件也常采取立式安装法。立式固定的元器件的哀求体积小、重量轻,过大、过重的元器件不宜采取立式安装。否则,整机的机器强度变差,抗震能力减弱,元器件随意马虎倒伏造成相互碰接,降落电路的可靠性。
图1.5 元器件的安装固定办法
卧式安装如图1.5(b)所示,和立式固定比较,元器件卧式安装具有机器稳定性好、板面排列整洁等优点。卧式固定使元器件的跨距加大,随意马虎从两个焊点之间走线,这对付布设印制导线十分有利。
在表面安装技能(Surface Mounted Technology, SMT)电路的印制板上,元器件采取贴片式安装固定办法,可使元器件的焊点和元器件在印制板的同一面上。贴片式元器件体积小、重心低、连线短、安装的密度高、抗震性能更好,如图1.5(c)所示。
3)元器件的排列格式
元器件应该均匀、整洁、紧凑地排列在印制电路板上,只管即便减少和缩短各个单元电路之间和每个元器件之间的引线和连接。元器件在印制板上的排列格式,紧张有不规则与规则两种办法。这两种办法在印制板上既可以单独采取,也可以同时涌现。
图1.6 不规则排列
不规则排列如图1.6所示,元器件的轴线方向彼此不一致,在板上的排列顺序也没有一定的规则。用这种办法排列元器件,看起来显得凌乱无章,但由于元器件不受位置与方向的限定,使印制导线布设方便,并且可以缩短、减小元器件的连线,大大降落了电路板上印制导线的总长度。这对付减少电路板上的分布参数、抑制滋扰很有利,特殊对付高频电路极为有利。这种排列办法一样平常还在立式安装固定元器件时被采取。
元器件的轴线方向排列同等,并与板的四边垂直或平行,规则排列如图1.7所示。除了高频电路以外,一样平常电子产品中的元器件都应该尽可能平行或垂直地排列,卧式安装固定元器件的时候,更要以规则排列为主。这不仅是为了板面都雅整洁,还可以方便装置、焊接、调试,易于生产和掩护。规则排列的办法特殊适用于板面相对宽松、元器件种类相对较少而数量较多的低频电路。电子仪器中的元器件常采取这种排列办法。但由于元器件的规则排列要受到方向或位置的一定限定,以是印制板上导线的布设可能繁芜一些,导线的总长度也会相应增加。
图1.7 规则排列
此外,坐标格排列不仅哀求元器件的轴线与印制电路板的一条边平行或垂直,还哀求元器件的每个引出线孔(焊盘)位于坐标格的交点上,坐标格排列如图1.8所示。正交网格的国际标准基本格距为2.54mm(=0.1in=100mil),海内的标准是2.5mm。这种办法使元器件排列整洁,便于机器化打孔及装置。
图1.8 坐标格排列
印制焊盘的尺寸及形状通孔安装技能元器件在印制板上的固定,紧张是靠电极引线焊接在焊盘上实现的(体积较大的元器件有时还须要辅以机器加固;表面安装技能还增加了用黏合剂粘贴元器件的固定方法)。元器件之间的电气连接,依赖印制导线。
THT元器件通过板上的引线孔,用焊料焊接固定在印制板上,印制导线把焊盘连接起来,实现元器件在电路中的电气连接。引线孔及其周围的铜箔称为焊盘。与此类似,SMT电路板上的焊盘是指形成焊点的铜箔。
1. 焊盘的内径(引线孔的直径)
在THT电路板上,元器件的引线孔钻在焊盘的中央,孔径该当比所焊接的引线直径略大一些,才能方便地插装元器件;但孔径也不能太大,否则在焊接时不仅用锡量多,而且随意马虎因元器件的晃动而造成虚焊,使焊点的机器强度变差。元器件引线孔的直径该当比引线的直径大0.2~0.3mm,优先采取0.6mm、0.8mm、1.0mm和1.2mm等尺寸。在同一块电路板上,孔径的尺寸规格应该少一些。要尽可能避免异形孔,以便降落加工本钱。
为了担保双面板或多层板上金属化孔的生产质量,孔径一样平常该当大于基板厚度的三分之一。否则,将会造成孔金属化工艺的困难而增加本钱。
2. 焊盘的外径
一样平常来说,在单面板上,焊盘的外径该当比引线孔的直径大1.3mm以上,即如果焊盘的外径为D,引线孔的孔径为d,应有
D≥d+1.3(mm)
在高密度的单面电路板上,焊盘的最小直径可以是
Dmin≥d+1(mm)
如果外径太小,焊盘就随意马虎在焊接时粘断或剥落;但也不能太大,否则生产时须要延长焊接韶光、用锡量太多,并且也会影响印制板的布线密度。
在双面电路板上,由于焊锡在金属化孔内也形成湿润,提高了焊接的可靠性,以是焊盘的外径可以比单面板的半径略小一些。当d≤1mm时,应有
Dmin≥2d
3. 焊盘的形状
1)岛形焊盘
图1.9 岛形焊盘
如图1.9所示,焊盘与焊盘之间的连线合为一体,犹如水上小岛,故称为岛形焊盘。岛形焊盘常用于元件的不规则排列,特殊是当元器件采取立式不规则固定时更为普遍。电视机、收音机等低档民用电器产品中大多采取这种焊盘形式。岛形焊盘适宜于元器件密集固定,并可大量减少印制导线的长度与数量,能在一定程度上抑制分布参数对电路造成的影响。此外,焊盘与印制导线合为一体往后,铜箔的面积加大,使焊盘和印制导线的抗剥离程度增加,因而能降落所用的覆铜板的档次,降落生产本钱。
2)圆形焊盘
图1.10 圆形焊盘
如图1.10所示,焊盘与引线孔是同心圆。焊盘的外径一样平常是孔径的2~3倍。设计时,如果板面的密度许可,焊盘不宜过小,特殊是在单面板上,由于太小的焊盘在焊接时随意马虎受热脱落。在同一块板上,除个别大元件须要大孔以外,一样平常焊盘的外径该当同等,这样更都雅,也便于加工。圆形焊盘多在元件规则排列的办法中利用,双面印制板也大多采取圆形焊盘。
3)方形焊盘
如图1.11所示,当印制板上元器件体历年夜、数量小且线路大略时,可以采取方形焊盘。这种形式的焊盘设计制作大略,精度哀求低,随意马虎实现。在一些手工制作的大略单纯印制板中常用这种办法,由于只需用刀割断并撕掉一部分铜箔即可。在一些大电流的印制板上也多采取这种形式,它可以得到大的载流量。在SMT电路板上的焊盘也采取方形焊盘的形式。
图1.11 方形焊盘
4)灵巧设计的焊盘
在印制电路的设计中,不必拘泥于一种形式的焊盘,可以根据实际情形灵巧变换。由于线条过于密集,焊盘与临近导线有短路的危险,因此可以改变焊盘的形状,以确保安全。又如,范例封装的集成电路两引脚之间的间隔只有2.54mm,在如此小的间距里还要走线,只好将圆形焊盘拉长,改成椭圆形的长焊盘。这种焊盘已经成为一种标准形式,椭圆形长焊盘如图1.12所示。在布线密度很高的印制板上,椭圆形焊盘之间每每还要通过1条乃至2条旗子暗记线。
图1.12 椭圆形长焊盘
印制导线的尺寸及形状1. 印制导线的宽度
电路板上连接焊盘的印制导线的宽度,紧张由铜箔与绝缘基板之间的黏附强度和流过导线的电流强度来决定,而且该当宽窄适度,与全体板面及焊盘的大小相符合。一样平常来说,导线的宽度可选在0.3~2.5mm之间。现在海内专业制板厂家的技能水平,已经有能力担保线宽和间距在0.2mm以下的高密度印制板的制作工艺质量。实验证明,若印制导线的铜箔厚度为0.05mm、宽度为1~1.5mm,当它通过2A电流时,温度升高小于3℃。印制导线的载流量可以按20A/mm2(电流/导线截面积)打算,即当铜箔厚度为0.05mm时,1mm宽的印制导线许可通过1A电流。因此可以认为,导线宽度的毫米数即是载荷电流的安培数。以是,导线的宽度选在1~1.5mm,完备可以知足一样平常电路的哀求。对付集成电路的小旗子暗记线、数据线及地址线,导线宽度可以选在1mm以下乃至可达0.25mm。但是为了担保导线在板上的抗剥离程度和事情可靠性,线条也不宜太细。只要板上的面积及线条密度许可,应该尽可能采取较宽的导线;特殊是电源线、地线及大电流的旗子暗记线,更要适当加大宽度。
其余,对付特殊宽的印制导线和为了减少滋扰而采取的大面积覆盖接地线上的焊盘,对焊盘的形状要进行分外处理,大面积导线上的焊盘如图1.13所示。这是出于担保焊接质量的考虑,由于大面积铜箔的热容量大而须要永劫光加热、热量散发快而随意马虎造成焊盘虚焊,或在焊接时受热量过多会引起铜箔鼓胀或翘起。
图1.13 大面积导线上的焊盘
如果导线的宽度大于3mm,应在导线中间切槽,如图1.14所示,以肃清温度变革或焊接时引起的铜箔鼓起或剥落。
图1.14 导线的宽度大,导线中间应切槽
一样平常情形下,建议优先采取0.5mm、1.0mm、1.5mm和2.0mm的导线宽度,个中0.5mm的导线紧张运用于眇小型扮装备。
2. 印制导线的间距
导线之间间隔的确定,应该考虑导线之间的绝缘电阻和击穿电压在最坏的事情条件下的哀求。印制导线越短,间距越大,则绝缘电阻按比例增加。实验证明,导线之间的间隔在1.5mm时,其绝缘电阻超过10M,许可的事情电压可达到300V以上;间距为1mm时,许可电压为200V。印制导线的间距常日采取1~1.5mm。其余,如果两条导线间距很小,旗子暗记传输时的串扰就会增加。以是,为了担保产品的可靠性,该当只管即便争取导线间距不要小于1mm。如果板面线条较密而布线困难,只要绝缘电阻及事情电压许可,导线间距也可以进一步减小,乃至小于0.2mm,但这在业余条件下低廉甜头电路板不易做到。
3. 避免导线的交叉
在设计板图时,该当只管即便避免导线的交叉——这一点,对付双面电路板比较随意马虎实现,双面电路板用过孔可以避免导线的交叉,对单面板就要困难很多。由于单面板的制造本钱最低,以是大略电路该当只管即便选择单面印制板的方案。在设计单面板时,有时可能会碰着导线绕不过去而不得不交叉的情形,可以用金属导线制成“跳线”跨接交叉点,不过这种跨接线应该只管即便避免。把稳:“跳线”也是一个独立的元件,在批量生产时,对“跳线”也要安排备料、整形、插装的工序和工时;在设计电路板时,必须为“跳线”安排板面上的位置、标注和焊盘,“跳线”的长度一样平常不要超过25mm。
4. 印制导线的走向与形状
印制导线的走向与形状如图1.15所示,在设计时该当把稳以下几点:
图1.15 印制导线的走向与形状
(1)印制导线以短为佳,能走捷径就不要绕行。
(2)印制导线的走向不能有急剧的拐弯和尖角,拐角不得小于90。这是由于很小的内角在制板时难于堕落;而在过尖的外角处,铜箔随意马虎剥离或翘起。最佳的拐弯形式是平缓的过渡,即拐角的内角和外角最好都是圆弧。
(3)导线通过两个焊盘之间而不与它们连通的时候,该当与它们保持最大且相等的间距;同样地,导线与导线之间的间隔也应该均匀地相等并且保持最大。
(4)焊盘之间导线连接时,当焊盘之间的中央距小于一个焊盘的外径D时,导线的宽度可以和焊盘的直径相同;如果焊盘之间的中央距比D大时,则应减小导线的宽度;如果一条导线上有3个以上的焊盘,它们之间的间隔该当大于2D。
(5)公共地线应尽可能多地保留铜箔。
(6)为了增加焊盘抗剥强度,可设置工艺线,它不担负导电浸染。
5. 导线的布局顺序
在印刷导线布局的时候,该当先考虑旗子暗记线,然后考虑电源线和地线。由于旗子暗记线一样平常比较集中,支配的密度也比较高;而电源线和地线比旗子暗记线宽很多,对长度的限定要小一些。接地在仿照电路板上普遍运用,有些元器件是用大面积的铜箔地线作为静电屏蔽层或散热器(不过散热量很小)。
印制导线的抗滋扰和屏蔽1. 地线支配引起的滋扰
图1.16 地线支配引起的滋扰
险些任何电路都存在一个自身的接地点(不一定是真正的大地),电路中接地点的观点表示零电位,其他电位均是相对付这一点而言。但在实际的印制电路板上,地线并不能担保是绝对的零电位,每每存在一个很小的非零电位值。由于电路中的放大浸染,这小小的电位便可能产生影响电路性能的滋扰。在谈论如何战胜这一滋扰之前,先结合电路谈论滋扰产生的缘故原由,地线支配引起的滋扰如图1.16所示,电路Ⅰ与电路Ⅱ共用地线A~B段,虽然从事理上说A点与B点同为电位0点,但如果在实际电路中的A、B两点之间有导线存在,就一定存在一定的阻抗。假设印制导线A~B的长度为100mm,宽度为1.5mm,铜箔厚度为0.05mm,则根据
R=L/S
可得R=0.026。这个电阻并不算大,但当有较大电流利过期,就要产生一定的压降。此压降经由放大,会产生足以影响电路性能的滋扰。又如,在这个电路中,当通过回路的电流频率高达30MHz时,A~B间的感抗可高达16,如此大的感抗,纵然流过的电流很小,在A~B间产生的旗子暗记也足以造成不可忽略的滋扰。可见,造成这类滋扰的紧张缘故原由在于两个或两个以上的回路共用一段地线。
为了战胜这种由于地线布设不合理而造成的滋扰,在设计印制电路时,应该只管即便避免不同回路的电流同时流经某一段共用地线。特殊是在高频电路和大电流回路中,更要把稳地线的接法。有履历的设计职员都知道,把“互换地”和“直流地”分开,是减少噪声通过地线串扰的有效方法。
在布设印制电路板地线的时候,首先要处理好各级电路的内部接地,同级电路的几个接地点要只管即便集中。这称为一点接地,可以避免其他回路中的互换旗子暗记窜入本级或本级中的互换旗子暗记窜到其他回路中。然后布设几个印制板上的地线,防止同级之间的相互滋扰。下面先容几种接地方法。
(1)并联分路式。把印制板上几部分的地线,分别通过各处的地线汇总到线路板的总接地点上,并联接地如图1.17所示。
图1.17 并联接地
(2)大面积覆盖接地。在高频电路中只管即便扩大印制板的地线面积,可以有效地减小地线中的感抗,从而削弱在地线上产生的高频旗子暗记。同时,大面积接地还可以对电场滋扰起到屏蔽的浸染。大面积覆盖接地如图1.18所示,为一块高频旗子暗记测试电路的印制板,它就采取了大面积覆盖接地的办法。高频电路中的高频导线、晶体管各电极引线及旗子暗记输入、输出线应只管即便做到短而直。易引起自激的导线应避免相互平行,易采纳垂直或斜交布线。若交叉的导线较多,最好采取双面印制板,将交叉的导线布设在印制板的两面。双面印制板的布线,应避免基板两面的印制导线平行,以减小导线间的寄生耦合,最好使印制板两面的导线成垂直或斜交支配。
图1.18 大面积覆盖接地
2. 电源产生的滋扰与对策
任何电子仪器(包括其他电子产品)都须要电源供电,并且大多数直流电源是由互换电通过降压、整流、稳压后供应。供电电源的质量会直接影响整机的技能指标。除了事理设计的问题以外,电源的工艺布线或印制板设计不合理,也会引起电源的质量不好,特殊是互换电源对直流电源的滋扰。电源布线不当产生的滋扰如图1.19所示,在稳压电路中,整流管接地过远、滤波电容与直流电源的取样电阻共用一段接地导线,都会由于布线不合理,导致互换分量对直流回路产生滋扰,使电源的质量低落。为避免这种滋扰,该当在设计电源时谨慎地处理如上所述的征象。
图1.19 电源布线不当产生的滋扰
直流电源的布线不合理,也会引起滋扰。布线时,电源线不要走平行大环形线,电源线与旗子暗记线不要靠得太近,并避免平行。
3. 磁场的滋扰与对策
印制板使元器件安装紧凑、连线密集,这一特点无疑是印制板的优点。然而,如果设计不当,这个特点也会给整机带来麻烦。如印制板分布参数造成的滋扰、元器件相互之间的磁场滋扰等,犹如其他滋扰一样,在排板设计中必须引起重视。
1)避免印制导线之间的寄生耦合
两条相距很近的平行导线,它们之间的分布参数可以等效为相互耦合的电感和电容,当旗子暗记从个中一条线中通过时,另一条线内也会产生感应旗子暗记。感应旗子暗记的大小与原始旗子暗记的频率及功率有关,感应旗子暗记便是分布参数产生的滋扰源。为了抑制这种滋扰,排板前要剖析事理图,差异强弱旗子暗记线,使弱旗子暗记线只管即便短,并避免与其他旗子暗记线平行靠近。不同回路的旗子暗记线,要只管即便避免相互平行布设,双面板两面的印制导线走向要相互垂直,只管即便避免平行布设。这些方法都可以减少分布参数造成的滋扰。
2)印制导线屏蔽
有时,某种旗子暗记线密集地平行,且无法摆脱较强旗子暗记的滋扰。为了抑制滋扰,在这种情形下可以采取如图1.20所示的印制导线屏蔽的方法,将弱旗子暗记屏蔽起来,屏蔽线接地,厥后果与屏蔽电缆相似,使之所受的滋扰得到抑制。
3)减小磁性元件对印制导线的滋扰
扬声器、电磁铁、永磁式仪表等产生的恒定磁场和高频变压器、继电器等产生的交变磁场,对周围的印制导线也会产生影响。要打消这类滋扰,一样平常该当把稳剖析磁性元件的磁场方向,减少印制导线对磁力线的切割。
印制电路板的对外连接印制电路板间的互连或印制电路板与其他部件的互连,可采取插头座、转接器或跨接导线等多种形式,下面先容插头座互连和用导线互连方法。
插头座互连。印制板电路的互连,可采取簧片式插头座和针孔式插头座连接办法进行。
导线互连。采取导线互连时,为加强互连导线在印制板上连接的可靠性,印制板上一样平常设有专用的穿线孔,导线从被焊点的背面穿入穿线孔,再进行焊接。导线与印制板互连如图1.21所示。采取屏蔽线做互连导线时,其穿线方法与一样平常互连导线相同,但屏蔽导线不能与其他导线一起走线,以避免相互关扰,屏蔽导线与印制板的互连如图1.22所示。
图1.21 导线与印制板互连
图1.22 屏蔽导线与印制板互连
表面贴装技能对印制板的哀求随着电子工业的发展,表面贴装技能已成为电子产品装置技能的主流,它比传统的穿孔插装技能具有更多的优点,同时它的涌现对印制电路板提出了如下新哀求:
(1)采取表面安装技能后,元器件安装密度提高,印制板面积减小,印制板的布线密度提高,线条宽度减小为0.12~0.15mm,导线间距减小为0.12~0.2mm,乃至为0.08mm。
(2)表面安装用电路板,利用再流焊接后还可能要进行波峰焊接,因此电路板的焊盘表面须要锡铅合金覆盖层,并具有良好的可焊性。此外电路板表面要平整,只管即便减小翘曲和扭曲度。
(3)目前,许多印制电路板采取表面贴装与穿孔装相稠浊的装置办法,这不仅哀求印刷电路板的密度,精度要高,而且还哀求印制板的通孔尺寸要小,一样平常穿孔直径为0.3~0.6mm,焊盘的圆环最小宽度可达0.25mm旁边。
(4)印制板上用于贴装的定位孔尺寸精度要高,一样平常许可偏差仅为0.025~0.03mm。
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