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        聽老工程師講解PCB布局經驗

        發布時間:2021-05-27

        瀏覽次數:405

            對于電子產品來說,PCB設計是其從電原理圖變成一個具體產品必經的一道設計工序,其設計的合理性與產品生產及產品質量緊密相關。

            而對于許多剛從事電子設計的人員來說,在這方面經驗較少,雖然已學會了印制線路板設計軟件,但設計出的印制線路板常有這樣那樣的問題,而許多電子刊物上少有這方面文章介紹,該文作者曾多年從事印制線路板設計的工作,在此將印制線路板設計的點滴經驗與大家分享,希望能起到拋磚引玉的作用。

            板的布局: 

            PCB上的元器件放置的通常順序:

            放置與結構有緊密配合的固定位置的元器件,如電源插座、指示燈、開關、連接件之類,這些器件放置好后用軟件的LOCK功能將其鎖定,使之以后不會被誤移動;

            放置線路上的特殊元件和大的元器件,如發熱元件、變壓器、IC等;

            放置小器件。元器件離板邊緣的距離:可能的話所有的元器件均放置在離板的邊緣3mm以內或至少大于板厚,這是由于在大批量生產的流水線插件和進行波峰焊時,要提供給導軌槽使用,同時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多,不得已要超出3mm范圍時,可以在板的邊緣加上3mm的輔邊,輔邊開V形槽,在生產時用手掰斷即可。

            高低壓之間的隔離:在許多PCB上同時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放置,隔離距離與要承受的耐壓有關,通常情況下在2000kV時板上要距離2mm,在此之上以比例算還要加大,例如若要承受3000V的耐壓測試,則高低壓線路之間的距離應在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槽。 

            PCB的走線:

            印制導線的布設應盡可能的短,在高頻回路中更應如此;印制導線的拐彎應成圓角,而直角或尖角在高頻電路和布線密度高的情況下會影響電氣性能;當兩面板布線時,兩面的導線宜相互垂直、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線應盡量避免相鄰平行,以免發生回授,在這些導線之間比較好加接地線。

            印制導線的寬度:

            導線寬度應以能滿足電氣性能要求而又便于生產為宜,它的比較小值以承受的電流大小而定,但比較小不宜小于0.2mm,在高密度、高精度的印制線路中,導線寬度和間距一般可取0.3mm;導線寬度在大電流情況下還要考慮其溫升,單面板實驗表明,當銅箔厚度為50μm、導線寬度1~1.5mm、通過電流2A時,溫升很小,因此,一般選用1~1.5mm寬度導線就可能滿足設計要求而不致引起溫升。

            印制導線的公共地線應盡可能地粗,可能的話,使用大于2~3mm的線條,這點在帶有微處理器的電路中尤為重要,因為當地線過細時,由于流過的電流的變化,地電位變動,微處理器定時信號的電平不穩,會使噪聲容限劣化;在DIP封裝的IC腳間走線,可應用10-10與12-12原則,即當兩腳間通過2根線時,焊盤直徑可設為50mil、線寬與線距都為10mil,當兩腳間只通過1根線時,焊盤直徑可設為64mil、線寬與線距都為12mil。

            印制導線的間距:

            相鄰導線間距必須能滿足電氣安全要求,而且為了便于操作和生產,間距也應盡量寬些。比較小間距至少要能適合承受的電壓。這個電壓一般包括工作電壓、附加波動電壓以及其它原因引起的峰值電壓。如果有關技術條件允許導線之間存在某種程度的金屬殘粒,則其間距就會減小。因此設計者在考慮電壓時應把這種因素考慮進去。在布線密度較低時,信號線的間距可適當地加大,對高、低電平懸殊的信號線應盡可能地短且加大間距。

            印制導線的屏蔽與接地:

            印制導線的公共地線,應盡量布置在印制線路板的邊緣部分。在PCB上應盡可能多地保留銅箔做地線,這樣得到的屏蔽效果,比一長條地線要好,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。
         
            印制導線的公共地線比較好形成環路或網狀,這是因為當在同一塊板上有許多集成電路,特別是有耗電多的元件時,由于圖形上的限制產生了接地電位差,從而引起噪聲容限的降低,當做成回路時,接地電位差減小。

            另外,接地和電源的圖形盡可能要與數據的流動方向平行,這是壓制噪聲能力增強的秘訣;多層PCB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計在多層印制線路板的內層,信號線設計在內層和外層。
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