smtsh.cn/ target=_blank class=infotextkey>上海pcb設計公司-緯亞電子：一. PCB板框設計 1. 物理板框的設計一定要注意尺寸精確，避免安裝出現麻煩，確保能夠將電路板順利安裝進(jìn)機箱，外殼，插槽等。 2. 拐角的地方(例如矩形板的四個(gè)角)好使用圓角。一方面避免直角，尖角刮傷人，另一方面圓角可以減輕應力作用，減少PCB板因各種原因出現斷裂的情況。 3. 在布局前應確定好各種安裝孔(例如螺絲孔)及各種開(kāi)口，開(kāi)槽。一般來(lái)說(shuō)，孔與PCB板邊緣的距離至少大于孔的直徑。 4. 當電路板的面積大于200 x 150 mm時(shí)，應重視該板所受的機械強度。從美學(xué)角度來(lái)看，電路板的佳形狀為矩形。寬和長(cháng)之比好是黃金比值0.618(黃金比值的應用也是很廣的)。實(shí)際應用時(shí)可取寬和長(cháng)為2:3或3:4等。 5. 結合產(chǎn)品設計要求(尤其是批量生產(chǎn))，綜合考慮PCB板的尺寸大小。尺寸過(guò)大，印刷銅線(xiàn)過(guò)長(cháng)，阻抗增加，抗噪聲能力下降;尺寸過(guò)小，散熱不好，線(xiàn)距不好控制，相鄰導線(xiàn)容易干擾。 6. 一般來(lái)說(shuō)，板框的規劃是在KeepOutLayer層進(jìn)行。 二.PCB板布局設計 元件布置是否合理對整板的壽命，穩定性，易用性及布線(xiàn)都有很大的影響，是設計出優(yōu)秀PCB板的前提。不同的板的布局各有其要求和特點(diǎn)，但當中不乏一些通用的規則，技巧?，F詳細介紹給DIYer，希望能夠從中提高DIYe的技能水平。 1. 元件的放置順序 ① 一般來(lái)說(shuō)，首先放置與整板的結構緊密相關(guān)的且固定位置的元件。比如常見(jiàn)的電源插座，開(kāi)關(guān)，指示燈，各種有特殊位置要求的接口(連接件之類(lèi))，繼電器等，并且不要與PCB板中的開(kāi)孔，開(kāi)槽相沖突，位置要正確。放置好后，好用軟件的鎖定功能將其固定。 ② 接著(zhù)放置體積大的元件和核心元件以及一些特殊的元件。例如變壓器等大元件，集成電路，處理器等核心IC元件，發(fā)熱元件等。這些元件會(huì )隨著(zhù)布線(xiàn)的考慮有所移動(dòng)，因此是大致的放置，更不用鎖定。 ③ 后放置小元件。例如阻容元件，輔助小IC等。 2. 注意點(diǎn) ① 原則上所有元件都應該放置在距離板邊緣3mm以上的地方。尤其在大批量生產(chǎn)時(shí)的流水線(xiàn)插件和波峰焊，此舉是要提供給導軌槽使用的，同時(shí)可以防止外形切割加工時(shí)引起邊緣部分缺損。 ② 要重視散熱問(wèn)題。 對于一些大功率的電路，應該將其發(fā)熱嚴重的元件(如功率管，高功率變壓器等)盡量分布在板的邊緣，便于熱量散發(fā)，不要過(guò)于集中在一個(gè)地方?？傊m當，尤其在一些精密的模擬系統中，發(fā)熱器件產(chǎn)生的溫度場(chǎng)對一些放大電路的影響是嚴重的。除了保證有足夠的散熱措施外，一些功率超大的部分建議做成一個(gè)單獨的模塊，并作好隔熱措施，避免影響后續信號處理電路。還有一點(diǎn)，電解電容不要離熱源太近，以免電解液過(guò)早老化，壽命劇減。熱敏元件切忌靠近熱源! ③ 注意元件的重量問(wèn)題。對于一些較重的元件，建議設計成用支架固定，然后焊接。一些又大又重且發(fā)熱多的元件，不應直接安裝在PCB板上，而應考慮安裝在機箱底版上。 ④ 重視PCB板上高壓元件或導線(xiàn)的間距。 若要設計的電路板上同時(shí)存在高壓電路和低壓電路，則器件之間或導線(xiàn)之間就可能存在較高的電位差。此時(shí)應將它們分開(kāi)放置，加大導線(xiàn)的間距，以免放電引起意外短路。還應注意帶高壓的器件應布置在人手不易觸及的地方。 ⑤ 擺放元件時(shí)，注意焊盤(pán)不要重疊，或相碰，避免短路。還有，焊盤(pán)重疊放置，在鉆孔時(shí)會(huì )在一處地方多次鉆孔，易導致鉆頭斷裂，焊盤(pán)和導線(xiàn)都有損傷。 ⑥ 注意元件擺放不要與定位孔，固定支架等有空間沖突。元件應與定位孔，固定支架等保持適當的距離，空間，避免安裝沖突。 ⑦ 注意電路中用于調節的器件(例如電位器，可調電容器，微動(dòng)，撥動(dòng)開(kāi)關(guān)等)。在布局時(shí)應充分結合整機結構要求來(lái)布置:若只在機內調節，則應放置在方便調節的地方;若是機外面板調節，則應配合面板旋鈕的位置來(lái)布局。 3. 布局技巧 ① 對照、結合原理圖，以每個(gè)功能電路的核心元件(通常是IC芯片)為中心，其他阻容元件等圍繞它展開(kāi)布局。元件應均勻、整齊、緊湊地布置，不僅要考慮整齊有序，更要注重稍候布線(xiàn)的優(yōu)美流暢性。 ② 按照電路的流程合理布置各子功能電路，使信號流暢，并使信號盡可能保持一致的方向。 ③ 盡量縮短相關(guān)元件之間的連線(xiàn)距離，特別是高頻元件間的連線(xiàn)距離，減少它們的分布參數。例如振蕩電路元件應盡可能靠近。 ④ 一般盡可能使元件平行對齊排列，避免橫七豎八。這樣不但美觀(guān)，而且便于安裝焊接，批量生產(chǎn)。 ⑤ 輸入和輸出元件應當盡量遠離。容易相互干擾的元件不能挨得太近。 ⑥ 合理區分模擬電路部分，數字電路部分，噪聲產(chǎn)生嚴重的部分(如繼電器火花，大電流、高壓的開(kāi)關(guān))。設法優(yōu)化調整它們的位置，使相互間的信號耦合小，減少電磁干擾。例如盡可能讓電機、繼電器與敏感的單片機遠離。 ⑦ 強信號與弱信號，交流信號與直流信號要分開(kāi)設置隔離。 ⑧ 在布線(xiàn)前應檢查確定好各類(lèi)元件的焊盤(pán)大小。若在布完線(xiàn)后，再修改焊盤(pán)的大小，則極易引起焊盤(pán)與導線(xiàn)或焊盤(pán)與焊盤(pán)的間距問(wèn)題，嚴重時(shí)造成短路! 三 .PCB板布線(xiàn)設計 1. 注意點(diǎn) ① 輸入和輸出的導線(xiàn)應避免相鄰、平行，以免發(fā)生回授，產(chǎn)生反饋耦合?？梢缘脑?huà)應加地線(xiàn)隔離。 ② 布線(xiàn)時(shí)盡量走短、直的線(xiàn)，特別是數字電路高頻信號線(xiàn)，應盡可能的短且粗，以減少導線(xiàn)的阻抗。 ③ 遇到需要拐角時(shí)，高壓及高頻線(xiàn)應使用135度的拐角或圓角，杜絕少于90度的尖銳拐角。90度的拐角也盡量不使用，這在高頻高密度情況下更要關(guān)注，這些都為了減少高頻信號對外的輻射和耦合。 ④ 相鄰兩層的布線(xiàn)要避免平行，以免容易形成實(shí)際意義上的電容而產(chǎn)生寄生耦合。例如雙面板的兩面布線(xiàn)宜相互垂直，斜交或彎曲走線(xiàn)。 ⑤ 數據線(xiàn)盡可能寬一點(diǎn)(特別是單片機系統)，以減少導線(xiàn)的阻抗。數據線(xiàn)的寬度至少不小于12mil(0.3mm)，可以的話(huà)，采用18至20mil(0。46至0.5mm)的寬度就更為理想。 ⑥ 注意元件布線(xiàn)過(guò)程中，過(guò)孔使用越少越好。數據表明，一個(gè)過(guò)孔帶來(lái)約0.5pF的分布電容，減少過(guò)孔數量能顯著(zhù)提高速度。 ⑦ 同類(lèi)的地址線(xiàn)或數據線(xiàn)，走線(xiàn)的長(cháng)度差異不要太大，否則短的線(xiàn)要人為彎曲加長(cháng)走線(xiàn)，補償長(cháng)度的差異。 2. 布線(xiàn)技巧 ① 良好的布局對自動(dòng)布線(xiàn)的布通率大有益處。根據實(shí)際設計要求預設好布線(xiàn)的規則(例如走線(xiàn)拓撲，過(guò)孔大小，線(xiàn)距等等)，然后先進(jìn)行探索式布線(xiàn)，把短線(xiàn)快速連接好，可以利用交互式布線(xiàn)，把要求嚴格的線(xiàn)進(jìn)行布線(xiàn)。接著(zhù)進(jìn)行迷宮式布線(xiàn)，把剩余的線(xiàn)全局不好，再進(jìn)行全局路徑優(yōu)化，可以斷開(kāi)已布的線(xiàn)重新再布。 ② 電源線(xiàn)和地線(xiàn)應盡量加寬，不要嫌大，好地線(xiàn)比電源線(xiàn)寬，其關(guān)系是:地線(xiàn)＞電源線(xiàn)＞信號線(xiàn)。加寬除了減少阻抗降低壓降外，更重要的是降低耦合噪聲。 ③ 各種信號線(xiàn)的走線(xiàn)不要形成環(huán)路(回路)，若是不可避免要形成環(huán)路，應設法將環(huán)路面積減至少，以降低感應噪聲。自動(dòng)布線(xiàn)的走線(xiàn)拓撲中的菊花狀走線(xiàn)能有效避免布線(xiàn)時(shí)形成環(huán)路。 ④ 盡量使電源線(xiàn)、地線(xiàn)的走線(xiàn)方向與數據線(xiàn)走向平行一致，這樣對增強抗噪聲能力大有益處。 ⑤ 高頻信號線(xiàn)要注意近距離平行走線(xiàn)所引起的交叉干擾。對于雙面板，可在平行信號線(xiàn)的反面設置大面積的地來(lái)降低干擾;對于多層板，可利用電源層或地線(xiàn)層來(lái)降低干擾。 ⑥ 在數字電路系統中，同類(lèi)的數據線(xiàn)、地址線(xiàn)之間不必擔心互相干擾，但讀、寫(xiě)、時(shí)鐘線(xiàn)等控制信號線(xiàn)應避免走在一起，好用地線(xiàn)保護起來(lái)。 ⑦ 地線(xiàn)或鋪地應盡量與信號線(xiàn)保持合理的相等距離，在安全范圍內盡可能靠近信號線(xiàn)。 ⑧ 電源線(xiàn)和地線(xiàn)應盡可能相鄰靠近，以減少回路面積，降低輻射耦合。 ⑨ 數字信號頻率高，模擬信號敏感度高。布線(xiàn)時(shí)，高頻信號線(xiàn)應盡可能遠離敏感的模擬電路器件。 ⑩ 對于一些關(guān)鍵的信號線(xiàn)是否采取了佳的保護措施。例如加地線(xiàn)保護。 ⑾ 信號、元件的連線(xiàn)越短越好，其長(cháng)度不宜超過(guò)25cm 。某條連線(xiàn)使用的過(guò)孔數量也應盡量少，好不要超過(guò)2個(gè)，以免引入太多的分布參數，況且過(guò)孔太多，對PCB板的機械強度也有影響。 ⑿ 敏感的信號線(xiàn)(例如復位線(xiàn)，中斷線(xiàn)，片選線(xiàn)等)不要靠近大電流的導線(xiàn)，要遠離 I/O線(xiàn)和接插件。 ⒀ 石英晶體振蕩器下面不要走任何信號線(xiàn);其外殼要設計成接地;用地線(xiàn)把時(shí)鐘區包起來(lái)，屏蔽干擾信號;時(shí)鐘線(xiàn)盡量短。 3. 地線(xiàn)設計 ① 對模擬電路來(lái)說(shuō)，地線(xiàn)的處理相當重要。如功放電路，很微小的地噪聲都會(huì )因為后級放大而對音質(zhì)產(chǎn)生嚴重的影響;又如高精度的A/D轉換電路中，如果地線(xiàn)上有高頻干擾存在將會(huì )是放大器產(chǎn)生溫飄，影響工作。 ② 對數字電路來(lái)說(shuō)，由于時(shí)鐘頻率高，布線(xiàn)及元件間的電感效應明顯，地線(xiàn)阻抗隨著(zhù)頻率的上升而變得很大，產(chǎn)生射頻電流，電磁干擾問(wèn)題突出。 ③ 充分利用表面粘貼式元件(貼片元件)，少用直插式元件。這樣可以省去很多直插焊盤(pán)孔，把多出來(lái)的空間讓給地線(xiàn);設法讓信號線(xiàn)盡量在頂層走，將底層盡量完整的做地線(xiàn)層或鋪地，保持地電流的低阻抗暢通。 ④ 數字電路的地和模擬電路的地要分開(kāi)處理。在PCB板上既有高速邏輯電路，又有線(xiàn)性電路，兩者的地線(xiàn)不要相混，必須彼此分開(kāi)布線(xiàn)，后只在電源的地相接，或在某一處短接后再接到電源的地。具體后如何相接由系統設計決定。 ⑤ 正確運用單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地。在低頻電路中，信號的工作頻率小于1MHZ ，它的布線(xiàn)和元器件間的連線(xiàn)電感影響較少，而接地電路的形成的地環(huán)流對干擾影響較大，因而應采用一點(diǎn)接地。這種接法通常用于音頻功放電路，模擬電路，60HZ直流電源系統等。當信號工作頻率大于1MHZ時(shí)，連線(xiàn)電感會(huì )增大地線(xiàn)阻抗，產(chǎn)生射頻電流。此時(shí)必須盡量降低接地阻抗。采用多點(diǎn)接地法可有效降低射頻電流的影響。 ⑥ 盡量加粗接地線(xiàn)。尤其模擬地線(xiàn)應盡量加大引出端的接地面積。若地線(xiàn)很細，阻抗就會(huì )很大，接地電位隨著(zhù)電流的變化而變化，致使信號電平不穩定。好使地線(xiàn)能夠通過(guò)3倍于電路允許的大電流。 4. 鋪銅(主要是指鋪地)設計 ① 為了提高系統的可靠性，大面積鋪地是必須的，而且是行之有效的。特別是微弱信號處理的電路 ② PCB板上應盡可能多的保留銅箔做鋪地。這樣得到的傳輸線(xiàn)特性和屏蔽效果，比一條長(cháng)長(cháng)的地線(xiàn)要好。 ③ 大面積鋪銅通常有2種作用:一是散熱，二是提高抗干擾能力。 ④ 在鋪設大面積的銅皮時(shí)，建議將其設置成網(wǎng)狀。一來(lái)可以防止PCB板的基板與銅箔的黏合劑在浸焊或受熱時(shí)，產(chǎn)生揮發(fā)性氣體、熱量不易排除，導致銅箔膨脹、脫落現象;二來(lái)更重要的是網(wǎng)格狀的鋪地，其受熱性能高頻導電性性能都要大大優(yōu)于整塊的實(shí)心鋪地。 ⑤ 為了保持足夠低的地阻抗，鋪地的連續性很重要。在雙面板中，有時(shí)為了走一兩條信號就將地線(xiàn)分割開(kāi)，這對于地電流的流暢性是極不利的，必須另想他法。 ⑥ 多層板布線(xiàn)時(shí)，抑制電磁干擾的重要思想是:當信號線(xiàn)與地線(xiàn)層相鄰布線(xiàn)時(shí)，其時(shí)鐘信號特性好。信號線(xiàn)層有剩余的走線(xiàn)，應當首先考慮在電源層上布完，而保留完整的地線(xiàn)層。 ⑦ 對于只有數字電路的PCB板，可用寬的銅箔線(xiàn)圍在板的四周邊緣處組成閉環(huán)回路，并連接到地。這樣做大多能提高抗噪聲能力。(注意:模擬電路不適用) ⑧ 大面積鋪銅距離板邊緣至少保證0.3mm以上。因為在切割外形時(shí)，如果切到銅箔上，就容易造成銅箔翹起產(chǎn)生尖刺或引發(fā)焊劑脫落。