這是一個(gè)完整的PCB Layout設(shè)計(jì)規(guī)則,文章從元器件的布局到元件排列,再到導(dǎo)線(xiàn)布線(xiàn),以及線(xiàn)寬及間距這些,還有的是焊盤(pán),都做了詳細(xì)的分析和介紹,下邊是這此文章的介紹
一、元件的布局
PCB設(shè)計(jì)規(guī)則的元件的布局方式包括:元器件布局要求,元器件布局原則,元器件布局順序,常用元器件的布局方法
在PCB的設(shè)計(jì)過(guò)程,只懂得一些設(shè)計(jì)基礎(chǔ)只能解決簡(jiǎn)單及低頻方面的PCB設(shè)計(jì)問(wèn)題,而對(duì)于復(fù)雜與高頻方面的PCB設(shè)計(jì)卻要困難得多。往往解決由設(shè)計(jì)而考慮不周的問(wèn)題所花費(fèi)的時(shí)間是設(shè)計(jì)時(shí)的很多倍,甚至可能重新設(shè)計(jì),為此,在.PCB的設(shè)計(jì)中還應(yīng)解決如下問(wèn)題:
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PCB高級(jí)設(shè)計(jì)之熱干擾及抵制
元器件在工作中都有一定程度的發(fā)熱,尤其是功率較大的器件所發(fā)出的熱量會(huì)對(duì)周邊溫度比較敏感的器件產(chǎn)生干擾,若熱干擾得不到很好的抑制,那么整個(gè)電路的電性能就會(huì)發(fā)生變化。
共阻干擾是由PCB上大量的地線(xiàn)造成。當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的回路共用一段地線(xiàn)時(shí),不同的回路電流在共用地線(xiàn)上產(chǎn)生一定壓降,此壓降經(jīng)放大就會(huì)影響電路性能;當(dāng)電流頻率很高時(shí),會(huì)產(chǎn)生很大的感抗而使電路受到干擾。
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電磁干擾是由電磁效應(yīng)而造成的干擾,由于PCB上的元器件及布線(xiàn)越來(lái)越密集,如果設(shè)計(jì)不當(dāng)就會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。
(1)印制導(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。PCB的電源線(xiàn)和接地線(xiàn)因電流量較大,設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)加寬,一般不要小于1mm,對(duì)于安裝密度不大的PCB,印制導(dǎo)線(xiàn)寬度最好不小于0.5mm,手工制板應(yīng)不小于0.8mm。PCB資源網(wǎng)-P C B 資 源 網(wǎng)
(2)印制導(dǎo)線(xiàn)間距
由它們之間的安全工作電壓決定。相鄰導(dǎo)線(xiàn)之間的峰值電壓、基板的質(zhì)量、表面涂覆層、電容耦合參數(shù)等都影響印制導(dǎo)線(xiàn)的安全工作電壓。
為滿(mǎn)足電氣安全要求,印制導(dǎo)線(xiàn)寬度與間隙一般不小于lmm.PCB資源網(wǎng)-P C B 資 源 網(wǎng)
PCB布線(xiàn)有單面布線(xiàn)、雙面布線(xiàn)及多層布線(xiàn);布線(xiàn)的方式也有自動(dòng)布線(xiàn)和手動(dòng)布線(xiàn)兩種。印制導(dǎo)線(xiàn)的走向及形狀如表所示PCB資源網(wǎng)-P C B 資 源 網(wǎng)。
在PCB的設(shè)計(jì)中,為了獲得比較滿(mǎn)意的布線(xiàn)效果,則應(yīng)遵循如下基本原則:
1)印制線(xiàn)的走向——盡可能取直,以短為佳,不要繞遠(yuǎn)。
2)印制線(xiàn)的彎折——走線(xiàn)平滑自然,連接處用圓角,避免用直角。
3)雙面板上的印制線(xiàn)——兩面的導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)避免相互平行;作為電路輸人與輸出用的印制
導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)盡量避免相互平行,且在這些導(dǎo)線(xiàn)之間最好加接地線(xiàn)PCB資源網(wǎng)-P C B 資 源 網(wǎng)。
4)印制線(xiàn)作地線(xiàn)——盡可能多地保留銅箔作公共地線(xiàn),且布置在PCB的邊緣。
5)大面積銅箔的使用——使用時(shí)最好鏤空成柵格,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;導(dǎo)線(xiàn)寬度超過(guò)3mm時(shí)中間留槽,以利于焊接PCB資源網(wǎng)-P C B 資 源 網(wǎng)。
(1)元器件的引腳間距
元器件不同,其引腳間距也不相同。但對(duì)于各種各樣的元器件的引腳間距大多都是:100mil(英制)的整數(shù)倍(1mil=l×10(-3立方)in=25.4×10(-6次方)m),常將100mil作為1間距。PCB資源網(wǎng)-P C B 資 源 網(wǎng)
在PCB設(shè)計(jì)中必須準(zhǔn)確弄清元器件的引腳間距,因?yàn)樗鼪Q定著焊盤(pán)放置間距。對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)器件的引腳間距的確定最直接的方法就是:使用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。常用元器件的引腳間距如圖所示。PCB資源網(wǎng)-P C B 資 源 網(wǎng)
常用元器件的引腳間距
a)DIP IC b)TO-92型三極管 c)1/4w型電阻器 d)某微調(diào)電阻
(2)元器件的安裝尺寸
是根據(jù)引腳間距來(lái)確定焊孔間距。它有軟尺寸和硬尺寸之分。軟尺寸是基于引腳能夠彎折的元器件,故設(shè)計(jì)該類(lèi)器件的焊接孔距比較靈活;而硬尺寸是基于引腳不能彎折的元器件,其焊接孔距要求相當(dāng)準(zhǔn)確。設(shè)計(jì)PCB時(shí),元器件的焊孔間距的確定可用CAD軟件中的標(biāo)尺度量工具來(lái)測(cè)量。
(1)不規(guī)則排列
元件軸線(xiàn)方向彼此不一致,這對(duì)印制導(dǎo)線(xiàn)布設(shè)是方便的,且平面利用率高,分布參數(shù)小,特別對(duì)高頻電路有利。
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(2)規(guī)則排列
元器件軸線(xiàn)方向排列一致,布局美觀(guān)整齊,但走線(xiàn)較長(zhǎng)而且復(fù)雜,適于低頻電路。
(3)網(wǎng)格排列
網(wǎng)格排列中的每一個(gè)安裝孔均設(shè)計(jì)在正方形網(wǎng)格的交點(diǎn)上,CAD。
在PCB LAYOUT中,我們使用Protel 、DXP、PADS、protel DXP等工具畫(huà)電路板的時(shí)候,需要注意以下幾人方面
(1)元器件布局要求
保證電路功能和性能指標(biāo);滿(mǎn)足工藝性、檢測(cè)、維修等方面的要求;元器件排列整齊、疏密得當(dāng),兼顧美觀(guān)性。PCB資源網(wǎng)-P C B 資 源 網(wǎng)
(2)元器件布局原則
排列方位盡可能與原理圖一致,布線(xiàn)方向最好與電路圖走線(xiàn)方向一致;PCB四周留有5-10mm空隙不布器件;布局的元器件應(yīng)有利于發(fā)熱元器件散熱;高頻時(shí),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;高、低壓之間要隔離,隔離距離與承受的耐壓有關(guān)PCB資源網(wǎng)-P C B 資 源 網(wǎng)。
對(duì)于單面PCB,每個(gè)元器件引腳獨(dú)占用一個(gè)焊盤(pán),且元器件不可上下交叉,相鄰兩元器件之間要保持一定間距,不得過(guò)小或碰接。
(3)元器件布局順序
先放置占用面積較大的元器件;先集成后分立;先主后次,多塊集成電路時(shí)先放置主電路。
(4)常用元器件的布局方法
PCB資源網(wǎng)-P C B 資 源 網(wǎng)可調(diào)元件應(yīng)放在印制板上便于調(diào)節(jié)的地方;質(zhì)量超過(guò)15g的元器件應(yīng)當(dāng)用支架,大功率器件最好裝在整機(jī)的機(jī)箱底板上,熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件;對(duì)于管狀元器件一般采用平放,但PCB尺寸不大時(shí),可采用豎放,豎放時(shí)兩個(gè)焊盤(pán)的間距一般取0.1-0.2 in(1 in="25".4×10(-3立方)m);對(duì)于集成電路要確定定位槽放置的方位是否正確。
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