電路板布線的基本原則有哪些?
隨著工程技術(shù)的電子化、集成化和系統(tǒng)化的迅速發(fā)展,電路設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代,目前高速電路設(shè)計(jì)業(yè)已成為了電子工程技術(shù)發(fā)展的主流。因此對于電路板的設(shè)計(jì)要求也越來越高。印制電路板(PCB)設(shè)計(jì)的好壞對其抗干擾能力影響很大。因此,在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí),必須遵守PCB設(shè)計(jì)的基本原則,并應(yīng)符合抗干擾設(shè)計(jì)的要求,使得電路獲得最佳的性能。
(1)印制導(dǎo)線的布設(shè)應(yīng)盡可能短,在高頻回路中更應(yīng)如此;同一元器件的各條地址線或數(shù)據(jù)線應(yīng)盡可能保持一樣長;印制導(dǎo)線的拐彎應(yīng)呈圓角,因?yàn)橹苯腔蚣饨窃诟哳l電路和布線密度高的情況下會(huì)影響電氣性能;雙面布線時(shí),兩面的導(dǎo)線應(yīng)互相垂直、斜交或彎曲布線,避免相互平行,以減小寄生耦合;作為電路的輸入和輸出用的印制導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行,最好在這些導(dǎo)線之間加地線隔離。
(2)PCB導(dǎo)線的寬度應(yīng)滿足電氣性能要求而又便于生產(chǎn),最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間的黏附強(qiáng)度和流過的電流值決定,但最小不宜小于0.2mm,在高密度、高精度的印制線路中,導(dǎo)線寬度和間距一般可取0.3mm;導(dǎo)線寬度在大電流情況下還要考慮其溫升,單面板實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)銅箔厚度為50μm、導(dǎo)線寬度為1~1.5mm、通過電流為2A時(shí),溫升很小,一般選用1~1.5mm寬度導(dǎo)線就可以滿足設(shè)計(jì)要求而不致引起溫升;印制導(dǎo)線的公共地線應(yīng)盡可能粗,通常使用大于2mm的線條,這在帶有微處理器的電路中尤為重要,因?yàn)楫?dāng)?shù)鼐€過細(xì)時(shí),由于流過的電流的變化,地電位變動(dòng),微處理器時(shí)序信號(hào)的電平不穩(wěn),會(huì)使噪聲容限劣化;在DIP封裝的IC引腳間布線,可采用10—10與12—12原則,即當(dāng)兩腳間通過兩根線時(shí),焊盤直徑可設(shè)為50mil、線寬與線距均為10mil,當(dāng)兩腳間只通過一根線時(shí),焊盤直徑可設(shè)為64mil、線寬與線距都為12mil。
(3)印制導(dǎo)線的間距:相鄰導(dǎo)線間距必須滿足電氣安全要求,而且為了便于操作和生產(chǎn),間距也應(yīng)盡量寬。最小間距至少要能適合承受的電壓。這個(gè)電壓一般包括工作電壓、附加波動(dòng)電壓及其他原因引起的峰值電壓。如果有關(guān)技術(shù)條件允許導(dǎo)線之間存在某種程度的金屬殘粒,則其間距就會(huì)減小,因此設(shè)計(jì)者應(yīng)把這種因素考慮進(jìn)去。在布線密度較低時(shí),信號(hào)線的間距可適當(dāng)加大,對高、低電平懸殊的信號(hào)線,應(yīng)盡可能縮短長度且加大間距。
(4)PCB中不允許有交叉電路,對于可能交叉的線條,可以用“鉆”、“繞”兩種辦法解決,即讓某引線從別的電阻、電容、晶體管引腳下的空隙處鉆過去,或者從可能交叉的某條引線的一端繞過去。在特殊情況下,如果電路很復(fù)雜,為簡化設(shè)計(jì)也允許用導(dǎo)線跨接的方法來解決交叉電路問題。
(5)印制導(dǎo)線的屏蔽與接地:印制導(dǎo)線的公共地線應(yīng)盡量布設(shè)在PCB的邊緣部分。在PCB上應(yīng)盡可能多地保留銅箔作為地線,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也將得到改善,另外還起到了減小分布電容的作用。印制導(dǎo)線的公共地線最好形成環(huán)路或網(wǎng)狀,這是因?yàn)楫?dāng)在同一PCB上有許多集成電路時(shí),由于圖形上的限制產(chǎn)生了接地電位差,從而引起噪聲容限的降低,當(dāng)形成回路時(shí),接地電位差減小。另外,接地和電源的圖形應(yīng)盡可能與數(shù)據(jù)的流動(dòng)方向平行,這是抑制噪聲能力增強(qiáng)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(shè)計(jì)在多層PCB的內(nèi)層,信號(hào)線布設(shè)在內(nèi)層或外層。注意:數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)應(yīng)盡可能進(jìn)行隔離,并且數(shù)字地與模擬地要分離,最后接于電源地。
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