对电子产品来说,PCB设计是其从原理图变成具体产品的必经环节,其设计的合理性与产品生产、质量紧密相关,然而对很多电子爱好者、初级工程师来说,虽然学会PCB布局布线,但所设计出的PCB板经常会有这样那样的问题,如何解决?
1、PCB的布线应尽可能短
PCB板上的布线应尽可能短,在高频回路更是如此。
PCB线的拐弯应成圆角,而直角或尖角在高频电路和布线密度高的情况下会影响电气性能;
当两面板布线时,两面的PCB线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线,避免相互平行,以减小寄生耦合;
作为电路的输入及输出用的PCB线应尽量避免相邻平行,以免发生回授,在这些PCB线之间最好加接地线。
2、PCB布线的宽度
PCB线宽度应以能满足电气性能要求而又便于生产为宜,它的最小值以承受的电流大小而定,但最小不宜小于0.2mm,在高密度、高精度的印制线路中,PCB线宽度和间距一般可取0.3mm;
PCB线宽度在大电流情况下还要考虑其温升,单面板实验表明,当铜箔厚度为50um、PCB线宽度1~1. 5mm、通过电流2A时,温升很小,因此,一般选用1~1.5mm宽度,PCB线就可能满足设计要求而不致引起温升;
PCB线的公共地线应尽可能地粗,可能的话,使用大于2~3mm 的线条,这点在带有微处理器的电路中尤为重要,因为当地线过细时,由于流过的电流的变化,地电位变动,微处理器定时信号的电平不稳,会使噪声容限劣化;
在DIP封装的IC脚间走线,可应用10-10与12-12原则,即当两脚间通过2根线时,焊盘直径可设为50mil、线宽与线距都为10mil,当两脚间只通过1根线时,焊盘直径可设为64mil、线宽与线距都为12mil 。
3、PCB线的间距
相邻PCB线间距必须能满足电气安全要求,而且为了便于操作和生产,间距也应尽量宽些。
最小间距至少要能适合承受的电压。这个电压一般包括工作电压、附加波动电压以及其它原因引起的峰值电压。
如果有关技术条件允许PCB线之间存在某种程度的金属残粒,则其间距就会减小。因此设计者在考虑电压时应把这种因素考虑进去。
在布线密度较低时,信号线的间距可适当地加大,对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距。
4、PCB线的屏蔽与接地
PCB线的公共地线,应尽量布置在PCB板的边缘部分。在PCB板上应尽可能多地保留铜箔做地线,这样得到的屏蔽效果,比一长条地线要好,传输线特性和屏蔽作用将得到改善,另外起到了减小分布电容的作用。
PCB线的公共地线最好形成环路或网状,这是因为当在同一块板上有许多集成电路,特别是有耗电多的元件时,由于图形上的限制产生了接地电位差,从而引起噪声容限的降低,当做成回路时,接地电位差减小。
另外,接地和电源的图形尽可能要与数据的流动方向平行,这是抑制噪声能力增强的秘诀:多层PCB板可采取其中若干层作屏蔽层,电源层、地线层均可视为屏蔽层,一般地线层和电源层设计在多层PCB板的内层,信号线设计在内层和外层。
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