印制電路板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則

1、印制電路板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則元器件布局與布線原則，對(duì)印制板上的元器件布局也基本適用。但印制板又有其自身特點(diǎn)，如印制導(dǎo)線都是平面布置，單面印制板上導(dǎo)線不能相互交叉；銅箔的抗剝離強(qiáng)度較低，接點(diǎn)不易多次焊接；不宜采用一點(diǎn)接地等。因此印制板上元器件布局與布線又有其自身特點(diǎn)。7.1.1印制電路板的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì) 1印制電路板的熱設(shè)計(jì)由于印制電路板基材耐溫能力和導(dǎo)熱系數(shù)都比較低，銅箔的抗剝離強(qiáng)度隨工作溫度的升高而下降。印制電路板的工作溫度一般不能超過85。印制電路板的減振緩沖設(shè)計(jì)印制電路板是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件，它提供電路元件和器件之間的電氣連接。為提高印制板的抗振、抗沖擊性能，板上的負(fù)荷應(yīng)合理

2、分布以免產(chǎn)生過大的應(yīng)力。印制電路板的抗電磁干擾設(shè)計(jì) 7. 印制電路板的板面設(shè)計(jì)元器件應(yīng)按電原理圖順序成直線排列，力求緊湊以縮短印制導(dǎo)線長度，并得到均勻的組裝密度。在保證電性能要求的前提下，元器件應(yīng)平行或垂直于板面，并和主要板邊平行或垂直。在板面上分布均勻整齊。一般不得將元件重疊安放，如果確實(shí)需要重疊，應(yīng)采用結(jié)構(gòu)件加以固定。通常元器件布置在印制板的一面。此種布置便于加工、安裝和維修。對(duì)于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動(dòng)開關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié)，應(yīng)放在印制板上便于調(diào)節(jié)的地方；機(jī)外調(diào)節(jié)，其位置與調(diào)節(jié)旋鈕要在機(jī)箱上。元件的標(biāo)記或型號(hào)應(yīng)朝向便于觀察的一面。7.1.2印制電

3、路板上的元器件布線的一般原則 1.電源線設(shè)計(jì)根據(jù)印制線路板電流的大小，盡量加粗電源線寬度，減少環(huán)路電阻。同時(shí)使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。 2. 地線設(shè)計(jì) 公共地線應(yīng)布置在板的最邊緣，便于印制板安裝在機(jī)架上，也便于與機(jī)架(地)相連。導(dǎo)線與印制板的邊緣應(yīng)留有一定的距離(不小于板厚)，這不僅便于安裝導(dǎo)軌和進(jìn)行機(jī)械加工，而且還提高了絕緣性能。 數(shù)字地與模擬地應(yīng)盡量分開。低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點(diǎn)并聯(lián)接地，實(shí)際布線有困難時(shí)可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻電路宜采用多點(diǎn)串聯(lián)就近接地，地線應(yīng)短而粗，電路的工作頻率越高，地線應(yīng)越寬。 印制板上每級(jí)電路的地線一般應(yīng)自成封閉回路

4、，以保證每級(jí)電路的地電流主要在本級(jí)地回路中流通，減小級(jí)間地電流耦合。如僅由數(shù)字電路組成的印制板，其接地電路布成封閉環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。但印制板附近有強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，地線不能做成封閉回路，以免成為一個(gè)閉合線圈而引起感生電流。 3.信號(hào)線設(shè)計(jì) 低頻導(dǎo)線靠近印制板邊布置。將電源、濾波、控制等低頻和直流導(dǎo)線放在印制板的邊緣。高頻線路放在板面的中間，可以減小高頻導(dǎo)線對(duì)地線和機(jī)殼的分布電容，也便于板上的地線和機(jī)架相連。 高電位導(dǎo)線和低電位導(dǎo)線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離，最好的布線是使相鄰的導(dǎo)線間的電位差最小。 避免長距離平行走線，印制電路板上的布線應(yīng)短而直。必要時(shí)可以采用跨接線。雙面印制板兩面的導(dǎo)線應(yīng)垂直交叉。高頻電路的

5、印制導(dǎo)線的長度和寬度宜小，導(dǎo)線間距要大。 印制電路板上同時(shí)安裝模擬電路和數(shù)字電路時(shí)，宜將這兩種電路的地線系統(tǒng)完全分開，它們的供電系統(tǒng)也要完全分開。采用恰當(dāng)?shù)慕硬逍问?，如用接插件、插接端和?dǎo)線引出等幾種形式。輸入電路的導(dǎo)線要遠(yuǎn)離輸出電路的導(dǎo)線，以免發(fā)生反饋耦合。引出線要相對(duì)集中設(shè)置。布線時(shí)使輸入輸出電路分列于電路板的兩邊，并用地線隔開。7.1.3印制導(dǎo)線的尺寸和圖形 當(dāng)元器件結(jié)構(gòu)布局和布線方案確定后，就要具體地設(shè)計(jì)繪制印制導(dǎo)線的圖形。 1.印制導(dǎo)線的寬度覆銅箔板銅箔的厚度一般為0.02mm0.05mm。印制導(dǎo)線的最小寬度取決于導(dǎo)線的載流量和允許溫升。表7.1 0.05mm厚的導(dǎo)線寬度與允許的載流

6、量、電阻的關(guān)系導(dǎo)線的寬度(mm)0.51.01.52.0允許載流量(A)0.81.01.31.9電阻(/m)0.70.410.310.29 2.印制導(dǎo)線的間距導(dǎo)線的最小間距主要由最惡劣情況下的導(dǎo)線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。一般導(dǎo)線間距等于導(dǎo)線寬度，但不小于1mm。對(duì)于微型設(shè)備，不小于0.4mm。表面貼裝板的間距0.120.2mm，甚至0.08mm。具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮下述三個(gè)因素： （1）低頻低壓電路的導(dǎo)線間距取決于焊接工藝。采用自動(dòng)化焊接時(shí)間距要小些，手工操作時(shí)宜大些。 （2）高壓電路的導(dǎo)線間距取決于工作電壓和基板的抗電強(qiáng)度。 （3）高頻電路主要考慮分布電容對(duì)信號(hào)的影響。表7.2 安全工作電壓、

7、擊穿電壓與導(dǎo)線間距值導(dǎo)線間距(mm)0.51.01.52.03.0工作電壓(V)100200300500700擊穿電壓(V)10001500180021002400 3.印制導(dǎo)線的圖形元器件在印制板上有兩種排列方式：不規(guī)則排列、規(guī)則排列。不規(guī)則排列適用于高頻電路，它可以減少印制導(dǎo)線的長度和分布參數(shù)，但不利于自動(dòng)插裝。規(guī)則（坐標(biāo)格）排列，排列整齊，自動(dòng)插裝效率高，但引線可能較長。同一印制板上的導(dǎo)線的寬度宜一致，地線可適當(dāng)加寬。導(dǎo)線不應(yīng)有急彎和尖角，轉(zhuǎn)彎和過渡部分宜用半徑不小于2mm的圓弧連接或用45度角連線，且應(yīng)避免分支線。當(dāng)導(dǎo)線寬度超過3mm時(shí)，最好在導(dǎo)線中間開槽成兩根并聯(lián)線。大面積銅箔時(shí)，應(yīng)

8、做成柵格狀。 7.焊盤焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太大易形成虛焊。一般焊盤外徑D (d+1.3)mm，其中d為引線插孔直徑。對(duì)高密度的數(shù)字電路，焊盤最小直徑可取Dmin=(d+1.0)mm。焊盤太小容易在焊接時(shí)粘斷或剝落。焊盤的形狀有島形焊盤、圓形焊盤、方形焊盤、橢圓焊盤和靈活設(shè)計(jì)的焊盤。414印制板設(shè)計(jì)步驟和方法設(shè)計(jì)印制板應(yīng)具備的條件 已知印制電路板板面需要容納的電路，以及該電路內(nèi)各種元器件的型號(hào)、規(guī)格和主要尺寸。 明確各元器件和導(dǎo)線在布局、布線時(shí)的特殊要求。如哪些元器件和導(dǎo)線需要屏蔽；哪些元器件經(jīng)常更換和調(diào)整；哪些是發(fā)熱元器件和熱敏元器件；各元器件的工作頻率和電壓大??；電路工作

9、時(shí)環(huán)境條件(溫度、濕度和沖振要求)等。 確定印制板在整機(jī)(或分機(jī))中的位置及其連接形式。印制板的設(shè)計(jì)步驟和方法選定印制板的材料、板厚和板面尺寸。選擇印制板材料必須考慮到基材的電氣和機(jī)械性能，還要考慮價(jià)格和成本。印制板的最佳形狀為矩形，長寬比為3：2或4：3。將幾塊小的印制板(矩形的或異形的)拼成一個(gè)大矩形，待裝配、焊接后再沿工藝孔裁開，可降低生產(chǎn)成本。印制板的外形尺寸已由GB9315-88做了規(guī)定，常用系列見表7.3、表7.4。 表7.3 印制板尺寸系列1 單位：mmB55.55100147.45188.9233.55277.80L100160220280340 注：本表尺寸B、L可任意組合。 表7.4 印制板尺寸系列2 單位：mmB50507070708080100100L80140140240320100140100160B100120120140140160180200300L200120200160200260220300300注：本表尺寸B、L為一一對(duì)應(yīng)，不