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標(biāo)題: PCB設(shè)計(jì)的一般原則 [打印本頁(yè)]

作者: qq8426030 時(shí)間: 2013-12-2 11:04
標(biāo)題: PCB設(shè)計(jì)的一般原則

PCB設(shè)計(jì)的一般原則

一、印制電路板的類型

　　單面印制電路板廣泛用于民用電子產(chǎn)品中，例如收音機(jī)、錄音機(jī)、電視機(jī)以及電子游戲機(jī)等。它的制造成本是各類印制板中最低的。在工業(yè)電子產(chǎn)品中也可能使用單面印制電路板，主要根據(jù)電路的復(fù)雜性和密集程度以及整機(jī)的裝聯(lián)要求，用單面即可完成全部互連時(shí)應(yīng)使用單面印制電路板。

　　(1)在用單面印制電路板不能完成電路的全部互連情況下，必須考慮設(shè)計(jì)雙面印制電路板。

　　大多數(shù)的雙面印制電路板都是用金屬化孔實(shí)現(xiàn)兩面導(dǎo)線的貫穿連接，在少數(shù)情況下，也可以用非金屬化孔雙面印制電路板，它的貫穿連接主要靠插入孔內(nèi)的元器件引線來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　在下列情況下，要考慮設(shè)計(jì)多層印制電路板：

　　1)用雙面印制電路板不能完成電路的全部互連，需要增加較多的跨接導(dǎo)線。

　　2)要求重量輕、體積小。

　　3)有高速電路。由于多層印制電路板的互連導(dǎo)線短，從而降低對(duì)高速脈沖信號(hào)的衰減；利用多層印制電路板的接地層，可以對(duì)高速信號(hào)層提供良好的屏蔽作用；接地層與電源層之間的高頻分布電容，對(duì)電源起良好的去耦作用。

　　4)要求高可靠性。幾塊雙面印制電路板組裝件可以合并成一塊多層板組裝件，使整個(gè)電子產(chǎn)品的可靠性得到提高。

　　5)簡(jiǎn)化印制電路板布局和照相底圖設(shè)計(jì)。某些雙面印制電路板布局由于互連十分復(fù)雜，采用多層印制電路板后，可以把電源或地線與信號(hào)線分開(kāi)而得到解決，即單獨(dú)設(shè)置電源層和接地層，或者將電源層與接地層布設(shè)在同一層上。

　　為了滿足電子設(shè)備某些特殊裝聯(lián)的需要和減輕重量、提高裝聯(lián)密度，有時(shí)要求采用撓性印制電路或撓性一剛性結(jié)合的印制電路。撓性印制電路也可以作為連接電纜，節(jié)省焊接單根導(dǎo)線的時(shí)間和消除裝聯(lián)錯(cuò)誤。對(duì)于移動(dòng)的電子部件，也可以采用撓性印制電路。

　　印制電路板的導(dǎo)線要承受大電流或整塊印制板的功耗很大，使其超過(guò)允許的工作溫度時(shí)，則需設(shè)計(jì)具有金屬芯或表面散熱器的印制電路板。

　　當(dāng)采用印制電路板制作旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)或接觸式編碼盤(pán)時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)齊平印制電路。

　　(2)坐標(biāo)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

　　在設(shè)計(jì)印制電路板時(shí)，要使用一種共同遵守的坐標(biāo)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。元器件的引線正好插入位于網(wǎng)格交點(diǎn)上的裝聯(lián)孔中。按照規(guī)定的網(wǎng)格，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)系統(tǒng)、自動(dòng)光繪制版機(jī)、數(shù)控鉆孔裝置、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)系統(tǒng)以及元器件自動(dòng)插裝裝置都可以容易地編制或自動(dòng)產(chǎn)生控制程序。對(duì)于人工布設(shè)印制電路板草圖和制作照相底圖，采用坐標(biāo)網(wǎng)格系統(tǒng)也便于計(jì)算和操作。

　　按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《印制電路網(wǎng)格體系》GB1360-1998的規(guī)定，基本網(wǎng)格的格間距為2.5mm，必要時(shí)可設(shè)置輔助網(wǎng)格，其格間距為基本網(wǎng)格的1，2(即1.25mm)或1/4(即0.625mm)。對(duì)相鄰引線中心距為2.54mm的集成電路用的印制電路板，可以使用2.54mm基本網(wǎng)格。2.54mm基本網(wǎng)格系統(tǒng)也有兩種輔助網(wǎng)格，其間距為1.27mm和0.635mm。

　　(3)設(shè)計(jì)放大比例

　　根據(jù)印制電路板尺寸精度的要求，照相底圖按1：1或2：1甚至4：1的比例制作。印制電路板的布設(shè)草圖也按相同的比例繪制。這樣可以防止在制作照相底圖時(shí)，重新畫(huà)放大布設(shè)草圖，同時(shí)也便于檢查照相底圖。

　　布設(shè)草圖或照相底圖最常用的放大比例是2：1，按這個(gè)比例布線的精度比較高，操作比較方便。4：1的放大比例只是在印制板精度要求特別高或用數(shù)字化儀器輸入和編制高精度的導(dǎo)電圖形程序時(shí)使用。按1：1的比例設(shè)計(jì)布設(shè)草圖只適用于比較簡(jiǎn)單的雙面印制電路板或多層印制電路板的電源層和接地層。

　　(4)印制電路的生產(chǎn)條件

　　設(shè)計(jì)印制電路板應(yīng)考慮并熟悉生產(chǎn)條件。例如：制作照相底版的方法(照相縮小法、光繪圖法、1：1貼圖翻版法等)、照相制版機(jī)允許的最大底圖尺寸、各設(shè)備加工印制電路板的最大尺寸和最小尺寸、鉆床的鉆孔精度、沖裁加工的要求、精細(xì)導(dǎo)線圖形印制技術(shù)和蝕刻精度等。

　　(5)標(biāo)準(zhǔn)化

　　標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)果是可以簡(jiǎn)化印制電路板生產(chǎn)工藝、縮短生產(chǎn)周期、降低成本，并符合印制電路板的質(zhì)量控制要求。因此，設(shè)計(jì)者必須應(yīng)用并嚴(yán)格遵守這些標(biāo)準(zhǔn)。

　　可以應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)有國(guó)標(biāo)(GB)、國(guó)際電工委會(huì)(IEC TC52)、美國(guó)軍用規(guī)范(MIL)、英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)(BS)、日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)和日本印制電路協(xié)會(huì)(JPCA)等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

　　(6)設(shè)計(jì)文件

　　1.電路圖(電氣原理圖)

　　電路圖除采用常用的方法表示電路的連接關(guān)系外，還要按印制板的設(shè)計(jì)要求，標(biāo)注某些特殊部分。例如：印制板的輸入、輸出端與連接器的關(guān)系，關(guān)鍵信號(hào)線的長(zhǎng)度，由地線保護(hù)的導(dǎo)線，特殊寬度的導(dǎo)線，產(chǎn)生電磁干擾的器件，產(chǎn)生大量熱量的元器件以及熱敏元器件等。

　　2.元器件表

　　元器件表包括電路圖中所有的電阻、電容、晶體管、二極管、集成電路、變壓器、電感器、散熱器和金屬零件。在元器件表中，要注明與電路圖中相對(duì)應(yīng)的編號(hào)(例如R1、R2、R3、……、C1、C2、C3……)，元器件的規(guī)格，金屬零件的配合要求、機(jī)械尺寸等。必要時(shí)要有元器件的實(shí)物作參考。

　　3.元器件接線表

　　該表一般在CAD自動(dòng)布線中使用，它只表示各個(gè)元器件之間的連接關(guān)系。

　　4.機(jī)械加工圖

　　機(jī)械加工圖是機(jī)械加工印制電路板的重要文件。機(jī)械加工圖包括如下幾部分內(nèi)容：

　　1)印制電路板的外形尺寸及其偏差，其中包括印制插頭部分的尺寸與偏差、機(jī)械安裝孔的尺寸和它們與參考基準(zhǔn)之間的尺寸及其偏差。

　　2)采用的覆銅箔層壓板的名稱、符號(hào)、厚度和銅箔的厚度。有時(shí)更強(qiáng)調(diào)銅箔之間的絕緣基材厚度。

　　3)表面鍍層的技術(shù)要求，例如，錫鉛鍍層的厚度、錫鉛比例、鎳或金鍍層的厚度等。

　　4)表面涂覆層要求，例如，可焊性涂覆層、阻焊涂覆層等。

　　5)組裝圖和元器件表都是印制電路板電裝時(shí)必不可少的文件，組裝圖應(yīng)清楚地標(biāo)出元器件的安裝位置，元器件的名稱及其極性等。

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