印制电路板的设计的归总
以得到均匀的组装密度。大功率元器件周围不应布置热敏元器件,和其他元器件要有足够的距离。较重的元器件应安排在靠近印制电路板支承点处。元器件排列的方向和疏密要有空气对流。元器件宜按电路原理图的顺序成直线排列,力求紧凑以缩短印制导线长度。如果由于板面尺寸有限,或由于屏蔽要求而必须将电路分成几块时,应使每一块印制板成为独立的功能电路,以便于单独调整、测试和维修。这时,应使每一块印制板的引出线最少。
为使印制板上元器件的相互影响和干扰最小,高频电路和低频电路及高电位与低电位电路的元器件不能靠得太近。元器件排列方向与相邻的印制导线应垂直交叉。电感和有磁心的元器件要注意磁场方向。线圈的轴线应垂直于印制板面,以求对其他零件的干扰最小。
考虑元器件的散热和相互之间的热影响。发热量大的元器件应放置在有利于散热的位置上,如散热孔附近。元器件的工作温度高于40℃时应加散热器。散热器体积较小时可直接固定在元器件上,体积较大时应固定在底板上。在设计印制板时要考虑到散热器的体积及温度对周围元器件的影响。
提高印制板的抗振和抗冲击性能。要使板上的负荷分布合理以免产生过大的应力。对大而重的元器件尽可能布置在固定端附近,或加金属结枸件固定。如果印制板比较狭长,则可考虑用加强筋加固。
印制板布线的一般原则低频导线靠近印制板边布置。将电源、滤波、控制等低频和直流导线放在印制板的边缘。公共地线应布置在板的最边缘。高频线路放在板面的中间,可以减小高频导线对地的分布电容,也便于板上的地线和机架相连。高电位导线和低电位导线应尽量远离,最好的布线使相邻的导线间的电位差最小。布线时应使印制导线与印制板边留有不小于板厚的距离,以便于安装和提高绝缘性能。
避免长距离平行走线。印制电路板上的布线应短而直,减小平布线,必要时可以采用跨接线。双面印制板两面的导线应垂直交叉。高频电路的印制导线长度和宽度宜小,导线间距要大。
不同的信号系统应分开。印制电路板上同时安装模拟电路和数字电路时,宜将这两种电路的地线系统完全分开,它们的供电系统也要完全分开。
采用恰当的接插形式,有接插件、插接端和导线引出等几种形式。输入电路的导线要远离输出电路的导线。引出线要相对集中设置。布线时使输入输出电路分列于印制板的两边,并用地线隔开。
设置地线。印制板上每级电路的地线一般应自成封闭回路,以保证每级电路的地电流主要在本地回路中流通,减小级间地电流耦合。在印制板附近右强磁场时,地线不能自成封闭回路,以免成为一个闭合线圈而引起感生电流。电路的工作频率越高,地线应越宽,或采用大面积布铜。
2、印制导线的尺寸和图形元器件的布局和布线方案确定后,就要具体地设计并绘制印制图形了。
(1)印制导线的宽度。覆箔板铜箔的厚度为0.02~0.05mm。印制导线的宽度不同,其截面面积也不同。不同截面面积的导线在限定的温升条件下,其载流量也不同。
因此,对于某覆箔板,印制导线的宽度取决于导线的载流量和允许温升。印制板的工作温度不能超过85℃。印制导线的宽度已标准化,建议采用0.5mm的整数倍。如有特别大的电流应另加导线解决。
(2)印制导线的间距。一般而言,导线间距等于导线宽度,但不小于Imm。对于微型设备,间距不小于0.4mm。具体设计时应考虑下述三个因素。
①低频低压电路的导线间距取决于焊接工艺。采用自动化焊接时间距要小些,手工操作时宜大些。
②高压电路的导线间距取决于工作电压和基板的抗电强度。
③高频电路主要考虑分布电容对信号的影响。
印制导线的图形,同一印制板上导线的宽度宜一致,地线可适当加。导线不应有急弯和尖角,转弯和过渡部分宜用半径不小于2mm的圆弧连接或用45。连线,且应避免分支线。
印制电路板的热设计由于印制电路板基材的耐温能力和导热系数都比较低,铜箔的抗剥离强度随工作温度的升高而T降,所以印制电路板的工作温度一般不能超过85℃。如果不采取措施,则过高的温度导致印制电路板损坏,并导致焊点开裂。降温的方法是采用对流散热,可根据情况采用自然通风或强迫风冷。在设计印制板时可考虑采用以下几种方法:均匀分布热负载,零件装散热器,局部或全局强迫风冷。
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