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时间:2018-07-14
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1、PCB设计9点注意事项 随着人们对电子产品的要求越来越高,对电子产品的设计的要求也随之高涨。本文总结了在PCB设计中包括电源、过孔在内的一些主要的主要事项,以供大家讨论参考。 1、数字电路与模拟电路共地处理 现在有许多PCB不再是单一功能电路(数字或模拟电路),而是由数字电路和模拟电路混合构成。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题,特别是地线上噪音干扰。 数字电路频率高,模拟电路敏感度强,对信号线来说,高频信号线尽可能远离敏感模拟电路器件,对地线来说,整人PCB对外界只有一个结点,所以
2、必须在PCB内部进行处理数、模共地问题,而在板内部数字地和模拟地实际上是分开它们之间互不相连,只是在PCB与外界连接接口处(如插头等)。数字地与模拟地有一点短接,请注意,只有一个连接点。也有在PCB上不共地,这由系统设计来决定。 2、电源、地线处理 既使在整个PCB板中布线完成得都很好,但由于电源、地线考虑不周到而引起干扰,会使产品性能下降,有时甚至影响到产品成功率。所以对电、地线布线要认真对待,把电、地线所产生噪音干扰降到最低限度,以保证产品质量。 对每个从事电子产品设计工程人员来说都明白地
3、线与电源线之间噪音所产生原因,现只对降低式抑制噪音作以表述: 众所周知是在电源、地线之间加上去耦电容。 尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最经细宽度可达0.05~0.07mm,电源线为1.2~2.5mm 对数字电路PCB可用宽地导线组成一个回路,即构成一个地网来使用(模拟电路地不能这样使用) 用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板,电源,地线各占用一层。 3、信号
4、线布在电(地)层上 在多层印制板布线时,由于在信号线层没有布完线剩下已经不多,再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定工作量,成本也相应增加了,为解决这个矛盾,可以考虑在电(地)层上进行布线。首先应考虑用电源层,其次才是地层。因为最好是保留地层完整性。 4、大面积导体中连接腿处理 在大面积接地(电)中,常用元器件腿与其连接,对连接腿处理需要进行综合考虑,就电气性能而言,元件腿焊盘与铜面满接为好,但对元件焊接装配就存在一些不良隐患如:①焊接需要大功率加热器。②容易造成虚焊点。所以兼顾电气性能与工
5、艺需要,做成十字花焊盘,称之为热隔离(heatshield)俗称热焊盘(Thermal),这样,可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点可能性大大减少。多层板接电(地)层腿处理相同。 5、布线中网络系统作用 在许多CAD系统中,布线是依据网络系统决定。网格过密,通路虽然有所增加,但步进太小,图场数据量过大,这必然对设备存贮空间有更高要求,同时也对象计算机类电子产品运算速度有极大影响。而有些通路是无效,如被元件腿焊盘占用或被安装孔、定们孔所占用等。网格过疏,通路太少对布通率影响极大。所以要有一个疏密
6、合理网格系统来支持布线进行。 标准元器件两腿之间距离为0.1英寸(2.54mm),所以网格系统基础一般就定为0.1英寸(2.54mm)或小于0.1英寸整倍数,如:0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。 6、设计规则检查(DRC) 布线设计完成后,需认真检查布线设计是否符合设计者所制定规则,同时也需确认所制定规则是否符合印制板生产工艺需求,一般检查有如下几个方面: 线与线,线与元件焊盘,线与贯通孔,元件焊盘与贯通孔,贯通孔与贯通孔之间距离是否合理,是否满足生产要求。 电源线和地线宽度
7、是否合适,电源与地线之间是否紧耦合(低波阻抗)?在PCB中是否还有能让地线加宽地方。 对于关键信号线是否采取了最佳措施,如长度最短,加保护线,输入线及输出线被明显地分开。 模拟电路和数字电路部分,是否有各自独立地线。 后加在PCB中图形(如图标、注标)是否会造成信号短路。 对一些不理想线形进行修改。 在PCB上是否加有工艺线,阻焊是否符合生产工艺要求,阻焊尺寸是否合适,字符标志是否压在器件焊盘上,以免影响电装质量。 多层板中电源地层外框边缘是否缩小,如电源地层铜箔露出板外容易造成短路。
8、 7、过孔寄生电容 过孔本身存在着对地寄生电容,如果已知过孔在铺地层上隔离孔直径为D2,过孔焊盘直径为D1,PCB板厚度为T,板基材介电常数为ε,则过孔寄生电容大小近似于: C=1.41εTD1/(D2-D1) 过孔寄生电容会给电路造成主要影响是延长了信号上升时间,降低了电路速度。举例来说,对于一块厚度为50MilPCB板,如果使用内径为10Mil,焊盘直径为20Mil过孔,焊盘与地铺铜区距离为32Mil,则我们可以通过上面公式近似算出过孔寄生电容大致是:C=1
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