印制电路板的可靠性设计措施

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1、GreatHumanTechnology,INC.印制电路板的可靠性设计措施摘要：本文通过长期科研实践和产品开发，提出了印制电路板在设计与工艺中应解决的可靠性设计、电磁兼容性问题的有效方法。关键词：印制电路板可靠性电磁兼容1引言近年，由于先后参加“彩电回扫变压器自动测试系统”“黑白电视机回扫变压器自动测试仪”以及“FBT回扫变压器温控台”，“FBT回扫变压器断续台”的研制开发生产工作，体会到：即使电路原理图和试验板试验正确，印制板电路设计不当，也会对设计的电子产品的可靠性产生不利影响。印制电路板的设计与工艺越来越显得重要，譬如：印制电路板的两条细平行线靠得近，则会形成信

2、号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声。还有印制板地线的阻抗较高，构成公共阻抗就会在器件之间形成耦合干扰，元、器件在印制板中的排列也十分重要。因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用科学的方法进行印制板的可靠性设计和电磁兼容性设计。2.根据器件排列选择印制电路板的尺寸根据电路原理图中的元器件的体积，多少及相互影响来决定印制电路板的大小尺寸的选择。印制板尺寸要适中，尺寸大时，即制线条长，阻抗增加，不仅抗噪声能力下降，成本也高，体积也大；尺寸小时，则散热不好，同时易受临近线条干扰。器件的排列，应把相互有关的器件尽量就近排列，按电路原理图逐级排列。有两个变压器以上的电路应考虑

3、垂直分布，对发热器件应考虑通风与散热。3.电磁兼容性设计印制电路板中的电磁兼容设计尤为重要。电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中能够正常工作的能力。电磁兼容性设计的目的是使电子设备既能抑制各种外来的干扰，使电子设备在特定的电磁环境中能够正常工作，同时又能减少电子设备本身对其它电子设备的电磁干扰。3.1选择合理的布线印制电路板中选择合理的布线也是提高电磁兼容的好办法。为了抑制印制电路板导线之间的串扰，在设计布线时应尽量避免长距离的平行走线，尽可能拉开线与线之间的距离，信号线与地线及电源线尽可能不交叉，在一些对干扰十分敏感的信号线之间设置一根接地的印制线，可以有效地抑制串扰

4、。选择双面印制板也是提高电磁兼容的有效办法。具体做法是在印制板的一面横向布线，另一面纵向布线，然后在交叉孔处用金属化孔相连，装配时逐一严格检查金属化孔的上下连线是否接通。采用平行走线可以减少导线电感，但导线之间的互感和分布电容增加，如果布局允许，最好采用双面#字形网状布线结构。3.2抑制高频产生的电磁辐射4TechnologicreportGreatHumanTechnology,INC.为了抑制高频信号通过印制板导线时产生的电磁辐射，在印制电路板布线时，可采取以下措施。设计时钟信号电路引线最容易产生电磁辐射干扰，走线时应与地线回路相靠近，不要长距离地与信号线并行走线。尽

5、量减少印制导线的不连续性，印制板的线条宽度要规一，导线的拐角应大于90°，禁止环状走线。设计数字电路时，如果电原理图中有高速、中速和低速逻辑电路时，一般在印制板布置时上部为高速电路，中部为中速电路，下部为低速电路。参考图1的方式排列。图1设计带有总线驱动器应紧挨其欲驱动的总线，对于那些离开印制电路板的引线，驱动器应紧挨着连接器。数据总线的布线应与每两根信号线之间夹一根信号地线。设计高频电路时一般还应考虑采用隔离设计和屏蔽盒隔离的方法。印制板电路设计时器件应紧挨和就近接地方法。3.3抑制反射干扰终端的反射干扰是印制电路板印制线条的终端反射所造成。设计时应与考虑。抑制

6、反射干扰，除了特殊需要之外，应尽可能缩短印制线的长度和采用慢速电路，必要时可加终端匹配，即在传输线的末端对地和电源端各加接一个相同阻值的匹配电阻。匹配电阻的阻值应根据集成电路的输出驱动电流及吸收电阻的最大值来决定。对一般速度较快的TLL电路，其印制线条长于10cm以上时就应采用终端匹配措施。4.地线设计地线设计是印制电路板中不可忽略的问题。接地是控制干扰的重要方法，如果将接地和屏蔽正确结合起来使用可解决大部分干扰问题。地线设计时应考虑系统地、机壳地(屏蔽地)，数字地(逻辑地)和模拟地等。4.1地线设计时尽量粗(宽)根据电路板尺寸和元器件排列设计时，接地线的宽度应大于3m

7、m。因为接地线细，接地电位则随电流的变化而变化，致使电子设备的定时信号电平不稳，抗噪声性能变坏，解决的办法应将接地线尽量加粗，使它能通过三倍于印制电路板的允许电流。4.2接地点的选择合理选择接地点也是印制电路板的关键。有单点接地、多点接地、就近接地。4.2.1单点接地当信号工作频率小于1MHz时，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地。当信号工作频率小于10MHz时，应该注意，如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长的1／