现代电子技术工程设计与实践 教学课件 作者 李继凯 主编 李新超 副主编 3.2 印制电路板的设计制作方法.ppt

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1、3.2印制电路板的设计制作方法3.2.1印制电路板的设计及要注意的问题3.2.2印刷电路板的制作方法现代电子技术工程设计与实践3.2.1印制电路板的设计及要注意的问题印制电路板的设计是根据设计人员的意图，将电路原理图转化成印制板图，确定加工技术要求的过程。印制电路板设计通常有两种方法：一种是全人工设计，另一种是计算机辅助设计。设计员采用Protel、Orcad、PowerPCB等专业PCB设计软件进行设计。无论采取哪种方式，都必须符合电原理图的电气连接和电气、机械性能要求，还要注意电路板的散热设计、电磁兼容设计等问题。现代电子技术工程设计与实践3.2.1印制电

2、路板的设计及要注意的问题（1）印制板的散热设计印制板最好是直立安装，板与板之间的距离一般不要小于2cm，而且元器件在印制板上的排列方式应遵循如下原则：1）对于采用对流空气冷却方式的设备，最好是将集成电路(或其他元器件)按纵长方式排列，对于采用强制空气冷却(风扇冷却)的设备，则应按横长方式排列。2）在同一块印制板上安装半导体器件时，应将发热量小或不耐热的元器件(如小信号晶体管、小规模集成电路、电解电容等)放在气流的入口处，将发热量大或耐热好的元器件放在气流的出口处。现代电子技术工程设计与实践3.2.1印制电路板的设计及要注意的问题3）在水平方向上，大功率器件应尽

3、量靠近印制板边沿布置，以便缩短传热途径；在垂直方向上，大功率器件应尽量靠近印制板上方布置，以便减小这些器件工作时对其他元器件的影响。4）温度敏感器件最好安置在温度最低的区域(如设备底部)，不要将它放在发热元器件的正上方，多个器件最好是水平交错布局。也可采用“热屏蔽”方法达到保护作用。现代电子技术工程设计与实践3.2.1印制电路板的设计及要注意的问题（2）印制板电磁兼容性设计电磁兼容性(EMC)是指电子系统及其元器件在各种电磁环境中仍能够协调、有效地进行工作的能力。EMC设计的目的是既能抑制各种外来的干扰，使电路和设备在规定的电磁环境中能正常工作，又能减少其本身

4、对其他设备的电磁干扰。印制电路板电磁兼容设计具体体现在布线时，要注意以下问题：现代电子技术工程设计与实践3.2.1印制电路板的设计及要注意的问题1）专用地线、电源线的走线宽度大于等于1mm。2）电源线和地线尽可能靠近，整块印制板上的电源与地要呈“井”字形分布，以便使分布线电流达到均衡。3）要为模拟电路专门提供一根零伏线，以减少线间串扰。必要时可增加印制线条的间距。注意安插一些零伏线作为线间隔离。4）印制电路板的插头也要多安排一些零伏线作为线间隔离，要特别注意电流流通中的导线环路尺寸，如有可能，在控制线(于印制板上)的入口处加接RC去耦电路，以便消除传输中可能出

5、现的干扰因素。现代电子技术工程设计与实践3.2.1印制电路板的设计及要注意的问题5）印制电路板上印制弧线的宽度不要突变，导线不要突然拐角(≥90°)。传输线拐角要采用45°角，以降低回损。6）时钟引线、行驱动器或总线驱动器的信号线常常载有大的瞬变电流，其印制导线要尽可能短；而对于电源线和地线这类难以缩短长度的布线，则应在印制板面积和线条密度允许的条件下尽可能加大布线的宽度。7）采用平行走线可以减少导线电感，但会使导线之间的互感和分布电容增加。8）为了抑制印制导线之间的串扰，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

6、尽可能不交叉。现代电子技术工程设计与实践3.2.1印制电路板的设计及要注意的问题（3）高频数字电路PCB设计中的布局与布线为了避免高频信号通过印制导线时产生的电磁辐射，在布线时，应注意以下几点：1）按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号方向尽可能保持一致，高频数字信号线要用短线。2）以每个功能电路的核心组件为中心，围绕它来进行布局，时钟发生电路应在板中心附近，主要信号线最好集中在PCB板中心。3）在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。现代电子技术工程设计与实践3.2.1印制电路板的设计及要注意的问题4）电源线尽可能远离

7、高频数字信号线或用地线隔开，电路的布局必须减少电流回路，电源的分布必须是低感应的(多路设计)。5）数据总线的布线应每两根信号线之间夹一根信号地线，最好是紧挨着最不重要的地址引线放置地回路，因为后者常载有高频电流。输入、输出端用的导线应尽量避免相邻平行。6）尽量减少印制导线的不连续性，例如导线宽度不要突变，导线的拐角大于90°，禁止环形走线等。这样也有利于提高印制导线耐焊接热的能力。现代电子技术工程设计与实践3.2.1印制电路板的设计及要注意的问题（4）PCB电磁兼容设计中的地线设计任何导线(包括地线)都有一定的阻抗。阻抗指的是交流状态下导线对电流的阻抗，这个阻

8、抗主要是由导线的电感引起的。当频率较高