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標題: PCB設計的一般原則 [打印本頁]

作者: qq8426030 時間: 2014-7-10 09:18
標題: PCB設計的一般原則

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品中，例如收音機、錄音機、電視機以及電子游戲機等。它的制造成本是各類印制板中最低的。在工業電子產品中也可能使用單面印制電路板，主要根據電路的復雜性和密集程度以及整機的裝聯要求，用單面即可完成全部互連時應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，必須考慮設計雙面印制電路板。

　　大多數的雙面印制電路板都是用金屬化孔實現兩面導線的貫穿連接，在少數情況下，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的元器件引線來實現。

　　在下列情況下，要考慮設計多層印制電路板：

　　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線短，從而降低對高速脈沖信號的衰減；利用多層印制電路板的接地層，可以對高速信號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，使整個電子產品的可靠性得到提高。

　　5)簡化印制電路板布局和照相底圖設計。某些雙面印制電路板布局由于互連十分復雜，采用多層印制電路板后，可以把電源或地線與信號線分開而得到解決，即單獨設置電源層和接地層，或者將電源層與接地層布設在同一層上。

　　為了滿足電子設備某些特殊裝聯的需要和減輕重量、提高裝聯密度，有時要求采用撓性印制電路或撓性一剛性結合的印制電路。撓性印制電路也可以作為連接電纜，節省焊接單根導線的時間和消除裝聯錯誤。對于移動的電子部件，也可以采用撓性印制電路。

　　印制電路板的導線要承受大電流或整塊印制板的功耗很大，使其超過允許的工作溫度時，則需設計具有金屬芯或表面散熱器的印制電路板。

　　當采用印制電路板制作旋轉開關或接觸式編碼盤時，應設計齊平印制電路。

　　(2)坐標網絡系統

　　在設計印制電路板時，要使用一種共同遵守的坐標網絡系統。元器件的引線正好插入位于網格交點上的裝聯孔中。按照規定的網格，計算機輔助設計(CAD)系統、自動光繪制版機、數控鉆孔裝置、計算機輔助測試(CAT)系統以及元器件自動插裝裝置都可以容易地編制或自動產生控制程序。對于人工布設印制電路板草圖和制作照相底圖，采用坐標網格系統也便于計算和操作。

　　按照國家標準《印制電路網格體系》GB1360-1998的規定，基本網格的格間距為2.5mm，必要時可設置輔助網格，其格間距為基本網格的1，2(即1.25mm)或1/4(即0.625mm)。對相鄰引線中心距為2.54mm的集成電路用的印制電路板，可以使用2.54mm基本網格。2.54mm基本網格系統也有兩種輔助網格，其間距為1.27mm和0.635mm。

　　(3)設計放大比例

　　根據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，重新畫放大布設草圖，同時也便于檢查照相底圖。

　　布設草圖或照相底圖最常用的放大比例是2：1，按這個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字化儀器輸入和編制高精度的導電圖形程序時使用。按1：1的比例設計布設草圖只適用于比較簡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)印制電路的生產條件

　　設計印制電路板應考慮并熟悉生產條件。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)、照相制版機允許的最大底圖尺寸、各設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、精細導線圖形印制技術和蝕刻精度等。

　　(5)標準化

　　標準化的結果是可以簡化印制電路板生產工藝、縮短生產周期、降低成本，并符合印制電路板的質量控制要求。因此，設計者必須應用并嚴格遵守這些標準。

　　可以應用的標準有國標(GB)、國際電工委會(IEC TC52)、美國軍用規范(MIL)、英國標準(BS)、日本工業標準(JIS)和日本印制電路協會(JPCA)等有關標準。

　　(6)設計文件

　　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系外，還要按印制板的設計要求，標注某些特殊部分。例如：印制板的輸入、輸出端與連接器的關系，關鍵信號線的長度，由地線保護的導線，特殊寬度的導線，產生電磁干擾的器件，產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應的編號(例如R1、R2、R3、……、C1、C2、C3……)，元器件的規格，金屬零件的配合要求、機械尺寸等。必要時要有元器件的實物作參考。

　　3.元器件接線表

　　該表一般在CAD自動布線中使用，它只表示各個元器件之間的連接關系。

　　4.機械加工圖

　　機械加工圖是機械加工印制電路板的重要文件。機械加工圖包括如下幾部分內容：

　　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、機械安裝孔的尺寸和它們與參考基準之間的尺寸及其偏差。

　　2)采用的覆銅箔層壓板的名稱、符號、厚度和銅箔的厚度。有時更強調銅箔之間的絕緣基材厚度。

　　3)表面鍍層的技術要求，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必不可少的文件，組裝圖應清楚地標出元器件的安裝位置，元器件的名稱及其極性等。

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