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1、印制电路板结构设计的一般原则元器件布局与布线原则，对印制板上的元器件布局也基本适用。但印制板又有其自身特点，如印制导线都是平面布置，单面印制板上导线不能相互交叉；铜箔的抗剥离强度较低，接点不易多次焊接；不宜采用一点接地等。因此印制板上元器件布局与布线又有其自身特点。7.1.1印制电路板的结构布局设计 1印制电路板的热设计由于印制电路板基材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下降。印制电路板的工作温度一般不能超过85。2 印制电路板的减振缓冲设计印制电路板是电子产品中电路元件和器件的支撑件，它提供电路元件和器件之间的电气连接。为提高印制板的抗振、抗冲击性能，板上的负荷应
2、合理分布以免产生过大的应力。3 印制电路板的抗电磁干扰设计 7. 印制电路板的板面设计元器件应按电原理图顺序成直线排列，力求紧凑以缩短印制导线长度，并得到均匀的组装密度。在保证电性能要求的前提下，元器件应平行或垂直于板面，并和主要板边平行或垂直。在板面上分布均匀整齐。一般不得将元件重叠安放，如果确实需要重叠，应采用结构件加以固定。通常元器件布置在印制板的一面。此种布置便于加工、安装和维修。对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。机内调节，应放在印制板上便于调节的地方；机外调节，其位置与调节旋钮要在机箱上。元件的标记或型号应朝向便于观察的一面。7.1.
3、2印制电路板上的元器件布线的一般原则 1.电源线设计根据印制线路板电流的大小，尽量加粗电源线宽度，减少环路电阻。同时使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。 2. 地线设计 公共地线应布置在板的最边缘，便于印制板安装在机架上，也便于与机架(地)相连。导线与印制板的边缘应留有一定的距离(不小于板厚)，这不仅便于安装导轨和进行机械加工，而且还提高了绝缘性能。 数字地与模拟地应尽量分开。低频电路的地应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。高频电路宜采用多点串联就近接地，地线应短而粗，电路的工作频率越高，地线应越宽。 印制板上每级电路的地线一般应自成
4、封闭回路，以保证每级电路的地电流主要在本级地回路中流通，减小级间地电流耦合。如仅由数字电路组成的印制板，其接地电路布成封闭环路大多能提高抗噪声能力。但印制板附近有强磁场时，地线不能做成封闭回路，以免成为一个闭合线圈而引起感生电流。 3.信号线设计 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。高频线路放在板面的中间，可以减小高频导线对地线和机壳的分布电容，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，最好的布线是使相邻的导线间的电位差最小。 避免长距离平行走线，印制电路板上的布线应短而直。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
5、频电路的印制导线的长度和宽度宜小，导线间距要大。 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，如用接插件、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，以免发生反馈耦合。引出线要相对集中设置。布线时使输入输出电路分列于电路板的两边，并用地线隔开。7.1.3印制导线的尺寸和图形 当元器件结构布局和布线方案确定后，就要具体地设计绘制印制导线的图形。 1.印制导线的宽度覆铜箔板铜箔的厚度一般为0.02mm0.05mm。印制导线的最小宽度取决于导线的载流量和允许温升。表7.1 0.05mm厚的导线宽度与允
6、许的载流量、电阻的关系导线的宽度(mm)0.51.01.52.0允许载流量(A)0.81.01.31.9电阻(/m)0.70.410.310.29 2.印制导线的间距导线的最小间距主要由最恶劣情况下的导线间绝缘电阻和击穿电压决定。一般导线间距等于导线宽度，但不小于1mm。对于微型设备，不小于0.4mm。表面贴装板的间距0.120.2mm，甚至0.08mm。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。表7.2 安全工
7、作电压、击穿电压与导线间距值导线间距(mm)0.51.01.52.03.0工作电压(V)100200300500700击穿电压(V)10001500180021002400 3.印制导线的图形元器件在印制板上有两种排列方式：不规则排列、规则排列。不规则排列适用于高频电路，它可以减少印制导线的长度和分布参数，但不利于自动插装。规则（坐标格）排列，排列整齐，自动插装效率高，但引线可能较长。同一印制板上的导线的宽度宜一致，地线可适当加宽。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度角连线，且应避免分支线。当导线宽度超过3mm时，最好在导线中间开槽成两根并联线。大面积铜
8、箔时，应做成栅格状。 7.焊盘焊盘中心孔要比器件引线直径稍大一些。焊盘太大易形成虚焊。一般焊盘外径D (d+1.3)mm，其中d为引线插孔直径。对高密度的数字电路，焊盘最小直径可取Dmin=(d+1.0)mm。焊盘太小容易在焊接时粘断或剥落。焊盘的形状有岛形焊盘、圆形焊盘、方形焊盘、椭圆焊盘和灵活设计的焊盘。414印制板设计步骤和方法1. 设计印制板应具备的条件 已知印制电路板板面需要容纳的电路，以及该电路内各种元器件的型号、规格和主要尺寸。 明确各元器件和导线在布局、布线时的特殊要求。如哪些元器件和导线需要屏蔽；哪些元器件经常更换和调整；哪些是发热元器件和热敏元器件；各元器件的工作频率和电压
9、大小；电路工作时环境条件(温度、湿度和冲振要求)等。 确定印制板在整机(或分机)中的位置及其连接形式。2. 印制板的设计步骤和方法 选定印制板的材料、板厚和板面尺寸。选择印制板材料必须考虑到基材的电气和机械性能，还要考虑价格和成本。印制板的最佳形状为矩形，长宽比为3：2或4：3。将几块小的印制板(矩形的或异形的)拼成一个大矩形，待装配、焊接后再沿工艺孔裁开，可降低生产成本。印制板的外形尺寸已由GB9315-88做了规定，常用系列见表7.3、表7.4。 表7.3 印制板尺寸系列1 单位：mmB55.55100147.45188.9233.55277.80L100160220280340 注：本表
10、尺寸B、L可任意组合。 表7.4 印制板尺寸系列2 单位：mmB50507070708080100100L80140140240320100140100160B100120120140140160180200300L200120200160200260220300300注：本表尺寸B、L为一一对应，不可任意组合；带有“ ”是优选尺寸。 设计印制电路板坐标尺寸图。 根据电原理图绘制排版连线图。 排版连接图是用简单线条表示印制导线的走向和元件器件的连接。在排版连接图中应尽量避免导线的交叉，但可在元件处交叉，因元件跨距处可以通过印制线。 根据排版连线图，按元器件大小比例，画出印制导线照相底图和装配图。
