电子发烧友网讯:PCB设计是每个电子工程师必须要经过的电子职业生涯轨迹和必备本领。怎样去设计出一个兼顾电路稳定性和准确性,成本等兼备的PCB呢?电子发烧友网基于此,为广大工程师整理出《备受工程师关注PCB设计精华文章Top10》,期待工程师能从中受益。
一、电子工程师设计必备PCB设计知识大全
1.在protel99中如何添加原tango中的库(如TTL.LIB/COMS.LIB等)
在protel99中添加库的方法:在自己的ddb文件中(当前的项目文件或者另外专门为放这个库而建一个)导入(import)你要添加的.lib文件,然后在原理图编辑环境的“browse liberary”框的“add/move”对话框中加入刚才已经加入的那个.ddb文件,选ok后你就可以找到添加进去的库了。不过你说的tango 中的库在peotel99 的“protel dos schemetic liberarys.ddb”文件中都有,不用再添加,以上办法可用于添加自己或者合作者提供的库
2.GERBER有两种格式:
RS274D含XY DATA,不含D-CODE文件,客户应给出相应的D-CODE文件。
RS274X含XY DATA,D-CODE也定义在该文件内。
D-CODE文件(APERTURE LIST)为ASC Ⅱ文本格式,它定义了D-CODE的尺寸、形状和曝光方式
3.关于gerber文件读入protel的问题
首先多谢你的protel99se,关于v2001的gerber读入protel的问题,我也曾经试过但是转换后的图是不完整的,我有个建议,可以用cam350读入v2001的gerber-x格式然后输出tangopro格式,用protel98读入看看是否成功,cam350是有这个功能的,或者用cam350转为dxf格式然后用protel98读入看是否可行, 另外关于v2001读入格式问题,我都是试读的,但是多数pads都是用2:3英制和2:4英制的也有用3:3公制的,我自己划线路图是用dos版本的pads我的设定是3:3公制,钻孔设定是2:4英制。
一些有困难的ACAD文件转换到PROTEL可以试试以下方法,ACAD用打印功能,选择打印到文件,打印机驱动选择HP绘图机驱动(如DESIGN JET系列,因为可以支持大幅面图纸),打印文件生成后用CAM350用import命令,选择HPGL格式就可读入,读入后存成DXF文件,就可用PROTEL读入,真麻烦!
4.DOS版Protel软件设计的PCB文件为何在我的电脑里调出来不是全图?
有许多老电子工程师在刚开始用电脑绘制PCB线路图时都遇到过这样的问题,难道是我的电脑内存不够吗? 我的电脑可有64M内存呀!可屏幕上的图形为何还是缺胳膊少腿的呢?不错,就是内存配置有问题,您只需在您的CONFIG.SYS文件(此文件在C:根目录下,若没有,则创建一个)中加上如下几行,存盘退出后 重新启动电脑即可。
DEVICE=C:WINDOWSSETVER.EXE
DEVICE=C:WINDOWSHIMEM.SYS
DEVICE=C:WINDOWSEMM386.EXE 16000
==========================================================================================
5.为何要将PCB文件转换为GERBER文件和钻孔数据后交PCB厂制板?
大多数工程师都习惯于将PCB文件设计好后直接送PCB厂加工,而国际上比较流行的做法是将PCB文件转换为GERBER文件和钻孔数据后交PCB厂,为何要“多此一举”呢?
因为电子工程师和PCB工程师对PCB的理解不一样,由PCB工厂转换出来的GERBER文件可能不是您所要的,如您在设计时将元件的参数都定义在PCB文件中,您又不想让这些参数显示在 PCB成品上,您未作说明,PCB厂依葫芦画瓢将这些参数都留在了PCB成品上。这只是一个例子。若您自己将PCB文件转换成GERBER文件就可避免此类事件发生。
GERBER文件是一种国际标准的光绘格式文件,它包含RS-274-D和RS-274-X两种格式,其中RS-274-D称为基本GERBER格式,并要同时附带D码文件才能完整描述一张图形;RS-274-X称为扩展GERBER格式,它本身包含有D码信息。常用的CAD软件都能生成此二种格式文件。
如何检查生成的GERBER正确性?您只需在免费软件Viewmate V6.3中导入这些GERBER文件和D码文件即可在屏幕上看到或通过打印机打出。
钻孔数据也能由各种CAD软件产生,一般格式为Excellon,在Viewmate中也能显示出来。没有钻孔数据当然做不出PCB了。
6.PCB文件中如何加上汉字?
在PCB文件中加汉字的方法有很多种,本人比较喜欢的方法还是下面将要介绍的:
A.前提条件:您的PC中应安装有Protel99软件并能正常运行。
B.步骤:将windows目录中的client99.rcs英文菜单文件copy 到另一目录下保存起来; 下载 Protel99cn.zip 解包后将其中的client99.rcs复制到windows目录下; 再将其他文件复制到D esign Explorer 99目录中;重新启动计算机后运行Protel99即会出现中文菜单,在放置|汉字菜单中可实现加汉字功能。
7.Gerber文件的单位简单介绍
Example 1:
D10 Round 25 0
D11 Square 28 0
D12 Rect 15 80
此Dcode单位明显为mil,如果读成mm或inch就会明显偏大。
Example 2:
D10 Round 0.025 0
D11 Square 0.028 0
D12 Rect 0.015 0.08
此Dcode单位明显为inch,如果读成mm或mil就会明显偏小。
Example 3:
D10 Round 0.6 0
D11 Square 0.55 0
D12 Rect 0.2 1.0
此Dcode单位明显为mm,如果读成inch或mil就会明显偏小/大
===============================================================================
***焊盘或线路明显偏大,是aperture单位错,应该动。arl文件***
只改动单位就可以了吗?(即将UNIT MILS改成UNIT MM就可了,其它地方不变)
===============================================================================
8.关于PowerPCB3.51的解密方法种种
powerpcb 3.51有网友按如下方法都能破解
===============================================================================
PowerPCB 3.51安装说明
1.先安装PowerPCB 3.51的Security Server
2.安装时选择按Ethernet Card安装
3.安装完成后,先打开控制面板,打开Flexlm Service Manager,启地动PowerPCB Service
4.然后再安装PowerPCB 3.51,安装时选择按Ethernet Card安装,一路按Next,完成 安装后,启动控制面板中的PowerPCB Service,再在开始菜单中启动PowerPCB即可。
===============================================================================
关于PowerPCB3.51的解密需用到网卡:
1、首先打开注册表(运行windows egedit.exe),找到 HKEY_LOCAL_MACHINEsystemCurrentcontrolsetservicesclasses et 000、0001 、0002(有些只有0000项)等下NdiparamsNetworkAddress
2、找到字符串ParamDesc,双击鼠标的左键打开,把键值的内容改为MAC Address
3、找到字符串default,双击鼠标的左键打开,把键值的内容改为你要设的mac地址,如0000e823d355。
4、重新启动计算机。 5、按装Pads Security Sever,按装时选择EarthNet,HOSTNAME应改为你的计算机名,网卡号不必改动(3中的mac地址)
6、重新启动计算机。
7、启动控制面板上的Flexim License Manager。
8、按装POWERPCB,按装时选择float License,服务器名应与5中的计算机名一致,网卡号按装程序能自动检测到(3中的mac地址),不必去改动。其它只要按提示做就行了。
9、重新启动计算机。
10、好,一切OK了。使用的时候先启动控制面板上的Flexim License Manager,再启动POWERPCB
=============================================================================================
(powerpcb3.51)安裝過程和指令:
setup→next→yes→next→yes→(選“Node-locked Licensing using FLEXid Key (teal)”) →next(3次)→(選“Don‘t preserve the settings”)next→(選custom)next→ (選“Don’t Install License File”)next→{打開安裝目錄下Licenses.txt复制一個12位 网號貼上,假設為00001c30a17d}next→(選擇需要安裝項目,記住要選specctra translator, 這樣powerpcb在會有specctra接口的)next→(選select custom editor(notepad.exe is the default)next →(如果出現什么錯誤報告不管它)确定→确定→Finish→Finish→确定(完成安裝,如繼續安裝powerpcb3.60, 可安裝完成后再進行下面crack破解,以上為基本安裝過程,如有不同以實際為主)
=============================================================================================
crack破解
1. 執行PCBCrack.exe破c:padspwrPowerPcbPowerPCB.exe
2. 執行BlazeCrack.exe破解c:padspwrBlazeRouterBlazeRouter.exe
3. autoexe.bat加上PADS_LIC_FILE_PCB=C:padspwrSecurityLicensespcblic.dat(一般會自動安裝生成)
4. 复制pcblic.dat到C:padspwrSecurityLicenses
以上過程可無需重新啟動電腦
9.PowerPCB文件转换Protel 格式文件
2. 关于你的问题,我在这里提供几个方法给你。
1.powerpcb--》export ascii file---》import ascii file with protel99 se sp5(u must install padsimportor that is an add-on for 99sesp5 which can downloan from protel company )。
2.powerpcb--》export ascii file--》import ascii file in orcad layout--》import max file(orcad pcb file)with protel 99 or 99se.
3.用CAM350 v6.0 File-》Import-》CAD Date-》PADS/PowerPCB
另外补充:
1.你如果只想把文件转到Protel中去,你可在PowerPCB 中的输出中选择保存为DXF文件,再用CAM350、AutoCAD2000、Protel导入打开也可
2.你也可在PowerPCB输出为Gerber文件,再用CAM350导入,再用CAM350 导出为DXF文件格式或其它格式,再用Protel导入即可(步骤虽然多了一点但效果不错,因如果直接由Protel 99SE直接导入,效果不太理想,这是彼此算法不尽相同所至)
3.收藏天地补充一点:下载本站的:【Protel 99SE 输入PowerPCB文件补丁程式】安装后,选择 File-》Import-》在出现的对话框中,选择文件类型中的PADS Ascil Files (*.ASC)输入对应文件即可
10.PowerPCB 2.01安装方法:
PowerPCB 2.01安装方法:
进入安装界面Next-》Yes-》选择 Node-Locked Licensing Using Software Security Key -》Next-》Next-》Next-》Yes-》Custom(即自定义形式)-》Next-》在出现的对话 窗口中,将SPECCTRA Translator取消(默认为选中)后,-》Next -》什么都不选 直接下一步(Next)-》选择N0-》Next-》在出现的窗口中选择Don‘t Install License File -》Next直到完成即可。
11.Protel VS PowerPCB
曾和PADS的工程师一块工作过半个月,当时我做Protel的技术支持,我们两家下一步可能都要做Veribest的代理,所以遇到一起了。听说PADS有不少很顺手的功能,用惯了上瘾,问那个哥儿们是不是这样,人家很谦虚,说是有一点。 Protel的优势是进入中国市场早,比较普及,再小的PCB厂只要是Protel的随便什么文件都能出板子。平时也是这样咋呼用户的,“你买PADS吧,看街上谁会给你做板子”等等。当然现在早不是这种情况了。那是在一座山里,吃的好、住的好,大家同行有说不完的话,晚上下课有专车回宾馆、其实也就一条沟、几分钟的事。唯一的遗憾是群山中有一座庙、安排要打一次猎,结果工作一完老板连一天也不让多呆,真是敢怒不敢言到极限了。感觉上不同软件之间的界面以及功能上的差别肯定是有的,但人文环境因素也不少。北方比较容易接受Protel,南方因为外商和合资企业较多比较容易接受OrCAD,因为如果国外有朋友寄电路图来不用问几乎多半是OrCAD格式。所以我个人认为PADS的流行除软件自身功能外、跟***的PADS非常流行是有一定关联的。现在看有条件的话还是尽快上Specctra、Hyperlynx吧,再有条件就上例如PCBMOD搞一搞EMC,迟早的事。就象Basic和C的关系一样,优秀的程序员迟早得靠C过日子。不要过于迷信知名厂家的软件,他们都想拥有全线产品,录入、仿真、布局布线、信号集成等等,但都力不从心,否则就没有这么乱和这么热闹了。很多企业选型的指导思想是统一EDA设计环境,或者是象模象样地升一次级,这没有什么不好,但确有不少的企业因此死了也不知道为什么死的。比如你的企业没有RMP,却张扬来一套“全美生产率评比第一”的什么EDA系统,你不死谁死?一个培训课程下来连你最好的骨干人员的作业都是我们帮着完成的,真不知我们走了这日子怎么过,真的是替客户的命运十分地担忧。
12.Protel FOR DOS版快捷键一览表
Protel FOR DOS版在使用过程中,有很多的快捷键,熟练地掌握和利用好这些快捷键,能够大大地提高画图的速度。
TRAXEDIT:F1:放置一个焊盘;F2:删除一个焊盘;F3:放置导线;
F4:快速存盘;F5:快速切换到顶层;F6:快速切换到底层;
F7:打断一根线;F8:删除一根线;
F9:使当前鼠标的位置坐标为(0,0);
ALT-X:快速退出(不存盘退出)
SCHEDIT:F1:放置一个节点;F2:删除一个节点;F3:放置导线;
F4:快速存盘;F5:缩小窗口;F6:放大窗口;
F7:MOVE END OF LINE ;F8:删除一根线;
ALT-X:快速退出(不存盘退出)
通用型快捷键:
HOME:以当前鼠标所在位置为中心刷新屏幕。
END:刷新屏幕,与HOME不同的是,屏幕位置是不会动的。
小键盘的 “+、-”:快速切换图层。
PAGE UP、PAGE DOWN:放大和缩小屏幕。
上下左右键:微动光标。
小键盘的8246键:快速移动光标。
13.关于在AutoCAD将文件转换为Protel文件的方法
1)。通过PCB TOOLS将 AUTOCAD文件转换为Protel文件。
1)在AUTOCAD中将文件输出生成HPGL文件
2)用 PCB TOOLS将HPGL文件转换为Protel 有PCB文件
================================================
AutoCAD是一个通用的CAD软件,并不是专业的PCB-CAD软件,因此
无法生成Gerber文件:
解决方法:
在AUTOCAD中可以将文件转达换成绘图仪文件,而绘图仪文件为标准
格式,可以被很多软件所接受。
1.通过View2001将AUTOCAD文件转换为GERBER文件
VIEW正是这样一个软件,它可以接受HPGL文件格式,由此产生了以下
的途径将AUTOCAD文件转换Gerber文件。
1)在AUTOCAD中将文件输出生成HPGL文件
2)在VIEW2001中读入HPGL文件
3)在VIEW2001中修改D码,使图形达到满意的效果。
4)在VIEW2001中将文件存盘为Gerber格式,并生成D码表。
2.通过CAM350 将AUTOCAD文件转换为Gerber文件
1)在AUTOCAD中将文件输出为DXF格式。
2)在CAM350 中读入DXF文件
3)在CAM350 中修改有关参数。
4)在CAM350 中将文件输出为GERBER格式及D码表。
14.不能打开Protel99 SE 中的设计文件?
这是因为Protel99 SE 中的ODBC 与微软操作系统中的ODBC版本不一致,解决办法是将我公司提供的光盘附件中的ODBC 4.0安装到操作系统中即可,或者到微软的站点下载此文件。如果将OFFICE 97软件安装上也可以解决这个问题。
15.西文操作系统菜单下如何在PCB上标注汉字?
在设计窗口右上角空白处双击鼠标左键,在弹出对话框“Menu Properties ”下双击“Place”, 点击右键“Menu”增 加菜单,在Text中填入要显示的名称 “Chinese”,在Process中填入“MacrRun Macro”;在Params中填入“designname=font.ddb|documentname=documentsfont.bas|language=clientbasic”
16.功能菜单显示不全?
如果我们在打开某些对话框时显示不全(例如: Preferences选项),请点击File 左侧的大箭头,选择PreferencesUse Client System Font For All Dialogs中的“√”去掉。
17.有时打开工具条,工具条不显示?
在设计原理图时,有时打开设计工具条,工具条不显示,在File 左侧的大箭头中选取 customize ools,将工具条的位置设定好。
18.在Windows NT 系统下无法进行信号完整性分析?
在Windows NT界面下打开控制面板中的区域设置,将“数字”设置中的“,”用“。”来代替,就可进行信号完整性分析。
19.用Protel 低版本设计的原理图器件库,在Protel99 SE中不能编辑?
因为Protel99 SE采用数据库的管理方式,它的库文件也是以数据库形式存在的,因此,我们先将原来的库文件在Protel99 SE下打开,存成.DDB文件,就可以进行编辑了。
20.如何在PCB中制作模板?
在新建文件中运用PCB导航器生成自己需要的特殊模板,在导航器的最后存储这个模板。以后在每次使用时,可以直接调用导航器中你所存储的模板名称。
返回
21.如何加载仿真和PLD库?
在进行仿真分析和PLD设计时,必须使用仿真库和PLD库中的器件,库文件在Design Explorer 99 SElibrarysch目录中的sim.ddb和pld.ddb中。
22.原理图的通用器件库叫什么名称?
原理图的常用器件文件库是Miscellaneoous Devices.ddb。
23.不能运行3D显示?
将金山词霸从界面上卸载,就可运行3D显示。
二、高速PCB设计中电容的作用
第一部分:电容的分类
电容在电路的设计中从应用上进行分类,可以将电容分为四类:
第一类: AC耦合电容。主要用于Ghz信号的交流耦合。
第二类: 退耦电容。主要用于保持滤除高速电路板的电源或地的噪声。
第三类: 有源或无源RC滤波或选频网络中用到的电容。
第四类: 模拟积分器和采样保持电路中用到的电容。
在本文中我们将主要讨论第二大类退耦电容。
电容从制造的材料和工艺进行分类,主要有以下不同形式的电容:
1、NPO陶瓷电容器
2、聚苯乙烯陶器电容器
3、聚丙烯电容器
4、聚四氟乙烯电容器
5、MOS电容器
6、聚碳酸酯电容器
7、聚脂电容器
8、单片陶瓷电容器
9、云母电容器
10、铝电解电容器
11、钽电解电容器
在实际的设计中由于,价格、采购等各方面原因经常用的电容有:陶瓷电容、铝电解电容、钽电容。
第二部分:电容的具体模型和分布参数
要正确合理的应用电容,自然需要认识电容的具体模型以及模型中各个分布参数的具体意义和作用。和其他的元器件一样,实际中的电容与“理想”电容器不同,“ 实际”电容器由于其封装、材料等方面的影响,其就具备有电感、电阻的一个附加特性,必须用附加的“寄生”元件或“非理想 ”性能来表征,其表现形式为电阻元件和电感元件,非线性和介电存储性能。“实际”电容器模型如下图所示。由于这些寄生元件决定的电容器的特性,通常在电容器生产厂家的产品说明中都有详细说明。在每项应用中了解这些寄生作用,将有助于你选择合适类型的电容器。
从上面的图我们可以看出,电容实际上应该由六个部分组成。除了自己的电容C外,还有以下部分组成:
1、等效串联电阻ESR RESR :电容器的等效串联电阻是由电容器的引脚电阻与电容器两个极板的等效电阻相串联构成的。当有大的交流电流通过电容器,RESR使电容器消耗能量(从而产生损耗)。这对射频电路和载有高波纹电流的电源去耦电容器会造成严重后果。但对精密高阻抗、小信号模拟电路不会有很大的影响。RESR 最低的电容器是云母电容器和薄膜电容器。
2、等效串联电感ESL,LESL :电容器的等效串联电感是由电容器的引脚电感与电容器两个极板的等效电感串联构成的。像RESR 一样,LESL 在射频或高频工作环境下也会出现严重问题,虽然精密电路本身在直流或低频条件下正常工作。其原因是用于精密模拟电路中的晶体管在过渡频率(transition frequencies)扩展到几百兆赫或几吉赫的情况下,仍具有增益,可以放大电感值很低的谐振信号。这就是在高频情况下对这种电路的电源端要进行适当去耦的主要原因。
3、等效并联电阻EPR RL :就是我们通常所说的电容器泄漏电阻,在交流耦合应用、存储应用(例如模拟积分器和采样保持器)以及当电容器用于高阻抗电路时,RL 是一项重要参数,理想电容器中的电荷应该只随外部电流变化。然而实际电容器中的RL 使电荷以RC时间常数决定的速率缓慢泄漏。
4、还是两个参数RDA、CDA 也是电容的分布参数,但在实际的应该中影响比较小,这里就不介绍了。所以电容重要分布参数的有三个:ESR、ESL、EPR。其中最重要的是ESR、ESL,实际在分析电容模型的时候一般只用RLC简化模型,即分析电容的C、ESR、ESL,这我们将在下周做重点分析电容的简化模型。
5、下面我们在介绍详细模型的基础上,谈谈我们设计中经常用到两种电容:
6、电解电容器(比如:钽电容器和铝电解电容器)的容量很大,由于其隔离电阻低,就是等效并联电阻EPR很小,所以漏电流非常大 (典型值5?20nA/μF),因此它不适合用于存储和耦合。电解电容比较适合用于电源的旁路电容,用于稳定电源的供电。最适合用于交流耦合及电荷存储的电容器是聚四氟乙烯电容器和其它聚脂型(聚丙烯、聚苯乙烯等)电容器。
7、单片陶瓷电容器,比较适合用于高频电路的退耦电容,因为它们具有很低的等效串联电感,就是等效串联电感ESL很小,具备有很广的退耦频段。这和他的结构构成有很大的关系单片陶瓷电容器是由多层夹层金属薄膜和陶瓷薄膜构成的,而且这些多层薄膜是按照母线平行方式排布的,而不是按照串行方式卷绕的。
8、这周我们谈了电容的详细的等效模型,相信大家现在对电容应该有比较深的认识了,下周我们将继续谈,我们实际分析应用中要经常用到的电容的简化等效模型,和他阻抗曲线的由来和意义。
第三部分:电容的简化模型和阻抗曲线
为了分析方便,在实际的分析应该中经常使用由串联等效电阻ESR、串联等效电感ESL、电容组成的RLC模型。因为对电容的高频特性影响最大的则是ESR和ESL,我们通常采用下图中简化的实际模型进行分析:
上面组成的RLC模型的阻抗如果用数学公式可以表示如下:
那么它的模的表达式如下:
上式就是电容的容抗随频率变化的表达式,如果2πfLs=1/2πfC,那么|Z|min=Rs,此时:
画出电容的容抗的曲线的图如下:
从上图,我们很清楚的看出:电容在整个频段,并非都是表现为电容的特性,而是在低频的情况(谐振频率以下),表现为电容性的器件,而当频率增加(超过谐振频率)的时候,它渐渐的表现为电感性的器件。也就是说它的阻抗随着频率的增加先减小后增大,等效阻抗的最小值发生在串联谐振频率时,这时候,电容的容抗和感抗正好抵消,表现为阻抗大小恰好等于寄生串联电阻ESR。
了解了上面的曲线,应该就不难理解在实际的应该中,我们的选择电容标准是:
1、尽可能低的ESR电容。
2、尽可能高的电容的谐振频率值。
三、PCB设计铜箔厚度与走线宽度和电流之关系
上图为网友扫描书籍成图片,本人经CorelDRAW描成矢量图,多处网站有此图,具体出处不祥,前3个图与原中华人民共和国第四机械部指导性技术文件《印制线路板设计》中所给曲线相同,该文件中没有最后一幅却有1.5oz的,因不常用故未作收录。据PCB供应商介绍,一般PCB不做特殊说明通常采用半盎司即0.5oz(约18μm)铜箔厚度来做价格约6.8分/cm2。1oz(约35μm)铜箔厚的价格约7.5分/cm2,2oz(约70μm) 铜箔厚的价格更贵约8.5分/cm2,板上走较大电流时多采用2oz的板。3oz(约105μm)及以上铜箔厚的如有特殊需要通常需要定做。以上价格为2006年10月广东省珠海市2.0mm厚材FR-4材料双面板成品参考价格。实际的双面板在制作的沉铜过程中进行电镀,电镀后铜箔厚度会增加0.25~0.5oz厚。通常采用的PCB基材均为FR-4材料,铜箔的附着强度和工作温度较高,一般PCB允许温度为260℃,但实际使用的PCB温度最高时不可超过150℃,因为如果超过此温度就很接近焊锡的熔点(183℃)了。同时还应考虑到板上元件允许的温度,通常民品级IC只能承受最高70℃,工业级IC为85℃,军品级IC最高也只能承受125℃。因此在装有民品IC的PCB上IC附近的铜箔温度就需控制在较低水平,只有在只装耐温较高的大功率器件(125℃~175℃)的板上才能允许较高的PCB温度,但PCB温度较高时对功率器件散热的影响也是需要考虑的。
公式,以下原文摘录:“由于敷铜板铜箔厚度有限,在需要流过较大电流的条状铜箔中,应考虑铜箔的载流量问题。 仍以典型的0.03mm 厚度的为例,如果将铜箔作为宽为W(mm),长度为L(mm)的条状导线, 其电阻为0.0005*L/W 欧姆。 另外,铜箔的载流量还与印刷电路板上安装的元件种类,数量以及散热条件有关。 在考虑到安全的情况下, 一般可按经验公式0.15*W(A)来计算铜箔的载流量。
通常各个论坛中提供经验值最多的是:
1mm宽,1个盎司能走1A,较之上表降额50%更为保守。,但不等于2mm宽,1个盎司能走2A或1mm宽,2个盎司能走2A!也有不怕烫1mm宽,1个盎司能走3A这,多不推荐。
另附规范(1平方毫米铜线)如下可供参考:
架空明线,不大于7A。
塑料电源线,不大于5A。
机内单线,不大于5A。
机内线匝,不大于3A。
变压器内部,不连续使用的,不大于3A。连续使用的,不大于2.5A.
四、如何利用PCB抄板返原理图自制太阳能手机充电器
如何利用PCB抄板返原理图自制太阳能手机充电器
在PCB抄板技术中,反推原理图是指依据PCB文件图或者直接根据产品实物反推出PCB电路图,旨在说明线路板原理及工作情况,在产品的调试、维修及改进过程中同样起着不可或缺的作用。本文主要根据PCB返原理图介绍太阳能手机充电器的电路原理,帮助大家自己制作一种太阳能手机充电器,它使用太阳能电池板,经电路进行直流电压变换后给手机电池充电,并能在电池充电完成后自动停止充电。
太阳能电池在使用时由于太阳光的变化较大,其内阻又比较高,因此输出电压不稳定,输出电流也小,这就需要用一个直流变换电路变换电压后供手机电池充电,直流变换电路见图1,它是单管直流变换电路,采用单端反激式变换器电路的形式。当开关管VT1导通时,高频变压器T1初级线圈NP的感应电压为1正2负,次级线圈Ns为5正6负,整流二极管VD1处于截止状态,这时高频变压器T1通过初级线圈Np储存能量;当开关管VT1截止时,次级线圈Ns为5负6正,高频变压器T1中存储的能量通过VD1整流和电容C3滤波后向负载输出。
电路工作原理简述如下:
三极管VT1为开关电源管,它和T1、R1、R3、C2等组成自激式振荡电路。加上输入电源后,电流经启动电阻R1流向VT1的基极,使VT1导通。
VT1导通后,变压器初级线圈Np就加上输入直流电压,其集电极电流Ic在Np中线性增长,反馈线圈Nb产生3正4负的感应电压,使VT1得到基极为正,发射极为负的正反馈电压,此电压经C2、R3向VT1注入基极电流使VT1的集电极电流进一步增大,正反馈产生雪崩过程,使VT1饱和导通。在VT1饱和导通期间,T1通过初级线圈Np储存磁能。
与此同时,感应电压给C2充电,随着C2充电电压的增高,VT1基极电位逐渐变低,当VT1的基极电流变化不能满足其继续饱和时,VT1 退出饱和区进入放大区。
VT1进入放大状态后,其集电极电流由放大状态前的最大值下降,在反馈线圈Nb产生3负4正的感应电压,使VT1基极电流减小,其集电极电流随之减小,正反馈再一次出现雪崩过程,VT1迅速截止。
VT1截止后,变压器T1储存的能量提供给负载,次级线圈Ns产生的5负6正的电压经二极管VD1整流滤波后,在C3上得到直流电压给手机电池充电。
在VT1截止时,直流供电输人电压和Nb感应的3负4正的电压又经R1、R3给C2反向充电,逐渐提高VT1基极电位,使其重新导通,再次翻转达到饱和状态,电路就这样重复振荡下去。
R5、R6、VD2、VT2等组成限压电路,以保护电池不被过充电,这里以3.6V手机电池为例,其充电限制电压为4.2V。在电池的充电过程中,电池电压逐渐上升,当充电电压大于4.2V时,经R5、R6分压后稳压二极管VD2开始导通,使VT2导通,VT2的分流作用减小了VT1的基极电流,从而减小了VT1的集电极电流Ic,达到了限制输出电压的作用。这时电路停止了对电池的大电流充电,用小电流将电池的电压维持在4.2V。
元器件选择和安装调试
VT1要求Icm》0.5A,hEF为50-100,可用2SC2500、2SC1008等,VD1为稳压值为3V的稳压二极管。
高频变压器T1要自制,用E16的铁氧体磁芯,Np用φ0.21漆包线绕26匝,Nb用φ0.21漆包线绕8匝,Ns用φ0.41漆包线绕15匝。绕制时要注意各线圈的起始端不要搞错,以免电路不起振或输出电压不正常。组装时在两块磁芯间垫一层厚度约为0.03mm的塑料薄膜作磁芯气隙。
太阳能电池板使用4块面积为6cm×6cm的硅太阳能电池板,其空载输出电压为4V,当工作电流为40mA时输出电压为3V。由于直流变换器的工作效率随着输入电压的增高而增高,因此4块太阳能电池板串联后使用,这时电路的输入电压为12V。读者可根据你能购到的太阳能电池板规格决定使用的数量和联接方法。
其它元件的参数见图1。
印刷电路板见图2,尺寸为45×26mm2。
安装完成后,接上太阳能电池板,并将其放在阳光下,空载时电路输出电压约为4.2V,当空载输出电压高于4.2V时可适当减小R5的阻值,反之增加R5的阻值。电路工作电流跟太阳光的强弱有关,正常时约为40mA,这时充电电流约为85mA。
注:深圳市龙芯世纪科技不仅采用最新的PCB反向原理图软件,并在多年的实践中,积累了丰富的经验,熟练掌握了上百种反推方式。专业提供各种高频板反绘原理图及修改,多层盲埋孔板的原理图逆向设计,手机板PCB抄板,反绘原理图,8层服务器电脑主板原理图逆向设计,10层以上PCB文件反绘原理图等等,为您的产品研发设计及最终调试与后期维护维
修提供详细准确技术原理参考。
其反推的原理图,均与PCB作过严格的网络校对,图中元件位置号、型号、网络名称等完备且清晰易查,并采用“功能模块相关元件相对集中”的“模块化”绘制方式,其可读性可与设计原图媲美。客户可以轻松地把握该产品的设计思路,捕捉某些高端设计的闪光点,以协助电子工程师进行产品技术解析、升级应用研究以及二次开发,从而开发出更高端的产品。为促进行业共同发展,提升用户竞争力与赢利能力,龙芯世纪现长期转让其众多成功案例的全套技术资料并需求项目,有意者请与龙芯世纪联系!
五、PCB Layout中直角走线、差分走线和蛇形线
布线(Layout)是PCB设计工程师最基本的工作技能之一。走线的好坏将直接影响到整个系统的性能,大多数高速的设计理论也要最终经过 Layout 得以实现并验证,由此可见,布线在高速 PCB 设计中是至关重要的。下面将针对实际布线中可能遇到的一些情况,分析其合理性,并给出一些比较优化的走线策略。
主要从直角走线,差分走线,蛇形线等三个方面来阐述。
1. 直角走线
直角走线一般是PCB布线中要求尽量避免的情况,也几乎成为衡量布线好坏的标准之一,那么直角走线究竟会对信号传输产生多大的影响呢?从原理上说,直角走线会使传输线的线宽发生变化,造成阻抗的不连续。其实不光是直角走线,顿角,锐角走线都可能会造成阻抗变化的情况。
直角走线的对信号的影响就是主要体现在三个方面:
一是拐角可以等效为传输线上的容性负载,减缓上升时间;
二是阻抗不连续会造成信号的反射;
三是直角尖端产生的EMI。
传输线的直角带来的寄生电容可以由下面这个经验公式来计算:
C=61W(Er)[size=1]1/2[/size]/Z0
在上式中,C 就是指拐角的等效电容(单位:pF),W指走线的宽度(单位:inch),εr指介质的介电常数,Z0就是传输线的特征阻抗。举个例子,对于一个4Mils的50欧姆传输线(εr为4.3)来说,一个直角带来的电容量大概为0.0101pF,进而可以估算由此引起的上升时间变化量:
T10-90%=2.2*C*Z0/2 = 2.2*0.0101*50/2 = 0.556ps
通过计算可以看出,直角走线带来的电容效应是极其微小的。
由于直角走线的线宽增加,该处的阻抗将减小,于是会产生一定的信号反射现象,我们可以根据传输线章节中提到的阻抗计算公式来算出线宽增加后的等效阻抗,然后根据经验公式计算反射系数:
ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0)
一般直角走线导致的阻抗变化在7%-20%之间,因而反射系数最大为0.1左右。而且,从下图可以看到,在W/2线长的时间内传输线阻抗变化到最小,再经过W/2时间又恢复到正常的阻抗,整个发生阻抗变化的时间极短,往往在10ps 之内,这样快而且微小的变化对一般的信号传输来说几乎是可以忽略的。
很多人对直角走线都有这样的理解,认为尖端容易发射或接收电磁波,产生 EMI,这也成为许多人认为不能直角走线的理由之一。然而很多实际测试的结果显示,直角走线并不会比直线产生很明显的 EMI。也许目前的仪器性能,测试水平制约了测试的精确性,但至少说明了一个问题,直角走线的辐射已经小于仪器本身的测量误差。
总的说来,直角走线并不是想象中的那么可怕。至少在GHz以下的应用中,其产生的任何诸如电容,反射,EMI等效应在 TDR测试中几乎体现不出来,高速PCB设计工程师的重点还是应该放在布局,电源/地设计,走线设计,过孔等其他方面。当然,尽管直角走线带来的影响不是很严重,但并不是说我们以后都可以走直角线,注意细节是每个优秀工程师必备的基本素质,而且,随着数字电路的飞速发展,PCB 工程师处理的信号频率也会不断提高,到 10GHz 以上的 RF 设计领域,这些小小的直角都可能成为高速问题的重点对象。
2. 差分走线
差分信号(Differential Signal)在高速电路设计中的应用越来越广泛,电路中最关键的信号往往都要采用差分结构设计,什么另它这么倍受青睐呢?在PCB设计中又如何能保证其良好的性能呢?带着这两个问题,我们进行下一部分的讨论。
何为差分信号?通俗地说,就是驱动端发送两个等值、反相的信号,接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”。而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。
差分信号和普通的单端信号走线相比,最明显的优势体现在以下三个方面:
a.抗干扰能力强,因为两根差分走线之间的耦合很好,当外界存在噪声干扰时,几乎是同时被耦合到两条线上,而接收端关心的只是两信号的差值,所以外界的共模噪声可以被完全抵消。
b.能有效抑制 EMI,同样的道理,由于两根信号的极性相反,他们对外辐射的电磁场可以相互抵消,耦合的越紧密,泄放到外界的电磁能量越少。
c.时序定位精确,由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点,而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断,因而受工艺,温度的影响小,能降低时序上的误差,同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS(low voltage differential signaling)就是指这种小振幅差分信号技术。
对于PCB工程师来说,最关注的还是如何确保在实际走线中能完全发挥差分走线的这些优势。也许只要是接触过Layout的人都会了解差分走线的一般要求,那就是“等长、等距”。等长是为了保证两个差分信号时刻保持相反极性,减少共模分量;等距则主要是为了保证两者差分阻抗一致,减少反射。“尽量靠近原则”有时候也是差分走线的要求之一。但所有这些规则都不是用来生搬硬套的,不少工程师似乎还不了解高速差分信号传输的本质。下面重点讨论一下PCB差分信号设计中几个常见的误区。
误区一:认为差分信号不需要地平面作为回流路径,或者认为差分走线彼此为对方提供回流途径。造成这种误区的原因是被表面现象迷惑,或者对高速信号传输的机理认识还不够深入。从图 1-8-15 的接收端的结构可以看到,晶体管Q3,Q4 的发射极电流是等值,反向的,他们在接地处的电流正好相互抵消(I1=0),因而差分电路对于类似地弹以及其它可能存在于电源和地平面上的噪音信号是不敏感的。地平面的部分回流抵消并不代表差分电路就不以参考平面作为信号返回路径,其实在信号回流分析上,差分走线和普通的单端走线的机理是一致的,即高频信号总是沿着电感最小的回路进行回流,最大的区别在于差分线除了有对地的耦合之外,还存在相互之间的耦合,哪一种耦合强,那一种就成为主要的回流通路。图 1-8-16 是单端信号和差分信号的地磁场分布示意图。
在PCB电路设计中,一般差分走线之间的耦合较小,往往只占10~20%的耦合度,更多的还是对地的耦合,所以差分走线的主要回流路径还是存在于地平面。当地平面发生不连续的时候,无参考平面的区域,差分走线之间的耦合才会提供主要的回流通路,见图 1-8-17所示。尽管参考平面的不连续对差分走线的影响没有对普通的单端走线来的严重,但还是会降低差分信号的质量,增加 EMI,要尽量避免。也有些设计人员认为,可以去掉差分走线下方的参考平面,以抑制差分传输中的部分共模信号,但从理论上看这种做法是不可取的,阻抗如何控制?不给共模信号提供地阻抗回路,势必会造成EMI辐射,这种做法弊大于利。
误区二:认为保持等间距比匹配线长更重要。在实际的PCB布线中,往往不能同时满足差分设计的要求。由于管脚分布,过孔,以及走线空间等因素存在,必须通过适当的绕线才能达到线长匹配的目的,但带来的结果必然是差分对的部分区域无法平行,这时候我们该如何取舍呢?在下结论之前我们先看看下面一个仿真结果。
从上面的仿真结果看来,方案 1 和方案 2 波形几乎是重合的,也就是说,间距不等造成的影响是微乎其微的,相比较而言,线长不匹配对时序的影响要大得多(方案3)。再从理论分析来看,间距不一致虽然会导致差分阻抗发生变化,但因为差分对之间的耦合本身就不显著,所以阻抗变化范围也是很小的,通常在10%以内,只相当于一个过孔造成的反射,这对信号传输不会造成明显的影响。而线长一旦不匹配,除了时序上会发生偏移,还给差分信号中引入了共模的成分,降低信号的质量,增加了EMI。
可以这么说,PCB 差分走线的设计中最重要的规则就是匹配线长,其它的规则都可以根据设计要求和实际应用进行灵活处理。
误区三:认为差分走线一定要靠的很近。让差分走线靠近无非是为了增强他们的耦合,既可以提高对噪声的免疫力,还能充分利用磁场的相反极性来抵消对外界的电磁干扰。虽说这种做法在大多数情况下是非常有利的,但不是绝对的,如果能保证让它们得到充分的屏蔽,不受外界干扰,那么我们也就不需要再让通过彼此的强耦合达到抗干扰和抑制EMI的目的了。如何才能保证差分走线具有良好的隔离和屏蔽呢?增大与其它信号走线的间距是最基本的途径之一,电磁场能量是随着距离呈平方关系递减的,一般线间距超过4 倍线宽时,它们之间的干扰就极其微弱了,基本可以忽略。此外,通过地平面的隔离也可以起到很好的屏蔽作用,这种结构在高频的(10G以上)IC封装PCB 设计中经常会用采用,被称为CPW结构,可以保证严格的差分阻抗控制(2Z0),如图1-8-19。
差分走线也可以走在不同的信号层中,但一般不建议这种走法,因为不同的层产生的诸如阻抗、过孔的差别会破坏差模传输的效果,引入共模噪声。此外,如果相邻两层耦合不够紧密的话,会降低差分走线抵抗噪声的能力,但如果能保持和周围走线适当的间距,串扰就不是个问题。在一般频率(GHz 以下),EMI也不会是很严重的问题,实验表明,相距500Mils的差分走线,在3米之外的辐射能量衰减已经达到60dB,足以满足FCC的电磁辐射标准,所以设计者根本不用过分担心差分线耦合不够而造成电磁不兼容问题。
3. 蛇形线
蛇形线是Layout中经常使用的一类走线方式。其主要目的就是为了调节延时,满足系统时序设计要求。设计者首先要有这样的认识:蛇形线会破坏信号质量,改变传输延时,布线时要尽量避免使用。但实际设计中,为了保证信号有足够的保持时间,或者减小同组信号之间的时间偏移,往往不得不故意进行绕线。
那么,蛇形线对信号传输有什么影响呢?走线时要注意些什么呢?其中最关键的两个参数就是平行耦合长度(Lp)和耦合距离(S),如图1-8-21所示。很明显,信号在蛇形走线上传输时,相互平行的线段之间会发生耦合,呈差模形式,S越小,Lp越大,则耦合程度也越大。可能会导致传输延时减小,以及由于串扰而大大降低信号的质量,其机理可以参考第三章对共模和差模串扰的分析。
六、印制电路板的制作工艺流程
印制电路板的制作工艺流程
要设计出符合要求的印制板图,电子产品设计人员需要深入了解现代印制电路板的一般工艺流程。
1. 单面印制板的工艺流程:
下料→丝网漏印→腐蚀→去除印料→孔加工→印标记→涂助焊剂→成品。
2. 多层印制板的工艺流程:
内层材料处理→定位孔加工→表面清洁处理→制内层走线及图形→腐蚀→层压前处理→外内层材料层压→孔加工→孔金属化→指外层图形→镀耐腐蚀可焊金属→去除感→光胶腐蚀→插头镀金→外形加工→热熔→涂助焊剂→成品。
印制电路板的功能
印制电路板在电子设备中具有如下功能:。
提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑,实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘,提供所要求的电气特性。
为自动焊接提供阻焊图形,为元件插装、检查、维修提供识别字符和图形。
电子设备采用印制板后,由于同类印制板的一致性,避免了人工接线的差错,并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动检测,保证了电子产品的质量,提高了劳动生产率、降低了成本,并便于维修。
印制电路板的发展趋势
印制板从单层发展到双面板、多层板和挠性板,并不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展。不断缩小体积、减少成本、提高性能,使得印制板在未来电子产品的发展过程中,仍然保持强大的生命力。
未来印制板生产制造技术发展趋势是在性能上向高密度、高精度、细孔径、细导线、小间距、高可靠、多层化、高速传输、轻量、薄型方向发展。
七、EMC的PCB设计技术
除了元器件的选择和电路设计之外,良好的印制电路板(PCB)设计在电磁兼容性中也是一个非常重要的因素。PCB EMC设计的关键,是尽可能减小回流面积,让回流路径按照设计的方向流动。最常见返回电流问题来自于参考平面的裂缝、变换参考平面层、以及流经连接器的信号。跨接电容器或是去耦合电容器可能可以解决一些问题,但是必需要考虑到电容器、过孔、焊盘以及布线的总体阻抗。本讲将从PCB的分层策略、布局技巧和布线规则三个方面,介绍EMC的PCB设计技术。
PCB分层策略
电路板设计中厚度、过孔制程和电路板的层数不是解决问题的关键,优良的分层堆叠是保证电源汇流排的旁路和去耦、使电源层或接地层上的瞬态电压最小并将信号和电源的电磁场屏蔽起来的关键。从信号走线来看,好的分层策略应该是把所有的信号走线放在一层或若干层,这些层紧挨著电源层或接地层。对於电源,好的分层策略应该是电源层与接地层相邻,且电源层与接地层的距离尽可能小,这就是我们所讲的“分层”策略。下面我们将具体谈谈优良的PCB分层策略。
1.布线层的投影平面应该在其回流平面层区域内。布线层如果不在其回流平面层地投影区域内,在布线时将会有信号线在投影区域外,导致“边缘辐射”问题,并且还会导致信号回路面积地增大,导致差模辐射增大。
2.尽量避免布线层相邻的设置。因为相邻布线层上的平行信号走线会导致信号串扰,所以如果无法避免布线层相邻,应该适当拉大两布线层之间的层间距,缩小布线层与其信号回路之间的层间距。
3.相邻平面层应避免其投影平面重叠。因为投影重叠时,层与层之间的耦合电容会导致各层之间的噪声互相耦合。
多层板设计:
时钟频率超过5MHz,或信号上升时间小于5ns时,为了使信号回路面积能够得到很好的控制,一般需要使用多层板设计。在设计多层板时应注意如下几点原则:
1.关键布线层(时钟线、总线、接口信号线、射频线、复位信号线、片选信号线以及各种控制信号线等所在层)应与完整地平面相邻,优选两地平面之间,如图1所示。关键信号线一般都是强辐射或极其敏感的信号线,靠近地平面布线能够使其信号回路面积减小,减小其辐射强度或提高抗干扰能力。
图1 关键布线层在两地平面之间
2.电源平面应相对于其相邻地平面内缩(建议值5H~20H)。电源平面相对于其回流地平面内缩可以有效抑制“边缘辐射”问题,如图2所示。
图2电源平面应相对于其相邻地平面内缩
此外,单板主工作电源平面(使用最广泛的电源平面)应与其地平面紧邻,以有效地减小电源电流的回路面积,如图3所示。
图3 电源平面应与其地平面紧邻
3.单板TOP、BOTTOM层是否无≥50MHz的信号线。如有,最好将高频信号走在两个平面层之间,以抑制其对空间的辐射。
单层板和双层板设计:
对于单层板和双层板的设计,主要应注意关键信号线和电源线的设计。电源走线附近必须有地线与其紧邻、平行走线,以减小电源电流回路面积。
单层板的关键信号线两侧应该布“Guide Ground Line”,如图4所示。双层板的关键信号线地投影平面上应有大面积铺地,或者同单层板地处理办法,设计“Guide Ground Line”,如图5所示。关键信号线两侧地“保卫地线”一方面可以减小信号回路面积,另外,还可以防止信号线与其他信号线之间地串扰。
图4单层板的关键信号线两侧布“Guide Ground Line”
图5 双层板的关键信号线地投影平面上大面积铺地
总的来说,PCB板的分层可以依据下表来设计。
PCB布局技巧
PCB布局设计时,应充分遵守沿信号流向直线放置的设计原则,尽量避免来回环绕,如图6所示。这样可以避免信号直接耦合,影响信号质量。此外,为了防止电路之间、电子元器件之间的互相干扰和耦合,电路的放置和元器件的布局应遵从如下原则:
图 6 电路模块沿信号流向直线放置
1.单板上如果设计了接口“干净地”,则滤波、隔离器件应放置在“干净地”和工作地之间的隔离带上。这样可以避免滤波或隔离器件通过平面层互相耦合,削弱效果。此外,“干净地”上,除了滤波和防护器件之外,不能放置任何其他器件。
2.多种模块电路在同一PCB上放置时,数字电路与模拟电路、高速与低速电路应分开布局,以避免数字电路、模拟电路、高速电路以及低速电路之间的互相干扰。另外,当线路板上同时存在高、中、低速电路时,为了避免高频电路噪声通过接口向外辐射,应该遵从图7中的布局原则。
图7 高、中、低速电路布局原则
3.线路板电源输入口的滤波电路应应靠近接口放置,避免已经经过了滤波的线路被再次耦合。
图8 电源输入口的滤波电路应应靠近接口放置
4.接口电路的滤波、防护以及隔离器件靠近接口放置,如图9所示,可以有效的实现防护、滤波和隔离的效果。如果接口处既有滤波又有防护电路,应该遵从先防护后滤波的原则。因为防护电路是用来进行外来过压和过流抑制的,如果将防护电路放置在滤波电路之后,滤波电路会被过压和过流损坏。此外,由于电路的输入输出走线相互耦合时会削弱滤波、隔离或防护效果,布局时要保证滤波电路(滤波器)、隔离以及防护电路的输入输出线不要相互耦合。
图9接口电路的滤波、防护以及隔离器件靠近接口放置
5.敏感电路或器件(如复位电路等)远离单板各边缘特别是单板接口侧边缘至少1000mil。
6.存在较大电流变化的单元电路或器件(如电源模块的输入输出端、风扇及继电器)附近应放置储能和高频滤波电容,以减小大电流回路的回路面积。
7.滤波器件需并排放置,以防止滤波后的电路被再次干扰。
8.晶体、晶振、继电器、开关电源等强辐射器件远离单板接口连接器至少1000mil。这样可将干扰直接向外辐射或在外出电缆上耦合出电流来向外辐射。
PCB布线规则
除了元器件的选择和电路设计之外,良好的印制电路板(PCB)布线在电磁兼容性中也是一个非常重要的因素。既然PCB是系统的固有成分,在PCB布线中增强电磁兼容性不会给产品的最终完成带来附加费用。任何人都应记住一个拙劣的PCB布线能导致更多的电磁兼容问题,而不是消除这些问题,在很多例子中,就算加上滤波器和元器件也不能解决这些问题。到最后,不得不对整个板子重新布线。因此,在开始时养成良好的PCB布线习惯是最省钱的办法。下面将对PCB布线的一些普遍规则和电源线、地线及信号线的设计策略进行介绍,最后,根据这些规则,对空气调节器的典型印制电路板电路提出改进措施。
1. 布线分离
布线分离的作用是将PCB同一层内相邻线路之间的串扰和噪声耦合最小化。3W规范表明所有的信号(时钟,视频,音频,复位等等)都必须象图10所示那样,在线与线,边沿到边沿间予以隔离。为了进一步的减小磁耦合,将基准地布放在关键信号附近以隔离其他信号线上产生的耦合噪声。
图10 线迹隔离
2.保护与分流线路
设置分流和保护线路是对关键信号,比如对在一个充满噪声的环境中的系统时钟信号进行隔离和保护的非常有效的方法。在图21中,PCB内的并联或者保护线路是沿着关键信号的线路布放。保护线路不仅隔离了由其他信号线上产生的耦合磁通,而且也将关键信号从与其他信号线的耦合中隔离开来。分流线路和保护线路之间的不同之处在于分流线路不必被端接(与地连接),但是保护线路的两端都必须连接到地。为了进一步的减少耦合,多层PCB中的保护线路可以每隔一段就加上到地的通路。
图11 分流和保护线路
3.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。在单面板或双面板中,如果电源线走线很长,应每隔3000mil对地加去耦合电容,电容取值为10uF+1000pF。
4.地线设计
地线设计的原则是:
(1)数字地与模拟地分开。若线路板上既有逻辑电路又有线性电路,应使它们尽量分开。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接地,地线应短而租,高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔。
(2)接地线应尽量加粗。若接地线用很纫的线条,则接地电位随电流的变化而变化,使抗噪性能降低。因此应将接地线加粗,使它能通过三倍于印制板上的允许电流。如有可能,接地线应在2~3mm以上。
(3)接地线构成闭环路。只由数字电路组成的印制板,其接地电路布成团环路大多能提高抗噪声能力。
5.信号线设计
对于关键信号线,如果单板有内部信号走线层,则时钟等关键信号线布在内层,优先考虑优选布线层。另外,关键信号线一定不能跨分割区走线,包括过孔、焊盘导致的参考平面间隙,否则会导致信号回路面积的增大。而且关键信号线应距参考平面边沿≥3H(H为线距离参考平面的高度),以抑制边缘辐射效应。
对于时钟线、总线、射频线等强辐射信号线和复位信号线、片选信号线、系统控制信号等敏感信号线,应远离接口外出信号线。从而避免强辐射信号线上的干扰耦合到外出信号线上,向外辐射;也避免接口外出信号线带进来的外来干扰耦合到敏感信号线上,导致系统误操作。
对于差分信号线应同层、等长、并行走线,保持阻抗一致,差分线间无其它走线。因为保证差分线对的共模阻抗相等,可以提高其抗干扰能力。
根据以上布线规则,对空气调节器的典型印制电路板电路进行改进优化,如图12所示。
图12 改进空气调节器的典型印制电路板电路
总体来说,PCB设计对EMC的改善是:在布线之前,先研究好回流路径的设计方案,就有最好的成功机会,可以达成降低EMI辐射的目标。而且在还没有动手实际布线之前,变更布线层等都不必花费任何钱,是改善EMC最便宜的做法。
八、业余制作电路板方法及步骤
业余制作电路板方法及步骤
热转印法
电路板是电子电路的载体,任何的电路设计都需要被安装在一块电路板上,才可以实现其功能。而加工电路板,又是业余电子爱好者感到最头痛的事,往往是:半天时间就设计好的电路,可加工电路板却花费了几天的时间。甚至一些很好的电路设计创意,却因为加工电路板太花时间而放弃了实验,无法继续实现。 站长20多年前就开始搞电路实验,最晕菜的也是做电路板,可谓是想尽了一切办法:油漆、石蜡、复写纸、雕刻刀,甚至MM们用的指甲油、眉笔什么的东东都用上了,都还是不能达到高效、高质制作实验电路板的目的。
后来到公司搞专业设计开发,才知道专业的工程师们根本就不知道还有这等难处。他们用CAD设计好图纸,打印出来后交给PCB加工厂,几天后就可以得到加工好的几块PCB样板。安装上零件,调试修改再打印,再送PCB加工厂加工,反复几次,电路就做好了。他们根本就不必考虑加工电路板过程中,各种烦琐的工艺过程和制作成本。而PCB加工厂之所以要不厌其烦,反复免费为这些公司加工实验用电路板,当然也不是“发扬雷峰精神”,很明显这些加工费用是要分摊到今后批量生产的费用中。
如果你是小的不知名的公司,或者是个人,那加工一次的费用可能就要数百元。所以,如何简单、快捷、低成本、高质量加工实验用电路板,是一个很值得研究的课题。现在也有了许多新的好方法,比如:热转印法、预涂布感光敷铜板制作法、热熔塑膜法等。本站将搜集这方面的方法、经验,并整理成文,陆续在本站刊登。也欢迎爱好者、厂家、材料设备供应商等合作,或撰文,或提供您的产品,或合作推销都可以。
如前言中所述,电路板是电路的载体,平常我们称为“印刷电路板”英文缩写“PCB”。正规生产印刷电路板自然与印刷有关,通常采用的是丝网印刷工艺,其基本过程如下:
设计版图→描图→晒板(制作印刷底版)→印刷→化学方法腐蚀→清洗及表面处理→印刷助焊、标识、阻焊等层→切割、打孔等机械加工→成品电路版
其它方法
更详细的操作步骤请看本站收集的《丝网印刷制作电路板和仪器标牌面板的方法》一文。业余条件下,可以省去“印刷助焊、标识、阻焊等层”的工序,难点在制版和印刷环节上。由于只需要制作少量(一块或几块)电路版,采用正规的制版和印刷工序显然是不经济的,于是就有了各种非印刷,或亚印刷的制作方法。
1、雕刻法
此法最直接。将设计好的铜箔图形用复写纸,复写到覆铜板铜箔面,使用钢锯片磨制的特殊雕刻刀具,直接在覆铜板上沿着铜箔图形的边缘用力刻画,尽量切割到深处,然后再撕去图形以外不需要的铜箔,再打上元件的插孔就可以了。此法的关键是:刻画的力度要够;撕去多余铜箔要从板的边缘开始,操作的好时,可以成片的逐步撕去,可以使用指甲剪来完成这个步骤。一些小电路实验版适合用此法制作。
2、手工描绘法
就是用笔直接将印刷图形画在覆铜板上,然后再进行化学腐蚀等步骤。此法看似简单,实际操作起来很不容易!现在的电子元件体积小,引脚间距更小(毫米量级),铜箔走线也同样细小,而且画上去的线条还很难修改,要画好这样的板就完全看你的笔头工夫了。经验是:“颜料”和画笔的选用都很关键。我自己曾经用红色指甲油装在医用注射器中,描绘电路板,效果不错,但针头的尖端要适当加工;也有人介绍用漆片溶于无水酒精中,使用鸭嘴笔勾画,具体方法如下:
将漆片(即虫胶,化工原料店有售)一份,溶于三份无水酒精中,并适当搅拌,待其全部溶解后,滴上几滴医用紫药水(龙胆紫),使其呈现一定的颜色,搅拌均匀后,即可作为保护漆用来描绘电路板。先用细砂纸把敷铜板擦亮,然后采用绘图仪器中的鸭嘴笔(或圆规上用来画图形的墨水鸭嘴笔),进行描绘,鸭嘴笔上有调整笔划粗细的螺母,笔划粗细可调,并可借用直尺、三角尺描绘出很细的直线,且描绘出的线条光滑、均匀,无边缘锯齿,给人以顺畅、流利的感觉;同时,还可以在电路板的空闲处写上汉字、英语、拼音或符号描绘出的线条,若向周围浸润,则是浓度太小,可以加一点漆片;若是拖不开笔,则是太稠了,需滴上几滴无水酒精。万一描错了也没关系,只要用一小棍(火柴杆),做一个小棉签,蘸上一点无水酒精,即可方便地擦掉,然后重新描绘即可。一旦电路板图绘好后,即可在三氯化铁溶液中腐蚀。电路板腐蚀好后,去漆也很方便,用棉球蘸上无水酒精,就可以将保护漆擦掉,略一晾干,就可随之涂上松香水使用。
由于酒精挥发快,配制好的保护漆应放在小瓶中(如墨水瓶)密封保存,用完后别忘了盖上瓶盖,若在下次使用时,发现浓度变稠了,只要加上适量无水酒精即可。
3、帖图法
电子商店有售一种“标准的预切符号及胶带”,预切符号常用规格有 D373(0D-2.79,ID-0.79),D266(0D-2.00,ID-0.80),D237(OD-3.50,ID-1.50)等几种,最好购买纸基材料做的(黑色),塑基(红色)材料尽量不用。胶带常用规格有0.3、0.9 、1.8、 2.3、 3.7等几种。单位均为毫米。可以根据电路设计版图,选用对应的符号及胶带,粘贴到覆铜版的铜箔面上。用软一点的小锤,如光滑的橡胶、塑料等敲打图贴,使之与铜箔充分粘连。重点敲击线条转弯处、搭接处。天冷时,最好用取暖器使表面加温以加强粘连效果。张贴好后就可以进行腐蚀工序了。
4、油印法
把蜡纸放在钢板上,用笔将电路图按1:1刻在蜡纸上,并把刻在蜡纸上的电路图按电路板尺寸剪下,剪下的蜡纸放在所印敷铜板上。取少量油漆与滑石粉调成稀稠合适的印料,用毛刷蘸取印料,均匀地涂到蜡纸上,反复几遍,印制板即可印上电路。这种刻板可反复使用,适于小批量制作。提示:利用光电誊印机,可以按照设计图纸自动刻制成1:1尺寸的蜡纸 。
5、热熔塑膜制版法
此法从网络文章中收集(作者NewBlue),可行性未经验证,供参考。
①在打印机上将电路板图按1∶1的比例打印在80克复印纸上。手工绘制也可以,但底纸要平整。
②找一台传真机,将机里的传真纸取出,换上热熔塑膜(据说可以买到,谁有这个货,请联系站长)。把电路图放入传真机入口,利用传真机的复印键,将线路图复制在热熔塑膜上。这时印刷电路板的“印刷原稿”就做好了。
③用双面胶带纸将制好图的塑膜平整地贴在敷铜板上。注意要平整,不能起皱,胶带纸不能遮住熔化部分,否则影响线路板的制作效果。
④用漆刷将油漆均匀地刷在塑膜上,注意:不能往复地刷,只能顺着一个方向依次刷,否则塑膜一起皱,铜板上的线条就会出现重叠。待电路图全被刷遍,小心地将塑膜拿掉。这时一块印刷线路板就印刷好了。待干后,即可腐蚀了。
如要印制多块,可做一个比电路板大一点的木框,将丝网平整地敷在木框上,固定好。再用双面胶带纸将定好影的塑膜贴在丝网下面。将敷铜板放在桌上,合上丝网架(印刷图与敷铜板要左右对齐),用漆刷将漆顺一个方向依次刷好,拿掉网架。印刷电路板就印好了。如有缺陷,可用油漆和竹片修改。
以上过程须注意,刷漆时,手用力要轻重得当,太重漆膜太厚,线条会跑花边,太轻线条会出现断线。塑膜一定要正面朝上。
6、使用预涂布感光敷铜板
使用一种专用的覆铜板,其铜铂层表面预先涂布了一层感光材料,故称为“预涂布感光敷铜板”,也叫“感光板”。制作方法如下:
①单面板的制作:将电脑画好的PCB图,用喷墨专用纸打印出1:1黑白720dpi图纸(元件面),如果用激光打印机输出图纸也可以。取一块与图纸大小相当的光敏板,撕去保护膜。用玻璃板或塑料透明板把图纸与光敏PCB板压紧,在阳光下曝光5-10分钟。用附带的显影药1:20配水进行显影,当曝光部分(不需要的敷铜皮)完全裸露出来时,用水冲净,即可用三氯化铁进行腐蚀了。操作熟练后,可制出精度达0.1mm的走线!
②双面线路板的制作:步骤参考单面板,双面板主要是两面定位要准确。可以两面分别曝光,但时间要一致,一面在曝光时另一面要用黑纸保护。
此法从原理上说是最简单、实用的方法,但因市售的“预涂布感光敷铜板”价格比较高,且不易买到。所以此法还不为多数业余爱好者所认识。
7、热转印法 热转印纸制作电路板流程
使用激光打印机,将设计的PCB铜铂图形打印到热转印纸上,再将热转印纸紧贴在覆铜板的铜铂面上,以适当的温度加热,转印纸上原先打印上去的图形(其实是碳粉)就会受热融化,并转移到铜铂面上,形成腐蚀保护层。这种方法比常规制版印刷的方法更简单,而且现在大多数的电路都是使用计算机CAD设计,激光打印机也相当普及,这个工艺还比较容易实现。
制作电路板几乎是每一个电子爱好者制作东西中必不可少的一步,同时制作电路板的方法有很多,比如刀刻制板法、热转印法等,其中刀刻制板法是最简单、最快捷的一种,但这种电路板适合做线路比较简单的电路板。
刀刻制板法,简称:刀刻法
制作前的准备:
1、敷铜板
这是制作电路板必不可少的东西,它是由1-2毫米厚的环氧树脂板或纸板等绝缘且有一定强度和方便加工的材料构成基板,并在基板上覆上一层0.1毫米左右的铜箔而成,如果只有一面敷有铜箔,就叫单面敷铜板,如果两面都有铜箔,就叫双面敷铜板。
2、刻刀
可以用断钢锯片,也可以是裁纸刀或其他比较锋利的东西,作用是制作电路板时将敷铜板的铜箔划开,构成线路图。
3、电钻、钻头
打孔。钻头一般需要0.8-4mm的,0.8mm的主要是对一些小器件,如1/16-1/4W的电阻等。
4、砂纸
抛光。300目以上的防水砂纸,颗粒越小越好。
制作方法:
1、对照电路板图,裁出一块相应大小的敷铜板,把敷铜板一面朝上,再在上面盖一张复写纸,然后将画好的电路板图盖在复写纸上,再用圆珠笔在纸上重描一次,让线路显示在敷铜板上。
2、用刻刀按照线路图一点一点的划开,并保证线路与线路之间确实断开。
3、这是线路板的雏形已经基本构成,在相应的地方打孔,然后用砂纸将铜箔抛光,再在铜箔上涂一层松香酒精水,这样既可以防止氧化,又有助于焊锡。
另外收集到的6 种方法
方法1:
1.将敷铜板裁成电路图所需尺寸。 2.把蜡纸放在钢板上,用笔将电路图按1:1刻在蜡纸上,并把刻在蜡纸上的电路图按电路板尺寸剪下,剪下的蜡纸放在所印敷铜板上。取少量油漆与滑石粉调成稀稠合适的印料,用毛刷蘸取印料,均匀地涂到蜡纸上,反复几遍,印制板即可印上电路。这种刻板可反复使用,适于小批量制作。 3.以氯酸钾1克,浓度15%的盐酸40毫升的比例配制成腐蚀液,抹在电路板上需腐蚀的地方进行腐蚀。4.将腐蚀好的印制板反复用水清洗。用香蕉水擦掉油漆,再清洗几次,使印制板清洁,不留腐蚀液。抹上一层松香溶液待干后钻孔。
方法2:
在业余条件下制作印制板的方法很多,但不是费时,就是“工艺”复杂,或质量不敢恭维。而本人(注原作者)制作印刷板的方法就属于综合效果较好的一种,方法如下:1.制印板图。把图中的焊盘用点表示,连线走单线即可,但位置、尺寸需准确。2.根据印板图的尺寸大小裁制好印板,做好铜箔面的清洁。3.用复写纸把图复制到印板上,如果线路较简单,且制作者有一定的制板经验,此步可省略。4.根据元件实物的具体情况,粘贴不同内外径的标准预切符号(焊盘);然后视电流大小,粘贴不同宽度的胶带线条。对于标准预切符号及胶带,电子商店有售。预切符号常用规格有D373(0D-2.79,ID-0.79),D266(0D-2.00,ID-0.80),D237(OD-3.50,ID-1.50)等几种,最好购买纸基材料做的(黑色),塑基(红色)材料尽量不用。胶带常用规格有0.3、0.9 、1.8、 2.3、 3.7等几种。单位均为毫米。5.用软一点的小锤,如光滑的橡胶、塑料等敲打图贴,使之与铜箔充分粘连。重点敲击线条转弯处、搭接处。天冷时,最好用取暖器使表面加温以加强粘连效果。6.放入三氯化铁中腐蚀,但需注意,液温不高于40度。腐蚀完后应及时取出冲洗干净,特别是有细线的情况。7.打眼,用细砂纸打亮铜箔,涂上松香酒精溶液,凉干则制作完毕了。这种印制板的质量很接近正规的印制板。0.3毫米胶带可在IC两脚之间穿越,可大大减少板正面的短跳线以省事、省时间。本人在工作中常用此法来做实验印板或少量的产品。
方法3:
将漆片(即虫胶,化工原料店有售)一份,溶于三份无水酒精中,并适当搅拌,待其全部溶解后,滴上几滴医用紫药水(龙胆紫),使其呈现一定的颜色,搅拌均匀后,即可作为保护漆用来描绘电路板。
先用细砂纸把敷铜板擦亮,然后采用绘图仪器中的鸭嘴笔(或圆规上用来画图形的墨水鸭嘴笔),进行描绘,鸭嘴笔上有调整笔划粗细的螺母,笔划粗细可调,并可借用直尺、三角尺描绘出很细的直线,且描绘出的线条光滑、均匀,无边缘锯齿,给人以顺畅、流利的感觉;同时,还可以在电路板的空闲处写上汉字、英语、拼音或符号
描绘出的线条,若向周围浸润,则是浓度太小,可以加一点漆片;若是拖不开笔,则是太稠了,需滴上几滴无水酒精。万一描错了也没关系,只要用一小棍(火柴杆),做一个小棉签,蘸上一点无水酒精,即可方便地擦掉,然后重新描绘即可。一旦电路板图绘好后,即可在三氯化铁溶液中腐蚀。电路板腐蚀好后,去漆也很方便,用棉球蘸上无水酒精,就可以将保护漆擦掉,略一晾干,就可随之涂上松香水使用。
由于酒精挥发快,配制好的保护漆应放在小瓶中(如墨水瓶)密封保存,用完后别忘了盖上瓶盖,若在下次使用时,发现浓度变稠了,只要加上适量无水酒精即可。
方法4:
把即时贴粘在敷铜板的铜箔上,然后在贴面上绘制好电路,再用刻刀刻透贴面层,形成所需电路,揭去非电路部分最后用三氯化铁腐蚀或电流电解法就可以制作出较理想的电路板。
腐蚀温度可在55℃左右进行,腐蚀速度较快。腐蚀好的电路板用清水冲洗干净,揭去电路上的即时贴,打好孔,擦干净涂上松香酒精溶液以备使用。
方法5:
1.根据电路原理图中所用的元件形状和印刷板面积的大小合理安排元件的密度和各元件的位置。确定元件位置应按照先大后小、先整体后局部的原则进行,使电路中相邻元件就近放置,排列整齐均匀。
2.各元件之间的连接导线在拐弯处和两线相交处不能拐直角,须用曲线过渡,也不能相互交叉和迂回太远。有些导线实在做不到这一点时,可以考虑在印刷板的反面印制导线,再用穿钉与正面电路连接,或在焊接元件时另外用绝缘导线连接。
3.输入部分和输出部分距离远一些为好,以免互相干扰。
方法6:
无线电爱好者都为制作电路板而烦恼过。现在向大家介绍一种“亚印刷”法制作印刷电路板。方法如下:
一、在打印机上将电路板图按1∶1的比例打印在80克复印纸上。手工绘制也可以,但底纸要平整。
二、找一台传真机,将机里的传真纸
取出,换上热熔塑膜(本公司有售)。把电路图放入传真机入口,利用传真机的复印键,将线路图复制在热熔塑膜上。这时印刷电路板的“印刷原稿”就做好了。
三、用双面胶带纸将制好图的塑膜平整地贴在敷铜板上。注意要平整,不能起皱,胶带纸不能遮住熔化部分,否则影响线路板的制作效果。
四、用漆刷将油漆均匀地刷在塑膜上,注意:不能往复地刷,只能顺着一个方向依次刷,否则塑膜一起皱,铜板上的线条就会出现重叠。待电路图全被刷遍,小心地将塑膜拿掉。这时一块印刷线路板就印刷好了。待干后,即可腐蚀了。
如要印制多块,可做一个比电路板大一点的木框,将丝网(本公司有丝网出售)平整地敷在木框上,固定好。再用双面胶带纸将定好影的塑膜贴在丝网下面。将敷铜板放在桌上,合上丝网架(印刷图与敷铜板要左右对齐),用漆刷将漆顺一个方向依次刷好,拿掉网架。印刷电路板就印好了。如有缺陷,可用油漆和竹片修改。
以上过程须注意,刷漆时,手用力要轻重得当,太重漆膜太厚,线条会跑花边,太轻线条会出现断线。塑膜一定要正面朝上。
印刷零件图的方法也跟上述一样。
感光电路板
适用范围:您亲自制作试验性(小批量)线路板。
产品特性:快速、经济、保密、优质,
完全代替简单的万能板及昂贵的线路板厂打样。
精细程度:最细线可达0.1mm,非常复杂的线路也能成功制作出来。
制作过程:打印(透明菲林纸、硫酸纸、70g复印纸)、
曝光(太阳光、日光灯、专用曝光机)、
显影(专用显影剂)、蚀刻(三氯化铁)、钻孔(小电钻)
感光板的特性:高质量
适用于:制作试验性(小批量)线路板;
可替代:简单的万能板 及 昂贵的线路板厂打样;
最细线:0.1mm(4mil);
特 点:与PCB计算机文件的电路图一模一样;
优 点:快速(1-2小时)、经济、保密、优质、亲自制作。
感光电路板使用说明
(1)原稿制作:用电路设计软件把电路图设计好,然后用打印机以透明胶片、半透明硫酸纸打印出底图;打印原稿时选择镜像打印(绘图软件都有镜像Mirror打印功能),电路图打印墨水(碳粉)面 必须与绿色的感光膜面相接紧密,以获得最高解析度;线路部份如有透光破洞,请以油性黑笔修补;稿面需保持清洁无污物。
(2)裁切:先用介纸刀切断保护膜,再用锯子或裁刀按所需尺寸裁好线路板,为防止密接不良需用挫刀将线路板的毛边磨平。电木板也可用小刀将上下两面各割深约0.2mm左右刀痕,再予以折断。
(3)曝光:撕掉保护膜(不要刮伤感光膜面),将透明或半透明的原稿放在感光板上,用玻璃紧压原稿及感光板,越紧密解析度越好。曝光的距离和时间随灯光的不同而改变:
1)日光灯:与灯管之间的距离为5CM,透明稿的标准时间为8分钟±2分钟,半透明稿标准时间为10分钟。若板的宽度超过10CM,需用2只日光灯平均照射或采用分区曝光,曝光时间增加20%。
2)太阳光:在强日光下标准时间为1.5分,在弱光下为3分钟。
3)制作双面板时,必须在原稿上加2-3个定位孔,依照此位置在感光板上钻孔,使正反面原稿与感光板上孔位对准,并用双面胶贴好固定曝光 。
4)自生产日期的半年后起,每增加半年,曝光时间增加10-15%
(4)显像:用塑料盆将显像剂按5克兑水300--500ML的比例稀释成显像液(要用冷水)灌入容器备用;已曝光的感光板膜面朝上放入显像液,每隔数秒轻摇容器,使铜箔清晰显现且不再有绿色雾状冒 起则显像完成;在清水中浸泡2分钟;阴干或用吹风吹干;显像时水的温度以15~30度为好,显像双面板时注意不要让盆底损伤膜面;使用后的显像液不要再灌回容器内。
(5)修膜:为了确保膜面无任何损伤,将干燥的感光板进行全面检查,如有短路处用小刀刮净,断线处用油性笔等修补。
(6)蚀刻:用塑料盆三氯化铁加水配成1:2的腐蚀液(温度40~50度时效果较好),放入感光板10~20分钟腐蚀完成。
1)感光板放入腐蚀液后约20秒再拿起来检视,非线性部分的铜箔应为粉红色,若为亮绿色即显像不足,用清水将其洗净后再显像一次,但注意不要过度(显影时间适当减少)。
2)蚀刻时注意勿伤膜面,以防蚀断线路。
3)感光板只能使用酸性腐蚀液,不能使用碱性腐蚀液。
4)三氯化铁蚀刻液越浓越慢,越稀也慢。
(7)除膜:感光膜可直接焊接(要使用高质焊锡),如需去除可用布蘸较浓的显像液或酒精抹去,去掉膜层后用松香溶液(纯酒精200毫升加松香5克配成)涂一遍打磨好的电路板,既可以助焊,又可以防止氧化。
九、PCB抄板/PCB设计基本步骤
PCB设计之步骤一:PCB抄板电路板抄板的先期工作
1、利用原理图设计工具绘制原理图,并且生成对应的网络表。当然,有些特殊情况下,如电路版比较简单,已经有了网络表等情况下也可以不进行原理图的设计,直接进入PCB设计系统,在PCB设计系统中,可以直接取用零件封装,人工生成网络表。
2、手工更改网络表 将一些元件的固定用脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网络上,没任何物理连接的可定义到地或保护地等。将一些原理图和PCB封装库中引脚名称不一致的器件引脚名称改成和PCB封装库中的一致,特别是二、三极管等。
PCB设计之步骤二:画出自己定义的非标准器件的封装库
建议将自己所画的器件都放入一个自己建立的PCB 库专用设计文件。
PCB设计之步骤三:设置PCB设计环境和绘制印刷电路板的版框含中间的镂空等
1、进入PCB抄板系统后的第一步就是设置PCB设计环境,包括设置格点大小和类型,光标类型,版层参数,布线参数等等。大多数参数都可以用系统默认值,而且这些参数经过设置之后,符合个人的习惯,以后无须再去修改。
2、规划印刷电路板,主要是确定电路板的边框,包括电路版的尺寸大小等等。在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘。对于3mm 的螺丝可用6.5~8mm 的外径和3.2~3.5mm 内径的焊盘对于标准板可从其它板或PCB izard 中调入。
注意:在绘制电路板地边框前,一定要将当前层设置成Keep Out层,即禁止布线层。
PCB设计之步骤四:打开所有要用到的PCB抄板库文件后,调入网络表文件和修改零件封装
这一步是非常重要的一个环节,网络表是PCB自动布线的灵魂,也是原理图设计与印象电路版设计的接口,只有将网络表装入后,才能进行电路版的布线。
在原理图设计的过程中,ERC检查不会涉及到零件的封装问题。因此,原理图设计时,零件的封装可能被遗忘,在引进网络表时可以根据设计情况来修改或补充零件的封装。
当然,可以直接在PCB内人工生成网络表,并且指定零件封装。
PCB设计之步骤五:布置电路板抄板零件封装的位置,也称零件布局
Protel99可以进行自动布局,也可以进行手动布局。如果进行自动布局,运行“Tools”下面的“Auto Place”,用这个命令,你需要有足够的耐心。布线的关键是布局,多数设计者采用手动布局的形式。用鼠标选中一个元件,按住鼠标左键不放,拖住这个元件到达目的地,放开左键,将该元件固定。Protel99在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局选项包含自动选择和自动对齐。使用自动选择方式可以很快地收集相似封装的元件,然后旋转、展开和整理成组,就可以移动到板上所需位置上了。当简易的布局完成后,使用自动对齐方式整齐地展开或缩紧一组封装相似的元件。
提示:在自动选择时,使用Shift+X或Y和Ctrl+X或Y可展开和缩紧选定组件的X、Y方向。
注意:零件布局,应当从机械结构散热、电磁干扰、将来布线的方便性等方面综合考虑。先布置与机械尺寸有关的器件,并锁定这些器件,然后是大的占位置的器件和电路的核心元件,再是外围的小元件。
PCB抄板之步骤六:根据情况再作适当调整然后将全部器件锁定
假如板上空间允许则可在板上放上一些类似于实验板的布线区。对于大板子,应在中间多加固定螺丝孔。板上有重的器件或较大的接插件等受力器件边上也应加固定螺丝孔,有需要的话可在适当位置放上一些测试用焊盘,最好在原理图中就加上。将过小的焊盘过孔改大,将所有固定螺丝孔焊盘的网络定义到地或保护地等。
放好后用VIEW3D 功能察看一下实际效果,存盘。
PCB设计之步骤七:PCB改板布线规则设置
布线规则是设置布线的各个规范(象使用层面、各组线宽、过孔间距、布线的拓朴结构等部分规则,可通过Design-Rules 的Menu 处从其它板导出后,再导入这块板)这个步骤不必每次都要设置,按个人的习惯,设定一次就可以。
选Design-Rules 一般需要重新设置以下几点:
1、安全间距(Routing标签的Clearance Constraint)
它规定了板上不同网络的走线焊盘过孔等之间必须保持的距离。一般板子可设为0.254mm,较空的板子可设为0.3mm,较密的贴片板子可设为0.2-0.22mm,极少数印板加工厂家的生产能力在0.1-0.15mm,假如能征得他们同意你就能设成此值。0.1mm 以下是绝对禁止的。
2、走线层面和方向(Routing标签的Routing Layers)
此处可设置使用的走线层和每层的主要走线方向。请注意贴片的单面板只用顶层,直插型的单面板只用底层,但是多层板的电源层不是在这里设置的(可以在Design-Layer Stack Manager中,点顶层或底层后,用Add Plane 添加,用鼠标左键双击后设置,点中本层后用Delete 删除),机械层也不是在这里设置的(可以在Design-Mechanical Layer 中选择所要用到的机械层,并选择是否可视和是否同时在单层显示模式下显示)。
机械层1 一般用于画板子的边框;
机械层3 一般用于画板子上的挡条等机械结构件;
机械层4 一般用于画标尺和注释等,具体可自己用PCB Wizard 中导出一个PCAT结构的板子看一下
3、过孔形状(Routing标签的Routing Via Style)
它规定了手工和自动布线时自动产生的过孔的内、外径,均分为最小、最大和首选值,其中首选值是最重要的,下同。
4、走线线宽(Routing标签的Width Constraint)
它规定了手工和自动布线时走线的宽度。整个板范围的首选项一般取0.2-0.6mm,另添加一些网络或网络组(Net Class)的线宽设置,如地线、+5 伏电源线、交流电源输入线、功率输出线和电源组等。网络组可以事先在Design-Netlist Manager中定义好,地线一般可选1mm 宽度,各种电源线一般可选0.5-1mm 宽度,印板上线宽和电流的关系大约是每毫米线宽允许通过1安培的电流,具体可参看有关资料。当线径首选值太大使得SMD 焊盘在自动布线无法走通时,它会在进入到SMD 焊盘处自动缩小成最小宽度和焊盘的宽度之间的一段走线,其中Board 为对整个板的线宽约束,它的优先级最低,即布线时首先满足网络和网络组等的线宽约束条件。下图为一个实例
5、敷铜连接形状的设置(Manufacturing标签的Polygon Connect Style)
建议用Relief Connect 方式导线宽度Conductor Width 取0.3-0.5mm 4 根导线45 或90 度。
其余各项一般可用它原先的缺省值,而象布线的拓朴结构、电源层的间距和连接形状匹配的网络长度等项可根据需要设置。
选Tools-Preferences,其中Options 栏的Interactive Routing 处选Push Obstacle (遇到不同网络的走线时推挤其它的走线,Ignore Obstacle为穿过,Avoid Obstacle 为拦断)模式并选中Automatically Remove (自动删除多余的走线)。Defaults 栏的Track 和Via 等也可改一下,一般不必去动它们。
在不希望有走线的区域内放置FILL 填充层,如散热器和卧放的两脚晶振下方所在布线层,要上锡的在Top 或Bottom Solder 相应处放FILL。
布线规则设置也是印刷电路版设计的关键之一,需要丰富的实践经验。
PCB设计之步骤八:印刷电路板自动布线和手工调整
1、点击菜单命令Auto Route/Setup 对自动布线功能进行设置
选中除了Add Testpoints 以外的所有项,特别是选中其中的Lock All Pre-Route 选项,Routing Grid 可选1mil 等。自动布线开始前PROTEL 会给你一个推荐值可不去理它或改为它的推荐值,此值越小板越容易100%布通,但布线难度和所花时间越大。
2、点击菜单命令Auto Route/All 开始自动布线
假如不能完全布通则可手工继续完成或UNDO 一次(千万不要用撤消全部布线功能,它会删除所有的预布线和自由焊盘、过孔)后调整一下布局或布线规则,再重新布线。完成后做一次DRC,有错则改正。布局和布线过程中,若发现原理图有错则应及时更新原理图和网络表,手工更改网络表(同第一步),并重装网络表后再布。
3、对布线进行手工初步调整
需加粗的地线、电源线、功率输出线等加粗,某几根绕得太多的线重布一下,消除部分不必要的过孔,再次用VIEW3D 功能察看实际效果。手工调整中可选Tools-Density Map 查看布线密度,红色为最密,黄色次之,绿色为较松,看完后可按键盘上的End 键刷新屏幕。红色部分一般应将走线调整得松一些,直到变成黄色或绿色。
PCB设计之步骤九:切换到单层显示模式下(点击菜单命令Tools/Preferences,选中对话框中Display栏的Single Layer Mode)
将每个布线层的线拉整齐和美观。手工调整时应经常做DRC,因为有时候有些线会断开而你可能会从它断开处中间走上好几根线,快完成时可将每个布线层单独打印出来,以方便改线时参考,其间也要经常用3D显示和密度图功能查看。
最后取消单层显示模式,存盘。
PCB设计之步骤十:如果器件需要重新标注可点击菜单命令Tools/Re-Annotate 并选择好方向后,按OK钮。
并回原理图中选Tools-Back Annotate 并选择好新生成的那个*.WAS 文件后,按OK 钮。原理图中有些标号应重新拖放以求美观,全部调完并DRC 通过后,拖放所有丝印层的字符到合适位置。
注意字符尽量不要放在元件下面或过孔焊盘上面。对于过大的字符可适当缩小,DrillDrawing 层可按需放上一些坐标(Place-Coordinate)和尺寸((Place-Dimension)。
最后再放上印板名称、设计版本号、公司名称、文件首次加工日期、印板文件名、文件加工编号等信息(请参见第五步图中所示)。并可用第三方提供的程序来加上图形和中文注释如BMP2PCB.EXE 和宏势公司ROTEL99 和PROTEL99SE 专用PCB 汉字输入程序包中的FONT.EXE 等。
PCB设计之步骤十一:对所有过孔和焊盘补泪滴
补泪滴可增加它们的牢度,但会使板上的线变得较难看。顺序按下键盘的S 和A 键(全选),再选择Tools-Teardrops,选中General 栏的前三个,并选Add 和Track 模式,如果你不需要把最终文件转为PROTEL 的DOS 版格式文件的话也可用其它模式,后按OK 钮。完成后顺序按下键盘的X 和A 键(全部不选中)。对于贴片和单面板一定要加。
PCB设计之步骤十二:放置覆铜区
将设计规则里的安全间距暂时改为0.5-1mm 并清除错误标记,选Place-Polygon Plane 在各布线层放置地线网络的覆铜(尽量用八角形,而不是用圆弧来包裹焊盘。最终要转成DOS 格式文件的话,一定要选择用八角形)。下图即为一个在顶层放置覆铜的设置举例:
设置完成后,再按OK 扭,画出需覆铜区域的边框,最后一条边可不画,直接按鼠标右键就可开始覆铜。它缺省认为你的起点和终点之间始终用一条直线相连,电路频率较高时可选Grid Size 比Track Width 大,覆出网格线。
相应放置其余几个布线层的覆铜,观察某一层上较大面积没有覆铜的地方,在其它层有覆铜处放一个过孔,双击覆铜区域内任一点并选择一个覆铜后,直接点OK,再点Yes 便可更新这个覆铜。几个覆铜多次反复几次直到每个覆铜层都较满为止。将设计规则里的安全间距改回原值。
PCB设计之步骤十三:最后再做一次DRC
选择其中Clearance Constraints Max/Min Width Constraints Short Circuit Constraints 和Un-Routed Nets Constraints 这几项,按Run DRC 钮,有错则改正。全部正确后存盘。
PCB设计之步骤十四:对于支持PROTEL99SE 格式(PCB4.0)加工的厂家可在观看文档目录情况下,将这个文件导出为一个*.PCB 文件;对于支持PROTEL99 格式(PCB3.0)加工的厂家,可将文件另存为PCB 3.0 二进制文件,做DRC。通过后不存盘退出。在观看文档目录情况下,将这个文件导出为一个*.PCB 文件。由于目前很大一部分厂家只能做DOS 下的PROTEL AUTOTRAX 画的板子,所以以下这几步是产生一个DOS 版PCB 文件必不可少的:
1、将所有机械层内容改到机械层1,在观看文档目录情况下,将网络表导出为*.NET 文件,在打开本PCB 文件观看的情况下,将PCB 导出为PROTEL PCB 2.8 ASCII FILE 格式的*.PCB 文件。
2 、用PROTEL FOR WINDOWS PCB 2.8 打开PCB 文件,选择文件菜单中的另存为,并选择Autotrax 格式存成一个DOS 下可打开的文件。
3、用DOS 下的PROTEL AUTOTRAX 打开这个文件。个别字符串可能要重新拖放或调整大小。上下放的全部两脚贴片元件可能会产生焊盘X-Y大小互换的情况,一个一个调整它们。大的四列贴片IC 也会全部焊盘X-Y 互换,只能自动调整一半后,手工一个一个改,请随时存盘,这个过程中很容易产生人为错误。PROTEL DOS 版可是没有UNDO 功能的。假如你先前布了覆铜并选择了用圆弧来包裹焊盘,那么现在所有的网络基本上都已相连了,手工一个一个删除和修改这些圆弧是非常累的,所以前面推荐大家一定要用八角形来包裹焊盘。这些都完成后,用前面导出的网络表作DRC Route 中的Separation Setup ,各项值应比WINDOWS 版下小一些,有错则改正,直到DRC 全部通过为止。
也可直接生成GERBER 和钻孔文件交给厂家选File-CAM Manager 按Next》钮出来六个选项,Bom 为元器件清单表,DRC 为设计规则检查报告,Gerber 为光绘文件,NC Drill 为钻孔文件,Pick Place 为自动拾放文件,Test Points 为测试点报告。选择Gerber 后按提示一步步往下做。其中有些与生产工艺能力有关的参数需印板生产厂家提供。直到按下Finish 为止。在生成的Gerber Output 1 上按鼠标右键,选Insert NC Drill 加入钻孔文件,再按鼠标右键选Generate CAM Files 生成真正的输出文件,光绘文件可导出后用CAM350 打开并校验。注意电源层是负片输出的。
PCB设计之步骤十五:发Email 或拷盘给加工厂家,注明板材料和厚度(做一般板子时,厚度为1.6mm,特大型板可用2mm,射频用微带板等一般在0.8-1mm 左右,并应该给出板子的介电常数等指标)、数量、加工时需特别注意之处等。Email发出后两小时内打电话给厂家确认收到与否。
产生BOM 文件并导出后编辑成符合公司内部规定的格式。
将边框螺丝孔接插件等与机箱机械加工有关的部分(即先把其它不相关的部分选中后删除),导出为公制尺寸的AutoCAD R14 的DWG 格式文件给机械设计人员。
整理和打印各种文档。如元器件清单、器件装配图(并应注上打印比例)、安装和接线说明等。
十、PCB的电磁兼容的设计
PCB简介
PCB,中文名称为印制电路板,又称印刷电路板、印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。
根据电路层数分类:分为单面板、双面板和多层板。常见的多层板一般为4层板或6层板,复杂的多层板可达十几层。
PCB板有以下三种主要的划分类型:
单面板
单面板在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面,所以这种PCB叫作单面板。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制,所以只有早期的电路才使用这类的板子。
双面板
双面板这种电路板的两面都有布线,不过要用上两面的导线,必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的“桥梁”叫做导孔。导孔是在PCB上,充满或涂上金属的小洞,它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍,而且因为布线可以互相交错,它更适合用在比单面板更复杂的电路上。
多层板
多层板为了增加可以布线的面积,多层板用上了更多单或双面的布线板。用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印刷线路板,通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印刷线路板就成为四层、六层印刷电路板了,也称为多层印刷线路板。板子的层数就代表了有几层独立的布线层,通常层数都是偶数,并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构,不过技术上理论可以做到近100层的PCB板。大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板,不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替,超多层板已经渐渐不被使用了。因为PCB中的各层都紧密的结合,一般不太容易看出实际数目,不过如果仔细观察主机板,还是可以看出来。
根据软硬进行分类分为普通电路板和柔性电路板。
PCB是电子设备中电路元件工作的平台,它提供电路元器件之间的电气连接,其性能直接关系到电子设备质量的优劣。随着微电子技术的迅速发展和电路集成度的提高,PCB板上的元器件密度越来越高,系统工作速度越来越快,这使得PCB电磁兼容性设计越来越重要,成为一个电路系统稳定正常工作的关键。
2 PCB中常见的电磁干扰
解决PCB设计中的电磁兼容性问题由主动减小和被动补偿两种途径,为此必须对电磁干扰的干扰源和传播途径进行分析。通常PCB设计中存在的电磁干扰有:传导干扰、串音干扰以及辐射干扰。
2.1 传导干扰
传导干扰主要通过导线耦合及共模阻抗耦合来影响其它电路。例如噪音通过电源电路进入某一系统,所有使用该电源的电路就会受到影响。图1表示的是噪音通过共模阻抗耦合,电路1与电路2共同使用一根导线获取电源电压和接地回路,如果电路1的电压突然需要升高,那么电路2的电压必将因为共用电源以及两回路之间的阻抗而降低。
图1
2.2 串音干扰
串音干扰是一个信号线路干扰另一邻近的信号路径。它通常发生在邻近的电路和导体上,用电路和导体的互容和互感来表征。例如,PCB上某一带状线上载有低电平信号,当平行布线长度超过10cm时,就会产生串音干扰。由于串音可以由电场通过互容、磁场通过互感引起,所以考虑PCB带状线上的串音问题时,最主要的问题是确定电场、磁场耦合哪个是主要的因素。
2.3 辐射干扰
辐射干扰是由于空间电磁波的辐射而引入的干扰。PCB中的辐射干扰主要是电缆和内部走线间的共模电流辐射干扰。当电磁波辐射到传输线上时,将出现场到线的耦合问题。沿线引起的分布小电压源可分解为共模和差模分量。共模电流指两导线上振幅相差很小而相位相同的电流,差模电流则是两导线上振幅相等而相位相反的电流。
3 PCB的电磁兼容设计
随着PCB板的电子元器件和线路的密集度不断增加,为了提高系统的可靠性和稳定性,必须采取相应的措施,使PCB板的设计满足电磁兼容要求,提高系统的抗干扰性能。
3.1 PCB板的选取
在PCB板设计中,相近传输线上的信号之间由于电磁场的相互耦合而发生串扰,因此在进行PCB的电磁兼容设计时,首先考虑PCB的尺寸,PCB尺寸过大,印制线过长,阻抗必然增加,抗噪声能力下降,成本也会增加;PCB尺寸过小,邻近传输线之间容易发生串扰,而且散热性能不好。
根据电源、地的种类、信号线的密集程度、信号频率、特殊布线要求的信号数量、周边要素、成本价格等方面的综合因素来确定PCB板的层数。要满足EMC的严格指标并且考虑制造成本,适当增加地平面是PCB的EMC设计最好的方法之一。对电源层而言,一般通过内电层分割能满足多种电源的需要,但若需要多种电源供电,且互相交错,则必须考虑采用两层或两层以上的电源平面。对信号层而言,除了考虑信号线的走线密集度外,从EMC的角度,还需要考虑关键信号的屏蔽或隔离,以此确定是否增加相应层数。
3.2 PCB板的布局设计
PCB的布局通常应遵循以下原则:
(1)尽量缩短高频元器件之间的连线,减少他们的分布参数和相互之间的电磁干扰。容易受干扰的元件不能靠得太近,输入输出应尽量远离。
(2)某些元器件或导线之间可能有较高的电压,应加大他们之间的距离,以免放电引出意外短路。
(3)发热量大的器件应为散热片留出空间,甚至应将其装在整机的底版上,以利于散热。热敏元件应远离发热元件。
(4)按照电路的流程安排各功能单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向。
(5)以每个功能模块的核心元件为中心,围绕它进行布局,尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接长度。
(6)综合考虑各元件之间的分布参数。尽可能使元器件平行排列,这样不仅有利于增强抗干扰能力,而且外观美观,易于批量生产。
3.3 元器件的布局设计
相比于分立元件,集成电路元器件具有密封性好、焊点少、失效率低的优点,应优先选用。同时,选用信号斜率较慢的器件,可降低信号所产生的高频成分,充分使用贴片元器件能缩短连线长度,降低阻抗,提高电磁兼容性。
元器件布置时,首先按一定的方式分组,同组的放在一起,不相容的器件要分开布置,以保证各元器件在空间上不相互干扰。另外,重量较大的元器件应采用支架固定。
3.4 PCB板的布线设计
PCB布线设计总的原则是先时钟、敏感信号线,再布高速信号线,最后不重要信号线。布线时,在总的原则前提下,还需考虑以下细节:
(1)在多层板布线中,相邻层之间最好采用“井”字形网状结构;
(2)减少导线弯折,避免导线宽度突变,为防止特性阻抗变化,信号线拐角处应设计成弧形或用45度折线连接;
(3)PCB板的最外层导线或元器件离印制板边缘距离不小于2mm,不但可防止特性阻抗变化,还有利于PCB装夹;
(4)对于必须铺设大面积铜箔的器件,应该用栅格状,并且通过过孔与地层相连;
(5)短而细的导线能有效抑制干扰,但太小的线宽会增加导线电阻,导线的最小宽度可视通过导线的最大电流而定,一般而言,对于厚度为0.05mm,宽度为1mm铜箔允许的电流负荷为1A。对于小功率数字集成电路,选用0.2-0.5mm线宽即可。在同一PCB中,地线、电源线宽应大于信号线;
3.5 PCB板的电源线设计
(1)根据印制板PCB电流的大小,尽量加粗电源线和地线的宽度,减少环路电阻,同时,使电源线地线的走向和数据传递方向一致,有助于增强抗噪声能力。
(2)尽量选用贴片元件,缩短引脚长度,减少去耦电容供电回路面积,减少元件分布电感的影响。
(3)在电源变压器前端加电源滤波器,抑制共模噪声和差模噪声,隔离外部和内部脉冲噪声的干扰。
(4)印制电路板的供电线路应加上滤波电容和去耦电容。在板的电源引入端加上较大容量的电解电容做低频滤波,再并联一个容量较小的瓷片电容做高频滤波。
(5)不要把模拟电源和数字电源重叠放置,以免产生耦合电容,造成相互干扰。
3.6 PCB板的地线设计
(1)为了减少地环路干扰,必须想办法消除环路电流的形成,具体可采用隔离变压器,光耦隔离等切断地环路电流的形成或采用平衡电路消除环路电流等。
(2)为了消除公共阻抗的耦合,应减小公共地线部分的阻抗,加粗导线或对地线铺铜;另一方面可通过适当的接地方式避免相互干扰,如并联单点接地,串联混合单点接地,彻底消除公共阻抗。
(3)为消除数字器件对模拟器件的干扰,数字地和模拟地应分开,并单独设置模拟地和数字地。高频电路多采用串联接地方式,地线要短而且粗,高频元件周围尽量用栅格状大面积铺铜加以屏蔽。
3.7 PCB板的晶振电路的布局
晶振电路的频率较高,这使它成为系统中的重要干扰源。关于晶振电路的布局,有以下注意事项:
(1)晶振电路尽量靠近集成块,所有连接晶振输入/输出端的印制线尽量短,以减少噪声干扰及分布电容对晶振的影响。
(2)晶振电容地线应使用尽量宽而短的印制线连接至器件上;离晶振最近的数字地引脚,应尽量减少过孔。
(3)晶振外壳接地。
3.8 PCB板的静电防护设计
静电放电的特点是高电位、低电荷、大电流和短时间,对PCB设计的静电防护问题可从以下几方面进行考虑:
(1)尽量选择抗静电等级高的元器件,抗静电能力差的敏感元件应远离静电放电源。试验证明,每千伏静电电压的击穿距离约1mm,因此若将元器件同静电放电源保持16mm距离,即可抵抗约16KV的静电电压;
(2)保证信号回流具有最短通路,有选择性的加入滤波电容和去耦电容,提高信号线的静电放电免疫能力;
(3)采用保护器件如电压瞬态抑制二极管,对电路进行保护设计;
(4)相关人员在接触PCB时务必带上静电手环,避免人体电荷移动而导致静电积累损伤。
4 结语
在实际的设计中,应根据设计的目标要求和设计条件,采用合理的抗电磁干扰措施,做出全面的考虑,设计出具有良好EMC性能的PCB电路板.
评论
查看更多