【文章內容簡介】 300500700 為了保證產品的可靠性，應該盡量使印制導線的間距不小于1mm。 3．避免導線的交叉在設計印制板時，應盡量避免導線的交叉。這一要求，對于雙面板比較容易實現，單面板相對要困難一些。在設計單面板時，可能遇到導線繞不過去而不得不交叉的情況，這時可以在板的另一面（元件面）用導線跨接交叉點，即“跳線”、“飛線”，當然，這種跨接線應盡量少。使用“飛線”時，兩跨接點的距離一般不超過30mm，“飛線”可用1mm的鍍鋁銅線，要套上塑料管。4．印制導線的形狀與走向 由于印制板上的銅箔粘貼強度有限，浸焊時間較長會使銅箔翹起和脫落，同時考慮到印制導線的間距，因此對印制導線的形狀與走向是有一定的要求的。①以短為佳，能走捷徑就不要繞遠。尤其對于高頻部分的布線應盡可能短且直，以防自激。②除了電源線、地線等特殊導線外，導線的粗細要均勻，不要突然由粗變細或由細變粗。③走線平滑自然為佳，避免急拐彎和尖角，拐角不得小于90176。，否則會引起印制導線的剝離或翹起，同時尖角對高頻和高電壓的影響也較大。最佳的拐角形式應是平緩的過渡，即拐角的內角和外角都是圓?。ㄈ鐖D12所示）。（圖12 印制導線的拐角、導線與焊盤連接以及輔助加固導線）輔助加固導線④印制導線應避免呈一定角度與焊盤相連，要從焊盤的長邊中心處與之相連，并且過渡要圓滑 (如圖12所示)。⑤有時為了增加焊接點（焊盤）的牢固，可在單個焊盤或連接較短的兩焊盤上加一小條印制導線，即輔助加固導線，也稱工藝線（如圖12所示），這條線不起導電的作用。⑥導線通過兩焊盤之間而不與它們連通時，應與它們保持最大且相等的間距(如圖13所示)；同樣，導線之間的距離也應當均勻地相等并保持最大。（圖13 導線通過焊盤）（圖14 導線中間開槽）⑦如果印制導線的寬度超過5mm，為了避免銅箔因氣溫變化或焊接時過熱而鼓起或脫落，要在線條中間留出圓形或縫狀的空白處——鏤空處理（如圖14所示）。⑧盡量避免印制導線分支（如圖15所示）。改為(圖15 避免印制導線分支)⑨在板面允許的條件下，電源線及地線的寬度應盡量寬一些，即使面積緊張一般也不要小于1mm。特別是地線，即使局部不允許加寬，也應在允許的地方加寬以降低整個地線系統(tǒng)的電阻。⑩布線時應先考慮信號線，后考慮電源線和地線。因為信號線一般比較集中，布置的密度比較高，而電源線和地線要比信號線寬的多，對長度的限制要小的多。（三）過孔和引線孔的設計過孔和引線孔也是印制電路的重要組成部分之一，前者用作各層間電氣連接，后者用作元器件固定或定位。1．過孔過孔是連接電路的“橋梁”，也稱為通孔、金屬化孔。過孔的孔壁圓柱面上用化學沉積的方法鍍上一層金屬。過孔一般分為三類：盲孔、埋孔和通孔。盲孔位于印刷線路板的頂層和底層表面，是將幾層內部印制電路連接并延伸到印制板一個表面的導通孔；埋孔位于印刷線路板內層，是連接內部的印制電路而不延伸到印制板表面的導通孔；通孔則穿過整個線路板。其中通孔在工藝上易于實現，成本較低，因此使用也最多，但要注意：通孔一般只用于電氣連接，不用于焊接元件。一般而言，設計過孔時有以下原則：（1）盡量少用過孔。對于兩點之間的連線而言，經過的過孔太多會導致可靠性下降。（2）過孔越小則布線密度越高，但過孔的最小極限往往受到技術設備條件的制約。（3）需要的載流量越大，所需的過孔尺寸越大，如電源層和地層與其它層聯接所用的過孔就要大一些。2．引線孔引線孔也稱為元件孔，兼有機械固定和電氣連接的雙重作用。引線孔的孔徑取決于元器件引線的直徑大小。若器件引線的直徑為d1，引線孔的孔徑為d，通常取d=（d1+）mm。另外，印制電路板上還有一些不屬于印制電路范疇的安裝孔和定位孔，設計時同樣要認真對待。安裝孔用于機械安裝印制板或機械固定大型元器件，其孔徑按照安裝需要選取，、；定位孔（可以用安裝孔代替）用于印制板加工和檢測定位，一般采用三孔定位方式，孔徑根據裝配工藝選取。五．印制電路板的抗干擾設計在印制電路板的設計中，為了使所設計的產品能夠更好有效地工作，就必須考慮它的抗干擾能力。印制電路板的抗干擾設計與具體電路有著密切的關系，這里僅就幾項常用措施做一些說明。（一）地線設計電路中接地點的概念表示零電位，其他電位均相對于這一點而言。在實際的印制電路板上，地線并不能保證是絕對零電位，往往存在一個很小的非零電位值。由于電路中的放大作用，這小小的電位便可能產生影響電路性能的干擾——地線共阻抗干擾。消除地線共阻抗干擾的方法主要有以下幾點：1．盡量加粗接地線若接地線很細，接地電位則隨電流的變化而變化，致使電子設備的定時信號電平不穩(wěn)，抗噪聲性能變壞。因此應將接地線盡量加粗，使它能通過三倍于印制電路板的允許電流。如有可能，接地線的寬度應大于3mm。2．單點接地單點接地（也稱一點接地）是消除地線干擾的基本原則，即將電路中本單元（級）的各接地元器件盡可能就近接到公共地線的一段或一個區(qū)域里（如圖16a所示），也可以接到一個分支地線上（如圖16b所示）。（1）這里所說的“點”是可以忽略電阻的幾何導電圖形，如大面積接地、匯流排、粗導線等。（2）單點接地除了本單元的板內元器件外，還包括與本單元直接連接或通過電容連接的板外元器件。(圖16 單點接地)(a)(b)（3）為防止因接地元器件過于集中而造成排列擁擠，在一級電路中可采用多個分支（分地線），但這些分支不可與其他單元的地線連接。（4）高頻電路采用大面積接地方法，不能采用分地線，但單點接地一樣十分必要——將本單元（級）的各接地元器件盡可能安排在一個較小的區(qū)域里。另外，當一塊印制電路板由多個單元電路組成、一個電子產品由多塊印制電路板組成時，都應該采用單點接地方式以消除地線干擾（如圖17所示）。PCBnPCB2PCB1（圖17 多板多單元單點接地）3．合理設計板內地線布局通常一塊印制電路板都有若干個單元電路，板上的地線是用來連接電路各單元或各部分之間接地的。板內地線布局主要應防止各單元或各部分之間的全電流共阻抗干擾。（1）各部分（必要時各單元）的地線必須分開，即盡量避免不同回路的電流同時流經某一段共用地線。①在高頻電路和大電流回路中，尤其要講究地線的接法。把“交流電”和“直流電”分開，是減少噪聲通過地線串擾的有效方法。②電路板上既有高速邏輯電路，又有線性電路，應使它們盡量分開，而兩者的地線不要相混，分別與電源端地線相連。同時要盡量加大線性電路的接地面積。③對于既有小信號輸入端、又有大信號輸出端的電路，它們的接地端務必分別用導線引到公共地線上，不能共用一根接地線。（2）為消除或盡量減少各部分的公共地線段，總地線的引出點必須合理。（3）為防止各部分通過總地線的公共引出線而產生的共阻抗干擾，在必要時可將某些部分的地線單獨引出。特別是數字電路，必要時可以按單元、按工作狀態(tài)或按集成塊分別設置地線，各部分并聯匯集到一點接地（如圖18b所示）。（4）設計只由數字電路組成的印制電路板的地線系統(tǒng)時，將接地線做成閉環(huán)路可以明顯的提高抗噪聲能力。因為印制電路板上有很多集成電路元件，尤其遇有耗電多的元件時，因受接地線粗細的限制，會在地線上產生較大的電位差，引起抗噪聲能力下降，若將接地結構成環(huán)路，則會縮小電位差值，提高電子設備的抗噪聲能力。板內地線布局的方式有以下幾種：（1）并聯分路式一塊板內有幾個子電路（或幾級電路）時各子電路（各級）地線分別設置，并聯匯集到一點接地（如圖18a所示）。（圖18 板內地線布局方式）子電路1子電路2子電路3子電路4IC6IC5IC3IC4IC1IC2（a）并聯分路接地（b）多單元數字電路接地（c）匯流排接地（d）大面積接地（e）一字形接地（2）匯流排式該方式適用于高速數字電路（如圖18c所示），布設時板上所有IC芯片的地線與匯流排接通。，直流電阻很小，又具有條形對稱傳輸線的低阻抗特性，可以有效減少干擾，提高信號傳輸速度。（3）大面積接地該方式適用于高頻電路（如圖18d所示），布設時板上所有能使用的面積均布設為地線。采用這種布線方式的員器件一般都采用不規(guī)則排列并按信號流向布設，以求最短的傳輸線和最大的接地面積。（4）一字形地線 當板內電路不復雜時可采用一字形地線布設——簡單明了（如圖18e所示）。布設時要注意地線應用足夠寬度且同一級電路接地點盡可能靠近，總接地點在最后一級。（二）電源線設計任何電子儀器都需要電源供電，絕對多數直流電源是由交流電通過降壓、整流、穩(wěn)壓后供出的。供電電源的質量會直接影響整機的技術指標。因此在排版設計中電源及電源線的合理布局對消除電源干擾有著重要的意義。 1．穩(wěn)壓電源的布局穩(wěn)壓電源在布局時盡可能安排在單獨的印制板上。這樣可以使電源印制板的面積減小，便于放置在濾波電容和調整管附近，有利于在調試和檢修設備時將負載與電源斷開。而當電源與電路合用印制板時，在布局中應避免穩(wěn)壓電源與電路元件混合布設或是使電源和電路合用地線。這樣的布局不僅容易產生干擾，同時也給維修帶來麻煩。2．電源線的布局盡管電路中有電源的存在，合理的電源線的布設對抑制干擾仍有著決定性作用。（1）根據印制線路板電流的大小，盡量加寬電源線寬度，減少環(huán)路電阻。同時、使電源線、地線的走向和數據傳遞的方向一致，這樣有助于增強抗噪聲能力。（2）在設計印制電路時應當盡量將電源線和地線緊緊布設在一起，以減少電源線耦合所引起的干擾。（3）退耦電路應布設在各相關電路附近，而不要集中放置在電源部分。這樣既影響旁路效果，又會在電源線和地線上因流過脈動電流造成竄擾。UCC+(圖19 電路內部的電源走向)（4）由于末級電路的交流信號往往較大，因此在安排各部分電路內部的電源走向時，應采用從末級向前級供電的方式（如圖19所示）。這樣的安排對末級電路的旁路效果最好。（三）電磁兼容性設計電磁兼容性是指電子設備在各種電磁環(huán)境中仍能夠協調、有效地進行工作的能力。印制板使元器件緊湊，連接密集，如果設計不當則會產生電磁干擾，給整機工作帶來麻煩。電磁干擾無法完全避免，只能在設計中設法抑制。1．采用正確的布線策略（1）選擇合理的導線寬度由于瞬變電流在印制線條上所產生的沖擊干擾主要是由印制導線的電感成分造成的，因此應盡量減小印制導線的電感量。印制導線的電感量與其長度成正比，與其寬度成反比，因而短而精的導線對抑制干擾是有利的。時鐘引線、行驅動器或總線驅動器的信號線常常載有大的瞬變電流，印制導線要盡可能地短。對于分立元件電路，即可完全滿足要求；對于集成電路。（2）避免印制導線之間的寄生耦合兩條相距很近的平行導線，他們之間的分布參數可以等效為相互耦合的電感和電容，當信號從一條線中通過時，另外一條線路內也會產生感應信號——平行線效應。平行線效應與導線長度成正比，所以為了抑制印制板導線之間的串擾，布線時導線越短越好并盡可能拉開線與線之間的距離。在一些對干擾十分敏感的信號線之間設置一根接地的印制線，可以有效地抑制串擾。（3）避免成環(huán)由無線電理論可知，一定形狀的導體對一定波長的電磁波可實現發(fā)射或接收天線效應。在高頻電路的印制板設計中，天線效應尤其不可忽視。印制板上的環(huán)形導線相當于單匝線圈或環(huán)形天線，使電磁感應和天線效應增強。布線時最好按信號去向順序，忌迂回穿插，以避免成環(huán)或減少環(huán)形面積。（4）遠離干擾源或交叉通過布線時信號線要盡量遠離電源線、高電平導線這些干擾源。如果實在無法躲避，最好采用井字形網狀布線結構——交叉通過。對于單面板用“飛線”過渡；對于雙面板印制板的一面橫向布線，另一面縱向布線，交叉孔處用金屬化孔相連。（5）一些特殊用途的導線布設要點①反饋元件和導線連接輸入和輸出，設置不當容易引入干擾。布線時輸出導線要遠離前級元件，避免干擾（如圖20所示）。(圖20 放大電路反饋布線)Rf+12V②時鐘信號引線最容易產生電磁輻射干擾，走線時應與地線回路相靠近，驅動器應緊挨著連接器。③總線驅動器應緊挨其欲驅動的總線。對于那些離開印制電路板的引線，驅動器應緊緊挨著連接器。④數據總線的布線應每兩根信號線之間夾一根信號地線。最好是緊緊挨著最不重要的地址引線放置地回路，因為后者常載有高頻電流。（6）印制導線屏蔽有時某種信號線密集地平行排列，而且無法擺脫較強信號的干擾，可采取大面積屏蔽地、專置電線環(huán)、使用專用屏蔽線等措施來解決干擾的問題。（7）抑制反射干擾為了抑制出現在印制線條終端的反射干擾，除了特殊需要之外，應盡可能縮短印制線的長度和采用慢速電路。必要時可加終端匹配，即在傳輸線的末端對地和電源端各加接一個相同阻值的匹配電阻。根據經驗，對一般速度較快的TTL電路，其印制線條長于10cm以上時就應采用終端匹配措施。匹配電阻的阻值應根據集成電路的輸出驅動電流及吸收電流的最大值來決定。2．設法遠離干擾磁場（1）電源變壓器、高頻變壓器、繼電器等元件由于通過交變電流所形成的交變磁場，會因閉合線圈（導線）的垂直切割而產生感生環(huán)路電流，對電路造成干擾。因此布線時除盡量不形成環(huán)形通路外，還要在元件布局時選擇好變壓器與印制板的相對位置，使印制板的平面與磁力線平行。（2）揚聲器、電磁鐵、永磁式儀表等元件由于自身特性所形成的恒定磁場，會對磁棒、中周線圈等磁性元件和顯象管、示波管等電子束元件造成影響。因此元件布局時應盡可能使易受干擾的元件遠離干擾源，并合理選擇干擾與被干擾元件的相對位置和安裝方向。3．配置抗擾器件——去耦電容在印制板的抗干擾設計中，經常要根據干擾源的不同特點