【文章內容簡介】 印制導線的形狀可分為：平直均勻形；斜線均勻形；曲線均勻形；曲線非均勻形。印制電路板設計與制作 (a) 避免采用 (b) 優(yōu)先采用圖 310 印制導線的形狀 印制電路板設計與制作 a．同一印制板的導線寬度（除地線外）最好一樣。b．印制導線應走向平直，不應有急劇的彎曲和出現(xiàn)尖角，所有彎曲與過渡部分均須用圓弧連接。c．印制導線應盡可能避免有分支，如必須有分支，分支處應圓滑。d．印制導線盡避免長距離平行，對雙面布設的印制線不能平行，應交叉布設。e．如果印制板面需要有大面積的銅箔，例如電路中的接地部分，則整個區(qū)域應鏤空成柵狀，見圖 311。這樣在浸焊時能迅速加熱，并保證涂錫均勻。此外還能防止板受熱變形，防止銅箔翹起和剝脫。f．當導線寬度超過 3mm時，最好在導線中間開槽成兩根并行的連接線，見圖 312。 印制電路板設計與制作 印制電路板設計與制作 印制電路的設計 PCB設計流程 PCB的設計就是將設計的電路在一塊板上實現(xiàn)。一塊 PCB板上不但要包含所有必需的電路，而且還應該具有合適的元件選擇、元件的信號速度、材料、溫度范圍、電源的電壓范圍以及制造公差等信息，一塊設計出來的 PCB必須能夠制造出來，所以 PCB的設計除了滿足功能要求外，還要滿足制造工藝要求以及裝配要求。 為了有效地實現(xiàn)這些設計目標，我們需要遵循一定的設計過程和規(guī)范。 印制電路板設計與制作 圖 313 PCB項目的設計流程印制電路板設計與制作 1）產生設計要求和規(guī)范。通常，一個新的設計要從新的系統(tǒng)規(guī)范和功能要求開始。產生了設計的系統(tǒng)規(guī)范和功能要求等說明后，就可以進行功能分析，并且產生成本目標、開發(fā)計劃、開發(fā)成本、需要應用的相關技術以及各種必需的要求。 例如，一個電機控制系統(tǒng)的開發(fā)項目，它的設計要求和規(guī)范可能包括控制電機的類型（永磁同步電機， PMSM）、電機的功率（ 100W ）、電壓和電流的要求（ 24V， 5A）、控制精度要求、平均無故障時間（ MTBF）、通信接口的要求、應用環(huán)境等。這些設計規(guī)范將是整個設計的起點，后續(xù)的設計過程將要嚴格滿足這此規(guī)范要求。 2）將系統(tǒng)組成結構框圖。一旦獲得了系統(tǒng)的設計規(guī)范，我們就可以產生為實現(xiàn)該系統(tǒng)所要求的主要功能的結構框圖。這個系統(tǒng)組成的結構框圖描述了所設計的系統(tǒng)如何進行功能分解，各個功能模塊之間的關系如何。 印制電路板設計與制作 3）將系統(tǒng)按實現(xiàn)的功能分解到各個 PCB。主要功能確定后，就可以按照可應用的技術，將實現(xiàn)的電路分解到 PCB模塊中，在一個 PCB中的功能必須可以有效地實現(xiàn)。 各個 PCB之間可以通過數(shù)據(jù)總線或其他通信模式進行連接。多數(shù)情況下，是通過背板上的總線將各個子 PCB連接起來，比如 LabView的背板和數(shù)據(jù)采集子卡之間的連接。再如計算機的主板和內存條、顯示驅動、硬盤控制器以及 PCMCIA卡的接口。 4）繪制 PCB的原理圖。根據(jù)各個 PCB的功能模塊，繪制PCB實現(xiàn)的原理圖電路圖，從而在原理上實現(xiàn)其功能。在這個過程中，需要 PCB實現(xiàn)所需要的合適元件以及元件之間的連接方式。 印制電路板設計與制作 5）確定 PCB的尺寸和結構。確定了原理后，就可以規(guī)劃PCB。可以根據(jù)電路的復雜度和成本要求，確定 PCB板的大小。 PCB板的大小和層數(shù)也有關系。增加板層可以更容易實現(xiàn)復雜電路的布線，從而可以減小 PCB板的尺寸。但是板層的增加會增加板的成本。 因此，設計人員要折中考慮，如果板的信號要求比較高，而且線路復雜，可以使用多層板。如果線路不復雜，則可以使用雙面板。具體設計應該綜合考慮雙面板、多層板的尺寸和制造成本。 6）將元件封裝布置到 PCB上。在確定了 PCB的尺寸和結構后，就可以將元件封裝布置到 PCB上。在放置元件封裝時，應該盡可能將具有相互關系的元件靠近；數(shù)字電路和模擬電路應該分放在不同的區(qū)域；對發(fā)熱的元件應該進行散熱處理；敏感信號應該避免產生干擾或被干擾，比如時鐘信號，引線要盡可能短，所以要靠近其連接的芯片。 印制電路板設計與制作 7）確定 PCB的設計布線規(guī)則。在 PCB布線前，應該確定布線的規(guī)則，比如信號線之間的距離、走線寬度、信號線的拐角、走線的最長長度等規(guī)則的要求。 8）對 PCB進行布線。通常的做法是先對重要信號進行布線，其次為特殊元器件的布線，然后才是普通元器件的布線，最后對電源和地進行走線。 9）設計規(guī)則檢查和調整 PCB。在完成了布線后，還需要對布線后的 PCB進行設計規(guī)則檢查，看布線是否符合定義的設計規(guī)則的電氣要求。根據(jù)檢查的結果再調整 PCB的走線。 10）時序和信號完整性分析。一個優(yōu)秀的 PCB設計，其時序應該滿足設計要求。為了檢查信號的時序以及信號的完整性，我們需要對布線后的 PCB進行時序和信號完整性分析。對于時序分析，我們通常對一個關鍵信號的時序和信號完整性進行分析，比如總線、時鐘等信號。 印制電路板設計與制作 11） PCB的制造和裝配。 PCB的制造是將設計完整表現(xiàn)在一塊實際的 PCB板上，包括所有的信號連線、封裝及層等。然后就可以將芯片焊接裝配到 PCB上。這樣就完成了 PCB的設計和制造。 12） PCB產品的測試。根據(jù)設計規(guī)范，對 PCB進行現(xiàn)場測試，以便評估設計是否達到設計規(guī)范的要求。 以上是 PCB設計的一般過程，在通常的設計中，我們都可以遵循這個設計流程。同時隨著 EDA軟件的快速發(fā)展，虛擬的設計環(huán)境已經在軟件平臺中實現(xiàn)，它能有效地實現(xiàn)設計的仿真以及信號的虛擬分析，有助于設計的成功實現(xiàn)以及產品的快速開發(fā)，降低產品的開發(fā)成本。 印制電路板設計與制作 PCB設計應遵循的原則 PCB設計的好壞對電路板抗干擾能力影響很大。因此，在進行 PCB設計時，必須遵守 PCB設計的一般原則，并應符合抗干擾設計的要求。要使電子線路獲得最佳性能，元件的布局及導線的布設是很重要的。為了設計出質量好、造價低的 PCB，應遵循下面講述的一般原則。 首先，要考慮 PCB尺寸大小。 PCB尺寸過大時，印制線路長，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加；過小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。在確定 PCB尺寸后，再確定特殊元器件的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對電路的全部元器件進行布局。印制電路板設計與制作 一般說來，布局應遵循以下原則： 1）盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近，輸入和輸出元器件應盡量遠離。 2）某些元器件或導線之間可能有較高的電位差，應加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路。帶強電的元器件應盡量布置在調試時手不易觸及的地方。 3）重量超過 15g的元器件，應當用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件，不宜裝在印制電路板上，而應裝在整機的機箱底板上，且應考慮散熱問題。熱敏元件應遠離發(fā)熱元件。印制電路板設計與制作 4）對于電位器、可調電感線圈、可變電容器、微動開關等可調元件的布局應考慮整機的結構要求。若是機內調節(jié)，應放在印制電路板上方便于調節(jié)的地方；若是機外調節(jié)，其位置要與調節(jié)旋鈕在機箱面板上的位置相適應。 5）應留出印制電路板的定位孔和固定支架所占用的位置。 6）按照電路的流程來安排各個功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的方向。 7）以每個功能電路的核心元器件為中心，圍繞它來進行布局。元器件要均勻、整齊、緊湊地排列在 PCB上，盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。印制電路板設計與制作 8）在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分