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用PROTEL DXP電路板設計的一般原則
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--用PROTEL DXP電路板設計的一般原則
電路板設計的一般原則包括：電路板的選用、電路板尺寸、元件布局、布線(xiàn)、焊盤(pán)、填充、跨接線(xiàn)等。
電路板一般用敷銅層壓板制成，板層選用時(shí)要從電氣性能、可靠性、加工工藝要求和經(jīng)濟指標等方面考慮。常用的敷銅層壓板是敷銅酚醛紙質(zhì)層壓板、敷銅環(huán)氧紙質(zhì)層壓板、敷銅環(huán)氧玻璃布層壓板、敷銅環(huán)氧酚醛玻璃布層壓板、敷銅聚四氟乙烯玻璃布層壓板和多層印刷電路板用環(huán)氧玻璃布等。不同材料的層壓板有不同的特點(diǎn)。 環(huán)氧樹(shù)脂與銅箔有極好的粘合力，因此銅箔的附著(zhù)強度和工作溫度較高，可以在 260℃的熔錫中不起泡。環(huán)氧樹(shù)脂浸過(guò)的玻璃布層壓板受潮氣的影響較小。 超高頻電路板最好是敷銅聚四氟乙烯玻璃布層壓板。
在要求阻燃的電子設備上，還需要阻燃的電路板，這些電路板都是浸入了阻燃樹(shù)脂的層壓板。 電路板的厚度應該根據電路板的功能、所裝元件的重量、電路板插座的規格、電路板的外形尺寸和承受的機械負荷等來(lái)決定。
主要是應該保證足夠的剛度和強度。
常見(jiàn)的電路板的厚度有 0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm
從成本、銅膜線(xiàn)長(cháng)度、抗噪聲能力考慮，電路板尺寸越小越好，但是板尺寸太小，則散熱不良，且相鄰的導線(xiàn)容易引起干擾。 電路板的制作費用是和電路板的面積相關(guān)的，面積越大，造價(jià)越高。 在設計具有機殼的電路板時(shí)，電路板的尺寸還受機箱外殼大小的限制，一定要在確定電路板尺寸前確定機殼大小，否則就無(wú)法確定電路板的尺寸。 一般情況下，在禁止布線(xiàn)層中指定的布線(xiàn)范圍就是電路板尺寸的大小。電路板的最佳形狀是矩形，長(cháng)寬比為 3:2 或 4:3，當電路板的尺寸大于 200mm×150mm 時(shí)，應該考慮電路板的機械強度。 總之，應該綜合考慮利弊來(lái)確定電路板的尺寸。
雖然 Protel DXP 能夠自動(dòng)布局，但是實(shí)際上電路板的布局幾乎都是手工完成的。要進(jìn)行布局時(shí)，一般遵循如下規則：
1．特殊元件的布局 特殊元件的布局從以下幾個(gè)方面考慮：
1）高頻元件：高頻元件之間的連線(xiàn)越短越好，設法減小連線(xiàn)的分布參數和相互之間的電磁干擾，易受干擾的元件不能離得太近。隸屬于輸入和隸屬于輸出的元件之間的距離應該盡可能大一些。
2）具有高電位差的元件：應該加大具有高電位差元件和連線(xiàn)之間的距離，以免出現意外短路時(shí)損壞元件。為了避免爬電現象的發(fā)生，一般要求 2000V 電位差之間的銅膜線(xiàn)距離應該大于 2mm，若對于更高的電位差，距離還應該加大。帶有高電壓的器件，應該盡量布置在調試時(shí)手不易觸及的地方。
3）重量太大的元件：此類(lèi)元件應該有支架固定，而對于又大又重、發(fā)熱量多的元件，不宜安裝在電路板上。
4）發(fā)熱與熱敏元件：注意發(fā)熱元件應該遠離熱敏元件。
5）可以調節的元件：對于電位器、可調電感線(xiàn)圈、可變電容、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等可調元件的布局應該考慮整機的結構要求，若是機內調節，應該放在電路板上容易調節的地方，若是機外調節，其位置要與調節旋鈕在機箱面板上的位置相對應。
6）電路板安裝孔和支架孔：應該預留出電路板的安裝孔和支架的安裝孔，因為這些孔和孔附近是不能布線(xiàn)的。
2．按照電路功能布局 如果沒(méi)有特殊要求，盡可能按照原理圖的元件安排對元件進(jìn)行布局，信號從左邊進(jìn)入、從右邊輸出，從上邊輸入、從下邊輸出。 按照電路流程，安排各個(gè)功能電路單元的位置，使信號流通更加順暢和保持方向一致。 以每個(gè)功能電路為核心，圍繞這個(gè)核心電路進(jìn)行布局，元件安排應該均勻、整齊、緊湊，原則是減少和縮短各個(gè)元件之間的引線(xiàn)和連接。 數字電路部分應該與模擬電路部分分開(kāi)布局。
3．元件離電路板邊緣的距離 所有元件均應該放置在離板邊緣 3mm 以?xún)鹊奈恢�，或者至少距電路板邊緣的距離等于板厚，這是由于在大批量生產(chǎn)中進(jìn)行流水線(xiàn)插件和進(jìn)行波峰焊時(shí)，要提供給導軌槽使用，同時(shí)也是防止由于外形加工引起電路板邊緣破損，引起銅膜線(xiàn)斷裂導致廢品。如果電路板上元件過(guò)多，不得已要超出 3mm 時(shí)，可以在電路板邊緣上加上 3mm 輔邊，在輔邊上開(kāi) V 形槽，在生產(chǎn)時(shí)用手掰開(kāi)。
4．元件放置的順序 首先放置與結構緊密配合的固定位置的元件，如電源插座、指示燈、開(kāi)關(guān)和連接插件等。 再放置特殊元件，例如發(fā)熱元件、變壓器、集成電路等。 最后放置小元件，例如電阻、電容、二極管等。
布線(xiàn)的規則如下：
1）線(xiàn)長(cháng)：銅膜線(xiàn)應盡可能短，在高頻電路中更應該如此。銅膜線(xiàn)的不拐彎處應為圓角或斜角，而直角或尖角在高頻電路和布線(xiàn)密度高的情況下會(huì )影響電氣性能。當雙面板布線(xiàn)時(shí)，兩面的導線(xiàn)應該相互垂直、斜交或彎曲走線(xiàn)，避免相互平行，以減少寄生電容。
2）線(xiàn)寬：銅膜線(xiàn)的寬度應以能滿(mǎn)足電氣特性要求而又便于生產(chǎn)為準則，它的最小值取決于流過(guò)它的電流，但是一般不宜小于 0.2mm。只要板面積足夠大，銅膜線(xiàn)寬度和間距最好選擇 0.3mm。一般情況下，1~1.5mm 的線(xiàn)寬，允許流過(guò) 2A 的電流。例如地線(xiàn)和電源線(xiàn)最好選用大于 1mm 的線(xiàn)寬。在集成電路座焊盤(pán)之間走兩根線(xiàn)時(shí)，焊盤(pán)直徑為 50mil，線(xiàn)寬和線(xiàn)間距都是 10mil，當焊盤(pán)之間走一根線(xiàn)時(shí)，焊盤(pán)直徑為 64mil，線(xiàn)寬和線(xiàn)間距都為 12mil。注意公制和英制之間的轉換，100mil=2.54mm。
3）線(xiàn)間距：相鄰銅膜線(xiàn)之間的間距應該滿(mǎn)足電氣安全要求，同時(shí)為了便于生產(chǎn)，間距應該越寬越好。最小間距至少能夠承受所加電壓的峰值。在布線(xiàn)密度低的情況下，間距應該盡可能的大。
4）屏蔽與接地：銅膜線(xiàn)的公共地線(xiàn)應該盡可能放在電路板的邊緣部分。在電路板上應該盡可能多地保留銅箔做地線(xiàn)，這樣可以使屏蔽能力增強。另外地線(xiàn)的形狀最好作成環(huán)路或網(wǎng)格狀。多層電路板由于采用內層做電源和地線(xiàn)專(zhuān)用層，因而可以起到更好的屏蔽作用效果。
焊盤(pán)
焊盤(pán)尺寸 焊盤(pán)的內孔尺寸必須從元件引線(xiàn)直徑和公差尺寸以及鍍錫層厚度、孔徑公差、孔金屬化電鍍層厚度等方面考慮，通常情況下以金屬引腳直徑加上 0.2mm 作為焊盤(pán)的內孔直徑。例如，電阻的金屬引腳直徑為 0.5mm，則焊盤(pán)孔直徑為 0.7mm，而焊盤(pán)外徑應該為焊盤(pán)孔徑加1.2mm，最小應該為焊盤(pán)孔徑加 1.0mm。 當焊盤(pán)直徑為 1.5mm 時(shí)，為了增加焊盤(pán)的抗剝離強度，可采用方形焊盤(pán)。 對于孔直徑小于 0.4mm 的焊盤(pán)，焊盤(pán)外徑/焊盤(pán)孔直徑=0.5~3。 對于孔直徑大于 2mm 的焊盤(pán)，焊盤(pán)外徑/焊盤(pán)孔直徑=1.5~2。
常用的焊盤(pán)尺寸如表 1-1 所示表 16-1
常用的焊盤(pán)尺寸
焊盤(pán)孔直徑/mm0.40.50.60.81.01.21.62.0
焊盤(pán)外徑/mm1.51.52.0
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