印制電路板的可靠性設(shè)計(jì)措施

1、GreatHumanTechnologyINC.Technologicrept1印制電路板的可靠性設(shè)計(jì)措施印制電路板的可靠性設(shè)計(jì)措施摘要摘要：本文通過長(zhǎng)期科研實(shí)踐和產(chǎn)品開發(fā)，提出了印制電路板在設(shè)計(jì)與工藝中應(yīng)解決的可靠性設(shè)計(jì)、電磁兼容性問題的有效方法。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：印制電路板可靠性電磁兼容1引言近年，由于先后參加“彩電回掃變壓器自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)”“黑白電視機(jī)回掃變壓器自動(dòng)測(cè)試儀”以及“FBT回掃變壓器溫控臺(tái)”，“FBT回掃變壓器斷續(xù)臺(tái)

2、”的研制開發(fā)生產(chǎn)工作，體會(huì)到：即使電路原理圖和試驗(yàn)板試驗(yàn)正確，印制板電路設(shè)計(jì)不當(dāng)，也會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)的電子產(chǎn)品的可靠性產(chǎn)生不利影響。印制電路板的設(shè)計(jì)與工藝越來越顯得重要，譬如：印制電路板的兩條細(xì)平行線靠得近，則會(huì)形成信號(hào)波形的延遲，在傳輸線的終端形成反射噪聲。還有印制板地線的阻抗較高，構(gòu)成公共阻抗就會(huì)在器件之間形成耦合干擾，元、器件在印制板中的排列也十分重要。因此，在設(shè)計(jì)印制電路板的時(shí)候，應(yīng)注意采用科學(xué)的方法進(jìn)行印制板的可靠性設(shè)計(jì)和電磁兼容性

3、設(shè)計(jì)。2.根據(jù)器件排列選擇印制電路板的尺寸根據(jù)電路原理圖中的元器件的體積，多少及相互影響來決定印制電路板的大小尺寸的選擇。印制板尺寸要適中，尺寸大時(shí)，即制線條長(zhǎng)，阻抗增加，不僅抗噪聲能力下降，成本也高，體積也大；尺寸小時(shí)，則散熱不好，同時(shí)易受臨近線條干擾。器件的排列，應(yīng)把相互有關(guān)的器件盡量就近排列，按電路原理圖逐級(jí)排列。有兩個(gè)變壓器以上的電路應(yīng)考慮垂直分布，對(duì)發(fā)熱器件應(yīng)考慮通風(fēng)與散熱。3.電磁兼容性設(shè)計(jì)印制電路板中的電磁兼容

4、設(shè)計(jì)尤為重要。電磁兼容性是指電子設(shè)備在各種電磁環(huán)境中能夠正常工作的能力。電磁兼容性設(shè)計(jì)的目的是使電子設(shè)備既能抑制各種外來的干擾，使電子設(shè)備在特定的電磁環(huán)境中能夠正常工作，同時(shí)又能減少電子設(shè)備本身對(duì)其它電子設(shè)備的電磁干擾。3.1選擇合理的布線印制電路板中選擇合理的布線也是提高電磁兼容的好辦法。為了抑制印制電路板導(dǎo)線之間的串?dāng)_，在設(shè)計(jì)布線時(shí)應(yīng)盡量避免長(zhǎng)距離的平行走線，盡可能拉開線與線之間的距離，信號(hào)線與地線及電源線盡可能不交叉，在一些對(duì)

5、干擾十分敏感的信號(hào)線之間設(shè)置一根接地的印制線，可以有效地抑制串?dāng)_。選擇雙面印制板也是提高電磁兼容的有效辦法。具體做法是在印制板的一面橫向布線，另一面縱向布線，然后在交叉孔處用金屬化孔相連，裝配時(shí)逐一嚴(yán)格檢查金屬化孔的上下連線是否接通。采用平行走線可以減少導(dǎo)線電感，但導(dǎo)線之間的互感和分布電容增加，如果布局允許，最好采用雙面#字形網(wǎng)狀布線結(jié)構(gòu)。3.2抑制高頻產(chǎn)生的電磁輻射GreatHumanTechnologyINC.Technolo

6、gicrept3路時(shí)，應(yīng)使它們盡量分開，數(shù)字地和模擬地線不要相混，分別與電源端地線相連，要盡量加大線性電路的接地面積。4.4單純數(shù)字電路接地線可采用閉環(huán)路設(shè)計(jì)單純數(shù)字電路接地線可采用閉環(huán)路設(shè)計(jì)，它可以提高電路在印制電路板中抗噪聲的能力。閉環(huán)路接地設(shè)計(jì)，可以對(duì)印制電路板上有很多集成電路元件，尤其遇有耗電較多的元件時(shí)，因受接地線粗細(xì)的限制，會(huì)在地線上產(chǎn)生較大的電位差，引起抗噪聲能力下降，則會(huì)縮小電位差值，達(dá)到提高電子設(shè)備的抗噪聲能力

7、。5.電路抗噪聲設(shè)計(jì)為了達(dá)到電路抗噪聲，在直流電源回路中，負(fù)載的變化而引起的電源噪聲和在數(shù)字電路中，當(dāng)電路從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一狀態(tài)時(shí)，同樣會(huì)在電源線上產(chǎn)生一個(gè)很大的尖峰電流，形成瞬變的噪聲電壓。電路抗噪聲設(shè)計(jì)可以采用配置去耦電容達(dá)到抑制因負(fù)載變壓而產(chǎn)生的噪聲，是印制電路板可靠性設(shè)計(jì)的一種常用辦法。印制電路板在電源輸入端留一個(gè)跨接10～1000μF的電解電容位置，留的位置尺寸根據(jù)印制電路板的空間決定。一般采用100μF以上的電解電容

8、器的抗干擾效果會(huì)更佳。去耦電容的引線不宜過長(zhǎng)，特別高頻旁路電容不能帶引線。設(shè)計(jì)印制電路板時(shí)還要考慮在每片集成電路芯片留一個(gè)0.01μF的陶瓷電容器；如果印制板尺寸小，空間小而裝不下時(shí)，可每4－10個(gè)芯片留一個(gè)1－10μF的電解電容器位置，這種器件的高頻阻抗特別小，在500kHz～20MHz，范圍內(nèi)阻抗小于1Ω，而且漏電流小于0.5μΑ以下。印制電路板帶ROM、RAM等存儲(chǔ)型器件時(shí)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮在芯片的電源線(VCC)和地線(GND)間

9、直接接入去耦電容位置，電容選擇10～100μF。主要為了提高電路的抗噪聲能力。6.印制電路板的熱設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)除了整機(jī)的熱設(shè)計(jì)外，印制電路板的熱設(shè)計(jì)也是十分重要。在裝配印制電路板時(shí)，要從有利于散熱的角度出發(fā)，印制板最好是直立安裝，印制板與板之間的距離一般不應(yīng)小于2cm。大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，采用合理的器件排列方式，可以有效地降低印制電路的溫升，從而使器件及設(shè)備的故障明顯下降。6.1一般設(shè)計(jì)方法進(jìn)行印制電路板器件排列時(shí)，應(yīng)考慮按

10、其發(fā)熱量大小及耐熱程度分區(qū)排列，發(fā)熱量小或耐熱性差的器件(如小規(guī)模集成電路，小信號(hào)晶體管，電解電容等)放在冷卻氣流的入口處最上端；發(fā)熱量大或耐熱性好的器件(如功率晶體管、大規(guī)模集成電路等)放在冷卻氣流最下端。有晶振電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)精度要求，還應(yīng)考慮恒溫箱和單獨(dú)設(shè)計(jì)。對(duì)溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低區(qū)域(如風(fēng)道口)，千萬不要將它放在發(fā)熱器件的正上方，多個(gè)器件最好是在水平面上交錯(cuò)布局。在水平方向上，大功率器件盡量靠近印制板邊沿布