logo
现在，PCB板被用作电子设备和系统的主要装配方法。已经证明，即使电路原理图的设计正确或PCB设计不合适，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如，如果PCB板上的两条细平行线接近，则信号波形的延迟引起传输路径末端的反射噪声。因此，在设计PCB板时，必须注意正确的方法。
一、地线设计
在电子设备中，接地是控制干扰的重要方法。如果正确地使用接地和屏蔽，几乎可以解决干扰问题。在电子装置中，接地线的结构是包括外壳接地（屏蔽接地）、数字接地（逻辑接地）、模拟接地等的概略系统。
在接地线PCB设计中，请注意以下几点。
1.正确选择单点接地和多点接地
在低频电路中，信号的工作频率小于1MHz，对元件之间的布线和电感的影响较小，但是由接地电路形成的环路流对干扰有很大的影响，所以应该采用单点接地。信号的动作频率大于10MHz的话，接地阻抗就会变大。这种情况下，必须尽量降低接地阻抗，采用最近的多点接地。在操作频率为110MHz的情况下，如果采用单点接地，则接地线的长度应不超过波长的1/20。否则，必须采用多点接地方式。
2.从模拟电路中断开数字电路
电路板有高速逻辑电路和线性电路，所以必须尽量分离，混合两者的地线，连接电源端的地线。必须尽量增加线性电路的接地面积。
3.尽量加粗接地线
当接地线变细时，接地电位随着电流的变化而变化，电子装置的定时信号电平变得不稳定，噪声耐受性也变差。因此，接地线必须尽量加粗，以使位于PCB板上的三个容许电流能够流通。可能时，接地线的宽度必须大于3mm。
4.接地线应形成闭路
仅由数字电路构成PCB板PCB）在设计接地系统时，可以将接地线设为闭环电路，能够显著提高抗噪声能力。这是因为PCB板中有很多集成电路组件，特别是在有很多组件的情况下，由于接地线的厚度的限制而产生消耗功率，在接合处产生大的电位差，产生抗噪性。着陆时如果将接地结构插入环路中，则电位差减小，电子器件的抗噪性提高。
二、电磁兼容性设计
电磁兼容性是指电子装置在各种电磁环境中协调有效地工作的能力。电磁兼容设计电子设备的目的是不仅抑制各种外部干扰，而且还允许电子设备在特定的电磁环境中正常工作，还可以减少电子设备本身对其他电子设备的电磁干扰。
1、选择合理的线宽
由于印刷布线上的瞬态电流引起的冲击干涉主要由印刷布线的电感成分引起，所以应将印刷布线的电感量抑制到最小限度。由于印刷布线的电感量与长度成比例，与宽度成反比，所以短而细的配线有利于抑制干扰。时钟线、线路驱动器或总线驱动器的信号线通常具有大的瞬态电流，并且打印线必须尽可能短。对于分立元件电路，在印刷布线的宽度约为1.5mm的情况下，能够完全满足要求。集成电路时，打印线宽为0.2？可以在1.0mm之间选择。
2.采取正确的接线策略
如果使用均等布线，则可以降低导线的电感，但是如果导线之间的电感和分布容量增加并且允许布局，则优选使用井目网状布线结构。具体的方法是PCB板横线的情况下，在竖线的相反侧，与金属化孔连接的十字孔中。
PCB为了抑制导体之间的串扰，在配线PCB设计中应尽量避免长距离相等的配线，应尽量拉开布线之间的距离，信号线不得与接地线和配线交叉。电源线尽可能。通过在对干扰非常敏感的信号线之间设置打印线，可以有效地抑制串扰。
高频信号为了避免通过印刷导体而产生的电磁辐射，在布线PCB板时，应注意以下几点。
*将印刷布线的不连续性控制在最小限度。例如，不应该改变布线宽度，而是将布线角设置为90度或更高，从而不产生环状线。
*时钟信号线很有可能产生电磁辐射干扰。敷设配线时，配线接近接地电路，驱动器接近连接器。
*总线驱动器必须在要驱动的总线旁边。对于远离PCB的引线，驱动器必须在连接器旁边。
*数据总线的布线必须夹在两条信号线之间。由于后者始终加载高频电流，所以优选地将接地电路置于最不重要的地址引线附近。
当在*PCB板上配置高速、中速、低速逻辑电路时，设备的配置如图1所示。
3.抑制反射干扰
为了抑制印刷线路的末端的反射干扰，除了特殊的需要之外，还必须尽量缩短印刷线路的长度，使用低速电路。根据需要，可以增加端子匹配，即，可以在传输线的末端添加与接地线和电源具有相同电阻值的匹配电阻。根据经验，TTL在高速电路中，在印刷线比10cm长的情况下，应该采用端子匹配。匹配电阻的电阻值基于IC的最大输出驱动电流和吸收电流来确定。
三、去耦电容配置
在直流电源电路中，由于负荷的变化会产生电源噪声。例如，在数字电路中，当电路从一的状态变为另一状态时，在电力线中产生大的峰值电流，产生瞬态噪声电压。解块电容器可以被配置为抑制由负载变化引起的噪声，这是PCB板可靠性PCB设计的一般方法。构成原则如下。
*电源输入端子与10100uF的电解电容器连接。如果允许PCB板的位置，则大于100uF的电解电容器的干扰防止效果更好。
*在各IC芯片中配置0.01uF的陶瓷电容器。如果PCB板空间小，则每410码片可以配置110uf钽电解电容器，并且这种特别小的高频阻抗元件在500KHZ20MHZ的范围内的阻抗小于1Omega。然后漏电电流非常小（小于0.5uA）。
*噪声能力弱、关机时电流变化较大的设备、以及ROM及RAM等存储设备，需要在芯片的电源线Vcc和地线GND之间直接连接解锁电容器。
*去耦环电容器的引线不得太长，尤其是高频旁路电容器不得具有引线。
四、PCB板尺寸和设备结构
PCB板尺寸合适，如果打印线过长，则阻抗增加，不仅噪声阻力能力降低，而且成本高。过小的话，散热变差，容易受到相邻线路的干扰。
对于设备布局，与其他逻辑电路类似地，应尽可能靠近彼此关联的设备以获得更好的噪声电阻效果。时间发生器晶体振荡器和CPU时钟输入端子容易产生噪声，并且必须彼此接近。重要的是，噪声产生元件、低电流电路、高电流电路等尽可能地远离逻辑电路，尽可能地制造各个电路板。
五、散热设计
从散热的观点来看，优选垂直安装印刷版。印刷版之间的距离一般不小于2cm，印刷版上的装置的配置应遵循以下规则。
*对于自由对流冷却的设备，优选纵向排列集成电路（或其他设备）。对于使用强制风冷的设备，优选以水平长度排列集成电路（或其他设备）。
相同PCB设备上的低功率根据发热量的大小或热分布的程度、发热量小的设备或耐热性差的设备（例如小信号晶体管、小型集成电路、电解电容器等）上的冷却气流在入口，根据发热量大的设备或耐热性好的设备（例如功率晶体管在大规模集成电路等）中，最下游的冷却气流最好。
*在水平方向上，大功率设备应被布置成尽可能接近PCB板边缘以缩短传热路径。在垂直方向上，大功率组件应被布置成尽可能接近PCB板的顶部以减少这些组件在操作时对其它组件的温度的影响。
*需将对温度敏感的设备放置在温度最低的区域（设备的下部等），请勿放置在加热设备的正上方。多个设备最好采用水平交叉布局。
*装置中PCB板的散热主要取决于气流，因此在设计时考虑气流路径、装置或PCB板的合理配置。气流倾向于在电阻较低的地方流动，所以在PCB板配置设备时，请不要在区域内留下较大的空间。请注意机器整体的多个PCB板的构成也有同样的问题。
大量的实践经验表明，通过采用合理的设备配置可以有效地降低印刷电路的温度上升，从而大大降低设备和设备的故障率。
以上只是PCB可靠性设计的一些一般原则。PCB可靠性与特定的电路密切相关，因此PCB为了最大限度地确保可靠性，需要在PCB设计中处理特定的电路。
