資料介紹
Protel DXP是第一個將所有設計工具集于一身的板級設計系統(tǒng),電子設計者從最初的項目模塊規(guī)劃到最終形成生產數(shù)據(jù)都可以按照自己的設計方式實現(xiàn)。Protel DXP運行在優(yōu)化的設計瀏覽器平臺上,并且具備當今所有先進的設計特點,能夠處理各種復雜的PCB設計過程。Protel DXP作為一款新推出的電路設計軟件,在前版本的基礎上增加了許多新的功能。新的可定制設計環(huán)境功能包括雙顯示器支持,可固定、浮動以及彈出面板,強大的過濾和對象定位功能及增強的用戶界面等。通過設計輸入仿真、PCB繪制編輯、拓撲自動布線、信號完整性分析和設計輸出等技術融合,Protel DXP提供了全面的設計解決方案。
PCB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、焊盤、填充、跨接線等。
電路板一般用敷銅層壓板制成,板層選用時要從電氣性能、可靠性、加工工藝要求和經濟指標等方面考慮。常用的敷銅層壓板是敷銅酚醛紙質層壓板、敷銅環(huán)氧紙質層壓板、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。環(huán)氧樹脂與銅箔有極好的粘合力,因此銅箔的附著強度和工作溫度較高,可以在260℃的熔錫中不起泡。環(huán)氧樹脂浸過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脂的層壓板。電路板的厚度應該根據(jù)電路板的功能、所裝元件的重量、電路板插座的規(guī)格、電路板的外形尺寸和承受的機械負荷等來決定。
主要是應該保證足夠的剛度和強度。
常見的電路板的厚度有0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm
從成本、銅膜線長度、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,且相鄰的導線容易引起干擾。電路板的制作費用是和電路板的面積相關的,面積越大,造價越高。在設計具有機殼的電路板時,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,否則就無法確定電路板的尺寸。一般情況下,在禁止布線層中指定的布線范圍就是電路板尺寸的大小。電路板的最佳形狀是矩形,長寬比為3:2或4:3,當電路板的尺寸大于200mm×150mm時,應該考慮電路板的機械強度??傊?,應該綜合考慮利弊來確定電路板的尺寸。
雖然Protel DXP能夠自動布局,但是實際上電路板的布局幾乎都是手工完成的。
要進行布局時,一般遵循如下規(guī)則:
1.特殊元件的布局
特殊元件的布局從以下幾個方面考慮:
1)高頻元件:高頻元件之間的連線越短越好,設法減小連線的分布參數(shù)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之間的距離,以免出現(xiàn)意外短路時損壞元件。為了避免爬電現(xiàn)象的發(fā)生,一般要求2000V電位差之間的銅膜線距離應該大于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手不易觸及的地方。
3)重量太大的元件:此類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(jié)的元件:對于電位器、可調電感線圈、可變電容、微動開關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(jié),應該放在電路板上容易調節(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的。
2.按照電路功能布局
如果沒有特殊要求,盡可能按照原理圖的元件安排對元件進行布局,信號從左邊進入、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。以每個功能電路為核心,圍繞這個核心電路進行布局,元件安排應該均勻、整齊、緊湊,原則是減少和縮短各個元件之間的引線和連接。數(shù)字電路部分應該與模擬電路部分分開布局。
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以內的位置,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中進行流水線插件和進行波峰焊時,要提供給導軌槽使用,同時也是防止由于外形加工引起電路板邊緣破損,引起銅膜線斷裂導致廢品。如果電路板上元件過多,不得已要超出3mm時,可以在電路板邊緣上加上3mm輔邊,在輔邊上開V形槽,在生產時用手掰開。
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、開關和連接插件等。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。
PCB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、焊盤、填充、跨接線等。
電路板一般用敷銅層壓板制成,板層選用時要從電氣性能、可靠性、加工工藝要求和經濟指標等方面考慮。常用的敷銅層壓板是敷銅酚醛紙質層壓板、敷銅環(huán)氧紙質層壓板、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。環(huán)氧樹脂與銅箔有極好的粘合力,因此銅箔的附著強度和工作溫度較高,可以在260℃的熔錫中不起泡。環(huán)氧樹脂浸過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脂的層壓板。電路板的厚度應該根據(jù)電路板的功能、所裝元件的重量、電路板插座的規(guī)格、電路板的外形尺寸和承受的機械負荷等來決定。
主要是應該保證足夠的剛度和強度。
常見的電路板的厚度有0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm
從成本、銅膜線長度、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,且相鄰的導線容易引起干擾。電路板的制作費用是和電路板的面積相關的,面積越大,造價越高。在設計具有機殼的電路板時,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,否則就無法確定電路板的尺寸。一般情況下,在禁止布線層中指定的布線范圍就是電路板尺寸的大小。電路板的最佳形狀是矩形,長寬比為3:2或4:3,當電路板的尺寸大于200mm×150mm時,應該考慮電路板的機械強度??傊?,應該綜合考慮利弊來確定電路板的尺寸。
雖然Protel DXP能夠自動布局,但是實際上電路板的布局幾乎都是手工完成的。
要進行布局時,一般遵循如下規(guī)則:
1.特殊元件的布局
特殊元件的布局從以下幾個方面考慮:
1)高頻元件:高頻元件之間的連線越短越好,設法減小連線的分布參數(shù)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之間的距離,以免出現(xiàn)意外短路時損壞元件。為了避免爬電現(xiàn)象的發(fā)生,一般要求2000V電位差之間的銅膜線距離應該大于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手不易觸及的地方。
3)重量太大的元件:此類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(jié)的元件:對于電位器、可調電感線圈、可變電容、微動開關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(jié),應該放在電路板上容易調節(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的。
2.按照電路功能布局
如果沒有特殊要求,盡可能按照原理圖的元件安排對元件進行布局,信號從左邊進入、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。以每個功能電路為核心,圍繞這個核心電路進行布局,元件安排應該均勻、整齊、緊湊,原則是減少和縮短各個元件之間的引線和連接。數(shù)字電路部分應該與模擬電路部分分開布局。
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以內的位置,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中進行流水線插件和進行波峰焊時,要提供給導軌槽使用,同時也是防止由于外形加工引起電路板邊緣破損,引起銅膜線斷裂導致廢品。如果電路板上元件過多,不得已要超出3mm時,可以在電路板邊緣上加上3mm輔邊,在輔邊上開V形槽,在生產時用手掰開。
4.元件放置的順序
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