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[组图]基于Protel DXP软件的PCB板布局设计原则         ★★★
基于Protel DXP软件的PCB板布局设计原则

来源:www.pcblover.com    作者:PCB技术   更新时间:2015-07-20 17:16:25   点击: 

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基于Protel DXP软件的PCB板布局设计原则

 Protel DXP是第一个将所有设计工具集于一身的板级设计系统,电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照自己的设计方式实现。Protel DXP运行在优化的设计浏览器平台上,并且具备当今所有先进的设计特点,能够处理各种复杂的PCB板设计过程。通过设计输入仿真、PCB板绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术融合,Protel DXP提供了全面的设计解决方案。

PCB板设计的原则包括以下几个方面:
  1、PCB板的选用
  2、PCB板尺寸
  3、PCB板元件布局
  4、PCB板布线
  5、PCB板接地
  6、PCB板抗干扰
  7、PCB板焊盘
  8、PCB板大面积填充
  9、PCB板跨接线
  10、PCB板高频布线

PCB板的选用

  PCB板一般用敷铜层压板制成,板层选用时要从电气性能、可靠性、加工工艺要求和经济指标等方面考虑。常用的敷铜层压板是敷铜酚醛纸质层压板、敷铜环氧纸质层压板、敷铜环氧玻璃布层压板、敷铜环氧酚醛玻璃布层压板、敷铜聚四氟乙烯玻璃布层压板和多层印刷电路板用环氧玻璃布等。不同材料的层压板有不同的特点。环氧树脂与铜箔有极好的粘合力,因此铜箔的附着强度和工作温度较高,可以在260℃的熔锡中不起泡。环氧树脂浸过的玻璃布层压板受潮气的影响较小。超高频电路板最好是敷铜聚四氟乙烯玻璃布层压板。在要求阻燃的电子设备上,还需要阻燃的PCB板,这些PCB板都是浸入了阻燃树脂的层压板。

PCB板尺寸
  PCB板的厚度应该根据PCB板的功能、安装元器件的重量、PCB板插座的规格、PCB板的外形尺寸和承受的机械负荷等来决定。主要应该保证足够的刚度和强度。

  常见的PCB板的厚度有:0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm。

  从成本、铜膜线长度、抗噪声能力考虑,PCB板尺寸越小越好。但是PCB板尺寸太小,则散热不良,且相邻的导线容易引起干扰。PCB板的制作费用是和PCB板的面积相关的,面积越大,造价越高。在设计具有机壳的PCB板时,PCB板尺寸还受机箱外壳大小的限制,一定要在确定PCB板尺寸前确定机壳大小,否则就无法确定PCB板尺寸。一般情况下,在禁止布线层中指定的布线范围就是PCB板尺寸的大小。

  PCB板的最佳形状是矩形,长宽比为3:2或4:3,当PCB板的尺寸大于200*150mm时,应该考虑PCB板的机械强度。总之,应该综合考虑利弊来确定PCB板尺寸。

基于Protel DXP软件的PCB板布局设计原则

PCB板元件布局
  虽然Protel DXP能够自动布局,但是实际上在设计时PCB板的元件布局几乎都是手工完成的。PCB板元件布局一般遵循如下规则:

1、特殊元件布局
  特殊元件的布局从以下几个方面考虑:

  1)高频元件
  高频元件之间的连线越短越好,设法减小连线的分布参数和相互之间的电磁干扰,易受干扰的元件不能离得太近。隶属于输入和隶属于输出的元件之间的距离应该尽可能大一些。

  2)具有高电位差的元件
  应该加大具有高电位差元件和连线之间的距离,以免出现意外短路时损坏元件。为了避免爬电现象的发生,一般要求2000V电位差之间的铜膜线距离应该大于2mm,若对于更高的电位差,距离还应该加大。带有高电压的器件,应该尽量布置在调试时手不易触及的地方。

  3)重量太大的元件
  此类元件应该有支架固定,而对于又大又重、发热量多的元件,不宜安装在PCB板上。

  4)发热与热敏元件
  注意发热元件应该远离热敏元件。

  5)可以调节的元件
  对于电位器、可调电感线圈、可变电容、微动开关等可调元件的布局应该考虑整机的结构要求,若是机内调节,应该放在PCB板上容易调节的地方,若是机外调节,其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相对应。

  6)电路板安装孔和支架孔
  应该预留出PCB板的安装孔和支架的安装孔,因为这些孔和孔附近是不能布线的。

2、按照电路功能布局

  如果没有特殊要求,尽可能按照原理图的元件安排对元件进行布局,信号从左边进入、从右边输出,从上边输入、从下边输出。按照电路流程,安排各个功能电路单元的位置,使信号流通更加顺畅和保持方向一致。以每个功能电路为核心,围绕这个核心电路进行布局,元件安排应该均匀、整齐、紧凑,原则是减少和缩短各个元件之间的引线和连接。数字电路部分应该与模拟电路部分分开布局。

3、元件离PCB板边缘的距离
  所有元件均应该放置在离PCB板边缘3mm以内的位置,或者至少距PCB板边缘的距离等于板厚,这是由于在大批量生产中进行流水线插件和进行波峰焊时,要提供给导轨槽使用,同时也是防止由于外形加工引起PCB板边缘破损,引起铜膜线断裂导致废品。如果PCB板上元件过多,不得已要超出3mm时,可以在PCB板边缘上加上3mm辅边,在辅边上开V形槽,在生产时用手掰开。

4、元件放置的顺序
  首先放置与结构紧密配合的固定位置的元件,如电源插座、指示灯、开关和连接插件等。再放置特殊元件,例如发热元件、变压器、集成电路等。最后放置小元件,例如电阻、电容、二极管等。

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