關于PCB板的設計

摘 要：電子產品為了滿足大存儲量、高密度分布、高速運行的需求，PCB板的設計愈發突出。本人根據多年工作經驗，結合我國PCB設計狀況，本文就PCB設計做一些探討，希望能夠起到積極的推動作用。

關鍵詞：PCB設計；要點；目的

中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 12-0000-01

電子產品充斥在我們的工作、生活之中，印制電路板（PCB）設計的是否合理，直接關系到電子產品的使用功效。在接地設計、電磁兼容、電路板尺寸、散熱等方面是否能夠滿足生產與使用的要求，是PCB板設計的重點，本人根據多年工作經驗，結合我國PCB設計狀況，本文就PCB設計做一些探討，希望能夠起到積極的推動作用。

一、PCB板設計要點

PCB板的設計是否具有良好的可制造性，是衡量PCB板的設計好壞的重要標準，若想做到這一點，首先需要抓住以下幾個要點。

（一）接地設計中的要點

接地系統由模擬地、數字地、機殼地以及系統地等四大部分組成，數字地又稱作邏輯地，機殼地又稱作屏蔽地。合理的接地設計可以屏蔽掉大多數的干擾，這一點在電氣設備中是非常重要的。

1.選擇合理的接地方式

多點接地、單點接地，是兩種不同的接地方式，我們要根據實際的現實情況加以選擇。當設備的工作頻率超過10MHz時候，受電磁輻射影響，地線抗阻數值比較大，直接影響設備的正常運轉，此時，應該選擇多點接地方式，從而消除不良影響；當設備的工作頻率低于1MHz的時候，應該選擇單點接地方式，避免電磁環流產生新的干擾；當設備的工作頻率處于1-10MHz之間的時候，需要參考電路波長與地線長度的關系來決定接地方式，當波長是地線長度的20倍及以內的時候，選擇多點接地，否則采用單點接地。

2.分離不同性質的電路

電路板上面的電路分布非常復雜，有模擬電路，還有數字電路，正確的方法是把它們分開，避免相互干擾。設計各自獨立的接地方式可以有效地避免相互間的電磁干擾。

3.接地線的橫截面要寬粗

選擇橫截面寬度在3mm以上的接電線，可以避免因電流產生變化而導致接地電位出現不穩定的情況出現，可以有效提升設備的抗噪性能。因此，在條件允許的前提下，盡可能地選擇比較寬粗的接地導線。

（二）電磁兼容的設計要點

電子設備出現最多的問題是電磁干擾，既要保證良好的電磁環境，還要降低相互間的電磁干擾，這就需要認真考慮電磁兼容性方面的相應設計。

1.選擇正確的布線方式

平行走線可以有效地降低導線自身的電感，但是會因為導線間的互感現象加大。采用井字形布線方式可以有效解決這個問題。具體方法是：在印制板的兩個層面上，一面選擇縱向、另一面選擇橫向進行布線，通過金屬化孔連接兩個層面的導線。

2.選擇正確寬度的導線

為了提高抗干擾能力，就要能夠有效地控制瞬變電流，也就是控制電感量。根據電感量與導線寬度成反比，與導線長度成正比的原理，選擇短而粗的導線，是抑制干擾、提高抗干擾能力的好辦法。

（三）PCB板尺寸設計要點

PCB板尺寸要科學合理，尺寸過大，則勢必加大導線長度，使得阻抗增大，抗干擾能力下降，同時增加生產成本；尺寸過小，線路之間容易相互干擾，同時影響散熱效果。因此，必須仔細考慮PCB板的尺寸。把易產生噪聲的器件相互靠近，便于統一處理干擾；把邏輯電路與這些器件遠離，從而減輕線路干擾。

（四）PCB板散熱設計要點

電子設備在工作中會產生大量的熱，若不能及時散熱，不僅會影響工作性能，更會縮短其使用壽命。從散熱角度看，直立安裝PCB板，間距保持在2cm以上，是比較有效且經濟的作法。

根據器件的發熱量與散熱快慢，合理安排它們的具體位置。在通風情況良好的入口處，安排耐熱性差的器件（小規模集成電路、電解電容等）；在其它位置，安排耐熱性高的器件（大規模集成電路、大功率器件等）。對于熱敏度較高的器件，應該避開發熱器件正上方。對于大功率器件，應該放置在傳熱路徑短捷的位置上，以避免影響其它器件。

在通盤考慮安排PCB板整體布局的時候，要認真考慮空氣流動問題，以此合理安排器件以及空間的分配。要注意保持整體良好的通風散熱性。

二、設計的目的是為了制造

任何設計都是為生產制造服務的，脫離開這個目的，是無效的設計。PCB板的設計目的也是為了更好地實現生產制造的速度、成本和質量。

（一）工藝邊、定位孔的設計

為了實現生產，必須做好PCB板的排版、布局工作。在PCB板兩側，必須預留不少于5mm的邊沿，作為工藝邊，定位孔就安排在工藝邊上面，起到裝配時候的固定作用。如若出現工藝邊預留不夠的情況，則必須臨時增加新的工藝邊，待生產完成后可以考慮將其去掉。

（二）基準標志的設計

基準標志的作用是：在PCB板上，設計一組圖形，用于光學定位，保證貼裝元器件的準確性。就PCB拼版而言，在整張板子上和各個拼版上，都要有基準標志，以克服拼版之間的間距不統一的問題；對于引腳間距小的單個器件，應該放置局部基準標志，以便準確定位；對于普通的PCB板，基準標志一般放置在對角線或其延長線方向上。

（三）焊盤的設計

針對不同的器件和連接方式，要考慮不同的焊盤設計。否則容易出現各種問題。比如：焊盤過長，導致焊錫存量過多，出現“立碑”現象；焊盤過短，直接影響焊接強度；焊盤偏寬，多會產生半邊焊現象；焊盤的中心間距不合適，則會產生焊接移位或是出現錫球。所以，PCB板的設計者必須對焊接工藝有專業的技能和具體的工作經驗，并且依據統一的設計規范，才能做好焊盤的設計工作，避免出現生產質量問題。

三、結束語

在電子信息化時代，電子產品的更新換代速度是非常快的，這就意味著電子產品的市場競爭是非常激烈的。為了適應市場競爭，PCB板的設計工作所包含的內容越發豐富，設計標準和難度越發加大。只有把握住設計與生產的統一性，才能相互促進，達到提升市場競爭力的目的。

參考文獻：

[1]王國舜.論PCB設計的常見問題[J].機械設計，2011（08）.

[2]李志國.淺析電路板的組裝技術[J].電子信息技術，2009（09）.

[3]楊利軍.印制電路板電磁兼容設計[J].科協論壇，2007（05）.