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印制电路板可靠性设想的5个要领


现在电子器材用于各种电子设备和体系仍旧以印制为重要装配体式格局。理论证实,纵然电路原理图设想准确,印制电路板设想欠妥,也会对电子设备的可靠性发生晦气影响。比方,若是印制板两条细平行线靠得很远,则会构成旌旗灯号波形的提早,正在传输线的终端构成反射噪声。因而,正在设想印制电路板的时刻,应注重接纳准确的要领。

一、地线设想正在电子设备中,接地是掌握滋扰的主要要领

如能将接地和屏障准确联合起来运用,可处理大部分滋扰题目。电子设备中地线构造大抵有体系天、机壳天(屏障天)、数字天(逻辑天)和模仿天等。正在地线设想中应注重以下几点:

1.准确挑选单点接地取多点接地正在低频电路中,旌旗灯号的事情频次小于1MHz,它的布线和器件间的电感影响较小,而接地电路构成的环流对滋扰影响较大,因此应接纳一点接地。当旌旗灯号事情频次大于10MHz时,地线阻抗变得很大,此时应只管低落地线阻抗,应接纳就近多点接地。当事情频次正在1~10MHz时,若是接纳一点接地,其地线长度不应凌驾波长的1/20,不然应接纳多点接地法。

2.将取模仿电路离开。电路板上既有高速逻辑电路,又有线性电路,应使它们只管离开,而二者的地线不要相混,离别取电源端地线相连。要只管加大线性电路的接地面积。

3.只管加粗接地线若接地线很细,接地电位则随电流的转变而转变,以致电子设备的准时旌旗灯号电平不稳,抗噪声机能变坏。因而应将接地线只管加粗,使它能经由过程三位于印制电路板的许可电流。如有可能,接地线的宽度应大于3mm. 4.将接地线组成闭环路设想只由数字电路构成的印制电路板的地线体系时,将接地线做成闭环路能够显着的进步抗噪声才能。其缘由在于:印制电路板上有许多元件,特别逢有耗电多的元件时,果受接地线粗细的限定,会正在天结上发生较大的电位差,引发抗噪声才能下落,若将接地构造成环路,则会缩小电位差值,进步电子设备的抗噪声才能。

二、电磁兼容性设想

电磁兼容性是指电子设备正在种种电磁情况中仍可以或许和谐、有效地停止事情的才能。电磁兼容性设想的目标是使电子设备既能抑止种种外来的滋扰,使电子设备正在特定的电磁情况中可以或许一般事情,同时又能削减电子设备自己对别的电子设备的电磁滋扰。

1.挑选公道的导线宽度。因为瞬变电流正在印制线条上所发生的打击滋扰重要是由印制导线的电感身分形成的,因而应只管减小印制导线的电感量。印制导线的电感量与其长度成反比,与其宽度成反比,因此短而粗的导线对抑止滋扰是有益的。时钟引线、止驱动器或总线驱动器的信号线经常载有大的瞬变电流,印制导线要尽量天短。关于分立元件电路,印制导线宽度正在1.5mm阁下时,便可完整知足要求;关于集成电路,印制导线宽度可正在0.2~1.0mm之间挑选。

2.接纳准确的布线战略。接纳同等走线能够削减导线电感,但导线之间的互感和分布电容增添,若是结构许可,最好接纳井字形网状布线构造,具体做法是印制板的一面横向布线,另一面纵向布线,然后正在交织孔处用金属化孔相连。

为了抑止印制板导线之间的串扰,正在设想布线时应只管制止长距离的同等走线,尽量推开线取线之间的间隔,信号线取地线及电源线尽量不交织。正在一些对滋扰非常敏感的信号线之间设置一根接地的印制线,能够有效地抑止串扰。

为了制止高频旌旗灯号经由过程印制导线时发生的电磁辐射,正在印制电路板布线时,借应注重以下几点:

●只管削减印制导线的不连续性,比方导线宽度不要突变,导线的拐角应大于90度制止环状走线等。

时钟旌旗灯号引线最轻易发生电磁辐射滋扰,走线时应取地线回路相接近,驱动器应松挨着

●-金沙www.9822.com总线驱动器应紧挨其欲驱动的总线。关于那些脱离印制电路板的引线,驱动器应牢牢挨着连接器。

数据总线的布线应每两根信号线之间夹一根旌旗灯号地线。最好是牢牢挨着最不主要的地点引线安排天回路,由于后者常载有高频电流。

正在印制板部署高速、中速和低速逻辑电路时,应 分列器件

3.抑止反射滋扰。为了抑止泛起正在印制线条终端的反射滋扰,除特别需求以外,应尽量收缩印制线的长度和接纳慢速电路。需要时可加终端婚配,即正在传输线的末尾对天和电源端各加接一个雷同阻值的婚配电阻。凭据履历,对一样平常速度较快的TTL电路,其印制线条擅长10cm以上时就应接纳终端婚配步伐。婚配电阻的阻值应凭据集成电路的输出驱动电流及吸取电流的最大值去决意。

三、去耦电容设置

正在直流电源回路中,负载的转变会引发电源噪声。比方正在中,当电路从一个状况转换为另一种状况时,便会正在电源线上发生一个很大的尖峰电流,构成瞬变的噪声电压。设置去耦电容能够抑止果负载转变而发生的噪声,是印制的可靠性设想的一种通例做法,设置原则以下:

电源输入端跨接一个10~100uF的电解电容器,若是印制电路板的位置许可,接纳100uF以上的电解电容器的抗干扰结果会更好。

为每一个芯片设置一个0.01uF的陶瓷电容器。如碰到印制电路板空间小而装不下时,可每4~10个芯片设置一个1~10uF钽电解电容器,这类器件的高频阻抗稀奇小,正在500kHz~20MHz范围内阻抗小于1Ω,并且泄电流很小(0.5uA以下)。

关于噪声才能强、关断时电流转变大的器件和ROM、RAM等存储型器件,应正在芯片的电源线(Vcc)和地线(GND)间间接接入去耦电容。

去耦电容的引线不克不及过长,特别是高频旁路电容不能带引线

四、印制电路板的尺寸取器件的部署

印制电路板巨细要适中,过大时印制线条少,阻抗增添,不只抗噪声才能下落,本钱也下;过小,则散热欠好,同时易受邻近线条滋扰。

正在器件部署方面与其它逻辑电路一样,应把互相有关的器件只管放得接近些,如许可以获得较好的抗噪声结果。如图2所示。时种发生器、晶振和CPU的时钟输入端都易发生噪声,要互相接近些。易发生噪声的器件、小电流电路、大电流电路等应只管阔别逻辑电路,如有可能,应另做电路板,这一点十分重要。

五、热设想从有利于散热的角度动身

印制版最好是竖立安装,板取板之间的间隔一样平常不应小于2cm,并且器件正在印制版上的分列体式格局应遵照肯定的划定规矩:关于接纳自在对流空气冷却的装备,最好是将集成电路(或别的器件)按纵长体式格局分列,关于接纳强迫空气冷却的装备,最好是将集成电路(或别的器件)按横长体式格局分列。 统一块印制板上的器件应尽量按其发热量巨细及散热水平分区分列,发热量小或耐热性差的器件(如小旌旗灯号晶体管、小规模集成电路、电解电容等)放正在冷却气流的最上流(入口处),发热量大或耐热性好的器件(如功率晶体管、大规模集成电路等)放正在冷却气流最下流。正在程度方向上,大只管接近印制板边缘部署,以便收缩传热途径;正在垂直方向上,大功率器件只管接近印制板上方部署,以便削减这些器件事情时对别的器件温度的影响。

对温度对照敏感的器件,最好安装正在温度最低的地区(如装备的底部),万万不要将它放正在发烧器件的正上方,多个器件最好是正在水平面上交织结构。装备内印制板的散热重要依托氛围活动,以是正在设计时要研讨氛围活动途径,公道设置器件或印制电路板。氛围活动时老是趋势于阻力小的中央活动,以是正在印制电路板上设置器件时,要制止正在某个地区留有较大的空域。整机中多块印制电路板的设置也应注重一样的题目。

大量实践经验注解,接纳公道的器件分列体式格局,能够有效地低落印制电路的温降,从而使器件及装备的故障率显着下落以上所述只是印制电路板可靠性设想的一些通用原则,印制电路板可靠性取详细电路有着亲切的干系,正在设想中不还需凭据详细电路停止响应处置惩罚,才气最大水平天包管印制电路板的可靠性。

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