劉 東

聊城職業(yè)技術(shù)學院，山東聊城 252000

0 引言

進入21 世紀以來，隨著電子信息科技的高速發(fā)展，大量的電子產(chǎn)品已經(jīng)融入進了我們的日常生活當中，并為我們提供了極大的便利。而對于PCB，即印制電路板，在許多的電子產(chǎn)品當中起到了至關(guān)重要的作用[1]。鑒于此，本課題對“關(guān)于PCB 設(shè)計的要點”進行分析與探究具有尤為深遠的重要意義。

1 地線設(shè)計要點分析

對于電氣設(shè)備而言，時常會出現(xiàn)干擾問題，有效的解決方法主要是正確的屏蔽及合理的接地。因此，我們需深刻了解接地設(shè)計的重要性。接地系統(tǒng)的主要組成部分有模擬地、數(shù)字地、機殼地以及系統(tǒng)地等[2]。其中，數(shù)字地與機殼地分別稱之為邏輯地與屏蔽地。下面筆者主要對地線接地設(shè)計的要點進行分析。

1.1 對接地方式進行規(guī)范選擇

在普遍情況下，接地方式有兩種，一種是單點接地方式，還有一種是多點接地方式。因此，對于接地方式，需盡量做到規(guī)范選擇。當設(shè)備的工作頻率大于10MHZ 的狀況下，因為地線抗阻過大將會造成設(shè)備不能正常運行，所以理應選擇多點接地方式，以此使地線抗阻現(xiàn)象能夠大大降低。另外，如果電路的工作頻率小于1MHZ 的狀況下，就應該選擇單點接地方式，進而使形成的環(huán)流所造成的干擾現(xiàn)象能夠得到有效規(guī)避。

1.2 對模擬電路與數(shù)字電路進行分離

基于電路板極具復雜性，不但存在線性電路，而且還存在邏輯電路，因此便有必要將模擬電路與數(shù)字電路分離開來，以此使兩者能夠有效避免混淆。可使兩者依次進行和電源端接地的方法來對混接的現(xiàn)象進行有效規(guī)避。另外，還需將線性電路中的接地面積盡可能地擴大化。

1.3 選用較粗的接地線

如果選用較細的接地線，那么接地電位會隨著電流的變化而變化，致使電子設(shè)備沒有辦法實現(xiàn)穩(wěn)定運行，進而會在很大程度上減弱電子設(shè)備的抗噪性能。因此，選用較粗的接地線便顯得尤為重要。我們可以增大接地線所允許的電流為基礎(chǔ)，進而使設(shè)備的信號得到穩(wěn)定。另外，在符合條件的狀況下，可選用3mm 以上的接電線。

2 電磁兼容性設(shè)計要點分析

在電子設(shè)備工作環(huán)境復雜多變的情況下，電子設(shè)備便需要擁有高強度的電磁環(huán)境適應能力。同時，想要使其他電子設(shè)備所造成的電磁干擾得到大幅度的降低，便應該對電磁兼容性實施規(guī)范科學的設(shè)計。下面筆者主要從布線方式的選擇和導線的選擇兩方面進行分析。

2.1 選擇規(guī)范的布線方式

想要使導線的電感能夠有所降低，可利用平行走線法，但是此方法會致使導線間所分布的電容與互感逐漸擴大[3]。因此，在規(guī)定范圍內(nèi)，可在布線的時候充分利用井字形結(jié)構(gòu)，進而在印制板的縱向與橫線上選取不一樣的布線方式，并采用金屬化孔在交叉孔處進行連接。另外，因為印制板導線間存在串擾效應，所以對于長距離平行走線這一類狀況，需進行有效控制。

2.2 選擇正確寬度的導線

對于沖擊干擾狀況時常發(fā)生，便需要在印制導線時對瞬變電流進行有效控制。其有效途徑便是對印制導線情況下所產(chǎn)生的電感量進行控制。電感量的多少與導線的寬度是呈負相關(guān)的，與導線的長度是呈正相關(guān)的。因此，在導線的選擇上，盡可能地選擇粗且短的導線，以此為抑制干擾起到顯效作用。由于總線驅(qū)動器及行驅(qū)動器常會有較大的瞬變電流出現(xiàn)，因此在上述導線的選擇上，應盡量選擇短的導線。另外，一些集成電路，需使導線寬度盡量控制在0.2mm 至1mm 間；而分立組件電路，其寬度則需大約控制在1.5mm。

3 散熱設(shè)計要點分析

對印制板，有利于散熱的方法是進行直立安裝。板與板之間的距離在普遍情況下應等于或者大于2cm。并且，器件在印制板上的排列方式是遵循一些原則的。首先，一些設(shè)備是使用自由對流空氣進行冷卻的，因此需把集成電路以橫長的方式進行排列。其次，基于同一塊印制板上的器件，應該以其發(fā)熱量的多少及散熱的程度為依據(jù)，進而加以排列。對于發(fā)熱量較小且耐熱性較差的器件，應該放置冷卻氣流的入口處；對于發(fā)熱量較大且耐熱性能較好的器件，該放置冷卻氣流最下游位置[4]。再則，基于水平方向，大功率器件應該向印制板邊沿位置靠近，以此使傳熱的路徑能夠得到縮短。基于垂直方向，大功率器件應該向印制板上方位置靠近，進而使器件在工作的情況對器件溫度造成的影響能夠得到有效規(guī)避。最后，一些器件對溫度是極具敏感性的，因此這些器件便需要在溫度較低的區(qū)域安裝。需要充分注意的是，這些器件絕對不可放置發(fā)熱器件的正上方；對于多個器件，使其在水平面上形成交錯布局是非常有必要的。

另外，對于在設(shè)備內(nèi)的印制板，主要是憑借空氣的流動進行散熱。因此，在設(shè)計的時候，需要對空氣流動的路徑進行充分考慮，并對器件及印制電路板進行合理配置。而空氣在流動過程中，普遍情況下是傾向于阻力較小的地方流動，因此對PCB 進行器件配置時，對于某個區(qū)域存留比較大的空域的情況，需要實施有效規(guī)避措施。

4 結(jié)論

通過本課題的分析與探究，充分認識到掌握PCB 設(shè)計要點的重要性。關(guān)于PCB 設(shè)計，其要點主要體現(xiàn)在三大方面：地線設(shè)計、電磁兼容性設(shè)計以及散熱設(shè)計。另外，對于電路板上器件和尺寸的設(shè)計也顯得非常重要。相信充分掌握好以上關(guān)于PCB 設(shè)計的關(guān)鍵要點，PCB 設(shè)計技術(shù)將會更加優(yōu)化、更加完善，進而為我國電子信息產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

[1]周春陽.關(guān)于PCB設(shè)計要點分析[J].科技與企業(yè)，2013，04，22.

[2]任玉蘭.寇賢慶.民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析[J].華章，2012，08，10.

[3]王翀.PCB的知識產(chǎn)權(quán)保護模式研究[J].法治湖南與區(qū)域治理研究，2011，12，31.

[4]郭遠東.電磁兼容設(shè)計如何融入電子產(chǎn)品的設(shè)計流程[J].電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗，2011，12，20.