在設(shè)計(jì)裝配方式之前,要求將整機(jī)的電路基本定型,同時(shí)還要根據(jù)整機(jī)的體積以及機(jī)殼的尺寸來(lái)安排元器件在印刷電路板上的裝配方式。
具體做這一步工作時(shí),可以先確定好印刷電路板的尺寸,然后將元器件配齊,根據(jù)元器件種類和體積以及技術(shù)要求將其布局在印刷電路板上的適當(dāng)位置??梢韵葟捏w積較大的器件開(kāi)始,如電源變壓器、磁棒、全橋、集成電路、三極管、二極管、電容器、電阻器、各種開(kāi)關(guān)、接插件、電感線圈等。待體積較大的元器件布局好之后,小型及微型的電子元器件就可以根據(jù)間隙面積靈活布配。二極管、電感器、阻容元件的裝配方式一般有直立式、俯臥式和混合式三種。
?、僦绷⑹?/STRONG>。這種安裝方式見(jiàn)圖1。電阻、電容、二極管等都是豎直安裝在印刷電路板上的。這種方式的特點(diǎn)是:在一定的單位面積內(nèi)可以容納較多的電子元件,同時(shí)元件的排列也比較緊湊。缺點(diǎn)是:元件的引線過(guò)長(zhǎng),所占高度大,且由于元件的體積尺寸不一致,其高度不在一個(gè)平面上,欠美觀,元器件引腳彎曲,且密度較大,元器件之間容易引腳碰觸,可靠性欠佳,且不太適合頻率較高的電路采用。
②俯臥式。這種安裝方式見(jiàn)圖2。二極管、電容、電阻等元件均是俯臥式安裝在印刷電路板上的。這樣可以明顯地降低元件的排列高度,可實(shí)現(xiàn)薄形化,同時(shí)元器件的引線也最短,適合于較高工作頻率的電路采用,也是目前采用得最廣泛的一種安裝方式。
?、刍旌鲜?/STRONG>。為了適應(yīng)各種不同條件的要求或某些位置受面積所限,在一塊印刷電路板上,有的元器件采用直立式安裝,也有的元器件則采用俯臥式安裝。這受到電路結(jié)構(gòu)各式以及機(jī)殼內(nèi)空間尺寸的制約,同時(shí)也與所用元器件本身的尺寸和結(jié)構(gòu)形式有關(guān),可以靈活處理。見(jiàn)圖3。
元器件配置布局應(yīng)考慮的因素:
對(duì)于印刷電路板的布局排列并沒(méi)有統(tǒng)一固定的模式,每個(gè)設(shè)計(jì)者都可以根據(jù)具體情況和習(xí)慣方法進(jìn)行工作,但是一些基本原則是應(yīng)遵循的。
?、儆∷㈦娐钒遄罱?jīng)濟(jì)的形狀是矩形或正方形。一般應(yīng)避免設(shè)計(jì)成異形,以盡可能地降低成本。
?、谌绻∷㈦娐钒迨蔷匦?,元件排列的長(zhǎng)度方向一般應(yīng)與印刷電路板的長(zhǎng)邊平行,這樣不但可以提高元件的裝配密度,而且可使裝配好的印刷電路板更美觀。
?、墼呐渲门c安裝必須要考慮到足夠的機(jī)械強(qiáng)度,要保證元件和印刷電路板在工作與運(yùn)輸過(guò)程中不會(huì)因振動(dòng)、沖擊而損壞。其重量超過(guò)15g以上的元器件應(yīng)考慮使用支架或卡夾加以固定,一般不宜直接將它們焊接在印刷電路板上。
?、芤恍╇娮釉攸c(diǎn)是放大器的輸入與輸出部分,應(yīng)盡可能地設(shè)計(jì)到靠近印刷電路板外部連接的插頭部分。當(dāng)然,如果存在著寄生耦合,例如相鄰導(dǎo)線間的電信號(hào)串?dāng)_,就不能使它們的引線靠得太近。
⑤對(duì)于一些易發(fā)熱的元件,如電源變壓器、大功率三極管、可控硅、大功率電阻等應(yīng)盡量靠近機(jī)殼框架。因?yàn)榻饘倏蚣芫哂幸欢ǖ纳嶙饔?。?duì)于濕度敏感的元件,如鍺三極管、電解電容器等,應(yīng)盡量遠(yuǎn)離熱源區(qū)。對(duì)于一些耐熱性較好的元器件則盡可能設(shè)計(jì)到印刷電路板最熱的區(qū)域內(nèi)。
⑥應(yīng)盡可能地縮短元件及元件之間的引線。盡量避免印刷電路板上的導(dǎo)線的交叉,設(shè)法減小它們的分布電容和互相之間的電磁干擾,以提高系統(tǒng)工作的可靠性。
?、邞?yīng)以功能電路的核心器件為中心,外圍元件圍繞它進(jìn)行布局。例如通常是以集成電路基晶體三極管等元件為核心,然后根據(jù)各自的引腳功能,正確地排列布置外圍元件的方向與位置。
?、嘣谠O(shè)計(jì)數(shù)字邏輯印刷電路板時(shí),要注意各種門(mén)電路多余端的處理,或接電源端或接地端,并按照正確的方法實(shí)現(xiàn)不同邏輯門(mén)的組合轉(zhuǎn)換。
?、嵩骷呐渲煤筒季謶?yīng)有利于設(shè)備的裝配、檢查、高度與維修。
?、鈱?duì)于要求防干擾的元器件,可采用金屬外殼或在元件表面噴涂金屬加以屏蔽。
印刷電路上導(dǎo)線配置應(yīng)考慮的因素:
我們通常所用的敷銅板上的銅箔厚度一般為0.05mm左右,在敷銅厚度不變的情況下要通過(guò)不同的電流強(qiáng)度,就要對(duì)其布線以及導(dǎo)線的寬窄有所要求。利用protel等電路設(shè)計(jì)CAD軟件繪制好電路原理圖(sch),再在印刷電路圖(pcb)下進(jìn)行元器件配置布局,確定導(dǎo)線的位置、走向、連接點(diǎn)以及適當(dāng)?shù)膶挾取?yán)格地講,應(yīng)根據(jù)電路要求的電流強(qiáng)度、壓降、擊穿電壓、分布電容等多項(xiàng)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行核算,核算無(wú)誤后,應(yīng)略留余地,其設(shè)計(jì)才算初步完成。但在業(yè)余制作情況下,對(duì)于一些與安全無(wú)關(guān)或不緊要的電子裝置,也可以將上述條件放松,但應(yīng)盡量遵循以下原則。
?、倮L制的導(dǎo)線粗細(xì)應(yīng)盡量均勻,在同一導(dǎo)線上不應(yīng)出現(xiàn)突然由粗變細(xì)或由細(xì)變粗的現(xiàn)象。
?、谄鋱D案、線條的寬度大于5mm時(shí),需在線條中間設(shè)計(jì)出圖形或縫狀空白處,以免在銅箔與絕緣基板之間產(chǎn)生氣泡。
?、塾须婑詈匣虼篷詈系耐?,應(yīng)避免相互平行。當(dāng)導(dǎo)線的串聯(lián)電阻和電感影響處于將要位置,而寄生電容的影響為時(shí),高阻抗的信號(hào)線要采用窄導(dǎo)線。
?、軐?dǎo)線間距的確定應(yīng)考慮到最壞的工作條件下導(dǎo)線之間的絕緣電阻和擊穿電壓。實(shí)踐證明:導(dǎo)線的間距在1.5mm時(shí),其絕緣電阻超過(guò)20MΩ,允許電壓可達(dá)300V;間距在1.0mm時(shí),允許電壓為200V,所以導(dǎo)線的間距通常應(yīng)采用1.0-1.5mm。
?、菰诟哳l電路系統(tǒng)中,必須采用大面積接地結(jié)構(gòu),這樣既能起到屏蔽作用,又可使高頻回路具有較小的電感。
?、抻∷㈦娐钒迳系膶?dǎo)線寬度,主要由導(dǎo)線(銅箔)與絕緣板之間粘附強(qiáng)度,渡過(guò)它們的電流強(qiáng)度和最大允許溫升確定的。如果在+20℃時(shí),允許有微小溫升,導(dǎo)線寬度和允許電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下:(銅箔厚度為0.05mm時(shí))
導(dǎo)線寬度(mm) 0.5 1.0 1.5 2.0 允許電流(A) 0.8 1.0 1.3 1.9
⑦由于印刷電路板上的導(dǎo)線具有一定的電阻,因此在電流通過(guò)時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生電壓降。在+20℃時(shí),寬度為1mm,厚度為0.05mm的導(dǎo)線其導(dǎo)線電流與電壓降如下:
導(dǎo)線電流(A) 0.25 0.5 0.75 1.0 1.25 1.5 1.75 2.0 2.5 3.0 4.0 導(dǎo)線壓降(V/m) 0.1 0.25 0.4 0.55 0.75 0.85 1.0 1.15 1.4 1.7 2.2
?、喈?dāng)銅箔的厚度確定之后,兩根印刷導(dǎo)線之間的分布電容容量的大小與線間距離成反比,與線間的平行長(zhǎng)度成正比。在高頻狀態(tài)工作時(shí),更要注意分布電容對(duì)電路的不良影響。一般情況下,線間電容和導(dǎo)線間距的分布電容量關(guān)系如下:
導(dǎo)線間距(mm) 每米分布電容量(PF/M) 1 3.5
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