Mechatronics 版 (精华区)

发信人: mingwei (风清杨), 信区: Mechatronics
标  题: PCB可靠性设计（3）
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年12月01日09:46:32 星期六), 站内信件

三、去耦电容配置
　　在直流电源回路中，负载的变化会引起电源噪声。例如在数字电
路中，当电路从一个状态转换为另一种状态时，就会在电源线上产生
一个很大的尖峰电流，形成瞬变的噪声电压。配置去耦电容可以抑制
因负载变化而产生的噪声，是印制电路板的可靠性设计的一种常规做
法，配置原则如下：　　
●电源输入端跨接一个10～100uF的电解电容器，如果印制电路板的
位置允许，采用100uF以上的电解电容器的抗干扰效果会更好。　　
●为每个集成电路芯片配置一个0.01uF的陶瓷电容器。如遇到印制电
路板空间小而装不下时，可每4～10个芯片配置一个1～10uF钽电解电
容器，这种器件的高频阻抗特别小，在500kHz～20MHz范围内阻抗小于
1Ω，而且漏电流很小（0.5uA以下）。　　
●对于噪声能力弱、关断时电流变化大的器件和ROM、RAM等存储型器
件，应在芯片的电源线（Vcc）和地线（GND）间直接接入去耦电容。
●去耦电容的引线不能过长，特别是高频旁路电容不能带引线。
四、印制电路板的尺寸与器件的布置
　　印制电路板大小要适中，过大时印制线条长，阻抗增加，不仅抗
噪声能力下降，成本也高；过小，则散热不好，同时易受临近线条干
扰。　　
    在器件布置方面与其它逻辑电路一样，应把相互有关的器件尽量
放得靠近些，这样可以获得较好的抗噪声效果。如图2所示。时种发生
器、晶振和CPU的时钟输入端都易产生噪声，要相互靠近些。易产生噪
声的器件、小电流电路、大电流电路等应尽量远离逻辑电路，如有可
能，应另做电路板，这一点十分重要
五、热设计
　　从有利于散热的角度出发，印制版最好是直立安装，板与板之间
的距离一般不应小于2cm，而且器件在印制版上的排列方式应遵循一定
的规则： 　　
·对于采用自由对流空气冷却的设备，最好是将集成电路（或其它器
件）按纵长方式排列，如图3示；对于采用强制空气冷却的设备，最
好是将集成电路（或其它器件）按横长方式排列，如图4所示。　　
·同一块印制板上的器件应尽可能按其发热量大小及散热程度分区排
列，发热量小或耐热性差的器件（如小信号晶体管、小规模集成电路
、电解电容等）放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）放在冷却气流最下
游。　　
·在水平方向上，大功率器件尽量靠近印制板边沿布置，以便缩短传
热路径；在垂直方向上，大功率器件尽量靠近印制板上方布置，以便
减少这些器件工作时对其它器件温度的影响。　　
·对温度比较敏感的器件最好安置在温度最低的区域（如设备的底部
），千万不要将它放在发热器件的正上方，多个器件最好是在水平面
上交错布局。　　
·设备内印制板的散热主要依靠空气流动，所以在设计时要研究空气
流动路径，合理配置器件或印制电路板。空气流动时总是趋向于阻力
小的地方流动，所以在印制电路板上配置器件时，要避免在某个区域
留有较大的空域。整机中多块印制电路板的配置也应注意同样的问题
。　　
  大量实践经验表明，采用合理的器件排列方式，可以有效地降低印
制电路的温升，从而使器件及设备的故障率明显下降。　　
  以上所述只是印制电路板可靠性设计的一些通用原则，印制电路板
可靠性与具体电路有着密切的关系，在设计中不还需根据具体电路进
行相应处理，才能最大程度地保证印制电路板的可靠性。

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