013.htm

pcb布线经验总结

              <p><font size="2">B8. 避免屏蔽材料中出现直拐角以及过大的弯角。</font></p>
              <p><font size="2">B9. 确保孔径小于等于20mm以及槽的长度小于等于20mm。相同开口面积条件下，采用孔比槽好。</font></p>
              <p><font size="2">B10. 如果要求大的开口以及有敏感器件，应该在操纵杆、指示器之间设置第二层屏蔽。</font></p>
              <p><font size="2">B11. 如果可能，使用几个小的开口来代替一个大的开口。</font></p>
              <p><font size="2">B12. 如果可能，这些开口之间的间距尽量大。</font></p>
              <p><font size="2">B13. 对接地设备，在连接器进入的地方将屏蔽层和机箱地连接在一起。</font></p>
              <p><font size="2">B14. 对未接地(双重隔离)设备，将屏蔽材料同开关附近的电路公共地连接起来。</font></p>
              <p><font size="2">B15. 在靠近电子设备处并行放置一个地平面或二级屏蔽(金属或者铜/聚酯薄膜分层)，并且弯曲该地平面以便在电缆进入位置可以连接到机箱地或者电路的公共地。</font></p>
              <p><font size="2">B16. 尽量让电缆进入点靠近面板中心，而不是靠近边缘或者拐角的位置。</font></p>
              <p><font size="2">B17. 在屏蔽装置中排列的各个开槽要与ESD电流流过的方向平行。</font></p>
              <p><font size="2">B18. 当考虑间接ESD问题时，应该在水平的电路板和背板下面安装一个局部的屏蔽装置。</font></p>
              <ol>
                <li><font size="2">在电源连接器和连接器引向外部的地方，要连接到机箱地或者电路的公共地。 </font></li>
                <li><font size="2">在安装孔的位置使用带金属支架的金属片来充当附加的接地点，或者用塑料支架来实现绝缘和隔离。 
                  </font></li>
                <li><font size="2">电路板/背板下面，要放置聚酯薄膜/铜或者聚酯薄膜/铝压板，并在机箱和连接器金属体之间安放一个紧固薄片，既便宜又容易实现。 
                  </font></li>
                <li><font size="2">在底盘中，要使用导电涂层或者导电的填充物(见B1)。 <br>
                  </font></li>
              </ol>
              <p><font size="2">B19. 在塑料机箱上的控制面板和键盘位置处安装局部屏蔽装置来阻止ESD：</font></p>
              <ol>
                <li><font size="2">电源连接器和引向外部的连接器的位置，要连接到机箱地或者电路公共地。 </font></li>
                <li><font size="2">使用金属片以便小的高频电容可以焊接在屏蔽装置与开关/操纵杆/指示器的连接处之间。 </font></li>
                <li><font size="2">在塑料中使用聚酯薄膜/铜或者聚酯薄膜/铝压板，或者使用导电涂层或导电填充物。 <br>
                  </font></li>
              </ol>
              <p><font size="2">B20. 在铝板上使用薄的导电铬化镀层或者铬酸盐涂层，但不能采用阳极电镀。</font></p>
              <p><font size="2">B21. 要达到大于20到40dB的屏蔽效果。</font></p>
              <p><font size="2">B22. 除去阳极电镀以及接缝、接合处和连接器处的涂层。</font></p>
              <p><font size="2">B23. 在不锈钢的焊接接合处实现良好的导电连续性。</font></p>
              <p><font size="2">B24. 在塑料中要使用导电填充材料。由于铸型部件的表面通常具有树脂材料，这样很难实现低电阻的连接。</font></p>
              <p><font size="2">B25. 在钢材料上使用薄的导电铬酸盐涂层。</font></p>
              <p><font size="2">B26. 让清洁整齐的金属表面直接接触而不要依靠螺钉来实现金属部件的连接。</font></p>
              <p><font size="2">B27. 紧靠双面板的位置处增加一个地平面，在最短间距处将该地平面连接到电路上的接地点。</font></p>
              <p><font size="2">B28. 沿整个外围用屏蔽涂层(铟锡氧化物、铟氧化物和锡氧化物等)将显示器与机箱屏蔽装置连接在一起。</font></p>
              <p><font size="2">B29. 在操作员经常接触的位置处，要提供一个到地的抗静电(弱导电)路径，比如键盘上的空格键。</font></p>
              <p><font size="2">B30. 要让操作员很难产生到金属板边缘或角的电弧放电。电弧放电到这些点会比电弧放电到金属板中心导致更多间接ESD的影响。</font></p>
              <p><font size="2">B31. 在薄膜键盘电路和与其相对的邻近电路之间放置一个接地的导电层。</font></p>
              <p><font size="2"><b><font size="3">接地和邦定</font></b></font></p>
              <p><font size="2">ESD电弧电流放电时首先对被击中金属物体的寄生电容充电，然后流经每一个可能的导电路径。电弧电流更容易在片状、或短而宽的带状导体而不是窄线上流过。金属部件之间通过邦定(binding)建立低阻抗的路径，从而使相互之间的电压差降至最低，而接地则提供最终泄放掉累积电荷的路径。为了使接地和邦定能够有效地防止ESD，应该确保ESD电流密度和电流路径阻抗尽可能低。</font></p>
              <p><font size="2">C1.在ESD电流预计会流过的位置采用多点接地。</font></p>
              <p><font size="2">C2.在预计ESD电流不会流过的位置采用单点接地。</font></p>
              <p><font size="2">C3.将机箱的金属部分同底盘地连接在一起。</font></p>
              <p><font size="2">C4.确保每个电缆进入点离机箱地的距离在40mm(1.6英寸)以内。</font></p>
              <p><font size="2">C5.将连接器外壳和金属开关外壳都连接到机箱地上。</font></p>
              <p><font size="2">C6.在薄膜键盘周围放置宽的导电保护环，将环的外围连接到金属机箱上，或至少在四个拐角处连接到金属机箱上。不要将该保护环与PCB地连接在一起。</font></p>
              <p><font size="2">C7.在靠近连接器的地方，要将连接器上的信号用一个L-C或者磁珠-电容滤波器接到连接器的机箱地上。</font></p>
              <p><font size="2">C8.确保未隔离的机箱地与电子设备的距离大于等于2.2mm。 C9.在机箱地和电路公共地之间加入一个磁珠。</font></p>
              <p><font size="2">C10.确保邦定接头短而粗。如果可能，长宽比尽量做到小于等于5:1。</font></p>
              <p><font size="2">C11.如果可能使用多个邦定接头，从而避免ESD电流过分集中。</font></p>
              <p><font size="2">C12.确保邦定接头和邦定线远离易受影响的电子设备或者这些电子设备的电缆。</font></p>
              <p><font size="2">C13. 选择邦定接头和邦定线的材料以及紧固件/紧固方式时，要尽可能减小侵蚀，见表2。</font></p>
              <p><font size="2">1. 相互靠近的部件之间的EMF必须小于0.75V，如果在潮湿的环境中EMF值必须小于0.25V；</font></p>
              <p><font size="2">2. 阳极(正极)部件的尺寸应大于阴极(负极)部件。</font></p>
              <p><font size="2">C14.将控制金属柄接地到具有接地叉指或导电衬套的屏蔽装置上。 C15.确保邦定带和邦定线远离易受ESD影响的PCB。</font></p>
              <p><font size="2">C16.在铰链中要补充邦定带或邦定线。</font></p>
              <p><font size="2">C17. 通过焊接、铜焊、铅焊或型铁弯曲等方式来焊接不能分开的金属片。</font></p>
              <p><font size="2">C18.从操作/维修考虑，必须分离的金属片要通过下面的方式邦定起来：1.要让金属表面保持清洁并直接接触。2.让具有薄导电涂层的金属表面直接紧密接触。</font></p>
              <p><font size="2">C19.固体邦定带优于编织邦定带。</font></p>
              <p><font size="2">C20.确保邦定处不潮湿。</font></p>
              <p><font size="2">C21.使用多个导体将机箱内所有电路板的地平面或地网格连接在一起。</font></p>
              <p><font size="2">C22.确保邦定点和垫圈的宽度大于5mm。</font></p>
              <p><font size="2"><b><font size="3">保护电源</font></b></font></p>
              <p><font size="2">电子设备内部的电源分配系统是遭受ESD电弧感性耦合的主要对象。下面的步骤将有助于电源分配系统防范ESD。</font></p>
              <p><font size="2">D1.将电源线和相应的回路线紧密绞合在一起。</font></p>
              <p><font size="2">D2.在每一根电源线进入电子设备的地方放一个磁珠。</font></p>
              <p><font size="2">D3.在每一个电源管脚和紧靠电子设备机箱地之间放一个瞬流抑制器、金属氧化压敏电阻(MOV)或者1kV高频电容。</font></p>
              <p><font size="2">D4. 最好在PCB上布置专门的电源和地平面，或者紧密的电源和地栅格，并采用大量旁路和去耦电容。</font></p>
              <p><font size="2"><b><font size="3">抗ESD的布局布线设计</font></b></font></p>
              <p><font size="2">通过PCB的分层设计、恰当的布局布线和安装以及上述ESD防范方法可以实现PCB的抗ESD设计。要达到期望的抗ESD能力，通常要通过几个测试-解决问题-重新测试这样的周期，每一个周期都可能至少影响到一块PCB的设计。在PCB设计过程中，通过预测可以将绝大多数设计修改仅限于增减元器件。</font></p>
              <p><font size="2">要调整PCB布局布线，使之具有最强的ESD防范性能。</font></p>
              <p><font size="2">E1.尽可能使用多层PCB：</font></p>
              <p><font size="2">相对于双面PCB而言，地平面和电源平面以及排列紧密的信号线-地线间距能够减小共模阻抗(common 
                impedance)和感性耦合，使之达到双面PCB的1/10到1/100。 </font></p>
              <p><font size="2">尽量地将每一个信号层都紧靠一个电源层或地线层。 </font></p>
              <p><font size="2">对于顶层和底层表面都有元器件、具有很短连接线以及许多填充地的高密度PCB，可以考虑使用内层线。大多数的信号线以及电源和地平面都在内层上，因而类似于具备屏蔽功能的法拉第盒。 
                <br>
                E2.对于双面PCB来说，要采用紧密交织的电源和地栅格。</font></p>
              <ol>
                <li><font size="2">电源线紧靠地线。 <br>
                  </font></li>
                <li><font size="2">在垂直和水平线或填充区之间，要尽可能多地连接。 <br>
                  </font></li>
                <li><font size="2">一面的栅格尺寸小于等于60mm。 <br>
                  </font></li>
                <li><font size="2">如果可能，栅格尺寸应小于13mm(0.5英寸)。 <br>
                  </font></li>
              </ol>
              <p><font size="2">E3.确保每一个电路尽可能紧凑。</font></p>
              <p><font size="2">E4.尽可能将所有连接器都放在一边。</font></p>
              <p><font size="2">E5.如果可能，将电源线从卡的中央引入，并远离容易直接遭受ESD影响的区域。</font></p>
              <p><font size="2">E6.在引向机箱外的连接器(容易直接被ESD击中)下方的所有PCB层上，要放置宽的机箱地或者多边形填充地，并每隔大约13mm的距离用过孔将它们连接在一起。</font></p>
              <p><font size="2">E7.在卡的边缘上放置安装孔，安装孔周围用无阻焊剂的顶层和底层焊盘连接到机箱地上。</font></p>
              <p><font size="2">E8. PCB装配时，不要在顶层或者底层的焊盘上涂覆任何焊料。使用具有内嵌垫圈的螺钉来实现PCB与金属机箱/屏蔽层或接地面上支架的紧密接触。</font></p>
              <p><font size="2">E9.在每一层的机箱地和电路地之间，要设置相同的“隔离区”；如果可能，保持间隔距离为0.64mm(0.025英寸)。</font></p>
              <p><font size="2">E10.在卡的顶层和底层靠近安装孔的位置，每隔100mm(4.0英寸)沿机箱地线将机箱地和电路地用1.27mm宽(0.050英寸)的线连接在一起。与这些连接点的相邻处，在机箱地和电路地之间放置用于安装的焊盘或安装孔。这些地线连接可以用刀片划开，以保持开路；或用磁珠/高频电容的跳接，以改变ESD测试时的接地机制。</font></p>
              <p><font size="2">E11.如果电路板不会放入金属机箱或者屏蔽装置中，在电路板的顶层和底层机箱地线上不能涂阻焊剂，这样它们可以作为ESD电弧的放电棒。</font></p>
              <p><font size="2">E12.要以下列方式在电路周围设置一个环形地：</font></p>
              <ol>
                <li><font size="2">除边缘连接器以及机箱地以外，在整个外围四周放上环形地通路。 </font></li>
                <li><font size="2">确保所有层的环形地宽度大于2.5mm (0.1英寸)。 </font></li>
                <li><font size="2">每隔13mm(0.5英寸)用过孔将环形地连接起来。 </font></li>
                <li><font size="2">将环形地与多层电路的公共地连接到一起。 </font></li>
                <li><font size="2">对安装在金属机箱或者屏蔽装置里的双面板来说，应该将环形地与电路公共地连接起来。 </font></li>
                <li><font size="2">不屏蔽的双面电路则应该将环形地连接到机箱地，环形地上不能涂阻焊剂，以便该环形地可以充当ESD的放电棒，在环形地(所有层)上的某个位置处至少放置一个0.5mm宽(0.020英寸)的间隙，这样可以避免形成一个大的环路。 
                  </font></li>
                <li><font size="2">信号布线离环形地的距离不能小于0.5mm。 <br>
                  </font></li>
              </ol>
              <p><font size="2">E13.在能被ESD直接击中的区域，每一个信号线附近都要布一条地线。</font></p>
              <p><font size="2">E14.I/O电路要尽可能靠近对应的连接器。</font></p>
              <p><font size="2">E15.对易受ESD影响的电路，应该放在靠近电路中心的区域，这样其它的电路可以为它们提供一定的屏蔽作用。</font></p>
              <p><font size="2">E16.通常在接收端放置串联的电阻和磁珠，而对那些易被ESD击中的电缆驱动器，也可以考虑在驱动端放置串联的电阻或磁珠。</font></p>
              <p><font size="2">E17.通常在接收端放置瞬态保护器。1.用短而粗的线(长度小于5倍宽度，最好小于3倍宽度)连接到机箱地。2.从连接器出来的信号线和地线要直接接到瞬态保护器，然后才能接电路的其它部分。</font></p>
              <p><font size="2">E18.在连接器处或者离接收电路25mm(1.0英寸)的范围内，要放置滤波电容。1.用短而粗的线连接到机箱地或者接收电路地(长度小于5倍宽度，最好小于3倍宽度)。2.信号线和地线先连接到电容再连接到接收电路。</font></p>
              <p><font size="2">E19.要确保信号线尽可能短。</font></p>
              <p><font size="2">E20.信号线的长度大于300mm(12英寸)时，一定要平行布一条地线。</font></p>
              <p><font size="2">E21.确保信号线和相应回路之间的环路面积尽可能小。对于长信号线每隔几厘米或几英寸调换信号线和地线的位置来减小环路面积。</font></p>
              <p><font size="2">E22.从网络的中心位置驱动信号进入多个接收电路。</font></p>
              <p><font size="2">E23.确保电源和地之间的环路面积尽可能小，在靠近集成电路芯片每一个电源管脚的地方放置一个高频电容。</font></p>
              <p><font size="2">E24.在距离每一个连接器80mm(3英寸)范围以内放置一个高频旁路电容。</font></p>
              <p><font size="2">E25.在可能的情况下，要用地填充未使用的区域，每隔60mm距离将所有层的填充地连接起来。</font></p>
              <p><font size="2">E26.确保在任意大的地填充区(大约大于25×6mm(1×0.25英寸))的两个相反端点位置处要与地连接。</font></p>
              <p><font size="2">E27.电源或地平面上开口长度超过8mm(0.3英寸)时，要用窄的线将开口的两侧连接起来。</font></p>
              <p><font size="2">E28.复位线、中断信号线或者边沿触发信号线不能布置在靠近PCB边沿的地方。</font></p>
              <p><font size="2">E29.将安装孔同电路公地连接在一起，或者将它们隔离开来。1.金属支架必须和金属屏蔽装置或者机箱一起使用时，要采用一个零欧姆电阻实现连接。2.确定安装孔大小来实现金属或者塑料支架的可靠安装，在安装孔顶层和底层上要采用大焊盘，底层焊盘上不能采用阻焊剂，并确保低层焊盘不采用波峰焊工艺焊接。 
                E30.不能将受保护的信号线和不受保护的信号线并行排列。</font></p>
              <p><font size="2">E31.要特别注意复位、中断和控制信号线的布线。1.要采用高频滤波。2.远离输入和输出电路。3.远离电路板边缘。</font></p>
              <p><font size="2">E32.PCB要插入机箱内，不要安装在开口位置或者内部接缝处。</font></p>
              <p><font size="2">E33.要注意磁珠下、焊盘之间、可能接触到磁珠的信号线的布线。有些磁珠导电性能相当好，可能会产生意外的导电路径。</font></p>
              <p><font size="2">E34.如果一个机箱或者主板要内装几个电路卡，应该将对静电最敏感的电路卡放在最中间。</font></p>
              <p><font size="2">作者：John R. Barnes<br>
                顾问工程师<br>
                Lexmark国际公司</font></p>
            </td>
          </tr>
        </table>
        <!-- #EndEditable --></div>
      </td>
  </tr>
</table>
<table width="100%" border="0" cellspacing="2" cellpadding="0">
  <tr>
    <td bgcolor="#3366FF"><img src="../../image/BLANK.gif" width="100%" height="8"></td>
  </tr>
</table>
<table width="100%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0">
  <tr> 
    <td> 
      <div align="center"><font size="2">Copyright　http://coolbor.myetang.com　　　All 
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    </td>
  </tr>
</table>
</body>
<!-- #EndTemplate --></html>