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摘要：在电子行业中PCB是一个不可缺少的重要支柱，先进电路板设计技术将向着安全、稳定性、高密度、高可靠性和轻薄精小化迈进，PCB是高端电子设备的最关键技术，因而PCB电路板的安全稳定性设计对高端电子设备性能起到决定性的作用。
关键词：PCB；安全；稳定性；设计
引言
制作一块优质PCB电路板，生产和设计涉及许多方面技术，其产品的功能与技术和设备选材相关，全过程的技术控制也是一个重要质量检测，本人通过多次到企业实践经验，对设计PCB电路板主要从以下几个重要方面进行考虑设计。
1.印制电路板设计
由于工作频率太高和布线不合理原因，作者认为应通过以下四点着手解决，分别是元件质量、布局设计、布线设计以及重点的电源部分设计。
在对印制电路板进行设计时，要首先明确几个信息：第一，电子元件的数量、种类、质量等问题，确保电子元件的质量和完整；第二，要求整体布局要合理，例如线路布局的合理还有元件布局的合理，要确保元件之间的距离防止干扰以及要确保特殊元件散热的要求；第三，信号线的质量与抗干扰、抗阻需求也需要确保精确，其种类与信号传送方向、速率也需要具体的数字信息，需要针对其的驱动情况、关键信号进行合理有效的保护；第四，既然主要是要研究电路板电源部分的电磁兼容设计，那么电源的种类、电源的质量就要更为严格地要求，要求电源的噪音容限符合规范，电源部分的平面设置与分割也要符合科学规范。
1.1电子元件的择选与布局
有些电子设备采用分立元件，但比起集成电路元件来说，分立元件密封性不够、失效率较高、焊点较多等，缺点较多，所以大多数电子设备会比较倾向采用集成电路元件。要想要有效地降低因为无用信号的干扰而产生的高频成分，在选择元件的时候，可以选择信号斜率比较慢的元件；同时为了降低阻力和抗力，可以使用贴片元件，其能够尽可能缩短连线的长度，这样在降低抗阻的同时还能提高电磁兼容性；另外，为保证生产加工的持续不间断进行，确保其稳定性，在保证元件的质量问题时，元件的稳定供应也是很重要的。
电子元件的布局，要注意安装一定的方式分组布局，可以兼容的元件分在一组，不能兼容的元件应当分组放置，为的是防止不兼容的元件在一定的空间范围中相互干扰，降低电磁兼容性。另外，如果有较大的元件，不能直接放置小元件之上，而应当用支架固定住，防止压坏小元件。而当元件性能与质量无法媲美之时，可选择质量较高的多组配件以达到相等性能。
1.2 印制电路板布局
在原理图设计好后，就可以在原理图上生成网络表（Design->CreateNetlist），之后在PCB图上导入网络表（Design->LoadNets）。就看见器件全堆上去了，各管脚之间还有飞线提示连接。然后就可以对器件布局了。元器件放置的通常顺序为：放置与结构有紧密配合的固定位置的元器件,如电源插座、指示灯、开关、连接件之类 ,这些器件放置好后用软件的LOCK功能将其锁定,使之以后不会被误移动;放置线路上的特殊元件和大的元器件,如发热元件、变压器、IC等;放置小器件，元器件离板边缘的距离:可能的话所有的元器件均放置在离板的边缘3mm以内或至少大于板厚,以便进行波峰焊时,提供给导轨槽使用,同时也为了防止由于外形加工引起边缘部分的缺损。
要按电气性能合理分区:一般分为：数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)、模拟电路区(怕干扰)、功率驱动区（干扰源）；完成同一功能的电路，应尽量靠近放置，并调整各元器件以保证连线最为简洁；同时，调整各功能块间的相对位置使功能块间的连线最简洁；对于质量大的元器件应考虑安装位置和安装强度；发热元件应与温度敏感元件分开放置，必要时还应考虑热对流措施；I/O驱动器件尽量靠近印刷板的边、靠近引出接插件时钟产生器（如：晶振或钟振）要尽量靠近用到该时钟的器件；在每个集成电路的电源输入脚和地之间，需加一个去耦电容（一般采用高频性能好的独石电容）；电路板空间较密时，也可在几个集成电路周围加一个钽电容。继电器线圈处要加放电(反电动势)二极管（1N4148即可）。
布局要求要均衡，疏密有序，不能头重脚轻或一头沉。需要特别注意，在放置元器件时，一定要考虑元器件的实际尺寸大小（所占面积和高度）、元器件之间的相对位置，以保证电路板的电气性能和生产安装的可行性和便利性。同时，应该在保证上面原则能够体现的前提下，适当修改器件的摆放，使之整齐美观，如同样的器件要摆放整齐、方向一致，
1.3印制电路板布线
布线是整个PCB设计中最重要的工序。这将直接影响着PCB板的性能好坏。首先是布通，这是PCB设计时的最基本的要求。如果线路都没布通，搞得到处是飞线，那将是一块不合格的板子。其次是电器性能的满足。这是衡量一块印刷电路板是否合格的标准。这是在布通之后，认真调整布线，使其能达到最佳的电器性能。印制导线的布设应尽可能的短,在高频回路中更应如此;印制导线的拐弯应成圆角,而直角或尖角在高频电路和布线密度高的情况下会影响电气性能;当两面板布线时,两面的导线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线,避免相互平行,以减小寄生耦合;作为电路的输入及输出用的印制导线应尽量避免相邻平行,以免发生回授,在这些导线之间最好加接地线，布线要整齐不能纵横交错毫无章法。
布线时主要按以下原则进行：
一般情况下，首先应对电源线和地线进行布线，以保证电路板的电气性能。在条件允许的范围内，尽量加宽电源、地线宽度，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm，最细宽度可达0.05～0.07mm，电源线一般为1.2～2.5mm。对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路,即构成一个地网来使用（模拟电路的地则不能这样使用）振荡器外壳接地，时钟线要尽量短，且不能引得到处都是。时钟振荡电路下面、特殊高速逻辑电路部分要加大地的面积，而不应该走其它信号线，以使周围电场趋近于零；任何信号线都不要形成环路，如不可避免，环路应尽量小；信号线的过孔要尽量少；因为由于过孔断裂造成的电路故障是多发病，一定要高度重视。基本布线完成后，应对布线进行优化；同时，经初步网络检查和DRC检查无误后，对未布线区域进行地线填充，用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。
1.4电源部分设计
电源部分的布线如果不合理，会引发噪音，从而降低导致产品的性能。若想有效地减少噪音的干扰，有以下几点设计思路：第一，在芯片电源两端连接一个去耦电容，电容值参考在0.01～0.1μF之间，可以有效地减少噪音；第二，对电源进行保护，其中包括过流保护、报警系统、过压保护等。过流保护可以采用保险丝；报警系统可以采用各种精细小元件实现；过压保护可以通过放电管等保护元件实现；第三，可以适当连入地线，保护电源布线。
结语
制作PCB电路板，对它的安全稳定性方面的设计技术，全过程的技术是十分重要的，同时也是质量保证的依据。只有做好印制PCB电路板安全稳定性设计，才能做出品质高、性能稳定、功能卓越的产品。
参考文献
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