隨著SMT 技術(shù)的發(fā)展，發(fā)達(dá)國家在計(jì)算機(jī)、通訊、軍事、工業(yè)自動(dòng)化、消費(fèi)電子產(chǎn)品中幾乎都使用了SMT 技術(shù)。我國目前也是SMT 的生產(chǎn)大國。我們公司從98 年開始采用SMT 技術(shù)，到目前為止，新開發(fā)的產(chǎn)品大都采用了SMT 技術(shù)。SMT 的特點(diǎn)有：組裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕；可靠性高、抗震能力強(qiáng)；高頻特性好；易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、提高生產(chǎn)效率；降低成本的等。

　　電子產(chǎn)品開發(fā)過程可以分為電子產(chǎn)品系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)、PCB 線路設(shè)計(jì)、電子組裝生產(chǎn)與檢測(cè)。在PCB 線路設(shè)計(jì)方面還包括元器件的選擇、工藝材料、基板、PCB 加工制造等方面。在產(chǎn)品的系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)完成后，硬件的設(shè)計(jì)好壞將直接影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品的整體性能和產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性。因此在產(chǎn)品的功能原理確定之后，硬件特別是印制電路板的設(shè)計(jì)質(zhì)量、表面貼裝的完成質(zhì)量更是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。

　　而印制電路板的質(zhì)量要從印制電路板的板材、加工質(zhì)量、電原理設(shè)計(jì)的周全、印制電路板的設(shè)計(jì)（包括布局、布線以及抗干擾措施等）等方面進(jìn)行考慮。

　　一、優(yōu)化設(shè)計(jì)步驟

　　接到一個(gè)PCB 設(shè)計(jì)任務(wù)。首先得確定整機(jī)結(jié)構(gòu)、電路原理、主要元器件及部件、印制電路板外形及分板、印制板對(duì)外連接形式等內(nèi)容，然后進(jìn)入設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段。準(zhǔn)備階段要了解電路原理和組成，各功能電路的相互關(guān)系及信號(hào)流向，對(duì)電路工作時(shí)可能發(fā)熱、可能產(chǎn)生干擾等情況心中有數(shù)；了解印制板工作環(huán)境和工作時(shí)間等；了解主要工作參數(shù)，如工作電壓、電流和工作頻率；電路是模擬、數(shù)字或者是模數(shù)混合電路；了解主要元器件和部件的型號(hào)、外形尺寸、封裝，必要時(shí)取得樣品。這都是我們確定設(shè)計(jì)方案的重要依據(jù)。印制電路設(shè)計(jì)大略經(jīng)過以下步驟：

　?。?）確定PCB 形狀、分板、板層數(shù)，連接形式

　　（2）規(guī)則整板原件布局

　?。?）布線一般布線和布局往往需要反復(fù)幾次以求滿意的效果。

　　二、科學(xué)布局

　　在設(shè)計(jì)中，布局是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。布局結(jié)果的好壞將直接影響布局的效果，因此可以這樣認(rèn)為，合理的布局是PCB 設(shè)計(jì)成功的步。在PCB 的機(jī)械尺寸確立后，根據(jù)印制電路板的安裝方式、安裝位置確定好PCB 的板面尺寸。然后確立特殊元件的位置。根據(jù)各單元的功能對(duì)其他元件進(jìn)行布局。實(shí)際操作過程可以遵循以下原則：

　　（1）元器件（特別是大的器件）應(yīng)盡可能布置在印制電路板的同一面。

　?。?）元器件的排列和間距要合理，同類器件盡可能按照相同的方向排列。

　?。?）將高頻元件集中，盡量縮短他們之間的連線，減少相互間的電磁干擾。

　　（4）應(yīng)該加大有較高電位差的器件或?qū)Ь€間的距離，避免放電引起意外短路。另外應(yīng)該注意的是，高壓器件應(yīng)該放在調(diào)試時(shí)不容易碰到的地方。

　?。?）比較重的器件應(yīng)該用支架固定；對(duì)于發(fā)熱嚴(yán)重的器件要考慮散熱問題；熱敏元件應(yīng)該遠(yuǎn)離這些發(fā)熱嚴(yán)重的元件。

　　（6）對(duì)于可調(diào)元件如電位器、微動(dòng)開關(guān)等器件要考慮調(diào)節(jié)方式和調(diào)節(jié)位置。如果采用機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié)，那么應(yīng)該放在線路板邊易于調(diào)試的地方；如果為機(jī)外調(diào)節(jié)，那么應(yīng)該注意與機(jī)箱面板調(diào)節(jié)旋鈕的配合問題。在我們的產(chǎn)品中各個(gè)印制電路板是以插件的形式安裝的，所以對(duì)于電位器、復(fù)歸按鈕等特殊元件放在板邊易于接觸的地方。

　?。?）考慮器件之間的相互位置，特別是采用座式安裝的器件（如PLCC 封裝座），避免安裝矛盾。貼片元件的間距如果可能應(yīng)該盡量大。

　?。?）留出印制板定位孔和固定支架的位置。

　　總之，在布局時(shí)，考慮信號(hào)的流通，并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。以每個(gè)功能單元的器件為中心，圍繞它來進(jìn)行布局。同時(shí)要盡量使元器件均勻、整齊、緊湊地排列，使整體疏密一致，避免頭重腳輕。并且要盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。位于電路板邊緣的元器件距板邊的距離應(yīng)根據(jù)具體情況確定，但一般距離板邊不小于2mm.許繼工藝要求盡量不小于5mm.在大于200×150mm 時(shí)還應(yīng)該考慮電路板的機(jī)械強(qiáng)度。

　?。?）應(yīng)該在以下幾個(gè)方面對(duì)印制板的布局進(jìn)行檢查：a.印制板尺寸是否與加工尺寸相符，能否符合印制板的制造工藝要求，有無預(yù)留定位標(biāo)記位置。b.元件間有無位置沖突，元件高度與安裝空間是不是相符。c.元件布局是不是全部布完，器件是否全部調(diào)入，排列是否整齊、美觀。d.特殊元件位置是否正確。e.與其它部分配合的插頭、插座等與機(jī)械設(shè)計(jì)是否相一致。f.線路板的抗干擾問題。

　　三、合理布線在確保電路原理圖正確無誤的情況下，布線盡量遵循以下原則：

　　（1）輸入、輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)該避免相鄰平行，防止反饋耦合。

　　（2）印制板導(dǎo)線在一般情況下，盡量采用寬的導(dǎo)線，尤其是電源線和地線。按照許繼的工藝要求單面板一般采用0.5mm,雙面板和多層板多采用0.3mm.對(duì)于特殊情況可以適當(dāng)調(diào)整。

　　（3）導(dǎo)線的間距主要是由壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定的。一般情況下盡量加大線間距，避免干擾和耦合。按照許繼的工藝要求，單面板采用0.5mm,雙面板和多層板采用0.3mm.

　　對(duì)于特殊情況可以適當(dāng)調(diào)整。對(duì)于整個(gè)產(chǎn)品的性能來說，不是單獨(dú)一塊板子的問題，需要和其他部分進(jìn)行配合。在工作中就遇到過這樣的情況，單獨(dú)一塊板子在做試驗(yàn)時(shí)沒有問題，但是整機(jī)做試驗(yàn)時(shí)卻出現(xiàn)板子燒壞的情況。

　　四、合理放置電源和地線提高抗干擾能力

　　在電子設(shè)備中，接地是控制干擾的重要途徑，電子設(shè)備中地線結(jié)構(gòu)大致有系統(tǒng)地、機(jī)殼地（屏蔽地）、數(shù)字地（邏輯地）和模擬地等，在布設(shè)電源和地線時(shí)應(yīng)注意。

　?。?）電源和地線應(yīng)該盡量粗，避免地環(huán)路。

　?。?）1MHz 以下低頻模擬信號(hào)、小信號(hào)應(yīng)堅(jiān)持一點(diǎn)接地的原則，且小信號(hào)接地應(yīng)與噪聲信號(hào)源分開。當(dāng)工作頻率在1~10MHz 時(shí)，如采用一點(diǎn)接地，地線長度不應(yīng)超過波長的1/20.當(dāng)工作頻率大于10MHz 時(shí)，應(yīng)采用就近多點(diǎn)接地，盡量降低地線阻抗。

　　在數(shù)字電路中，如采用一點(diǎn)接地，電磁干擾將會(huì)使地電位浮動(dòng)不定而降低抗噪能力，故也應(yīng)采用多點(diǎn)接地。

　　五、優(yōu)化PCB 走線角度和布線方式，提高穩(wěn)定性和抗干擾能力

　　設(shè)計(jì)PCB 時(shí)，往往很想使用自動(dòng)布線。通常，純數(shù)字的電路板（尤其信號(hào)電平比較低，電路密度比較小時(shí)）采用自動(dòng)布線是沒有太大問題的。但是，在設(shè)計(jì)大型的模擬、混合信號(hào)或高頻高速PCB 時(shí)，如果采用軟件自動(dòng)布線，可能會(huì)出現(xiàn)一些問題，甚至很可能帶來嚴(yán)重的電路性能問題。因此，對(duì)于這樣的電路一般采用交互式布線和自動(dòng)布線相結(jié)合。