PCB設計技巧

單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,#,目 錄,第一章:,PCB,概述,第二章:,PCB,設計流程,及,PCB Layout,設計,第三章:,PCB Layout,技巧,第四章:,EMC,基本知識,第一章:,PCB,概述,第一章:,PCB,概述,一、,PCB,:,Printed Circuit Board,印刷電路板,二、,PCB,板的質量的決定因素:,基材的選用;,組成電路各要素的物理特性第一章:,PCB,概述,三、,PCB,的材料分類,1,、剛性:,(,1,)、酚醛紙質層壓板,(,2,)、環(huán)氧紙質層壓板,(,3,)、聚酯玻璃氈層壓板,(,4,)、環(huán)氧玻璃布層壓板,2,、撓性,(,1,)、聚酯薄膜,(,2,)、聚酰亞胺薄膜,(,3,)、氟化乙丙烯薄膜,基板種類,組,成,及,用,途,FR-3,紙基,環(huán)氧樹脂,難燃,G-10,玻璃布,環(huán)氧樹脂,一般用途,FR-4,玻璃布,環(huán)氧樹脂,難燃,G-11,玻璃布,環(huán)氧樹脂,高溫用途,FR-5,玻璃布,環(huán)氧樹脂,高溫并難燃,FR-6,玻璃席,聚脂類,難燃,CEM-1,兩外層是玻璃布,中間是木漿紙纖維,環(huán)氧樹脂,難燃,CEM-3,兩外層是玻璃布,中間是玻璃短纖所組成的席,環(huán)氧樹脂,難燃,第一章:,PCB,概述,四、,PCB,基板材料種類及用途:,五、,PCB,板的種類:,A,、單面板(單面、雙面絲?。?B,、雙面板(單面、雙面絲?。?C,、四層板(兩層走線、電源、,GND,),D,、六層板(四層走線、電源、,GND,),E,、八層及以上多層板(,n-2,層走線、電源、,GND,),F,、雕刻板,第一章:,PCB,概述,六、多層,PCB,的基本制作工藝流程:,第一章:,PCB,概述,下料,內層鉆孔,內層線路曝光,內層蝕刻,內層檢修,內層測試,棕化,(,黑化,),壓合,外層鉆孔,黑孔,一次銅,干膜線路,二次銅,去膜蝕刻,測試,防焊印刷,噴錫,文字印刷,成型,測試,成品,注:單層和雙面,PCB,的基本工藝流程比多層工藝流程更簡單,是在其基礎上減除內層部分流程(即去除虛線框部分)。
第二章:,PCB,設計流程及,PCB Layout,設計,第二章:,PCB,設計流程及,PCB Layout,設計,一、設計準備:,對原理圖進行分析和,DRC,檢查;建立標準元件庫;建立特殊元器件;印制板設計文件的建立;轉網表二、網表輸入:,將轉換好的網表進行輸入三、規(guī)則設置:,按照成品規(guī)格書的要求,將線寬、線距、層定義、過孔、全局參數等相關參數設置好四、手工布局:,根據印制板安裝結構尺寸要求畫出邊框,參照原理圖,結合機構進行布局,檢查布局五、手工布線:,參照原理圖進行預布線,檢查布線是否符合電路模塊要求;修改布線,并符合相應要求自動布線:,根據原理圖和已設置好的規(guī)則,進行自動布線要求原理圖無差錯、規(guī)則設置無誤方可進行六、檢查完善:,PCB,制作初步完成,,“,鋪銅,”,與,“,補銅,”,,進行連線、連通性、間距、,“,孤島,”,、文字標識檢查,并對其進行修改,使其符合要求七、,CAM,輸出:,檢查無誤后,生成底片,到此,PCB,板制作完成圖例:,第二章:,PCB,設計流程及,PCB Layout,設計,一、設計準備:,對原理圖進行分析和,DRC,檢查;建立標準元件庫;建立特殊元器件;印制板設計文件的建立;轉網表。
圖例:,第二章:,PCB,設計流程及,PCB Layout,設計,Q8,2,1,3,BAT1,R3,100k,CON3A_4,PAD5_5P,R13,100K,BAT4,CON2A_4P,PAD5_5P,R17,100k,CON2A_3P,CON3A_3,BAT4,1,1,R18,100k,BAT3,BAT2,R11,510,Q6,2,1,3,BAT2,1,1,BAT4,D2,1,2,CON2A_2P,D4,1,2,R16,10K,R46,510,BAT3,BAT1,1,1,VDD_12V,BAT2+,1,1,R10,510,Q3,60ND02,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,Q2,60ND02,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,R102,10K,VDD_12V,D3,1,2,BAT3+,1,1,BAT1,BAT4+,1,1,充電電路,BAT2,VDD_12V,Q5,2,1,3,CON2A_1P,R15,10K,BAT1+,1,1,VDD_12V,R1,1,D5,1,2,R14,10K,充電控制電路,Q7,2,1,3,R12,510,CON3A_5,BAT3,BAT1,BAT2,CON3A_6,BAT3,1,1,圖例:,第二章:,PCB,設計流程及,PCB Layout,設計,CON2A_1P,PWM,VDD_5V,Q4,2,1,3,PAD5_5P,R2,33,D1,1,2,PWM,R4,PAD5,1,2,3,4,5,6,接口電路,+,C7,1,2,BAT4,L1,充電電壓產生電路,CON2A_4P,CON3A_5,CON3A_3,CON3A_6,CON3A_4,VDD_12V,CON3A,1,2,3,4,1,2,3,4,CON2A_2P,C6,CON2A_3P,VDD_12V,GND,Q1,4435,1,2,3,4,5,6,7,8,S,S,S,G,D,D,D,D,CON2A,1,2,3,4,1,2,3,4,PAD5_5P,圖例:,第二章:,PCB,設計流程及,PCB Layout,設計,LED2,1,2,C,1,1,VDD_5V,PWM,輸入反饋電路,R103,200,熱敏電阻,/LED,R104,9k,Q10,817C,1,2,3,4,D,1,1,L03X,TM4,TM3,A,1,1,LED1,1,2,+,E3,1uF 50V,B,1,1,L04X,LED4,1,2,VDD_12V,TM1,Q11,KA431,1,2,3,VR2,1K,1,3,2,R103,200,R106,2k,LED3,1,2,TM2,TEMP,1,1,R126,1k,原理圖規(guī)范分析及,DRC,檢驗:,1,、原理圖使用模塊化方式繪制,這樣利于讀原理圖,又利于模塊化布局。
2,、原理圖大部分的,PCB,封裝要確認下來,個別器件沒有封裝,作個標志,利于我們建庫、添加封裝3,、原理圖的,DRC,檢驗(見右圖)第二章:,PCB,設計流程及,PCB Layout,設計,二、網表輸入:,將轉換好的網表進行輸入第二章:,PCB,設計流程及,PCB Layout,設計,三、規(guī)則設置:,按照成品規(guī)格書的要求,將線寬、線距、層定義、過孔、全局參數等相關參數設置好PCB,布局的一般規(guī)則:,a,、信號流暢,信號方向保持一致;,b,、核心元件為中心;,c,、在高頻電路中,要考慮元器件的分布參數;,d,、特殊元器件的擺放位置;,e,、要考慮批量生產時,波峰焊及回流焊的錫流方向及加工傳送,PCB,的工藝因素1,、布局前的準備:,a,、,畫出邊框;,b,、定位孔和對接孔進行位置確認;,c,、板內元件局部的高度控制;,d,、重要網絡的標志,第二章:,PCB,設計流程及,PCB Layout,設計,四、手工布局:,根據印制板安裝結構尺寸要求畫出邊框,參照原理圖,結合機構進行布局,檢查布局2,、,PCB,布局的順序:,a,、固定元件;,b,、有條件限制的元件;,c,、關鍵元件;,d,、面積比較大元件;,e,、零散元件。
3,、,參照原理圖,結合機構,進行布局4,、布局檢查:,A,、檢查元件在二維、三維空間上是否有沖突B,、元件布局是否疏密有序,排列整齊C,、元件是否便于更換,插件是否方便D,、熱敏元件與發(fā)熱元件是否有距離E,、信號流程是否流暢且互連最短F,、插頭、插座等機械設計是否矛盾G,、元件焊盤是否足夠大第二章:,PCB,設計流程及,PCB Layout,設計,五、手工布線:,參照原理圖進行預布線,檢查布線是否符合電路模塊要求;修改布線,并符合相應要求第二章:,PCB,設計流程及,PCB Layout,設計,1,、走線規(guī)律:,A,、走線方式,:,盡量走短線,特別是小信號B,、走線形狀,:,同一層走線改變方向時,應走斜線C,、電源線與地線的設計,:40,100mil,,高頻線用地線屏蔽D,、多層板走線方向,:,相互垂直,層間耦合面積最??;禁止平行走線E,、焊盤設計的控制,2,、布線,:,首先,進行預連線,看一下項目的可連通性怎樣,并根據原理圖及實際情況進行器件調整,使其更加有利于走線3,、布線檢查:,(1),、間距是否合理,是否滿足生產要求2),、電源線和地線的寬度是否合適,電源與地線之間是否緊耦合(低的波阻抗)。
3),、對于關鍵的信號線是否采取了最佳措施,輸入線及輸出線要明顯地分開4),、模擬電路和數字電路部分,是否有各自獨立的地線5),、后加在,PCB,中的圖形(如圖標、注標)是否會造成信號短路6),、對一些不理想的線形進行修改7),、在,PCB,上是否加有工藝線?阻焊是否符合生產工藝的要求,阻焊尺寸是否合適,字符標志是否壓在器件焊盤上,以免影響電裝質量8),、多層板中的電源地層的外框邊緣是否縮小,如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路第二章:,PCB,設計流程及,PCB Layout,設計,附:,自動布線:,根據原理圖和已設置好的規(guī)則,進行自動布線要求原理圖無差錯、規(guī)則設置無誤方可進行一般只要原理圖和規(guī)則設置好后,自動布線一旦成功,基本上設計的電氣方面不會有太大的問題,但有些地方的布線位置及走線方向可能還需要進行手工調整第二章:,PCB,設計流程及,PCB Layout,設計,六、檢查完善:,PCB,制作初步完成,,“,鋪銅,”,與,“,補銅,”,,進行連線、連通性、間距、,“,孤島,”,、文字標識檢查,并對其進行修改,使其符合要求第二章:,PCB,設計流程及,PCB Layout,設計,檢查線路,進行,鋪銅和,補銅處理,重新排列元件標識;通過檢查窗口,對項目進行間距、連通性檢查。
PCB,檢查:,1,、檢查線路設計是否與原理圖設計思想一致2,、檢查定位孔與,PCB,的大小,以及固定鍵安裝位置是否與機構相吻合3,、結合,EMC,知識,看,PCB,是否有不符合,EMC,常規(guī)的線路4,、檢查,PCB,封裝是否與實物相對應第二章:,PCB,設計流程及,PCB Layout,設計,雙列插裝元件,七、,CAM,輸出:,檢查無誤后,生成底片,并作,CAM350,檢查到此,PCB,板制作完成最后的,CAM350,檢查無誤后,,PCB,設計就完成了,就可以送底片了設計完成,記得存檔第二章:,PCB,設計流程及,PCB Layout,設計,第三章:,PCB Layout,設計技巧,盡量采用地平面作為電流回路;,將模擬地平面和數字地平面分開;,如果地平面被信號走線隔斷,為降低對地電流回路的干擾,應使信號走線與地平面垂直;,模擬電路盡量靠近電路板邊緣放置,數字電路盡量靠近電源連接端放置,這樣做可以降低由數字開關引起的,di/dt,效應第三章:,PCB Layout,設計技巧,1,、為確保正確實現電路,應遵循的設計準則:,分隔開的地平面有時比連續(xù)的地平面有效,如果使用走線,應將其盡量加粗,應避免地環(huán)路,如果不能采用地平面,應采用星形連接策略,數字電流不應流經模擬器件,高速電流不應流經低速器件,第三章:,PCB Layout,設計技巧,2,、無地平面時的電流回路設計,如果不能采用地平面,可以采用“星形”布線策略來處理電流回路,3,、旁路電容或去耦電容,第三章:,PCB Layout,設計技巧,IC,電源輸入,電源接口,電源接口,IC,電源輸入,4,、布局規(guī)劃,第三章:,PCB Layout,設計技巧,模擬電路放置在線路的末端,5,、印制導線寬度與容。