PCB设计技巧（PPT45页)

PCB及其设计技巧目录第一章：PCB概述第二章：PCB设计流程及PCBLayout设计第三章：PCBLayout技巧第四章：EMC基本知识第一章：PCB概述第一章：PCB概述一、PCB：PrintedCircuitBoard——印刷电路板二、PCB板的质量的决定因素：基材的选用；组成电路各要素的物理特性。第一章：PCB概述三、PCB的材料分类1、刚性：（1）、酚醛纸质层压板（2）、环氧纸质层压板（3）、聚酯玻璃毡层压板（4）、环氧玻璃布层压板2、挠性（1）、聚酯薄膜（2）、聚酰亚胺薄膜（3）、氟化乙丙烯薄膜基板种类组成及用途FR-3纸基，环氧树脂，难燃G-10玻璃布，环氧树脂，一般用途FR-4玻璃布，环氧树脂，难燃G-11玻璃布，环氧树脂，高温用途FR-5玻璃布，环氧树脂，高温并难燃FR-6玻璃席，聚脂类，难燃CEM-1两外层是玻璃布，中间是木浆纸纤维，环氧树脂，难燃CEM-3两外层是玻璃布，中间是玻璃短纤所组成的席，环氧树脂，难燃第一章：PCB概述四、PCB基板材料种类及用途：五、PCB板的种类：A、单面板（单面、双面丝印）B、双面板（单面、双面丝印）C、四层板（两层走线、电源、GND）D、六层板（四层走线、电源、GND）E、八层及以上多层板（n-2层走线、电源、GND）F、雕刻板第一章：PCB概述六、多层PCB的基本制作工艺流程：第一章：PCB概述下料内层钻孔内层线路曝光内层蚀刻内层检修内层测试棕化(黑化)压合外层钻孔黑孔一次铜干膜线路二次铜去膜蚀刻测试防焊印刷喷锡文字印刷成型测试成品注：单层和双面PCB的基本工艺流程比多层工艺流程更简单，是在其基础上减除内层部分流程（即去除虚线框部分）。第二章：PCB设计流程及PCBLayout设计第二章：PCB设计流程及PCBLayout设计一、设计准备：对原理图进行分析和DRC检查；建立标准元件库；建立特殊元器件；印制板设计文件的建立；转网表。二、网表输入：将转换好的网表进行输入。三、规则设置：按照成品规格书的要求，将线宽、线距、层定义、过孔、全局参数等相关参数设置好。四、手工布局：根据印制板安装结构尺寸要求画出边框，参照原理图，结合机构进行布局，检查布局。五、手工布线：参照原理图进行预布线，检查布线是否符合电路模块要求；修改布线，并符合相应要求。（自动布线：根据原理图和已设置好的规则，进行自动布线。要求原理图无差错、规则设置无误方可进行。）六、检查完善：PCB制作初步完成，“铺铜”与“补铜”，进行连线、连通性、间距、“孤岛”、文字标识检查，并对其进行修改，使其符合要求。七、CAM输出：检查无误后，生成底片，到此PCB板制作完成。图例：第二章：PCB设计流程及PCBLayout设计一、设计准备：对原理图进行分析和DRC检查；建立标准元件库；建立特殊元器件；印制板设计文件的建立；转网表。R1141k开关电源R1084.7kB04SLT112J3123C23F103Z1KVR1165.6kR11322kLF11423R1051K+E11000uF16VC30472C24IC1UC384212345687C25104D241N400712M11XVDD_12VD26HER10812R112177kQ12SSS7N80A123R1091kD221N400712+E4C29104+E5100uF50VM11XD251N400712+E21000uF16VR1104.7kR10739kD211N400712DC+Q9C92M123L03XNB04SD23HER10812LL04XB113425687109R1151DC+R11130C28D102K1KV图例：第二章：PCB设计流程及PCBLayout设计Q8213BAT1R3100kCON3A_4PAD5_5PR13100KBAT4CON2A_4PPAD5_5PR17100kCON2A_3PCON3A_3BAT411R18100kBAT3BAT2R11510Q6213BAT211BAT4D212CON2A_2PD412R1610KR46510BAT3BAT111VDD_12VBAT2+11R10510Q360ND021234567812345678Q260ND021234567812345678R10210KVDD_12VD312BAT3+11BAT1BAT4+11充电电路BAT2VDD_12VQ5213CON2A_1PR1510KBAT1+11VDD_12VR11D512R1410K充电控制电路Q7213R12510CON3A_5BAT3BAT1BAT2CON3A_6BAT311图例：第二章：PCB设计流程及PCBLayout设计CON2A_1PPWMVDD_5VQ4213PAD5_5PR233D112PWMR4PAD5123456接口电路+C712BAT4L1充电电压产生电路CON2A_4PCON3A_5CON3A_3CON3A_6CON3A_4VDD_12VCON3A12341234CON2A_2PC6CON2A_3PVDD_12VGNDQ1443512345678SSSGDDDDCON2A12341234PAD5_5P5号/7号选择J412J51243图例：第二章：PCB设计流程及PCBLayout设计LED212C11VDD_5VPWM输入反馈电路R103200热敏电阻/LEDR1049kQ10817C1234D11L03XTM4TM3A11LED112+E31uF50VB11L04XLED412VDD_12VTM1Q11KA431123VR21K132R103200R1062kLED312TM2TEMP11R1261k原理图规范分析及DRC检验：1、原理图使用模块化方式绘制，这样利于读原理图，又利于模块化布局。2、原理图大部分的PCB封装要确认下来，个别器件没有封装，作个标志，利于我们建库、添加封装。3、原理图的DRC检验（见右图）。第二章：PCB设计流程及PCBLayout设计二、网表输入：将转换好的网表进行输入。第二章：PCB设计流程及PCBLayout设计三、规则设置：按照成品规格书的要求，将线宽、线距、层定义、过孔、全局参数等相关参数设置好。PCB布局的一般规则：a、信号流畅，信号方向保持一致；b、核心元件为中心；c、在高频电路中，要考虑元器件的分布参数；d、特殊元器件的摆放位置；e、要考虑批量生产时，波峰焊及回流焊的锡流方向及加工传送PCB的工艺因素。1、布局前的准备：a、画出边框；b、定位孔和对接孔进行位置确认；c、板内元件局部的高度控制；d、重要网络的标志。第二章：PCB设计流程及PCBLayout设计四、手工布局：根据印制板安装结构尺寸要求画出边框，参照原理图，结合机构进行布局，检查布局。2、PCB布局的顺序：a、固定元件；b、有条件限制的元件；c、关键元件；d、面积比较大元件；e、零散元件。3、参照原理图，结合机构，进行布局。4、布局检查：A、检查元件在二维、三维空间上是否有冲突。B、元件布局是否疏密有序，排列整齐。C、元件是否便于更换，插件是否方便。D、热敏元件与发热元件是否有距离。E、信号流程是否流畅且互连最短。F、插头、插座等机械设计是否矛盾。G、元件焊盘是否足够大。第二章：PCB设计流程及PCBLayout设计五、手工布线：参照原理图进行预布线，检查布线是否符合电路模块要求；修改布线，并符合相应要求。第二章：PCB设计流程及PCBLayout设计1、走线规律：A、走线方式:尽量走短线，特别是小信号。B、走线形状:同一层走线改变方向时，应走斜线。C、电源线与地线的设计:40－100mil，高频线用地线屏蔽。D、多层板走线方向:相互垂直，层间耦合面积最小；禁止平行走线。E、焊盘设计的控制2、布线:首先，进行预连线，看一下项目的可连通性怎样，并根据原理图及实际情况进行器件调整，使其更加有利于走线。3、布线检查：(1)、间距是否合理，是否满足生产要求。(2)、电源线和地线的宽度是否合适，电源与地线之间是否紧耦合（低的波阻抗）。(3)、对于关键的信号线是否采取了最佳措施，输入线及输出线要明显地分开。(4)、模拟电路和数字电路部分，是否有各自独立的地线。(5)、后加在PCB中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短路。(6)、对一些不理想的线形进行修改。(7)、在PCB上是否加有工艺线？阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志是否压在器件焊盘上，以免影响电装质量。(8)、多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小，如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。第二章：PCB设计流程及PCBLayout设计附：自动布线：根据原理图和已设置好的规则，进行自动布线。要求原理图无差错、规则设置无误方可进行。一般只要原理图和规则设置好后，自动布线一旦成功，基本上设计的电气方面不会有太大的问题，但有些地方的布线位置及走线方向可能还需要进行手工调整。第二章：PCB设计流程及PCBLayout设计六、检查完善：PCB制作初步完成，“铺铜”与“补铜”，进行连线、连通性、间距、“孤岛”、文字标识检查，并对其进行修改，使其符合要求。第二章：PCB设计流程及PCBLayout设计检查线路，进行铺铜和补铜处理，重新排列元件标识；通过检查窗口，对项目进行间距、连通性检查。PCB检查：1、检查线路设计是否与原理图设计思想一致。2、检查定位孔与PCB的大小，以及固定键安装位置是否与机构相吻合。3、结合EMC知识，看PCB是否有不符合EMC常规的线路。4、检查PCB封装是否与实物相对应。第二章：PCB设计流程及PCBLayout设计EBCECB三极管封装78xx79xx地入出地出入123稳压电源入出地入地出123稳压电源1714817814113214双列插装元件七、CAM输出：检查无误后，生成底片，并作CAM350检查。到此PCB板制作完成。最后的CAM350检查无误后，PCB设计就完成了，就可以送底片了。设计完成，记得存档。第二章：PCB设计流程及PCBLayout设计第三章：PCBLayout设计技巧尽量采用地平面作为电流回路；将模拟地平面和数字地平面分开；如果地平面被信号走线隔断，为降低对地电流回路的干扰，应使信号走线与地平面垂直；模拟电路尽量靠近电路板边缘放置，数字电路尽量靠近电源连接端放置，这样做可以降低由数字开关引起的di/dt效应。第三章：PCBLayout设计技巧1、为确保正确实现电路，应遵循的设计准则：分隔开的地平面有时比连续的地平面有效如果使用走线，应将其尽量加粗应避免地环路如果不能采用地平面，应采用星形连接策略数字电流不应流经模拟器件高速电流不应流经低速器件第三章：PCBLayout设计技巧2、无地平面时的电流回路设计如果不能采用地平面，可以采用“星形”布线策略来处理电流回路3、旁路电容或去耦电容第三章：PCBLayout设计技巧IC电源输入电源接口电源接口IC电源输入4、布局规划第三章：PCBLayout设计技巧模拟电路放置在线路的末端5、印制导线宽度与容许电流：第三章：PCBLayout设计技巧6、高频数字电路PCB布线规则：高频数字信号线要用短线。主要信号线集中在pcb板中心。时钟发生电路应在板的中心附近，时钟扇出应采用菊链式和并联布线。电源线应远离高频数字信号线，或用地线隔开，电路布局必须减少电流回路，电源的分布必须是低感应的（多路设计)输入与输出之间的导线避免平行。7、布线的注意事项：专用地线、电源线宽度应大于1mm。其走线应成“井”字型排列，以便是分部电流平衡。尽可能的缩短高频器件之间的连线，设法减少它们之间地分布参数和相互间的信号干扰。某些元器件或导线可能有较高的电位差，应加大它们的间距，避免放电引起意外短路。尽量加大电源线宽度，减少环路电阻，电源线、地线的走向和数据传递方向一致，有助于增强抗干扰能力。当频率高于100k时，趋附效应就十分严重，高频电阻增大。第三章：PCBLayout设计技巧第四章：EMC基本知识一、电磁兼容（ElectromagneticCo