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PCB设计注意事项 0推荐PCB设计注意事项（一） 作为一个电子工程师设计电路是一项必备硬功夫，不过原理设计再完美，假如电路板设计不合理性能将大打折扣，严重时甚至不能正常工作依据我经验，我总结出以下部分设计中应该注意地方，期望能对您有所启示 不管用什么软件，设计有个大致程序，按次序来会省时省力，所以我将按制作步骤来介绍一下（因为界面风格和视窗靠近，操作习惯也相近，且有强大仿真功效，使用人比较多，将以此软件作说明） 原理图设计是前期准备工作，常常见到初学者为了省事直接就去画板了，这么将得不偿失，对简单板子，假如熟练步骤，不妨能够跳过不过对于初学者一定要按步骤来，这么首先能够养成良好习惯，其次对复杂电路也只有这么才能避免犯错 在画原理图时，层次设计时要注意各个文件最终要连接为一个整体，这一样对以后工作相关键意义因为，软件差异有些软件会出现看似相连实际未连（电气性能上）情况假如不用相关检测工具检测，万一出了问题，等板子做好了才发觉就晚了所以一再强调按次序来做关键性，期望引发大家注意 原理图是依据设计项目来，只要电性连接正确没什么好说下面我们关键讨论一下具体制板程序中问题 、制作物理边框 封闭物理边框对以后元件布局、走线来说是个基础平台，也对自动布局起着约束作用，不然，从原理图过来元件会不知所措但这里一定要注意正确，不然以后出现安装问题麻烦可就大了还有就是拐角地方最好用圆弧，首先能够避免尖角划伤工人，同时又能够减轻应力作用以前我一个产品老是在运输过程中有部分机器出现面壳板断裂情况，改用圆弧后就好了 、元件和网络引入 把元件和网络引人画好边框中应该很简单，不过这里往往会出问题，一定要细心地按提醒错误逐一处理，不然后面要费更大力气这里问题通常来说有以下部分：元件封装形式找不到，元件网络问题，有未使用元件或管脚，对照提醒这些问题能够很快搞定 、元件布局 元件布局和走线对产品寿命、稳定性、电磁兼容全部有很大影响，是应该尤其注意地方通常来说应该有以下部分标准： 放置次序 先放置和结构相关固定位置元器件，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功效将其锁定，使之以后不会被误移动再放置线路上特殊元件和大元器件，如发烧元件、变压器、IC等最终放置小器件 注意散热 元件布局还要尤其注意散热问题对于大功率电路，应该将那些发烧元件如功率管、变压器等尽可能靠边分散布局放置，便于热量散发，不要集中在一个地方，也不要高电容太近以免使电解液过早老化 、布线 布线标准：走线学问是很高深，每人全部会有自己体会，但还是有些通行标准 高频数字电路走线细部分、短部分好 大电流信号、高电压信号和小信号之间应该注意隔离（隔离距离和要承受耐压相关，通常情况下在2时板上要距离2mm，在此之上以百分比算还要加大，比如若要承受耐压测试，则高低压线路之间距离应在3.5以上，很多情况下为避免爬电，还在印制线路板上高低压之间开槽） 两面板布线时，两面导线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线，避免相互平行，以减小寄生耦合；作为电路输人及输出用印制导线应尽可能避兔相邻平行，以免发生回授，在这些导线之间最好加接地线 走线拐角尽可能大于度，杜绝度以下拐角，也尽可能少用度拐角 同是地址线或数据线，走线长度差异不要太大，不然短线部分要人为走弯线作赔偿 走线尽可能走在焊接面，尤其是通孔工艺 尽可能少用过孔、跳线 单面板焊盘必需要大，焊盘相连线一定要粗，能放泪滴就放泪滴，通常单面板厂家质量不会很好，不然对焊接和全部会有问题 大面积敷铜要用网格状，以预防波焊时板子产生气泡和因为热应力作用而弯曲，但在特殊场所下要考虑流向，大小，不能简单用铜箔填充了事，而是需要去走线 元器件和走线不能太靠边放，通常单面板多为纸质板，受力后轻易断裂，假如在边缘连线或放元器件就会受到影响 必需考虑生产、调试、维修方便性 对模拟电路来说处理地问题是很关键，地上产生噪声往往不便预料，可是一旦产生将会带来极大麻烦，应该未雨绸缎对于功放电路，极微小地噪声全部会因为后级放大对音质产生显著影响；在高精度转换电路中，假如地线上有高频分量存在将会产生一定温漂，影响放大器工作这时能够在板子角加退藕电容，一脚和板子上地连，一脚连到安装孔上去（经过螺钉和机壳连），这么可将此分量虑去，放大器及也就稳定了 另外，电磁兼容问题在现在大家对环境保护产品倍加关注情况下显得愈加关键了通常来说电磁信号起源有个：信号源，辐射，传输线晶振是常见一个高频信号源，在功率谱上晶振各次谐波能量值会显著高出平均值可行做法是控制信号幅度，晶振外壳接地，对干扰信号进行屏蔽，采取特殊滤波电路及器件等 需要尤其说明是蛇形走线，因为应用场所不一样其作用也是不一样，在电脑主板中用在部分时钟信号上，如 、-，它作用有两点：、阻抗匹配 、滤波电感 对部分关键信号，如 架构中，一共根，频率可达，要求必需严格等长，以消除时滞造成隐患，这时，蛇形走线是唯一处理措施 通常来讲，蛇形走线线距倍线宽；若在一般PCB板中，除了含有滤波电感作用外，还可作为收音机天线电感线圈等等 、调整完善 完成布线后，要做就是对文字、部分元件、走线做些调整和敷铜（这项工作不宜太早，不然会影响速度，又给布线带来麻烦），一样是为了便于进行生产、调试、维修 敷铜通常指以大面积铜箔去填充布线后留下空白区，能够铺铜箔，也能够铺铜箔（但这么一旦短路轻易烧毁器件，最好接地，除非不得已用来加大电源导通面积，以承受较大电流才接）包地则通常指用两根地线（）包住一撮有特殊要求信号线，预防它被她人干扰或干扰她人 假如用敷铜替换地线一定要注意整个地是否连通，电流大小、流向和有没有特殊要求，以确保降低无须要失误 、检验查对网络 有时候会因为误操作或疏忽造成所画板子网络关系和原理图不一样，这时检察查对是很有必需所以画完以后切不可急于交给制版厂家，应该先做查对，后再进行后续工作 、使用仿真功效 完成这些工作后，假如时间许可还能够进行软件仿真尤其是高频数字电路，这么能够提前发觉部分问题，大大降低以后调试工作量 基础标准： 1、导体距线路板边缘距离要大于0.3mm 2、导线条弯角部分设计成圆角，能够预防铜箔剥落 3、铜箔线条间距离最小为0.5mm，如为高频电路，因为分布参数影响，其形状，间距则需另外考虑 4、孔和基板边缘距离通常为板厚2倍，假如是排列孔，则需要3倍以上，不然，轻易发生开裂现象 5、圆角孔和圆孔靠近时，轻易发生开裂现象，其距离L应稍比板厚大 6、模具冲孔后，孔径有一定收缩量，如用1.2mm冲头冲孔，则出来孔径将不足1.2mm，所以设计时要考虑到收缩量。PCB设计注意事项（二）一焊盘重合焊盘（除表面贴装焊盘外）重合，也就是孔重合放置，在钻孔时会因为在一处多钻孔造成断钻头、导线损伤。二图形层滥用1. 违反常规设计，如元件面设计在BOTTOM层，焊接面设计在TOP，造成文件编辑时正反面错误。2. PCB板内若有需铣槽，要用KEEPOUT LAYER 或BOARD LAYER层画出，不应用其它层面，避免误铣或没铣。三异型孔若板内有异型孔，用KEEPOUT 层画出一个和孔大小一样填充区即可。异形孔长/宽百分比应2：1，宽度应1.0mm，不然，钻床在加工异型孔时极易断钻，造成加工困难。四字符放置1字符遮盖焊盘SMD焊片，给印制板通断测试及元件焊接带来不便。2 字符设计太小，造成丝网印刷困难，使字符不够清楚。五单面焊盘孔径设置1单面焊盘通常不钻孔，若钻孔需标注，其孔径应设计为零。假如设计了数值，这么在产生钻孔数据时，其位就会钻出孔，轻则会影响板面美观，重则板子报废。2 单面焊盘若要钻孔就要做出特殊标注。六用填充区块画焊盘用填充块画焊盘在设计线路时能够经过DRC检验，但对于加工是不行，因这类焊盘不能直接生成阻焊数据，上阻焊剂时，该填充块区域将被阻焊剂覆盖，造成器件焊接困难。七设计中填充块太多或填充块用极细线填充1 产生光绘数据有丢失现象，光绘数据不完全。2因填充块在光绘数据处理时是用线一条一条去画，所以产生光绘数据量相当大，增加了数据处理难度。八表面贴装器件焊盘太短这是对于通断测试而言，对于太密表面贴装器件，其两脚之间间距相当小，焊盘也相当细，安装测试须上下（右左）交错位置，如焊盘设计太短，即使不影响器件贴装，但会使测试针错不开位。九大面积网格间距太小组成大面积网格线同线之间边缘太小（小于0.30mm），在印制过程中会造成短路。十大面积铜箔距外框距离太近大面积铜箔外框应最少确保0.20mm以上间距，因在铣外形时如铣到铜箔上轻易造成铜箔翘及由其引发焊剂脱落问题。十一外形边框设计不明确有用户在KEEP LAYER 、BOARD LAYER、TOP OVER LAYER等全部设计了外形线且这些外形线不重合，造成成型时极难判定哪一条是外型线。十二线条放置两个焊盘之间连线，不要断断续续画，假如想加粗线条不要用线条来反复放置，直接改变线条WIDTH即可，这么话在修改线路时候易修改。开发经验，PCB布板闲谈0推荐 毕业4年以来，即使其中有段时间在做嵌入式实时软件系统驱动部分，可一直全部挂着“硬件工程师”头衔。其实有点惭愧，谈不上对硬件有多深造诣，除了有相当一部分时间设计硬件电路以外，更关键也就是PCB布板。仔细想想，其中亲手布过电路板，从简单数字电视机顶盒前面板单层板，到复杂一点AT89C51为关键工业控制类双层板，无线扩频电台基带双层板，高速FPGA应用板，再到比较复杂含有DDR MEMERY总线四层板等不下20块，所幸还有接触过手机电路8层板，所以，终究对PCB布板有些想法。想法也罢，经验也罢，只要能够对读者布板有所帮助话，也就达成了我写这篇文章目标。 一块优异电路板，除了在实现电路原理功效之外，还要考虑EMI,EMC，ESD，信号完整性等电气特征，也要考虑机械结构，大功耗芯片散热问题，在这基础上再考虑电路板美观问题。所以，PCB板布线是门艺术，具体而言是门折衷艺术。在开始学习探索PCB布线之前，或许您会在各式各样参考书中看见各式各样PCB板布线规则，即使很多规则在一定程度上会是有相同内涵，可是在不一样实际布板实践中会有不一样侧关键，甚至规则之间会产生冲突。举个例子：规则一信号传输路径越短越好，规则二是在高频布线要求阻抗匹配。在考虑布DDR MEMORY总线时，SOP封装MEMERY芯片不可能对全部TRACK实现规则一,正确做法是整体考虑阻抗匹配条件下实现全部TRACK相对最短。所以，实际布线中规则之间不可兼得就会让读者布线过程中自觉有效利用这些规则时产生种种迷惑，甚至就陷入这么或是那样通常性规则中不知所措。在这就需要强调一点多种布线规则只是指导性，要结合实际布线过程去不停折衷以取得最大效用。我想只要在实际布线中自觉注意这些规则，或多或少会对布线效果有所帮助。 1 模块化，结构化思想不仅表现在硬件原理设计中，也要反应在布局布线效果中 现在硬件平台集成度越来越高，系统越来越复杂，自然而然也就要求不管是硬件原理图设计中还是PCB布线中使用模块化，结构化设计方法。假如接触过大规模FPGA或是CPLD就知道，复杂IC设计肯定要求采取自上至下模块化设计方法。所以作为硬件工程师，在了解系统整体架构前提下，首先应该在原理图和PCB布线设计中自觉融合模块化设计思想。举个例子，数字电视机顶盒硬件平台主ICQAMI5516中就有以下多个模块： ST20:主频180MHZ32位RISC CPU PTI:TRANSPORT STREAM处理单元 DISPLAY:MPEG-2解码，显示处理单元 DEMODULATOR:QAM解调器 MEMORY INTERFACE：不一样应用系统所需要不一样MEMORY接口 STBUS：各个模块数据通讯总线 PERIPHERALS:UART,SMARTCARD,IIC,GPIO,PWM等常见外设 AUDIO:音频输出接口 VEDIO:视频输出接口 QAMI5516模块化设计过程，即使不一定要求硬件工程师了解系统方方面面，可是肯定要求在设计硬件平台时，把在实际利用中使用到IC不一样模块接口部分看成一个子系统来处理：比如音频部分电路和视频部分电路在布局布线时候就应该在一个整体区域内进行。这么做，不仅延续了IC模块化设计思绪，而且能够方便在需要进行PCB板物理分隔，降低不一样模块之间电气耦合，能够方便整个系统调试。我们知道，硬件调试中最轻易检验，处理电路原理设计中错误方法就是“头痛医头，脚痛医脚”，即上述QAMI5516平台中，假如音频部分电路有问题，首先要做就是检验校验音频模块。 模块化思想还表现在系统总线布线上，通常总线全部区分为CONCROL BUS,DATA BUS,ADDR BUS,这三类。比如上面QAMI5516中SMI上使用是一片16MSDRAM,工作频率在100MHZ，这就要求这一组总线在布线过程中需要统一成一个整体来考虑阻抗匹配。在实际布线过程中，不可能要把这些线布得七零八落吧。 模块化思想也有利于PCB板布局。 模块化思想也有利于硬件系统功效扩展或是更改。 2 站在整个系统角度上，分析各个模块信号性质，确定其在整个系统中占据地位，从而确定模块在布局布线优先级 布局对于整个系统含相关键意义，这要求在实际布线过程中，对于各个模块具体处理有轻重缓急之分。通常布局规则，全部要求区分模块是模拟电路，还是数字电路，是高频电路还是低频电路，是关键干扰源还是敏感关键信号等等。所以，在布局之前必需仔细分析各个模块信号性质包含模块属性，功效，供电电源，具体信号频率，电流流向，电流强度等，以确定模块在PCB板上布局。通常，在机械结构确定情况下，复杂系统还会有N种不一样布局方法，这需要站在系统角度上依据部分规则折中来找出最优化布局布线。 在数字模块中，全部会有时钟，比如SDRAMCLOCK，而时钟电路是影响EMC关键原因。集成电路大部分噪声全部和时钟频率及其数次谐波相关。假如CLOCK信号是一个正弦波形式，假如处理不妥，对系统会“贡献”一个该频率或是该频率倍频干扰源，假如是CLOCK信号是方波形式，则对系统“贡献”一个杂散频率干扰源。同时，CLOCK还是一个轻易受干扰信号，假如CLOCK受到干扰，对数字系统影响可想而知。所以，时钟电路模块是属于关键模块，在布局布线过程中优先多种规则考虑其布局布线。 类似还有在现在很多嵌入式硬件系统中多种多样中止模块。中止触发有电平触发和边缘触发。曾经碰到过一个设置为上升沿触发中止因外界干扰而不停被触发，最终造成了RTOS因为处理不过来而堵死现象。 根据这一标准来分析二个简单电路布局。在一个我接触到手机硬件平台中，显示器亮度电路是经过一个PWM产生不一样脉宽信号，经过一个RC积分电路建立不一样背光灯电压来实现。PWM信号和CLOCK相比，在对整个系统EMI影响上在某种意义上是相同。不过假如仔细分析部分，就应该知道，假如在布线时，ICPWM信号在尽可能短路径上建立模拟电平后才在PCB板上传输，也就是说电阻和电容尽可能靠近PWM管脚放置，这么能够使PWM对系统干扰减小到最小。在手机硬件平台设计中，RF部分和音频部分是系统关键，这两部分布线占据绝对关键地位，在布线时置于优先考虑地位。所以在实际布局布线中，这两个模块信号线单独布在一中间层，而且在其邻层使用电源层和地层，把它屏蔽起来，同时其它模块尽可能远离这两个模块，以免引入干扰。另外尝试着考虑这么一个细节:MIC输入很小音频信号需要经过放大到一定程度后再输入到AUDIO ADC中。我们知道抽象意义上信道传输信噪比是衡量噪声对系统影响。能够相互参考，一个小噪声在音频信号放大之前就串扰就信道和在音频信号在放大以后才进信道对音频指标影响。假如这信道路径不得以经过部分强干扰源区域，提议音频信号进行放大后再进行传输。 再比如在复杂系统总线上通常会挂接类型设备，如I2C总线能够挂127个从设备，在一些机顶盒硬件平台中通常会挂上DEMODULATOR,TUNER,E2PROM。这也要求对不一样设备对于分享总线频率上加以区分，对于使用频率高设备放在相对比较关键位置上。比如在上述QAMI5516平台上EMI接口同时使用了SDRAM，FLASH两种设备。基于对系统了解，SDRAM放置是实时操作系统运行代码，FLASH是作为一个存放介质，在软件系统运行过程中SDRAM相对于FLASH有更多读写操作，所以在布线过程中应该先考虑SDRAM位置。 3 重视电源完整性，布局布线中优先考虑电源和地线处理 在任何电子系统中，干扰源对系统干扰不外乎经过两种路径：一是经过导体传输，二是经过电磁辐射经过空间耦合。在频率较低系统中关键是第一个路径，在高频系统中也有相当部分干扰原因是经过导体传输，其中比较显著就是IC产生噪声经过电源和地干扰整个系统。所以，电源完整性或说是电源质量对整个系统抗干扰能力含有至关关键意义。电源完整性实际上是信号完整性一部分，然而考虑到电源对于全部系统关键性，在此单独列出。要申明是，在实际系统中，要做到这一点并不轻易，系统中总会有多种不一样频率噪声。在电路设计和PCB布局布线中只是极力减小多种频率噪声，从而提升系统抗噪声整体性能。同时，在复杂系统中，降低系统噪声不是更改一两电容值就能够做到，而是需要注意电源滤波效果累积。在手机硬件设计中，有专门PMU来对管理对各个模块供电，然而PMU全部是来自VBAT。无法想象，假如是敏感音频运放供电没有经过滤波处理，直接取自VBAT，又或，像给SDRAM供电电路没有做滤波处理，任由这部分数字电路开关噪声污染整个VBAT，会是有什么样后果？ 假如对电源完整性有了足够重视，结合起前面说过模块化和各个模块仔细分析后，这部分还是相对比很好处理。对于IC电源VCC通常规则通常全部会用旁路电容和去耦电容进行处理，而且在布板时候尽可能让这类电容靠近IC电源输入处。假如在要求苛刻系统中，还能够对不一样敏感频率采取LCCL电路（串接一个电感或是磁珠，并一个电解电容，并一个瓷片电容，再串一个小电感，具体值需要依摄影应频率确定）滤波。曾经做一个复杂系统，因为在系统DEMODULATOR上一路关键电源上没有使用旁路电容，从而使DEMODULATOR解调后误码率高无法忍受。对于系统中多种GND处理，通常要求分析电流回流路径。电流含有总是选择阻抗最小回流路径性质。这是一个关键标准，能够经过这么一个事实来了解：在PCB布线中有“铺铜”这么模式。“铺铜”常常会在网络GND上使用，全部数字信号全部能够抽象成一个最基础门级电路，GND也就是信号回流路径一部分。GND就是经过“铺铜”方法，使信号路径上总阻抗变小。“就近接地”，“最小化接地阻抗”也正是基于这么考虑。 上面只是抛砖引玉讲述了这几年来鄙人在PCB板中部分感慨颇深几点，有了这三个指导性标准，并结合具体很多布线规则，剩下就是您态度问题了。当然，毕竟能力和见识有限，其中难免有所偏颇，不足之处恳请指正