PCB设计基本概念与主要流程模板.doc

印制电路板设计是以电路原理图为依据，实现电路设计者所需要功效。印刷电路板设计关键指版图设计，需要考虑外部连接布局。内部电子元件优化布局。金属连线和通孔优化布局。电磁保护。热耗散等多种原因。优异版图设计能够节省生产成本，达成良好电路性能和散热性能。简单版图设计能够用手工实现，复杂版图设计需要借助计算机辅助设计(CAD)实现。目录PCB设计介绍 具体方法 1. 1. 目标和作用 2. 2. 适用范围 3. 3. 责 任态度 4. 4. 资历和培训 5. 5. 工作指导(有长度单位为MM)PCB设计基础概念 1. 1、尽可能少用过孔 2. 2、丝印层（Overlay） 3. 3、SMD特殊性 4. 4、网格状填充区 5. 5、焊盘( Pad） 6. 6、各类膜（Mask) 7. 7、飞线有两重含义PCB设计关键步骤 1. 系统规格 2. 系统功效区块图PCB设计介绍 具体方法 1. 1. 目标和作用 2. 2. 适用范围 3. 3. 责 任态度 4. 4. 资历和培训 5. 5. 工作指导(有长度单位为MM)PCB设计基础概念 1. 1、尽可能少用过孔 2. 2、丝印层（Overlay） 3. 3、SMD特殊性 4. 4、网格状填充区 5. 5、焊盘( Pad） 6. 6、各类膜（Mask) 7. 7、飞线有两重含义PCB设计关键步骤 1. 系统规格 2. 系统功效区块图展开编辑本段PCB设计介绍在高速设计中，可控阻抗板和线路特征阻抗是最关键和最普遍问题之一。首先了解一下传输线定义：传输线由两个含有一定长度导体组成，一个导体用来发送信号，另一个用来接收信号（切记“回路”替换“地”概念）。在一个多层板中，每一条线路全部是传输线组成部分，邻近参考平面可作为第二条线路或回路。一条线路成为“性能良好”传输线关键是使它特征阻抗在整个线路中保持恒定。 线路板成为“可控阻抗板”关键是使全部线路特征阻抗满足一个要求值，通常在25欧姆和70欧姆之间。在多层线路板中，传输线性能良好关键是使它特征阻抗在整条线路中保持恒定。 不过，到底什么是特征阻抗？了解特征阻抗最简单方法是看信号在传输中碰到了什么。当沿着一条含有一样横截面传输线移动时，这类似图1所表示微波传输。假定把1伏特电压阶梯波加到这条传输线中，如把1伏特电池连接到传输线前端（它在发送线路和回路之间），一旦连接，这个电压波信号沿着该线以光速传输，它速度通常约为6英寸/纳秒。当然，这个信号确实是发送线路和回路之间电压差，它能够从发送线路任何一点和回路相临点来衡量。图2是该电压信号传输示意图。 Zen方法是先“产生信号”，然后沿着这条传输线以6英寸/纳秒速度传输。第一个0.01纳秒前进了0.06英寸，这时发送线路有多出正电荷，而回路有多出负电荷，正是这两种电荷差维持着这两个导体之间1伏电压差，而这两个导体又组成了一个电容器。 在下一个0.01纳秒中，又要将一段0.06英寸传输线电压从0调整到1伏特，这必需加部分正电荷到发送线路，而加部分负电荷到接收线路。每移动0.06英寸，必需把更多正电荷加到发送线路，而把更多负电荷加到回路。每隔0.01纳秒，必需对传输线路另外一段进行充电，然后信号开始沿着这一段传输。电荷来自传输线前端电池，当沿着这条线移动时，就给传输线连续部分充电，所以在发送线路和回路之间形成了1伏特电压差。每前进0.01纳秒，就从电池中取得部分电荷（Q），恒定时间间隔（t）内从电池中流出恒定电量（Q）就是一个恒定电流。流入回路负电流实际上和流出正电流相等，而且恰好在信号波前端，交流电流经过上、下线路组成电容，结束整个循环过程。 PCB（Printed Circuit Board）印刷电路板缩写 编辑本段具体方法1. 目标和作用1.1 规范设计作业，提升生产效率和改善产品质量 。 2. 适用范围1.1 XXX 企业开发部VCD超级VCDDVD音响等产品 。 3. 责 任态度3.1 XXX 开发部全部电子工程师、技术员及电脑绘图员等 。 4. 资历和培训4.1 有电子技术基础; 4.2 有电脑基础操作常识; 4.3 熟悉利用电脑PCB 绘图软件. 5. 工作指导(有长度单位为MM)5.1 铜箔最小线宽:面板0.3MM,面板0.2MM 边缘铜箔最小要1.0MM 5.2 铜箔最小间隙:面板:0.3MM,面板:0.2MM. 5.3 铜箔和板边最小距离为0.55MM,元件和板边最小距离为5.0MM,盘和板边最小距离为4.0MM 5.4 通常通孔安装元件焊盘大小(径)孔径两倍,双面板最小1.5MM,单面板最小为2.0MM,议（2.5MM)假如不能用圆形焊盘,用腰圆形焊盘,小以下图所表示（如有标准元件库， 则以标准元件库为准） 焊盘长边、短边和孔关系为 ： 5.5 电解电容不可触及发烧元件,大功率电阻,敏电阻,压器, 热器等.解电容和散热器间隔最小为10.0MM,它元件到散热器间隔最小为2.0MM. 5.6 大型元器件（如：变压器、直径15.0MM 以上电解电容、大电流插座等）加大铜箔及上锡面积以下图；阴影部分面积肥最小要和焊盘面积相等 。 5.7 螺丝孔半径5.0MM 内不能有铜箔(要求接地外)元件.(按结构图要求). 5.8 上锡位不能有丝印油. 5.9 焊盘中心距小于2.5MM ,相邻焊盘周围要有丝印油包裹,印油宽度为0.2MM(议0.5MM). 5.10 跳线不要放在IC 下面或马达、电位器和其它大致积金属外壳元件下. 5.11 在大面积PCB设计中(约超出500CM2 以上),预防过锡炉时PCB 板弯曲,在PCB 板中间留一条5 至10MM 宽空隙不放元器件(走线),用来在过锡炉时加上预防PCB 板弯曲压条,下图阴影区:： 5.12 每一粒三极管必需在丝印上标出e,c,b 脚. 5.13 需要过锡炉后才焊元件,盘要开走锡位,向和过锡方向相反,度视孔大小为0.5MM 到1.0MM以下图 ： 5.14 设计双面板时要注意，金属外壳元件，插件时外壳和印制板接触，顶层焊盘不可开，一定要用绿油或丝印油盖住（比如两脚晶振）。 5.15 为降低焊点短路，全部双面印制板，过孔全部不开绿油窗。 5.16 每一块PCB 上全部必需用实心箭头标出过锡炉方向： 5.17 孔洞间距离最小为1.25MM(双面板无效) 5.18 布局时，DIP 封装IC 摆放方向必需和过锡炉方向成垂直，不可平行，以下图；假如布局上有困难，可许可水平放置IC (OP 封装IC 摆放方向和DIP 相反）。 5.19 布线方向为水平或垂直，由垂直转入水平要走45 度进入。 5.20 元件安放为水平或垂直。 5.21 丝印字符为水平或右转90 度摆放。 5.22 若铜箔入圆焊盘宽度较圆焊盘直径小时，则需加泪滴。图 ： 5.23 物料编码和设计编号要放在板空位上。 5.24 把没有接线地方合理地作接地或电源用 。 5.25 布线尽可能短，尤其注意时钟线、低电平信号线及全部高频回路布线要更短。 5.26 模拟电路及数字电路地线及供电系统要完全分开 。 5.27 假如印制板上有大面积地线和电源线区（面积超出500 平方毫米），应局部开窗口。图 ： 5.28 电插印制板定位孔要求以下，阴影部分不可放元件，手插元件除外，L 范围是50 330mm,H范围是50 250mm,果小于50X50 则要拼板开模方可电插，假如超出330X250 则改为手插板。定位孔需在长边上。 编辑本段PCB设计基础概念1、尽可能少用过孔一旦选择了过孔，务必处理好它和周围各实体间隙，尤其是轻易被忽略中间各层和过孔不相连线和过孔间隙，假如是自动布线，可在“过孔数量最小化” （ Via Minimiz8tion）子菜单里选择“on”项来自动处理。（2）需要载流量越大，所需过孔尺寸越大，如电源层和地层和其它层联接所用过孔就要大部分。 2、丝印层（Overlay）为方便电路安装和维修等，在印刷板上下两表面印刷上所需要标志图案和文字代号等，比如元件标号和标称值、元件外廓形状和厂家标志、生产日期等等。不少初学者设计丝印层相关内容时，只注意文字符号放置得整齐美观，忽略了实际制出PCB效果。她们设计印板上，字符不是被元件挡住就是侵入了助焊区域被抹赊，还有把元件标号打在相邻元件上，如此种种设计全部将会给装配和维修带来很大不便。正确丝印层字符部署标准是：”不出歧义，见缝插针，美观大方”。 3、SMD特殊性Protel封装库内有大量SMD封装，即表面焊装器件。这类器件除体积小巧之外最大特点是单面分布元引脚孔。所以，选择这类器件要定义好器件所在面，以免“丢失引脚（Missing Plns）”。另外，这类元件相关文字标注只能随元件所在面放置。 4、网格状填充区网格状填充区（External Plane ）和填充区(Fill) 正如二者名字那样，网络状填充区是把大面积铜箔处理成网状，填充区仅是完整保留铜箔。初学者设计过程中在计算机上往往看不到二者区分，实质上，只要你把图面放大后就一目了然了。正是因为日常不轻易看出二者区分，所以使用时更不注意对二者区分，要强调是，前者在电路特征上有较强抑制高频干扰作用，适适用于需做大面积填充地方，尤其是把一些区域当做屏蔽区、分割区或大电流电源线时尤为适宜。后者多用于通常线端部或转折区等需要小面积填充地方。 5、焊盘( Pad）焊盘是PCB设计中最常接触也是最关键概念，但初学者却轻易忽略它选择和修正，在设计中千篇一律地使用圆形焊盘。选择元件焊盘类型要综合考虑该元件形状、大小、部署形式、振动和受热情况、受力方向等原因。Protel在封装库中给出了一系列不一样大小和形状焊盘，如圆、方、八角、圆方和定位用焊盘等，但有时这还不够用，需要自己编辑。比如，对发烧且受力较大、电流较大焊盘，可自行设计成“泪滴状”，在大家熟悉彩电PCB行输出变压器引脚焊盘设计中，不少厂家正是采取这种形式。通常而言，自行编辑焊盘时除了以上所讲以外，还要考虑以下标准： （1）形状上长短不一致时要考虑连线宽度和焊盘特定边长大小差异不能过大； （2）需要在元件引角之间走线时选择长短不对称焊盘往往事半功倍； （3）各元件焊盘孔大小要按元件引脚粗细分别编辑确定，标准是孔尺寸比引脚直径大02- 04毫米。 6、各类膜（Mask)这些膜不仅是PcB制作工艺过程中必不可少，而且更是元件焊装必需条件。按“膜”所处位置及其作用，“膜”可分为元件面（或焊接面）助焊膜（TOp or Bottom 和元件面（或焊接面）阻焊膜（TOp or BottomPaste Mask）两类。 顾名思义，助焊膜是涂于焊盘上，提升可焊性能一层膜，也就是在绿色板子上比焊盘略大各浅色圆斑。阻焊膜情况恰好相反，为了使制成板子适应波峰焊等焊接形式，要求板子上非焊盘处铜箔不能粘锡，所以在焊盘以外各部位全部要涂覆一层涂料，用于阻止这些部位上锡。可见，这两种膜是一个互补关系。由此讨论，就不难确定菜单中 类似“solder Mask En1argement”等项目标设置了。 7、飞线有两重含义自动布线时供观察用类似橡皮筋网络连线，在经过网络表调入元件并做了初步布局后，用“Show 命令就能够看到该布局下网络连线交叉情况，不停调整元件位置使这种交叉最少，以取得最大自动布线布通率。这一步很关键，能够说是磨刀不误砍柴功，多花些时间，值！另外，自动布线结束，还有哪些网络还未布通，也可经过该功效来查找。找出未布通网络以后，可用手工赔偿，实在赔偿不了就要用到“飞线”第二层含义，就是在未来印板上用导线连通这些网络。要交待是，假如该电路板是大批量自动线生产，可将这种飞线视为0欧阻值、含有统一焊盘间距电阻元件来进行设计. 印刷电路板（Printed circuit board，PCB）几乎会出现在每一个电子设备当中。假如在某样设备中有电子零件，那么它们也全部是镶在大小各异PCB上。除了固定多种小零件外，PCB关键功效是提供上头各项零件相互电气连接。伴随电子设备越来越复杂，需要零件越来越多，PCB上头线路和零件也越来越密集了。 标准PCB长得就像这么。裸板（上头没有零件）也常被称为印刷线路板Printed Wiring Board（PWB）。 板子本身基板是由绝缘隔热、并不易弯曲材质所制作成。在表面能够看到细小线路材料是铜箔，原本铜箔是覆盖在整个板子上，而在制造过程中部分被蚀刻处理掉，留下来部分就变成网状细小线路了。这些线路被称作导线（conductor pattern）或称布线，并用来提供PCB上零件电路连接。 为了将零件固定在PCB上面，我们将它们接脚直接焊在布线上。在最基础PCB（单面板）上，零件全部集中在其中一面，导线则全部集中在另一面。这么一来我们就需要在板子上打洞，这么接脚才能穿过板子到另一面，所以零件接脚是焊在另一面上。因为如此，PCB正反面分别被称为零件面（Component Side）和焊接面（Solder Side）。 假如PCB上头有一些零件，需要在制作完成后也能够拿掉或装回去，那么该零件安装时会用到插座（Socket）。因为插座是直接焊在板子上，零件能够任意拆装。下面看到是ZIF（Zero Insertion Force，零拨插力式）插座，它能够让零件（这里指是CPU）能够轻松插进插座，也能够拆下来。插座旁固定杆，能够在您插进零件后将其固定。 假如要将两块PCB相互连结，通常我们全部会用到俗称金手指边接头（edge connector）。金手指上包含了很多裸露铜垫，这些铜垫实际上也是PCB布线一部分。通常连接时，我们将其中一片PCB上金手指插进另一片PCB上适宜插槽上（通常叫做扩充槽Slot）。在计算机中，像是显示卡，声卡或是其它类似界面卡，全部是借着金手指来和主机板连接。 PCB上绿色或是棕色，是阻焊漆（solder mask）颜色。这层是绝缘防护层，能够保护铜线，也能够预防零件被焊到不正确地方。在阻焊层上另外会印刷上一层丝网印刷面（silk screen）。通常在这上面会印上文字和符号（大多是白色），以标示出各零件在板子上位置。丝网印刷面也被称作图标面（legend）。 编辑本段PCB设计关键步骤在PCB设计中，其实在正式布线前，还要经过很漫长步骤，以下就是PCB设计关键步骤： 系统规格首先要先计划出该电子设备各项系统规格。包含了系统功效，成本限制，大小，运作情形等等。 系统功效区块图接下来必需要制作出系统功效方块图。方块间关系也必需要标示出来。 将系统分割多个PCB 将系统分割数个PCB话，不仅在尺寸上能够缩小，也能够让系统含有升级和交换零件能力。系统功效方块图就提供了我们分割依据。像是计算机就能够分成主机板、显示卡、声卡、软盘驱动器和电源等等。 决定使用封装方法，和各PCB大小 当各PCB使用技术和电路数量全部决定好了，接下来就是决定板子大小了。假如PCB设计过大，那么封装技术就要改变，或是重新作分割动作。在选择技术时，也要将线路图品质和速度全部考量进去。