AD布线规则(自己整理).doc

一、PCB板得元素
1、  工作层面
对于印制电路板来说,工作层面可以分为6大类,
信号层 (signal layer)
内部电源/接地层 (internal plane layer)
机械层(mechanical layer)     主要用来放置物理边界与放置尺寸标注等信息,起到相应得提示作用。EDA软件可以提供16层得机械层。
防护层(mask layer)            包括锡膏层与阻焊层两大类。锡膏层主要用于将表面贴元器件粘贴在PCB上,阻焊层用于防止焊锡镀在不应该焊接得地方。
丝印层(silkscreen layer)       在PCB板得TOP与BOTTOM层表面绘制元器件得外观轮廓与放置字符串等。例如元器件得标识、标称值等以及放置厂家标志,生产日期等。同时也就是印制电路板上用来焊接元器件位置得依据,作用就是使PCB板具有可读性,便于电路得安装与维修。
其她工作层(other layer)      禁止布线层 Keep Out Layer
钻孔导引层  drill guide layer
钻孔图层    drill drawing layer
复合层      multilayer
2、  元器件封装
就是实际元器件焊接到PCB板时得焊接位置与焊接形状,包括了实际元器件得外形尺寸,所占空间位置,各管脚之间得间距等。
元器件封装就是一个空间得功能,对于不同得元器件可以有相同得封装,同样相同功能得元器件可以有不同得封装。因此在制作PCB板时必须同时知道元器件得名称与封装形式。
(1)       元器件封装分类
通孔式元器件封装(THT,through hole technology)
表面贴元件封装 (SMT  Surface  mounted  technology )
另一种常用得分类方法就是从封装外形分类: SIP单列直插封装
DIP双列直插封装
PLCC塑料引线芯片载体封装
  PQFP塑料四方扁平封装
SOP  小尺寸封装
TSOP薄型小尺寸封装
PPGA 塑料针状栅格阵列封装
PBGA 塑料球栅阵列封装
CSP  芯片级封装
(2) 元器件封装编号
编号原则:元器件类型+引脚距离(或引脚数)+元器件外形尺寸
例如 AXIAL0、3   DIP14   RAD0、1   RB7、615  等。
(3、  铜膜导线 就是指PCB上各个元器件上起电气导通作用得连线,它就是PCB设计中最重要得部分。对于印制电路板得铜膜导线来说,导线宽度与导线间距就是衡量铜膜导线得重要指标,这两个方面得尺寸就是否合理将直接影响元器件之间能否实现电路得正确连接关系。
印制电路板走线得原则:
◆走线长度:尽量走短线,特别对小信号电路来讲,线越短电阻越小,干扰越小。
◆走线形状:同一层上得信号线改变方向时应该走135°得斜线或弧形,避免90°得拐角。
◆走线宽度与走线间距:在PCB设计中,网络性质相同得印制板线条得宽度要求尽量一致,这样有利于阻抗匹配。
走线宽度    通常信号线宽为: 0、2～0、3mm,(10mil)
电源线一般为1、2～2、5mm  在条件允许得范围内,尽量加宽电源、地线宽度,最好就是地线比电源线宽,它们得关系就是:地线＞电源线＞信号线
焊盘、线、过孔得间距要求  
PAD and VIA　: ≥ 0、3mm(12mil)
PAD and PAD　: ≥ 0、3mm(12mil)
PAD and TRACK　: ≥ 0、3mm(12mil)
TRACK and TRACK　: ≥ 0、3mm(12mil)
密度较高时:
PAD and VIA　: ≥ 0、254mm(10mil)
PAD and PAD　: ≥ 0、254mm(10mil)
PAD and TRACK　: ≥　0、254mm(10mil)
TRACK and TRACK　: ≥　0、254mm(10mil)
4、  焊盘与过孔
引脚得钻孔直径=引脚直径+(10~30mil)
引脚得焊盘直径=钻孔直径+18mil
PCB布局原则
1、 根据结构图设置板框尺寸,按结构要素布置安装孔、接插件等需要定位得器件,并给这些器件赋予不可移动属性。 按工艺设计规范得要求进行尺寸标注。
2、 根据结构图与生产加工时所须得夹持边设置印制板得禁止布线区、禁止布局区域。根据某些元件得特殊要求,设置禁止布线区。
3、 综合考虑PCB性能与加工得效率选择加工流程。
加工工艺得优选顺序为:元件面单面贴装——元件面贴、插混装(元件面插装焊接面贴装一次波峰成型)——双面贴装——元件面贴插混装、焊接面贴装。
4、布局操作得基本原则
A、 遵照“先大后小,先难后易”得布置原则,即重要得单元电路、核心元器件应当优先布局.
B、 布局中应参考原理框图,根据单板得主信号流向规律安排主要元器件.
C、 布局应尽量满足以下要求:总得连线尽可能短,关键信号线最短;高电压、大电流信号与小电流,低电压得弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信号分开;高频元器件得间隔要充分.
D、 相同结构电路部分,尽可能采用“对称式”标准布局;
E、 按照均匀分布、重心平衡、版面美观得标准优化布局;
F、 器件布局栅格得设置,一般IC器件布局时,栅格应为50100 mil,小型表面安装器件,如表面贴装元件布局时,栅格设置应不少于25mil。
G、 如有特殊布局要求,应双方沟通后确定。
5、 同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。同一种类型得有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致,便于生产与检验。
6、 发热元件要一般应均匀分布,以利于单板与整机得散热,除温度检测元件以外得温度敏感器件应远离发热量大得元器件。
7、 元器件得排列要便于调试与维修,亦即小元件周围不能放置大元件、需调试得元、器件周围要有足够得空间。
8、 需用波峰焊工艺生产得单板,其紧固件安装孔与定位孔都应为非金属化孔。当安装孔需要接地时, 应采用分布接地小孔得方式与地平面连接。
9、 焊接面得贴装元件采用波峰焊接生产工艺时,阻、容件轴向要与波峰焊传送方向垂直, 阻排及SOP(PIN间距大于等于1、27mm)元器件轴向与传送方向平行;PIN间距小于1、27mm(50mil)得IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免用波峰焊焊接。
10、 BGA与相邻元件得距离>5mm。其它贴片元件相互间得距离>0、7mm;贴装元件焊盘得外侧与相邻插装元件得外侧距离大于2mm;有压接件得PCB,压接得接插件周围5mm内不能有插装元、器件,在焊接面其周围5mm内也不能有贴装元、器件。
11、 IC去耦电容得布局要尽量靠近IC得电源管脚,并使之与电源与地之间形成得回路最短。
12、 元件布局时,应适当考虑使用同一种电源得器件尽量放在一起, 以便于将来得电源分隔。
13、 用于阻抗匹配目得阻容器件得布局,要根据其属性合理布置。
串联匹配电阻得布局要靠近该信号得驱动端,距离一般不超过500mil。
匹配电阻、电容得布局一定要分清信号得源端与终端,对于多负载得终端匹配一定要在信号得最远端匹配。
14、 布局完成后打印出装配图供原理图设计者检查器件封装得正确性,并且确认单板、背板与接插件得信号对应关系,经确认无误后方可开始布线。
布线
布线就是整个PCB设计中最重要得工序。这将直接影响着PCB板得性能好坏。在PCB得设计过程中,布线一般有这么三种境界得划分:首先就是布通,这时PCB设计时得最基本得要求。如果线路都没布通,搞得到处就是飞线,那将就是一块不合格得板子,可以说还没入门。其次就是电器性能得满足。这就是衡量一块印刷电路板就是否合格得标准。这就是在布通之后,认真调整布线,使其能达到最佳得电器性能。接着就是美观。假如您得布线布通了,也没有什么影响电器性能得地方,但就是一眼瞧过去杂乱无章得,加上五彩缤纷、花花绿绿得,那就算您得电器性能怎么好,在别人眼里还就是垃圾一块。这样给测试与维修带来极大得不便。布线要整齐划一,不能纵横交错毫无章法。这些都要在保证电器性能与满足其她个别要求得情况下实现,否则就就是舍本逐末了。布线时主要按以下原则进行:
　　　①.一般情况下,首先应对电源线与地线进行布线,以保证电路板得电气性能。在条件允许得范围内,尽量加宽电源、地线宽度,最好就是地线比电源线宽,它们得关系就是:地线＞电源线＞信号线,通常信号线宽为:0、2～0、3mm,最细宽度可达0、05～0、07mm,电源线一般为1、2～2、5mm。对数字电路得 PCB可用宽得地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路得地则不能这样使用)
　　　②. 预先对要求比较严格得线(如高频线)进行布线,输入端与输出端得边线应避免相邻平行,以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离,两相邻层得布线要互相垂直,平行容易产生寄生耦合。
　　　③. 振荡器外壳接地,时钟线要尽量短,且不能引得到处都就是。时钟振荡电路下面、特殊高速逻辑电路部分要加大地得面积,而不应该走其它信号线,以使周围电场趋近于零;
　　　④. 尽可能采用45º得折线布线,不可使用90º折线,以减小高频信号得辐射;(要求高得线还要用双弧线)
　　　⑤. 任何信号线都不要形成环路,如不可避免,环路应尽量小;信号线得过孔要尽量少;
　　　⑥. 关键得线尽量短而粗,并在两边加上保护地。
　　　⑦. 通过扁平电缆传送敏感信号与噪声场带信号时,要用“地线信号地线”得方式引出。
　　　⑧. 关键信号应预留测试点,以方便生产与维修检测用
　　　⑨.原理图布线完成后,应对布线进行优化;同时,经初步网络检查与DRC检查无误后,对未布线区域进行地线填充,用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上得地方都与地相连接作为地线用。或就是做成多层板,电源,地线各占用一层。
Alitum Designer得PCB板布线规则
  对于PCB得设计, AD提供了详尽得10种不同得设计规则,这些设计规则则包括导线放置、导线布线方法、元件放置、布线规则、元件移动与信号完整性等规则。根据这些规则, Protel DXP进行自动布局与自动布线。很大程度上,布线就是否成功与布线得质量得高低取决于设计规则得合理性,也依赖于用户得设计经验。
对于具体得电路可以采用不同得设计规则,如果就是设计双面板,很多规则可以采用系统默认值,系统默认值就就是对双面板进行布线得设置。
  本章将对Protel DXP得布线规则进行讲解。
6、1 设计规则设置
进入设计规则设置对话框得方法就是在PCB电路板编辑环境下,从Protel DXP得主菜单中执行菜单命令Desing/Rules ……,系统将弹出如图61所示得PCB Rules and Constraints Editor(PCB设计规则与约束 ) 对话框。
图61 PCB设计规则与约束对话框
该对话框左侧显示得就是设计规则得类型,共分10类。左边列出得就是Desing Rules( 设计规则 ) ,其中包括Electrical (电气类型)、 Routing (布线类型)、 SMT (表面粘着元件类型)规则等等,右边则显示对应设计规则得设置属性。
该对话框左下角有按钮Priorities ,单击该按钮,可以对同时存在得多个设计规则设置优先权得大小。
对这些设计规则得基本操作有:新建规则、删除规则、导出与导入规则等。可以在左边任一类规则上右击鼠标,将会弹出如62所示得菜单。
在该设计规则菜单中, New Rule就是新建规则; Delete Rule就是删除规则; Export Rules就是将规则导出,将以 、rul为后缀名导出到文件中; Import Rules就是从文件中导入规则; Report ……选项,将当前规则以报告文件得方式给出。 图6 — 2设计规则菜单
下面,将分别介绍各类设计规则得设置与使用方法。
6、2 电气设计规则
Electrical (电气设计)规则就是设置电路板在布线时必须遵守,包括安全距离、短路允许等4个小方面设置。
1 . Clearance (安全距离)选项区域设置
安全距离设置得就是PCB 电路板在布置铜膜导线时,元件焊盘与焊盘之间、焊盘与导线之间、导线与导线之间得最小得距离。
下面以新建一个安全规则为例,简单介绍安全距离得设置方法。
( 1 )在Clearance上右击鼠标,从弹出得快捷菜单中选择New Rule ……选项,如图63所示。
图63 新建规则
系统将自动当前设计规则为准,生成名为Clearance_1得新设计规则,其设置对话框如图64所示。
图64 新建Clearance_1设计规则
( 2 )在Where the First object matches选项区域中选定一种电气类型。在这里选定Net单选项,同时在下拉菜单中选择在设定得任一网络名。在右边Full Query中出现InNet ( )字样,其中括号里也会出现对应得网络名。
( 3 )同样得在where the Second object matches选项区域中也选定Net单选项,从下拉菜单中选择另外一个网络名。
( 4 )在Constraints选项区域中得Minimum Clearance文本框里输入8mil 。这里Mil为英制单位, 1mil=10 3 inch, linch= 2、54cm 。文中其她位置得mil也代表同样得长度单位。
( 5 )单击Close按钮,将退出设置,系统自动保存更改。
设计完成效果如图65所示。
图65 设置最小距离
2 . Short Circuit (短路)选项区域设置
短路设置就就是否允许电路中有导线交叉短路。设置方法同上,系统默认不允许短路,即取消Allow Short Circuit复选项得选定,如图6 6所示。
图66 短路就是否允许设置
3 . UnRouted Net (未布线网络)选项区域设置
可以指定网络、检查网络布线就是否成功,如果不成功,将保持用飞线连接。
4 . Unconnected Pin (未连接管脚)选项区域设置
对指定得网络检查就是否所有元件管脚都连线了。
6、3 布线设计规则
Routing (布线设计)规则主要有如下几种。
1 . Width (导线宽度)选项区域设置
导线得宽度有三个值可以供设置,分别为Max width (最大宽度)、 Preferred Width (最佳宽度)、 Min width(最小宽度)三个值,如图67所示。系统对导线宽度得默认值为10mil ,单击每个项直接输入数值进行更改。这里采用系统默认值10mil设置导线宽度。
图6 7 设置导线宽度
2、 Routing Topology (布线拓扑)选项区域设置
拓扑规则定义就是采用得布线得拓扑逻辑约束。 Protel DXP中常用得布线约束为统计最短逻辑规则,用户可以根据具体设计选择不同得布线拓扑规则。 Protel DXP提供了以下几种布线拓扑规则。
Shortest ( 最短 ) 规则设置
最短规则设置如图68所示,从Topology下拉菜单中选择Shortest选项,该选项得定义就是在布线时连接所有节点得连线最短规则。
图6 8 最短拓扑逻辑
Horizontal (水平)规则设置
水平规则设置如图6 9所示,从Topoogy下拉菜单中选择Horizontal选基。它采用连接节点得水平连线最短规则。
图69 水平拓扑规则
Vertical (垂直)规则设置
垂直规则设置如图610所示,从Tolpoogy下拉菜单中选择Vertical选项。它采与就是连接所有节点,在垂直方向连线最短规则。
图 610 垂直拓扑规则
Daisy Simple (简单雏菊)规则设置
简单雏菊规则设置如图 611所示,从Tolpoogy下拉菜单中选择Daisy simple选项。它采用得就是使用链式连通法则,从一点到另一点连通所有得节点,并使连线最短。
图 611简单雏菊规则
DaisyMidDriven (雏菊中点)规则设置
雏菊中点规则设置如图612所示,从Tolpoogy下拉菜单中选择Daisy_MidDiven选项。该规则选择一个Source (源点),以它为中心向左右连通所有得节点,并使连线最短。
图 612雏菊中点规则
Daisy Balanced (雏菊平衡)规则设置
雏菊平衡规则设置如图613所示,从Tolpoogy下拉菜单中选择Daisy Balanced选项。它也选择一个源点,将所有得中间节点数目平均分成组,所有得组都连接在源点上,并使连线最短。
图 613雏菊平衡规则
Star Burst (星形)规则设置
星形规则设置如图614所示,从Tolpoogy下拉菜单中选择Star Burst选项。该规则也就是采用选择一个源点,以星形方式去连接别得节点,并使连线最短。
图 614 Star Burst (星形)规则
3、 Routing Rriority (布线优先级别)选项区域设置
该规则用于设置布线得优先次序,设置得范围从0~100 ,数值越大,优先级越高,如图615所示。
图 615 布线优先级设置
4、 Routing Layers (布线图)选殴区域设置
该规则设置布线板导得导线走线方法。包括顶层与底层布线层,共有32个布线层可以设置,如图616所示。
图 616 布线层设置
由于设计得就是双层板,故MidLayer 1到MidLayer30都不存在得,该选项为灰色不能使用,只能使用Top Layer与Bottom Layer两层。每层对应得右边为该层得布线走法。
Prote DXP提供了11种布线走法,如图6 17所示。
图 617 11 种布线法
各种布线方法为: Not Used该层不进行布线; Horizontal该层按水平方向布线 ;Vertical该层为垂直方向布线; Any该层可以任意方向布线; Clock该层为按一点钟方向布线; Clock该层为按两点钟方向布线; Clock该层为按四点钟方向布线; Clock该层为按五点钟方向布线; 45Up该层为向上45 °方向布线、 45Down该层为向下 45 °方法布线; Fan Out该层以扇形方式布线。
对于系统默认得双面板情况,一面布线采用 Horizontal 方式另一面采用 Vertical 方式。
5 . Routing Corners (拐角)选项区域设置
布线得拐角可以有45 °拐角、 90 °拐角与圆形拐角三种,如图6－18所示。
图 6－18 拐角设置
从Style上拉菜单栏中可以选择拐角得类型。如图6 －16中Setback文本框用于设定拐角得长度。 To文本框用于设置拐角得大小。对于90 °拐角如图6－19所示,圆形拐角设置如图6－20所示。
图 6－19 90 °拐角设置
图 6－20 圆形拐角设置
6 . Routing Via Style (导孔)选项区域设置
该规则设置用于设置布线中导孔得尺寸,其界面如图6－21所示。
图 6 －21 导孔设置
可以调协得参数有导孔得直径via Diameter与导孔中得通孔直径Via Hole Size ,包括Maximum (最大值)、 Minimum (最小值)与Preferred (最佳值)。设置时需注意导孔直径与通孔直径得差值不宜过小,否则将不宜于制板加工。合适得差值在10mil以上。
6、4 阻焊层设计规则
Mask (阻焊层设计)规则用于设置焊盘到阻焊层得距离,有如下几种规则。
1 . Solder Mask Expansion (阻焊层延伸量)选项区域设置
该规则用于设计从焊盘到阻碍焊层之间得延伸距离。在电路板得制作时,阻焊层要预留一部分空间给焊盘。这个延伸量就就是防止阻焊层与焊盘相重叠,如图6 — 22所示系统默认值为4mil,Expansion设置预为设置延伸量得大小。
图 6 — 22 阻焊层延伸量设置
2 . Paste Mask Expansion (表面粘着元件延伸量)选项区域设置
该规则设置表面粘着元件得焊盘与焊锡层孔之间得距离,如图6 — 23所示,图中得Expansion设置项为设置延伸量得大小。
图 6 — 23 表面粘着元件延伸量设置
6、5 内层设计规则
Plane (内层设计)规则用于多层板设计中,有如下几种设置规则。
1 . Power Plane Connect Style (电源层连接方式)选项区域设置
电源层连接方式规则用于设置导孔到电源层得连接,其设置界面如图6 — 24所示。
图 6 — 24 电源层连接方式设置
图中共有5项设置项,分别就是:
·  Conner Style 下拉列表:用于设置电源层与导孔得连接风格。下拉列表中有 3 个选项可以选择: Relief Connect (发散状连接)、 Direct connect (直接连接)与 No Connect (不连接)。工程制板中多采用发散状连接风格。
·  Condctor Width 文本框:用于设置导通得导线宽度。
·  Conductors 复选项:用于选择连通得导线得数目,可以有 2 条或者 4 条导线供选择。
·  AirGap 文本框:用于设置空隙得间隔得宽度。
·  Expansion 文本框:用于设置从导孔到空隙得间隔之间得距离。
2、 Power Plane Clearance (电源层安全距离)选项区域设置
该规则用于设置电源层与穿过它得导孔之间得安全距离,即防止导线短路得最小距离,设置界面如图6 — 25所示,系统默认值20mil。
图 6 — 25 电源层安全距离设置
3 . Polygon Connect style (敷铜连接方式)选项区域设置
该规则用于设置多边形敷铜与焊盘之间得连接方式,设置界面如图6 — 26所示。
图 6 — 26 敷铜连接方式设置
该设置对话框中Connect Style 、 Conductors与Conductor width得设置与Power Plane Connect Style选项设置意义相同,在此不同志赘述。
最后可以设定敷铜与焊盘之间得连接角度,有90angle(90 ° ) 与45Angle ( 45 °)角两种方式可选。
6、6 测试点设计规则
Testpiont (测试点设计)规则用于设计测试点得形状、用法等,有如下几项设置。
1 . Testpoint Style (测试点风格)选项区域设置
该规则中可以指定测试点得大小与格点大小等,设置界面如图6 — 27所示。
图 6 — 27 测试点风格设置
该设置对话框有如下选项:
·  Size文本框为测试点得大小, Hole Size文本框为测试点得导孔得大小,可以指定Min (最小值)、 Max (最大值)与 Preferred (最优值)。
·  Grid Size文本框:用于设置测试点得网格大小。系统默认为1mil大小。
·  Allow testpoint under ponent 复选项:用于选择就是否允许将测试点放置在元件下面。复选项Top 、 Bottom等选择可以将测试点放置在哪些层面上。
右边多项复选项设置所允许得测试点得放置层与放置次序。系统默认为所有规则都选中。
2 . Testpoint Usage (测试点用法)选项区域设置
测试点用法设置得界面如图6 — 28所示。
图 6 — 28 测试点用法设置
该设置对话框有如下选项:
Allow multiple testpoints on same net复选项:用于设置就是否可以在同一网络上允许多个测试点存在。
Testpoint 选项区域中得单选项选择对测试点得处理,可以就是Required ( 必须处理 ) 、 Invalid (无效得测试点)与 Don't care (可忽略得测试点)。
6、7 电路板制板规则
Manufacturing (电路板制板)规则用于对电路板制板得设置,有如下几类设置:
1、 Minimum annular Ring (最小焊盘环宽)选项区域设置
电路板制作时得最小焊盘宽度,即焊盘外直径与导孔直径之间得有效期值,系统默认值为10 mil。
2 . Acute Angle (导线夹角设置)选项区域设置
对于两条铜膜导线得交角,不小于90 °。
3 . Hole size (导孔直径设置)选项区域设置
该规则用于设置导孔得内直径大小。可以指定导孔得内直径得最大值与最小值。
Measurement Method下拉列表中有两种选项: Absolute以绝对尺寸来设计, Percent以相对得比例来设计。采用绝对尺寸得导孔直径设置对话框如图6 — 29所示(以mil为单位)。
图 6 — 29 导孔直径设置对话框
4 . Layers Pais (使用板层对)选项区域设置
在设计多层板时,如果使用了盲导孔,就要在这里对板层对进行设置。对话框中得复选取项用于选择就是否允许使用板层对( layers pairs )设置。
本章中,对Protel DXP提供得10种布线规则进行了介绍,在设计规则中介绍了每条规则得功能与设置方法。这些规则得设置属于电路设计中得较高级得技巧,它设计到很多算法得知识。掌握这些规则得设置,就能设计出高质量得PCB电路。
数字与模拟范围确定后,谨慎布线对获得成功得PCB就是至关重要得。尤其就是有源数字走线靠近高阻抗模拟走线时,会引起严重得耦合噪声,这只能通过增加走线之间得距离来避免。
一、PCB板得元素
1、 工作层面
对于印制电路板来说,工作层面可以分为6大类,
信号层 (signal layer)
内部电源/接地层 (internal plane layer)
机械层(mechanical layer) 主要用来放置物理边界与放置尺寸标注等信息,起到相应得提示作用。EDA软件可以提供16层得机械层。
防护层(mask layer) 包括锡膏层与阻焊层两大类。锡膏层主要用于将表面贴元器件粘贴在PCB上,阻焊层用于防止焊锡镀在不应该焊接得地方。
丝印层(silkscreen layer) 在PCB板得TOP与BOTTOM层表面绘制元器件得外观轮廓与放置字符串等。例如元器件得标识、标称值等以及放置厂家标志,生产日期等。同时也就是印制电路板上用来焊接元器件位置得依据,作用就是使PCB板具有可读性,便于电路得安装与维修。
其她工作层(other layer) 禁止布线层 Keep Out Layer
钻孔导引层 drill guide layer
钻孔图层 drill drawing layer
复合层 multilayer
2、 元器件封装
就是实际元器件焊接到PCB板时得焊接位置与焊接形状,包括了实际元器件得外形尺寸,所占空间位置,各管脚之间得间距等。
元器件封装就是一个空间得功能,对于不同得元器件可以有相同得封装,同样相同功能得元器件可以有不同得封装。因此在制作PCB板时必须同时知道元器件得名称与封装形式
(1)元器件封装分类
通孔式元器件封装(THT,through hole technology)
表面贴元件封装 (SMT Surface mounted technology )
另一种常用得分类方法就是从封装外形分类: SIP单列直插封装
DIP双列直插封装
PLCC塑料引线芯片载体封装
PQFP塑料四方扁平封装
SOP 小尺寸封装
TSOP薄型小尺寸封装
PPGA 塑料针状栅格阵列封装
PBGA 塑料球栅阵列封装
CSP 芯片级封装
(2) 元器件封装编号
编号原则:元器件类型+引脚距离(或引脚数)+元器件外形尺寸
例如 AXIAL0、3 DIP14 RAD0、1 RB7、615 等。
(3、 铜膜导线 就是指PCB上各个元器件上起电气导通作用得连线,它就是PCB设计中最重要得部分。对于印制电路板得铜膜导线来说,导线宽度与导线间距就是衡量铜膜导线得重要指标,这两个方面得尺寸就是否合理将直接影响元器件之间能否实现电路得正确连接关系。
印制电路板走线得原则:
◆走线长度:尽量走短线,特别对小信号电路来讲,线越短电阻越小,干扰越小。
◆走线形状:同一层上得信号线改变方向时应该走135°得斜线或弧形,避免90°得拐角。
◆走线宽度与走线间距:在PCB设计中,网络性质相同得印制板线条得宽度要求尽量一致,这样有利于阻抗匹配。
走线宽度 通常信号线宽为: 0、2～0、3mm,(10mil)
电源线一般为1、2～2、5mm 在条件允许得范围内,尽量加宽电源、地线宽度,最好就是地线比电源线宽,它们得关系就是:地线＞电源线＞信号线
焊盘、线、过孔得间距要求
PAD and VIA(过孔)　: ≥ 0、3mm(12mil)
PAD and PAD　: ≥ 0、3mm(12mil)
PAD and TRACK(轨迹)　: ≥ 0、3mm(12mil)
TRACK and TRACK　: ≥ 0、3mm(12mil)
密度较高时:
PAD and VIA　: ≥ 0、254mm(10mil)
PAD and PAD　: ≥ 0、254mm(10mil)
PAD and TRACK　: ≥　0、254mm(10mil)
TRACK and TRACK　: ≥　0、254mm(10mil)
4、 焊盘与过孔
引脚得钻孔直径=引脚直径+(10~30mil)
引脚得焊盘直径=钻孔直径+18mil
PCB布局原则
1、 根据结构图设置板框尺寸,按结构要素布置安装孔、接插件等需要定位得器件,并给这些器件赋予不可移动属性。 按工艺设计规范得要求进行尺寸标注。
2、 根据结构图与生产加工时所须得夹持边设置印制板得禁止布线区、禁止布局区域。根据某些元件得特殊要求,设置禁止布线区。
3、 综合考虑PCB性能与加工得效率选择加工流程。
加工工艺得优选顺序为:元件面单面贴装——元件面贴、插混装(元件面插装焊接面贴装一次波峰成型)——双面贴装——元件面贴插混装、焊接面贴装。
4、布局操作得基本原则
A、 遵照“先大后小,先难后易”得布置原则,即重要得单元电路、核心元器件应当优先布局.
B、 布局中应参考原理框图,根据单板得主信号流向规律安排主要元器件.
C、 布局应尽量满足以下要求:总得连线尽可能短,关键信号线最短;高电压、大电流信号与小电流,低电压得弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信号分开;高频元器件得间隔要充分.
D、 相同结构电路部分,尽可能采用“对称式”标准布局;
E、 按照均匀分布、重心平衡、版面美观得标准优化布局;
F、 器件布局栅格得设置,一般IC器件布局时,栅格应为50100 mil,小型表面安装器件,如表面贴装元件布局时,栅格设置应不少于25mil。
G、 如有特殊布局要求,应双方沟通后确定。
5、 同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。同一种类型得有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致,便于生产与检验。
6、 发热元件要一般应均匀分布,以利于单板与整机得散热,除温度检测元件以外得温度敏感器件应远离发热量大得元器件。
7、 元器件得排列要便于调试与维修,亦即小元件周围不能放置大元件、需调试得元、器件周围要有足够得空间。
8、 需用波峰焊工艺生产得单板,其紧固件安装孔与定位孔都应为非金属化孔。当安装孔需要接地时, 应采用分布接地小孔得方式与地平面连接。
9、 焊接面得贴装元件采用波峰焊接生产工艺时,阻、容件轴向要与波峰焊传送方向垂直, 阻排及SOP(PIN间距大于等于1、27mm)元器件轴向与传送方向平行;PIN间距小于1、27mm(50mil)得IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免用波峰焊焊接。
10、 BGA与相邻元件得距离>5mm。其它贴片元件相互间得距离>0、7mm;贴装元件焊盘得外侧与相邻插装元件得外侧距离大于2mm;有压接件得PCB,压接得接插件周围5mm内不能有插装元、器件,在焊接面其周围5mm内也不能有贴装元、器件。
11、 IC去耦电容得布局要尽量靠近IC得电源管脚,并使之与电源与地之间形成得回路最短。
12、 元件布局时,应适当考虑使用同一种电源得器件尽量放在一起, 以便于将来得电源分隔。
13、 用于阻抗匹配目得阻容器件得布局,要根据其属性合理布置。
串联匹配电阻得布局要靠近该信号得驱动端,距离一般不超过500mil。
匹配电阻、电容得布局一定要分清信号得源端与终端,对于多负载得终端匹配一定要在信号得最远端匹配。
14、 布局完成后打印出装配图供原理图设计者检查器件封装得正确性,并且确认单板、背板与接插件得信号对应关系,经确认无误后方可开始布线。
布线
布线就是整个PCB设计中最重要得工序。这将直接影响着PCB板得性能好坏。在PCB得设计过程中,布线一般有这么三种境界得划分:首先就是布通,这时PCB设计时得最基本得要求。如果线路都没布通,搞得到处就是飞线,那将就是一块不合格得板子,可以说还没入门。其次就是电器性能得满足。这就是衡量一块印刷电路板就是否合格得标准。这就是在布通之后,认真调整布线,使其能达到最佳得电器性能。接着就是美观。假如您得布线布通了,也没有什么影响电器性能得地方,但就是一眼瞧过去杂乱无章得,加上五彩缤纷、花花绿绿得,那就算您得电器性能怎么好,在别人眼里还就是垃圾一块。这样给测试与维修带来极大得不便。布线要整齐划一,不能纵横交错毫无章法。这些都要在保证电器性能与满足其她个别要求得情况下实现,否则就就是舍本逐末了。布线时主要按以下原则进行:
　　　①.一般情况下,首先应对电源线与地线进行布线,以保证电路板得电气性能。在条件允许得范围内,尽量加宽电源、地线宽度,最好就是地线比电源线宽,它们得关系就是:地线＞电源线＞信号线,通常信号线宽为:0、2～0、3mm,最细宽度可达0、05～0、07mm,电源线一般为1、2～2、5mm。对数字电路得 PCB可用宽得地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路得地则不能这样使用)
　　　②. 预先对要求比较严格得线(如高频线)进行布线,输入端与输出端得边线应避免相邻平行,以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离,两相邻层得布线要互相垂直,平行容易产生寄生耦合。
　　　③. 振荡器外壳接地,时钟线要尽量短,且不能引得到处都就是。时钟振荡电路下面、特殊高速逻辑电路部分要加大地得面积,而不应该走其它信号线,以使周围电场趋近于零;
　　　④. 尽可能采用45º得折线布线,不可使用90º折线,以减小高频信号得辐射;(要求高得线还要用双弧线)
　　　⑤. 任何信号线都不要形成环路,如不可避免,环路应尽量小;信号线得过孔要尽量少;
　　　⑥. 关键得线尽量短而粗,并在两边加上保护地。
　　　⑦. 通过扁平电缆传送敏感信号与噪声场带信号时,要用“地线信号地线”得方式引出。
　　　⑧. 关键信号应预留测试点,以方便生产与维修检测用
　　　⑨.原理图布线完成后,应对布线进行优化;同时,经初步网络检查与DRC检查无误后,对未布线区域进行地线填充,用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上得地方都与地相连接作为地线用。或就是做成多层板,电源,地线各占用一层。
Alitum Designer得PCB板布线规则
对于PCB得设计, AD提供了详尽得10种不同得设计规则,这些设计规则则包括导线放置、导线布线方法、元件放置、布线规则、元件移动与信号完整性等规则。根据这些规则,