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PCB设计中应注意的问题

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PCB设计中应注意的问题

作者:佚名文章来源:网络点击数:97 更新时间:2007-3-19

1.布线方向:

从焊接面看,元件的排列方位尽可能保持与原理图相一致,布线方向最好与电路图走线方向相一致,因生产过程中通常需要在焊接面进行各种参数的检测,故这样做便于生产中的检查,调试及检修(注:指在满足电路性能及整机安装与面板布局要求的前提下)。

2.各元件排列,分布要合理和均匀,力求整齐,美观,结构严谨的工艺要求。

3.电阻,二极管的放置方式:

分为平放与竖放两种:

(1)平放:当电路元件数量不多,而且电路板尺寸较大的情况下,一般是采用平放较好;对于1/4W以下的电阻平放时,两个焊盘间的距离一般取4/10英寸,1/2W的电阻平放时,两焊盘的间距一般取5/10英寸;二极管平放时,1N400X系列整流管,一般取3/10英寸;1N540X系列整流管,一般取4~5/10英寸。

(2)竖放:当电路元件数较多,而且电路板尺寸不大的情况下,一般是采用竖放,竖放时两个焊盘的间距一般取1~2/10英寸。

4.电位器:IC座的放置原则

(1)电位器:在稳压器中用来调节输出电压,故设计电位器应满中顺时针调节时输出电压升高,反时针调节器节时输出电压降低;在可调恒流充电器中电位器用来调节充电电流折大小,设计电位器时应满中顺时针调节时,电流增大。电位器安放位轩应当满中整机结构安装及面板布局的要求,因此应尽可能放轩在板的边缘,旋转柄朝外。

(2)IC座:设计印刷板图时,在使用IC座的场合下,一定要特别注意IC座上定位槽放置的方位是否正确,并注意各个IC脚位是否正确,例如第1脚只能位于IC座的右下角线或者左上角,而且紧靠定位槽(从焊接面看)。

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二、印制线路板的走线

印制导线的布设应尽可能的短,在高频回路中更应如此;印制导线的拐弯应成圆角,而直角或尖角在高频电路和布线密度高的情况下会影响电气性能;当两面板布线时,两面的导线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线,避免相互平行,以减小寄生耦合作为电路的输入及输出用的印制导线应尽量避免相邻平行,以免发生回授,在这些导线之间最好加接地线。

印制导线的宽度:导线宽度应以能满足电气性能要求而又便于生产为宜,它的最小值以承受的电流大小而定,但最小不宜小于0.2mm,在高密度、高精度的印制线路中,导线宽度和间距一般可取0.3mm;导线宽度在大电流情况下还要考虑其温升,单面板实验表明,当铜箔厚度为50μm、导线宽度1~1.5mm、通过电流2A时,温升很小,因此,一般选用1~1.5mm宽度导线就可能满足设计要求而不致引起温升;印制导线的公共地线应尽可能地粗,可能的话,使用大于2~3mm的线条,这点在带有微处理器的电路中尤为重要,因为当地线过细时,由于流过的电流的变化,地电位变动,微处理器定时信号的电平不稳,会使噪声容限劣化;在DIP封装的IC脚间走线,可应用10-10与12-12原则,即当两脚间通过2根线时,焊盘直径可设为50mil、线宽与线距都为10m il,当两脚间只通过1根线时,焊盘直径可设为64mil、线宽与线距都为12mil。

三、印制导线的间距

相邻导线间距必须能满足电气安全要求,而且为了便于操作和生产,间距也应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压。这个电压一般包括工作电压、附加波动电压以及其它原因引起的峰值电压。如果有关技术条件允许导线之间存在某种程度的金属残粒,则其间距就会减小。因此设计者在考虑电压时应把这种因素考虑进去。在布线密度较低时,信号线的间距可适当地加大,对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距。

四、印制导线的屏蔽与接地

印制导线的公共地线,应尽量布置在印制线路板的边缘部分。在印制线路板上应尽可能多地保留铜箔做地线,这样得到的屏蔽效果,比一长条地线要好,传输线特性和屏蔽作用将得到改善,另外起到了减小分布电容的作用。印制导线的公共地线最好形成环路或网状,这是因为当在同一块板上有许多集成电路,特别是有耗电多的元件时,由于图形上的限制产生了接地电位差,从而引起噪声容限的降低,当做成回路时,接地电位差减小。另外,接地和电源的图形尽可能要与数据的流动方向平行,这是抑制噪声能力增强的秘诀;多层印制线路板可采取其中若干层作屏蔽层,电源层、地线层均可视为屏蔽层,一般地线层和电源层设计在多层印制线路板

的内层,信号线设计在内层和外层。

五、焊盘

焊盘的直径和内孔尺寸:焊盘的内孔尺寸必须从元件引线直径和公差尺寸以及搪锡层厚度、孔径公差、孔金属化电镀层厚度等方面考虑,焊盘的内孔一般不小于0.6mm,因为小于0.6mm的孔开模冲孔时不易加工,通常情况下以金属引脚直径值加上0.2mm作为焊盘内孔直径,如电阻的金属引脚直径为0.5mm时,其焊盘内孔直径对应为0.7mm,焊盘直径取决于内孔直径,如下表:

孔直径:0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0

焊盘直径 1.5 1.5 2 2.5 3.0 3.5 4

1.当焊盘直径为1.5mm时,为了增加焊盘抗剥强度,可采用长不小于1.5mm,宽为1.5mm和长圆形焊盘,此种焊盘在集成电路引脚焊盘中最常见。

2.对于超出上表范围的焊盘直径可用下列公式选取:

直径小于0.4mm的孔:D/d=0.5~3

直径大于2mm的孔:D/d=1.5~2

式中:(D-焊盘直径,d-内孔直径)

六、有关焊盘的其它注意点

焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm,这样可以避免加工时导致焊盘缺损。

焊盘的开口:有些器件是在经过波峰焊后补焊的,但由于经过波峰焊后焊盘内孔被锡封住,使器件无法插下去,解决办法是在印制板加工时对该焊盘开一小口,这样波峰焊时内孔就不会被封住,而且也不会影响正常的焊接。

焊盘补泪滴:当与焊盘连接的走线较细时,要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状,这样的好处是焊盘不容易起皮,而是走线与焊盘不易断开。

相邻的焊盘要避免成锐角或大面积的铜箔,成锐角会造成波峰焊困难,而且有桥接的危险,大面积铜箔因散热过快会导致不易焊接。

七、大面积敷铜

印制线路板上的大面积敷铜常用于两种作用,一种是散热,一种用于屏蔽来减小干扰,初学者设计印制线路板时常犯的一个错误是大面积敷铜上没有开窗口,而由于印制线路板板材的基板与铜箔间的粘合剂在浸焊或长时间受热时,会产生挥发性气体无法排除,热量不易散发,以致产生铜箔膨胀,脱落现象。因此在使用大面积敷铜时,应将其开窗口设计成网状。

跨接线的使用:在单面的印制线路板设计中,有些线路无法连接时,常会用到跨接线,在初学者中,跨接线常是随意的,有长有短,这会给生产上带来不便。放置跨接线时,其种类越少越好,通常情况下只设6mm,8mm,10mm三种,超出此范围的会给生产上带来不便。

八、板材与板厚

印制线路板一般用覆箔层压板制成,常用的是覆铜箔层压板。板材选用时要从电气性能、可靠性、加工工艺要求、经济指标等方面考虑,常用的覆铜箔层压板有覆铜箔酚醛纸质层压板、覆铜箔环氧纸质层压板、覆铜箔环氧玻璃布层压板、覆铜箔环氧酚醛玻璃布层压板、覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板和多层印制线路板用环氧玻璃布等。由于环氧树脂与铜箔有极好的粘合力,因此铜箔的附着强度和工作温度较高,可以在260℃的熔锡中浸焊而无起泡。环氧树脂浸渍的玻璃布层压板受潮湿的影响较小。超高频印制线路最优良的材料是覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板。在有阻燃要求的电子设备上,还要使用阻燃性覆铜箔层压板,其原理是由绝缘纸或玻璃布浸渍了不燃或难燃性的树脂,使制得的覆铜箔酚醛纸质层压板、覆铜箔环氧纸质层压板、覆铜箔环氧玻璃布层压板、覆铜箔环氧酚醛玻璃布层压板,除了具有同类覆铜箔层压板的相拟性能外,还有阻燃性。

印制线路板的厚度应根据印制板的功能及所装元件的重量、印制板插座规格、印制板的外形尺寸和所承受的机械负荷来决定。多层印制板总厚度及各层间厚度的分配应根据电气和结构性能的需要以及覆箔板的标准规格来选取。常见的印制线路板厚度有0.5mm、1mm、1.5mm、2mm等。

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1.印刷电路板的设计

从确定板的尺寸大小开始,印刷电路板的尺寸因受机箱外壳大小限制,以能恰好安放入外壳内为宜,其次,应考虑印刷电路板与外接元器件(主要是电位器、插口或另外印刷电路板)的连接方式。印刷电路板与外接元件一般是通过塑料导线或金属隔离线进行连接。但有时也设计成插座形式。即:在设备内安装一个插入式印刷电路板要留出充当插口的接触位置。对于安装在印刷电路板上的较大的元件,要加金属附件固定,以提高耐振、耐冲击性能。

2.布线图设计的基本方法

首先需要对所选用元件器及各种插座的规格、尺寸、面积等有完全的了解;对各部件的位置安排作合理的、仔细的考虑,主要是从电磁场兼容性、抗干扰的角度,走线短,交叉少,电源,地的路径及去耦等方面考虑。各部件位置定出后,就是各部件的连线,按照电路图连接有关引脚,完成的方法有多种,印刷线路图的设计有计算机辅助设计与手工设计方法两种

最原始的是手工排列布图。这比较费事,往往要反复几次,才能最后完成,这在没有其它绘图设备时也可以,这种手工排列布图方法对刚学习印刷板图设计者来说也是很有帮助的。计算机辅助制图,现在有多种绘图软件,功能各异,但总的说来,绘制、修改较方便,并且可以存盘贮存和打印。

接着,确定印刷电路板所需的尺寸,并按原理图,将各个元器件位置初步确定下来,然后经过不断调整使布局更加合理,印刷电路板中各元件之间的接线安排方式如下:

(1)印刷电路中不允许有交叉电路,对于可能交叉的线条,可以用“钻”、“绕”两种办法解决。即,让某引线从别的电阻、电容、三极管脚下的空隙处“钻”过去,或从可能交叉的某条引线的一端“绕”过去,在特殊情况下如何电路很复杂,为简化设计也允许用导线跨接,解决交叉电路问题。

(2)电阻、二极管、管状电容器等元件有“立式”,“卧式”两种安装方式。立式指的是元件体垂直于电路板安装、焊接,其优点是节省空间,卧式指的是元件体平行并紧贴于电路板安装,焊接,其优点是元件安装的机械强度较好。这两种不同的安装元件,印刷电路板上的元件孔距是不一样的。

(3)同一级电路的接地点应尽量靠近,并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上。特别是本级晶体管基极、发射极的接地点不能离得太远,否则因两个接地点间的铜箔太长会引起干扰与自激,采用这样“一

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电感的物理意义是利用导电线圈储存交变磁场能量,而在实际电路应用中,电感器件的主要作用则是向电路提供所需的感性阻抗,在与其他相关元件配合下完成相应的电路功能(匹配、滤波、振荡等)。常见的片式电感器件包括叠层片式、绕线片式、光刻薄膜等形式,其生产工艺和内电极结构均有所不同。但在中低频率条件下,由于信号波长远大于器件尺寸,器件的电路响应受内电极结构的影响较小,通常都可以采用集中参数等效模型(见图一)对片式电感的阻抗特性予以近似分析。据此可推导出常用电性能参数的函数式。

导纳函数

Y(j )=({1}\over{R_{O}}+{r}\over{r^{2}+ ^{2}L^{2}_{O}})+j( C_{O}-{ L_{O}}\over{r^{2}+ ^{2}L^{2}_{o}}) 则阻抗函数

Z(j )={1}\over{Y(j )}=R( )+j ( )

可近似导出阻抗

Z( )=\sqrt{R^{2}( )+ ^{2}( )}

={ L_{O}}\over\sqrt{({ L_{O}}\over{R_{O}}+{r}\over{ L_{O}})^{2}+(1-{ ^{2}}\over{SRF^{2}})^{2}}

电感量

L( )={ ( )}\over{ }={L_{O}(1-{ ^{2}}\over{SRF^{2}})}\over{({{ L_{O}}\over{R_{O}}+{r}\over{ L_{O}}}^ {2}+(1-{ ^{2}}\over{SRF^{2}})^{2}}

品质因素

Q( )={ ( )}\over{R( )}={(1-{ ^{2}}\over{SRF^{2}})}\over{({ L_{O}}\over{R_{O}}+{r}\over{ L_{o}})}

其中

SRF={1}\over{2 \sqrt{L_{O}C_{O}}}

=2 F

由这些函数表达式不难归纳出:

(1)在工作频率低于自谐频率SRF时,片式电感的阻抗特性非常接近理想电感而呈现较好的线性特性,品质因素Q也较高,因此通常以此确定电感的额定工作频段;

(2)在电感量L0为额定值时,提高自谐频率SRF的唯一方法是减小寄生电容C0;

(3)在低频工作区,降低内电极电阻r将有效提升品质因素Q值,而在高频工作区,减小电磁漏损(增大R0)对Q 值的提高则更为显著;

(4)当工作频率高于自谐频率SRF时,片式电感呈现出容性阻抗特性。

通常应用中,利用阻抗分析仪检测片式电感端电极间的Z()、L()、Q()等参数,即可准确反映出工作频率下实际电路的响应特性,据此可进行准确的电路设计与器件选择。作为比较,图2中列出相同规格的高频电感(SGHI1608H100N)与铁氧体电感(SGMI1608M100N)的L(f)、Q(f)参数曲线,显然高频电感有更高的自谐频率和线性工作频段,而铁氧体电感则有较高的Q值。

高频分析

当工作频率较高(2GHz左右)时,信号波长逐渐可以与器件尺寸相比拟。片式电感的阻抗呈现出明显的分布特性,即不同的参考位置存在不同阻抗。图1所示的分析模型已不适合用以描述高频工作的电感器件。在高频条件下,器件的电路响应可随其尺寸和空间结构的不同而发生相应变化,常规的阻抗测量参数已不能准确反映实际电路中的响应特性。以某型号移动手机RF功放电路为例,其中两款用于阻抗匹配的高频电感(工作频率1.9GHz)均采用光刻薄膜式电感,若以相同规格及精度,但Q值明显较高的叠层片式电感(测量仪器HP-4291 B)予以取代,其结果却是电路传输增益下降近10%。说明电路匹配状态下降,用低频分析方法显然无法准确解释高频应用问题,仅仅关注L()和Q()对片式电感的高频分析是不适宜的,至少是不够的。

电磁场理论在工程中常用来分析具有分布特性的高频应用问题。通常在利用阻抗分析仪(HP-4291B)对片式电感进行的测量中,可通过夹具补偿和仪器校准等手段将测量精度提高到0.1nH左右,理论上足以保证电路设计所需的精度要求。但不容忽视的问题是,此时的测量结果仅仅反映了匹配状态下(测量夹具设计为精确匹配)电感器件端电极界面之间的参数性能,对电感器件的内部电磁分布情况和外部电磁环境要求却未能反映出来。相同测试参数的电感可能因内电极结构不同而存在完全不同的电磁分布状态,在高频条件下,片式电感的

实际电路应用环境(近似匹配、密集贴装、PCB分布影响)与测试环境往往有差异,极易产生各种复杂的近场反射而发生实际响应参数(L、Q)的微量变化。对RF电路中的低感值电感,这种影响是不容忽视的,我们把这种影响称之为“分布影响”。

高频电路(包括高速数字电路)设计中,基于电路性能、器件选择和电磁兼容等因素的考虑,通常是以网络散射分析(S参数)、信号完整性分析、电磁仿真分析、电路仿真分析等手段,来综合考量实际电路系统的工作性能。针对片式电感器件的“分布影响”问题,一个可行的解决方案是对电感器件进行结构性电磁仿真并精确提取相应的SPICE电路模型参数,作为电路设计的依据,以此有效减小电感器件在高频设计应用中的误差影响。国外(日本)主要元器件企业的片式电感产品技术参数大多包含有S参数,通常可用于精确的高频应用分析。

电路应用

在高频电路中比较常用的片式电感有光刻薄膜电感、片式绕线电感和叠层片式电感三种。由于内电极的结构特点有明显不同,即使参数规格相同情况下,其电路响应却不尽相同。实际电路应用中对电感器件的选择有一定规律和特点,在此可略作归纳如下:

阻抗匹配:射频电路(RF)通常由高放(LNA)、本振(LO)、混频(MIX)、功放(PA)、滤波(BPF /LPF)等基本电路单元构成。在特性阻抗各不相同的单元电路之间,高频信号需要低损耗耦合传输,阻抗匹配成为必不可少。典型方案是利用电感与电容组合为“倒L”或“T”型匹配电路,对其中的片式电感,匹配性能的好坏很大程度是取决于电感量L的精确度,其次才是品质因素Q的高低。在工作频率较高时,往往使用光刻薄膜电感来确保高精度的L。其内电极集中于同一层面,磁场分布集中,能确保装贴后的器件参数变化不大。

谐振放大:典型的高频放大电路通常采用谐振回路作为输出负载。对其增益和信噪比等主要性能参数来说,片式电感的品质因素Q成为关键。L的少许误差影响可由多种电路形式予以补偿和修正,因而多采用绕线片式电感和叠层片式电感,对工作频率下的Q值要求较高。而薄膜片式电感无论是价格还是性能在此都不适合。

本地振荡:本振电路(LO)必须由含振荡回路的放大电路构成,通常是以VCO-PLL的形式向RF电路提供精确的参考频率,因此本振信号的质量直接影响着电路系统的关键性能。振荡回路中的电感必须具有极高的Q 值和稳定度,以确保本振信号的纯净、稳定。由于石英晶体具有相对较宽的阻抗动态补偿,此时对片式电感的L 精度要求并不是首要指标,因此叠层片式电感和绕线片式电感多被用于VCO电路。

高频滤波:低通滤波(LPF)常见于高频电路的供电去耦回路,有效抑制高次谐波在供电回路的传导,额定

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成一个模块,并与信号处理电路间采取一定的热隔离措施。

1.4.信号

信号的干扰PCB版图设计中所要考虑的最重要的因素。几个最基本的方面是:弱信号电路与强信号电路分开甚至隔离;交流部分与直流部分分开;高频部分与低频部分分开;注意信号线的走向;地线的布置;适当的屏蔽、滤波等措施。这些都是大量的论着反复强调过的,这里不再重复。

1.5.美观

不仅要考虑组件放置的整齐有序,更要考虑走线的优美流畅。由于一般外行人有时更强调前者,以此来片面评价电路设计的优劣,为了产品的形象,在性能要求不苛刻时要优先考虑前者。但是,在高性能的场合,如果不得不采用双面板,而且电路板也封装在里面,平时看不见,就应该优先强调走线的美观。下一小节将会具体讨论布线的"美学"。

2.布线原则

下面详细介绍一些文献中不常见的抗干扰措施。考虑到实际应用中,尤其是产品试制中,仍大量采用双面板,以下内容主要针对双面板。

2.1.布线"美学"

转弯时要避免直角,尽量用斜线或圆弧过渡。

走线要整齐有序,分门别类集中排列,不仅可以避免不同性质信号的相互干扰,也便于检查和修改。对于数字系统,同一阵营的信号线(如数据线、地址线)之间不必担心干扰的问题,但类似读、写、时钟这样的控制性信号,就应该独来独往,最好用地线保护起来。

大面积铺地(下面会进一步论述)时,地线(其实应该是地"面")与信号线间尽量保持合理的相等距离,在防止短路、漏电的前提下尽量靠近。

对于弱电系统,地线与电源线要尽量靠近。

PCB电路板设计注意事项

作为一个电子工程师设计电路是一项必备的硬功夫,但是原理设计再完美,如果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。根据我的经验,我总结出以下一些PCB设计中应该注意的地方,希望能对您有所启示。 不管用什么软件,PCB设计有个大致的程序,按顺序来会省时省力,因此我将按制作流程来介绍一下。(由于protel界面风格与windows视窗接近,操作习惯也相近,且有强大的仿真功能,使用的人比较多,将以此软件作说明。) 原理图设计是前期准备工作,经常见到初学者为了省事直接就去画PCB板了,这样将得不偿失,对简单的板子,如果熟练流程,不妨可以跳过。但是对于初学者一定要按流程来,这样一方面可以养成良好的习惯,另一方面对复杂的电路也只有这样才能避免出错。 在画原理图时,层次设计时要注意各个文件最后要连接为一个整体,这同样对以后的工作有重要意义。由于,软件的差别有些软件会出现看似相连实际未连(电气性能上)的情况。如果不用相关检测工具检测,万一出了问题,等板子做好了才发现就晚了。因此一再强调按顺序来做的重要性,希望引起大家的注意。 原理图是根据设计的项目来的,只要电性连接正确没什么好说的。下面我们重点讨论一下具体的制板程序中的问题。 l、制作物理边框 封闭的物理边框对以后的元件布局、走线来说是个基本平台,也对自动布局起着约束作用,否则,从原理图过来的元件会不知所措的。但这里一定要注意精确,否则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,一方面可以避免尖角划伤工人,同时又可以减轻应力作用。以前我的一个产品老是在运输过程中有个别机器出现面壳PCB板断裂的情况,改用圆弧后就好了。 2、元件和网络的引入 把元件和网络引人画好的边框中应该很简单,但是这里往往会出问题,一定要细心地按提示的错误逐个解决,不然后面要费更大的力气。这里的问题一般来说有以下一些:元件的封装形式找不到,元件网络问题,有未使用的元件或管脚,对照提示这些问题可以很快搞定的。 3、元件的布局 元件的布局与走线对产品的寿命、稳定性、电磁兼容都有很大的影响,是应该特别注意的地方。一般来说应该有以下一些原则: 3.l放置顺序 先放置与结构有关的固定位置的元器件,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的LOCK功能将其锁定,使之以后不会被误移动。再放置线路上的特殊元件和大的元器件,如发热元件、变压器、IC等。最后放置小器件。 3.2注意散热

PCB电路板设计注意事项教学内容

P C B电路板设计注意 事项

作为一个电子工程师设计电路是一项必备的硬功夫,但是原理设计再完美,如果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。根据我的经验,我总结出以下一些PCB设计中应该注意的地方,希望能对您有所启示。 不管用什么软件,PCB设计有个大致的程序,按顺序来会省时省力,因此我将按制作流程来介绍一下。(由于protel界面风格与windows视窗接近,操作习惯也相近,且有强大的仿真功能,使用的人比较多,将以此软件作说明。) 原理图设计是前期准备工作,经常见到初学者为了省事直接就去画PCB板了,这样将得不偿失,对简单的板子,如果熟练流程,不妨可以跳过。但是对于初学者一定要按流程来,这样一方面可以养成良好的习惯,另一方面对复杂的电路也只有这样才能避免出错。 在画原理图时,层次设计时要注意各个文件最后要连接为一个整体,这同样对以后的工作有重要意义。由于,软件的差别有些软件会出现看似相连实际未连(电气性能上)的情况。如果不用相关检测工具检测,万一出了问题,等板子做好了才发现就晚了。因此一再强调按顺序来做的重要性,希望引起大家的注意。 原理图是根据设计的项目来的,只要电性连接正确没什么好说的。下面我们重点讨论一下具体的制板程序中的问题。 l、制作物理边框 封闭的物理边框对以后的元件布局、走线来说是个基本平台,也对自动布局起着约束作用,否则,从原理图过来的元件会不知所措的。但这里一定要注意精确,否则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,一方面可以避免尖角划伤工人,同时又可以减轻应力作用。以前我的一个产品老是在运输过程中有个别机器出现面壳PCB板断裂的情况,改用圆弧后就好了。 2、元件和网络的引入 把元件和网络引人画好的边框中应该很简单,但是这里往往会出问题,一定要细心地按提示的错误逐个解决,不然后面要费更大的力气。这里的问题一般来说有以下一些:元件的封装形式找不到,元件网络问题,有未使用的元件或管脚,对照提示这些问题可以很快搞定的。 3、元件的布局 元件的布局与走线对产品的寿命、稳定性、电磁兼容都有很大的影响,是应该特别注意的地方。一般来说应该有以下一些原则: 3.l放置顺序 先放置与结构有关的固定位置的元器件,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的LOCK功能将其锁定,使之以后不会被误移动。再放置线路上的特殊元件和大的元器件,如发热元件、变压器、IC等。最后放置小器件。 3.2注意散热

PCB LAYOUT安规设计注意事项

安规设计注意事项 1.零件选用 (1)在零件选用方面,要求掌握: a .安规零件有哪些?(见三.安规零件介绍) b.安规零件要求 安规零件的要求就是要取得安规机构的认证或是符合相关安规标准; c.安规零件额定值 任何零件均必须依MANUFACTURE规定的额定值使用; I 额定电压; II 额定电流; III 温度额定值; (2). 零件的温升限制 a. 一般电子零件: 依零件规格之额定温度值,决定其温度上限 b. 线圈类: 依其绝缘系统耐温决定 Class A ΔT≦75℃ Class E ΔT≦90℃ Class B ΔT≦95℃ Class F ΔT≦115℃ Class H ΔT≦140℃ c. 人造橡胶或PVC被覆之线材及电源线类: 有标示耐温值T者ΔT≦(T-25)℃ 无标示耐温值T者ΔT≦50℃ d. Bobbin类: 无一定值,但须做125℃球压测试; e. 端子类: ΔT≦60℃ f. 温升限值 I. 如果有规定待测物的耐温值(Tmax),则: ΔT≦Tmax-Tmra II. 如果有规定待测物的温升限值(ΔTmax),则: ΔT≦ΔTmax+25-Tmra 其中Tmra=制造商所规定的设备允许操作室温或是25℃ (3).使用耐然零件: a.PCB: V-1以上; b.FBT, CRT, YOKE :V-2以上; c.WIRING HARNESS:V-2以上; d.CORD ANONORAGE: HB以上; e.其它所有零件: V-2以上或HF-2以上; f.例外情形: 下述零件与电子零件(限会在失误状况下,因温度过高而引燃的电子零件)若相隔13mm以上,或是相互间以至少V-1等级之障碍物隔开,则其耐燃等级要求如下: I.小型的齿轮,凸轮,皮带,轴承及其它小零件,不须防火证明; II.空气载液的导管,粉状物容器及发泡塑料零件,防火等级为HB以上或HBF以上 g.下述件不须防火证明: I.胶带;

印刷电路板图设计注意事项

印刷电路板图设计注意事项 一台性能优良的仪器,除选择高质量的元器件,合理的电路外,印刷线路板的组件布局和电气联机方向的正确结构设计是决定仪器能否可靠工作的一个关键问题,对同一种组件和参数的电路,由于组件布局设计和电气联机方向的不同会产生不同的结果,其结果可能存在很大的差异。因而,必须把如何正确设计印刷线路板组件布局的结构和正确选择布线方向及整体仪器的工艺结构三方面联合起来考虑,合理的工艺结构,既可消除因布线不当而产生的噪声干扰,同时便于生产中的安装、调试与检修等。 下面我们针对上述问题进行讨论,由于优良“结构”没有一个严格的“定义”和“模式”,因而下面讨论,只起抛砖引玉的作用,仅供参考。每一种仪器的结构必须根据具体要求(电气性能、整机结构安装及面板布局等要求),采取相应的结构设计方案,并对几种可行设计方案进行比较和反复修改。 印刷板电源、地总线的布线结构选择----系统结构:模拟电路和数字电路在组件布局图的设计和布线方法上有许多相同和不同之处。模拟电路中,由于放大器的存在,由布线产生的极小噪声电压,都会引起输出信号的严重失真,在数字电路中,TTL噪声容限为0.4V~0.6V,CMOS噪声容限为Vcc的0.3~0.45倍,故数字电路具有较强的抗干扰的能力。 良好的电源和地总线方式的合理选择是仪器可靠工作的重要保证,相当多的干扰源是通过电源和地总线产生的,其中地线引起的噪声干扰最大。 一、印刷电路板图设计的基本原则要求 1.印刷电路板的设计,从确定板的尺寸大小开始,印刷电路板的尺寸因受机箱外壳大小限制,以能恰好安放入外壳内为宜,其次,应考虑印刷电路板与外接元器件(主要是电位器、插口或另外印刷电路板)的连接方式。印刷电路板与外接组件一般是通过塑料导线或金属隔离线进行连接。但有时也设计成插座形式。即:在设备内安装一个插入式印刷电路板要留出充当插口的接触位置。 对于安装在印刷电路板上的较大的组件,要加金属附件固定,以提高耐振、耐冲击性能。 2.布线图设计的基本方法 首先需要对所选用组件器及各种插座的规格、尺寸、面积等有完全的了解;对各部件的位置安排作合理的、仔细的考虑,主要是从电磁场兼容性、抗干扰的角度,走线短,交叉少,电源,地的路径及去耦等方面考虑。各部件位置定出后,就是各部件的联机,按照电路图连接有关引脚,完成的方法有多种,印刷线路图的设计有计算机辅助设计与手工设计方法两种。 最原始的是手工排列布图。这比较费事,往往要反复几次,才能最后完成,这在没有其它绘图设备时也可以,这种手工排列布图方法对刚学习印刷板图设计者来说也是很有帮助的。计算机辅助制图,现在有多种绘图软件,功能各异,但总的说来,绘制、修改较方便,并且可以存盘贮存和打印。 接着,确定印刷电路板所需的尺寸,并按原理图,将各个元器件位置初步确定下来,然后经过不断调整使布局更加合理,印刷电路板中各组件之间的接线安排方式如下:

电路板设计时的注意事项

电路板设计时的注意事项 1.确定电路板的大概尺寸,根据大概尺寸购买合适的外壳,再根据外壳的尺寸画出电路板的外形图,电路板的外形由数控铣床加工,因此可以根据要求设计出比较复杂的形状; 2.标准元件库中没有的封装一定要自己去做,不要图省事对付画上; 3.注意DIP封装的元器件焊盘的尺寸,外径应为62mil,内径应为35mil,Protel99中的默认尺寸不恰当,应注意修改; 4.注意SIP(单列直插元器件)的焊盘尺寸,外径应为62mil,内径因为39mil,内径太小的话,插针有可能插不进去; 5.注意封装为RB-.2/.4或RAD0.2的铝电解电容或电感的焊盘尺寸,外径应为65mil以上,内径因为39mil,内径太小的话,引脚可能插不进去; 6.普通贴片电阻和贴片电容的封装选择0805; 7.注意电源线和地线的宽度不要小于20mil,电流特别大的走线宽度要加大到30mil或50mil,或者更大,100mil以上,对于专门设计的电源电路还要将覆铜加厚; 8.注意线路板上的元器件不要干涉,互相影响,要考虑到焊接、装配的方便; 9.CPU附近不要有很高的元器件,否则会影响仿真器的使用(仿真器插不进去); 10.注意对地线覆铜,覆铜时注意和已有线路的间距,要在15mil以上,太小的话,万一加工工艺不好会导致线路短路; 11.对于高频信号线,走线应尽量短,线路太长的话会增加分部电容,导致信号错误; 12.注意各安装孔的内径、外径尺寸,太大、太小都会影响安装; 13.布线完毕后,将PCB图安装1:1的比例打印出来,对于不太把握的元器件可以放到打印出来的图纸上比较,看位置、尺寸是否合适,有时标准库中的封装不一定就和实际使用的元器件一致; 以上几点内容需要在布线时仔细对比检查,看看线路板上有没有错误。蓝色标出的是需要重点检查的内容。 两边的边界线要修改为TopOverlay否则将切槽。

电路板设计报告要求

封面:***电路板设计报告 **姓名,年级专业,日期等 主要内容: 1.电路原理图(原理图的截图) 工作频率:40HZ~20KHZ 额定输出功率:(P>1W8Ω、1KHZ) 主要用途:对输入的交流信号就行功率放大 电路性质:纯模拟电路 工作原理:利用运放NE555构成同向比例放大电路对输入信号的电压进行放大;运放的输出信号经过经过两级互补功率放大器;T1和T2、T3和T4组成互补 对称功率输出级。功率管T1为NPN,功率管T2为PNP,它们参数相等,互为对偶关系,均采用发射极输出模式,放大输入信号的电流。两个二极管VD2 和VD3给T1和T2一定的正偏压,使两个三极管在静态时处于微导通状态, 以克服交越失真。当运放的输出信号大于0时,T1管导通,T2管截止。T1管 以射极输出方式将正半周期的信号传递给下一级,此时正电源+12供电;当运 放的输出信号小于0时,T1管截止,T2管以射极输出方式将正半周期的信号 传递给下一级,此时负电源-12供电。这样,T1和T2管以互补的方式交替工作,正、负电源交替供电。T3、T4管的工作原理原理与T2、T1工作原理相同,进 一步对输入信号的电流进行了放大。 关键操作步骤:1.从元件库找到设计电路需要的元件并放置;当原

可以观察出此功率放大电路的工作频率范围。当波特图的幅值下降3DB时,所 对应的输入信号的频率就是该功率放大电路稳定工作的频率。 2.参数扫描: 参数扫描分析用来研究电路中某个元件的参数在一定范围内变化时对电路性能的影响。选择图1中电阻R1为参数扫描分析元件,分析其阻值变化对电路输出波形的影响。图1功率放大电路设置为交流信号输入方式,设置正弦波输入信号频率为1kHz、幅值为1V,依次执行Simulate/Analyses/Parametet Sweep(参数扫描)命令,设置扫描方式为Linear(线性扫描),设置电阻Re扫描起始值为20kΩ,扫描终值为100kΩ,扫描点数为3,设置输出节点为10,得到如图3(a)所示参数扫描分析结果。当R1=20kΩ时,其输出的波形的幅值约为1V;R1=100kΩ时,其输出的波形的幅值约为5V;由此可知R1影响电路的电压放大倍数;与理论上同向比例放大电路计算的结果差不多。

硬件电路板设计方案规范

0目录 0目录 (2) 1概述 (4) 1.1适用范围 (4) 1.2参考标准或资料 (4) 1.3目的 (5) 2PCB设计任务的受理和计划 (5) 2.1PCB设计任务的受理 (5) 2.2理解设计要求并制定设计计划 (6) 3规范内容 (6) 3.1基本术语定义 (6) 3.2PCB板材要求: (7) 3.3元件库制作要求 (8) 3.3.1原理图元件库管理规范: (8) 3.3.2PCB封装库管理规范 (9) 3.4原理图绘制规范 (11) 3.5PCB设计前的准备 (12) 3.5.1创建网络表 (12) 3.5.2创建PCB板 (13) 3.6布局规范 (13) 3.6.1布局操作的基本原则 (13) 3.6.2热设计要求 (14) 3.6.3基本布局具体要求 (16) 3.7布线要求 (24) 3.7.1布线基本要求 (27) 3.7.2安规要求 (30)

3.8丝印要求 (32) 3.9可测试性要求 (33) 3.10PCB成板要求 (34) 3.10.1成板尺寸、外形要求 (34) 3.10.2固定孔、安装孔、过孔要求 (36) 4PCB存档文件 (37)

1概述 1.1 适用范围 本《规范》适用于设计的所有印制电路板(简称PCB); 规范之前的相关标准、规范的内容如与本规范的规定相抵触的,以本规范为准。 1.2 参考标准或资料 下列标准包含的条文,通过在本标准中引用而构成本标准的条文。在标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨,使用下列标准最新版本的可能性: GB/4588.3—88 《印制电路板设计和使用》 Q/DKBA-Y001-1999《印制电路板CAD工艺设计规范》 《PCB工艺设计规范》 IEC60194 <<印制板设计、制造与组装术语与定义>> (Printed Circuit Board design manufacture and assembly-terms and definitions) IPC—A—600F <<印制板的验收条件>> (Acceptably of printed board) IEC60950 安规标准 GB/T 4677.16-1988 印制板一般检验方法

PCB设计注意事项(新版本)

PCB设计注意事项
(以Protel软件为例)
2005-8-11
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1

? 目的: ? ? ? ? ? 满足功能上的要求; 符合可制造性要求; 尽可能降低生产成本 提高生产效率; 改善产品的质量。
2005-8-11
广州杰赛科技股份有限公司
2

1 、大面积铺铜网格 1.1 构成大面积网格的线与线之间的净空(网格中无铜的小方块)尺寸 ≥10mil×10 mil(0.254mm×0.254mm),否则在加工过程中此处的 感光膜附着力较差,容易脱落而出现多余或缺少图形的现象。另外, 建议其表面涂覆绿油而不要采用喷锡。若需要大面积铜箔表面喷锡尽 量采用实心的铜块,以免影响喷锡表面的平整度。另外,设置网格的 线宽时,不要设置得太小,否则数据量会大增。
12mil s
10mil s
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3

1.2 隔离环大小: 铺实心铜或铜网格时,应注意其与焊盘边缘(以下简称隔离环)的间 隙,一般要大于10mils。如果隔离环太小,则在加工过程中为了保证线 宽及孔径的大小,一般对线路及孔径都有一定的补偿,这就造成间距太 小,加工难度大;同时对于多层板,层间叠加及钻孔都有一定的偏差, 如果隔离环不够则可能会产生短路现象。
黑圈:代表隔离环,一般 要大于10mils
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4

2、 在允许的情况下尽量使对称层(如四层板,第一层与第四层、第 二层与第三层之间)的图形分布得较一致,如果设计不允许情况下尽 可能优先选择:第一层与第三层、第二层与第四层之间图形分布一 致。如果存在较大的无图形部分,则建议在此区域铺些铜网格或实心 铜,可适当地避免成品板翘曲的产生。另外,如果在孤立线路周围覆 些铜网络或实心铜,可避免产生线路烧焦、线表面因铜厚加剧导致夹 膜,产生短路。
可在此孤立的区域铺铜(网格或实心 铜)
TOP层
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BOTTOM层
5

PCB设计流程简述

PCB设计流程简述 一般PCB基本设计流程如下:前期准备、PCB结构设计、PCB布局、布线、布线优化和丝印、网络和DRC检查和结构检查、制版。 一. 前期准备 这包括准备元件库和原理图。“工欲善其事,必先利其器”,要做出一块好的板子,除了要设计好原理之外,还要画得好。在进行PCB设计之前,首先要准备好原理图SCH的元件库和PCB的元件库。元件库可以用peotel 自带的库,但一般情况下很难找到合适的,最好是自己根据所选器件的标准尺寸资料自己做元件库。原则上先做PCB的元件库,再做SCH的元件库。PCB的元件库要求较高,它直接影响板子的安装;SCH的元件库要求相对比较松,只要注意定义好管脚属性和与PCB元件的对应关系就行。 注意标准库中的隐藏管脚。之后就是原理图的设计,做好后就准备开始做PCB设计了。 二. PCB结构设计 PCB设计中首先考虑外形尺寸,这是PCB最终装配的尺寸。与PCB安装壳体进行尺寸核实后确定PCB板的外轮廓尺寸,在CAD中将外轮廓尺寸画好后导入PCB图纸中,这一步根据已经确定的电路板尺寸和各项机械定位,按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等。其次要考虑禁止布线尺寸,改尺寸影响到器件安装和绝缘耐压问题,要预留足够的空间用于测试调整。充分考虑和确定布线区域和非布线区域(如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域)。最后考虑异形板尺寸,尽可能使用规则外形,有利于拼板降低生产成本,减少材料浪费。 三. PCB布局

布局说白了就是在板子上放器件。这时如果前面讲到的准备工作都做好的话,就可以在原理图上生成网络表(Design-》Create Netlist),之后在PCB图上导入网络表(Design-》Load Nets)。就看见器件哗啦啦的全堆上去了,各管脚之间还有飞线提示连接。然后就可以对器件布局了。一般布局按如下原则进行: 1.按电气性能合理分区,一般分为:数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)、模拟电路区 (怕干扰)、功率驱动区(干扰源); 2.完成同一功能的电路,应尽量靠近放置,并调整各元器件以保证连线最为简洁;同时, 调整各功能块间的相对位置使功能块间的连线最简洁; 3.对于质量大的元器件应考虑安装位置和安装强度;发热元件应与温度敏感元件分开放置, 必要时还应考虑热对流措施; 4.I/O驱动器件尽量靠近印刷板的边、靠近引出接插件; 5.时钟产生器(如:晶振或钟振)要尽量靠近用到该时钟的器件; 6.在每个集成电路的电源输入脚和地之间,需加一个去耦电容(一般采用高频性能好的独 石电容);电路板空间较密时,也可在几个集成电路周围加一个钽电容。 7.继电器线圈处要加放电二极管(1N4148即可); 8.布局要求要均衡,疏密有序,不能头重脚轻或一头沉——需要特别注意,在放置元器时, 一定要考虑元器件的实际尺寸大小(所占面积和高度)、元器件之间的相对位置,以保证电路板的电气性能和生产安装的可行性和便利性同时,应该在保证上面原则能够体现的前提下,适当修改器件的摆放,使之整齐美观,如同样的器件要摆放整齐、方向一致,不能摆得“错落有致” 。这个步骤关系到板子整体形象和下一步布线的难易程度,所以一点要花大力气去考虑。布局时,对不太肯定的地方可以先作初步布线,充分考虑。四. 布线

电源PCB设计注意事项及经验

我的PCB设计经验 ------------------------------------------------------------------------------ 作为一个电子工程师设计电路是一项必备的硬功夫,但是原理设计再完美,如果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。根据我的经验,我总结出以下一些PCB设计中应该注意的地方,希望能对您有所启示。 不管用什么软件,PCB设计有个大致的程序,按顺序来会省时省力,因此我将按制作流程来介绍一下。(由于protel界面风格与windows视窗接近,操作习惯也相近,且有强大的仿真功能,使用的人比较多,将以此软件作说明。) 原理图设计是前期准备工作,经常见到初学者为了省事直接就去画PCB板了,这样将得不偿失,对简单的板子,如果熟练流程,不妨可以跳过。但是对于初学者一定要按流程来,这样一方面可以养成良好的习惯,另一方面对复杂的电路也只有这样才能避免出错。 在画原理图时,层次设计时要注意各个文件最后要连接为一个整体,这同样对以后的工作有重要意义。由于,软件的差别有些软件会出现看似相连实际未连(电气性能上)的情况。如果不用相关检测工具检测,万一出了问题,等板子做好了才发现就晚了。因此一再强调按顺序来做的重要性,希望引起大家的注意。 原理图是根据设计的项目来的,只要电性连接正确没什么好说的。下面我们重点讨论一下具体的制板程序中的问题。 1.制作物理边框 封闭的物理边框对以后的元件布局、走线来说是个基本平台,也对自动布局起着约束作用,否则,从原理图过来的元件会不知所措的。但这里一定要注意精确,否则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,一方面可以避免尖角划伤工人,同时又可以减轻应力作用。以前我的一个产品老是在运输过程中有个别机器出现面壳PCB板断裂的情况,改用圆弧后就好了。 2.元件和网络的引入 把元件和网络引人画好的边框中应该很简单,但是这里往往会出问题,一定要细心地按提示的错误逐个解决,不然后面要费更大的力气。这里的问题一般来说有以下一些: 元件的封装形式找不到,元件网络问题,有未使用的元件或管脚,对照提示这些问题可以很快搞定的。 3.元件的布局 元件的布局与走线对产品的寿命、稳定性、电磁兼容都有很大的影响,是应该特别注意的地方。一般来说应该有以下一些原则:

PCB设计注意事项

pcb设计注意事项 本着隔离干扰源、屏蔽干扰源、降低干扰强度的原则,pcb布线时请注意: (1)变压器初级输入端接入一定要做好与ic模拟输入端的分隔,最好是输入端朝两个不同的方向和不同的层面走,这样可以防止变压器电感对ic模拟输入部分线性和精度的影响. (2)ic及其它有源器件的电源线的旁路和滤波电容一定要做到电源线先接入滤波电容,再旁路电容再接入有源器件的电源引脚,电容尽量接近有源器件电源引肢端,以起到最好的滤波和旁路作用. (3)高压线注意爬电距离,22ov应在5mm以上. (4)晶振及其补偿电容和反馈电阻注意尽量靠近ic,走线也尽量粗,晶振下要铺完整的地,且去掉阻焊层,不要有信号线走过,保证晶体振荡的稳定和抗干扰能力. (5)关键数字走线(reset等)电源线,尽量粗短,周围多铺地且靠近地,提高复位信号的抗干扰能力. (6)加强地,尽量多铺地,保持地的完整性,多放地过孔,特别是在关键信号线旁边,最小化信号回流路径,提高emi性能. (7)模拟输入部分尽量缩短走线,适当地粗,差分信号走线和元件排布尽量一致和平衡和对称,以使模拟的放大器保证最好的性能. (8)vref和稳定和低噪声对整个系统的测量精度影响非常大,所以其外接旁路电容尽量靠近ic,不要有别的信号线告近vref.vref走线尽量粗短.

(9)模拟部分走线和元器件排布一定要和数字部分尽量分隔清楚,防止它们信号回流路径之间的互相串扰和混乱,模拟部分要精心摆布和走线,因其对线性和精度的影响非常重要. (10)光耦通过的电流较大,其干扰也比较大,因此光耦下面不走其它信号线和地,以防止其对其它信号线和地的影响. (11)单片机无用的输入端接高,或接地,集成电路上该接电源地的端都要接,不要悬空. (12)闲置不用的门电路输入端不要悬空,闲置不用的运放正输入端接地,负输入端接输出端.

PCB设计注意事项及经验大全

PCB设计注意事项及经验大全 说到PCB板,很多朋友会想到它在我们周围随处可见,从一切的家用电器,电脑内的各种配件,到各种数码产品,只要是电子产品几乎都会用到PCB板,那么到底什么是PCB板呢? PCB板就是PrintedCircuitBlock,即印制电路板,供电子组件安插,有线路的基版。通过使用印刷方式将镀铜的基版印上防蚀线路,并加以蚀刻冲洗出线路。 PCB板可以分为单层板、双层板和多层板。各种电子元件都是被集成在PCB板上的,在最基本的单层PCB上,零件都集中在一面,导线则都集中在另一面。这么一来我们就需要在板子上打洞,这样接脚才能穿过板子到另一面,所以零件的接脚是焊在另一面上的。因为如此,这样的PCB的正反面分别被称为零件面(ComponentSide)与焊接面(SolderSide)。双层板可以看作把两个单层板相对粘合在一起组成,板的两面都有电子元件和走线。有时候需要把一面的单线连接到板的另一面,这就要通过导孔(via)。导孔是在PCB上,充满或涂上金属的小洞,它可以与两面的导线相连接。现在很多电脑主板都在用4层甚至6层PCB板,而显卡一般都在用了6层PCB板,很多高端显卡像nVIDIAGeForce4Ti系列就采用了8层PCB板,这就是所谓的多层PCB板。在多层PCB板上也会遇到连接各个层之间线路的问题,也可以通过导孔来实现。 由于是多层PCB板,所以有时候导孔不需要穿透整个PCB板,这样的导孔叫做埋孔(Buriedvias)和盲孔(Blindvias),因为它们只穿透其中几层。盲孔是将几层内部PCB与表面PCB连接,不须穿透整个板子。埋孔则只连接内部的PCB,所以光是从表面是看不出来的。在多层板PCB中,整层都直接连接上地线与电源。所以我们将各层分类为信号层(Signal),电源层(Power)或是地线层(Ground)。如果PCB上的零件需要不同的电源供应,通常这类PCB会有两层以上的电源与电线层。采用的PCB板层数越多,成本也就越高。当然,采用更多层的PCB板对提供信号的稳定性很有帮助。 专业的PCB板制作过程相当复杂,拿4层PCB板为例。主板的PCB大都是4层的。制造的时候是先将中间两层各自碾压、裁剪、蚀刻、氧化电镀后,这4层分别是元器件面、电

一般PCB基本设计流程如下,大家看一下吧

一般PCB基本设计流程如下:前期准备->PCB结构设计->PCB布局->布线->布线优化和丝印->网络和DRC检查和结构检查->制版。 第一:前期准备。这包括准备元件库和原理图。“工欲善其事,必先利其器”,要做出一块好的板子,除了要设计好原理之外,还要画得好。在进行PCB设计之前,首先要准备好原理图SCH的元件库和PCB的元件库。元件库可以用peotel 自带的库,但一般情况下很难找到合适的,最好是自己根据所选器件的标准尺寸资料自己做元件库。原则上先做PCB的元件库,再做SCH的元件库。PCB的元件库要求较高,它直接影响板子的安装;SCH的元件库要求相对比较松,只要注意定义好管脚属性和与PCB元件的对应关系就行。PS:注意标准库中的隐藏管脚。之后就是原理图的设计,做好后就准备开始做PCB设计了。 第二:PCB结构设计。这一步根据已经确定的电路板尺寸和各项机械定位,在PCB 设计环境下绘制PCB板面,并按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等。并充分考虑和确定布线区域和非布线区域(如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域)。 第三:PCB布局。布局说白了就是在板子上放器件。这时如果前面讲到的准备工作都做好的话,就可以在原理图上生成网络表(Design-> Create Netlist),之后在PCB图上导入网络表(Design->Load Nets)。就看见器件哗啦啦的全堆上去了,各管脚之间还有飞线提示连接。然后就可以对器件布局了。一般布局按如下原则进行: ①.按电气性能合理分区,一般分为:数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)、模拟电路区(怕干扰)、功率驱动区(干扰源); ②.完成同一功能的电路,应尽量靠近放置,并调整各元器件以保证连线最为简洁;同时,调整各功能块间的相对位置使功能块间的连线最简洁; ③.对于质量大的元器件应考虑安装位置和安装强度;发热元件应与温度敏感元件分开放置,必要时还应考虑热对流措施; ④.I/O驱动器件尽量靠近印刷板的边、靠近引出接插件; ⑤.时钟产生器(如:晶振或钟振)要尽量靠近用到该时钟的器件; ⑥.在每个集成电路的电源输入脚和地之间,需加一个去耦电容(一般采用高频性能好的独石电容);电路板空间较密时,也可在几个集成电路周围加一个钽电容。 ⑦.继电器线圈处要加放电二极管(1N4148即可); ⑧.布局要求要均衡,疏密有序,不能头重脚轻或一头沉 ——需要特别注意,在放置元器件时,一定要考虑元器件的实际尺寸大小(所占面积和高度)、元器件之间的相对位置,以保证电路板的电气性能和生产安装的可行性和便利性同时,应该在保证上面原则能够体现的前提下,适当修改器件的摆放,使之整齐美观,如同样的器件要摆放整齐、方向一致,不能摆得“错落有致”。 这个步骤关系到板子整体形象和下一步布线的难易程度,所以一点要花大力气去考虑。布局时,对不太肯定的地方可以先作初步布线,充分考虑。 第四:布线。布线是整个PCB设计中最重要的工序。这将直接影响着PCB板的性能好坏。在PCB的设计过程中,布线一般有这么三种境界的划分:首先是布通,这时PCB设计时的最基本的要求。如果线路都没布通,搞得到处是飞线,那将是一块不合格的板子,可以说还没入门。其次是电器性能的满足。这是衡量一块印刷电路板是否合格的标准。这是在布通之后,认真调整布线,使其能达到最佳的电器性能。接着是美观。假如你的布线布通了,也没有什么影响电器性能的地方,但是一眼看过去杂乱无章的,加上五彩缤纷、花花绿绿的,那就算你的电器性能怎么好,在别人眼里还是垃圾一块。这样给测试和维修带来极大的不便。

智能手环PCB板电路设计的注意事项总结

智能手环PCB板电路设计的注意事项总结 智能手环,作为近两年比较流行的产品形式,越来越多的受到人们的关注,虽然不能被全部人接受,但是它的产生,确实使电子产品市场产生了一些变化。 一个智能手环通常由射频电路单元、时钟电路单元、存储器电路单元、传感器电路单元和主控MCU单元等组成,而电路PCB通常集中在较小的范围内,进行单面或者双面贴片,电路板为4层或者6层为主。下图为网络上查找到的37度智能手环的电路PCB。 既然那么多功能集中在一个较小的PCB板上,那么在手环的布局和布线中我们要进行格外的注意,现在总结一些注意事项,以供参考。 首先,分区布局,注意走线保护。 从上面的PCB电路板中可以看出,智能手环的各个部分电路(不同颜色方框标记)有很好的分区:由于智能手环是数字电路元件集合在一起,在电路设计中只要做好配套的电阻和电容分布,就可以完成一定功能的电路模块,由此使得电路设计更加简洁和便于查找。虽然有些传感器电路单元采用模拟电路技术进行数据采集,一旦将该模块设计为模块,那么,通过相应的连接接口即可完成数据的通信和信息的传递。 在电路模块布局时,一方面需要注意时钟电路和晶振电路要经过最短的路径到达目标管教,另一方面,在时钟走线时还要注意避让数据线,防止干扰影响系统的稳定。 在走线时,需要对关键走线进行保护,比如时钟产生电路,晶振电路等是否进行敷铜保护,是否进行环地保护等,一般在设计中会进行保护,对于晶振部分是需要挖铜处理。 其次,处理好射频电路。 智能手环在使用时需要和手机进行联动,因此,无线射频部分是关键部分,在这部分设计中,一定要格外注意。现在市面上的智能手环无外乎都是基于蓝牙进行的无线数据传输,因此重点说蓝牙射频的处理。如果智能手环只是用于数据传输而不需要进行声音和音乐的传递,那么低功耗蓝牙是最优选择,在设计时,蓝牙天线形状,天线布局,智能手环外壳材料等都是影响智能手环性能的重要因素。在智能手环PCB设计过程中,一位优秀的射频天线工程师显得格外重要。

电路板设计注意事项

电路板设计注意事项 这个学期,我们开了印制电路这一门课,通在Protel 99 se 中,通过电路原理图、印制电路板设计、电路仿真等设计使我们更加了解一个产品是如何制造出来的,也通过这一阶段的学习,让我有了更深的认识,对电路板的设计极其注意事项也有了较多的心得和体会。 原理图设计时要注意: 1.为了作图时更方便,可以先设置一下图纸的大小及规格。 2.在找元件时先要把“Misecllaneous Devices.ddb”以及自己 新建好的元件库文件加载进来,然后才可以找到我们所需 的元件。 3.我们在使用网络标号时要注意,网路标号不可以直接放在 元件的边上,一定要放置在导线上。 4.在放置元件时可以先大概的把元件的位置固定好,以方便 连线。 5.连线时要注意不可以直接连接两个元件,中间一定要加上 导线。 6.完成布线后要对原理图进行ERC检测,通过对应的错误 进行改正,使原理图完善。 生成网络表时要注意 1.在生成网络表之前要先把原理图中的原件进行封装,并且 保证封装名不会出现错误。

2.在利用网络表文件装入网络表和元件时必须把网络表文 件先添加进来。 元件布局时注意: 1. 安装孔到元器件的外侧板边的距离为5mm。 2. 接插件一般放置在PCB板的边缘位置,如果可能,最好将 接插件集中摆放在PCB板的同一边上。 3. 其他元件的摆放要与接插件保持一定的距离,不能太过于 靠近接插件。 4. 滤波电容的放置要紧靠元件的电源引脚摆放。如果在元件 面放置时太远,可将电容放置到焊接面。不过这样会增加 印制线路板的制作成本。 5. 对于元件提供时钟信号的晶振,应紧靠其时钟输入端放置, 以便提供充足的信号源。 6. 高低压电路之间要隔离。 7.有极性的器件在以同一板上的极性示方向尽量保持一致。8.电源插座要尽量不置在印制板的四周,电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。特别应注意不要把电源插 座及其它焊接连接布置在连接器之间,以利于这些插座、 连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座及焊接连 接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔。 9.发热元件不能紧邻导线和热敏元件;高热器件要均衡分布。元件布线时注意:

印制电路板的可靠性设计说明

印制电路板的可靠性设计 一、印制电路板的可靠性设计 目前电子器材用于各类电子设备和系统仍然以印制电路板为主要装配方式。实践证明,即使电路原理图设计正确,印制电路板设计不当,也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如,如果印制板两条细平行线靠得很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声。因此,在设计印制电路板的时候,应注意采用正确的方法。 一、地线设计 在电子设备中,接地是控制干扰的重要方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用,可解决大部分干扰问题。电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地(屏蔽地)、数字地(逻辑地)和模拟地等。在地线设计中应注意以下几点: 1.正确选择单点接地与多点接地 在低频电路中,信号的工作频率小于1MHz,它的布线和器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而应采用一点接地。当信号工作频率大于10MHz时,地线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,应采用就近多点接地。当工作频率在1~10MHz时,如果采用一点接地,其地线长度不应超过波长的1/20,否则应采用多点接地法。 2.将数字电路与模拟电路分开 电路板上既有高速逻辑电路,又有线性电路,应使它们尽量分开,而两者的地线不要相混,分别与电源端地线相连。要尽量加大线性电路的接地面积。 3.尽量加粗接地线 若接地线很细,接地电位则随电流的变化而变化,致使电子设备的定时信号电平不稳,抗噪声性能变坏。因此应将接地线尽量加粗,使它能通过三位于印制电路板的允许电流。如有可能,接地线的宽度应大于3mm。 4.将接地线构成闭环路 设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时,将接地线做成闭环路可以明显的提高抗噪声能力。其原因在于:印制电路板上有很多集成电路元件,尤其遇有耗电多的元件时,因受接地线粗细的限制,会在地结上产生较大的电位差,引起抗噪声能力下降,若将接地结构成环路,则会缩小电位差值,提高电子设备的抗噪声能力。 印制电路板的可靠性设计 二、电磁兼容性设计 电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中仍能够协调、有效地进行工作的能力。电磁兼容性设计的目的是使电子设备既能抑制各种外来的干扰,使电子设备在特定的电磁环境中能够正常工作,同时又能减少电子设备本身对其它电子设备的电磁干扰。 1.选择合理的导线宽度 由于瞬变电流在印制线条上所产生的冲击干扰主要是由印制导线的电感成分造 成的,因此应尽量减小印制导线的电感量。印制导线的电感量与其长度成正比,与其宽度成反比,因而短而精的导线对抑制干扰是有利的。时钟引线、行驱动器或总线驱动器的信号线常常载有大的瞬变电流,印制导线要尽可能地短。对于分立元件电路,印制导线宽度在1.5mm左右时,即可完全满足要求;对于集成电路,

常用印制电路板的版面设计注意事项

常用印制电路板的版面设计注意事项 在常用的印制电路板类型中,版面设计应注意的事项详细说明如下: 1)单面板:在成本要求较低的情况下通常使用这种类型的面板。在版面设计时,有时需要元器件或使用跨接线来跳过电路板的走线。如果数量太多,就应考虑使用双面板。 2) 双面板:双面板可以使用也可以不使用PTH 。因为PTH 板的价格昂贵,当电路的复杂度和密度需要时才会使用。 在版面设计中,元器件面的导线数量必须保持最少,以确保容易获得所需用材。 在PTH板中,镀通孔仅用于电气连接而不用于元器件的安装。出于经济和可靠性方面的考虑,孔的数量应保持在最低限度。 要选择单面板还是双面板,很重要的一点,要考虑到元器件的表面面积(C) ,它与印制电路板的总面积(S) 之比为一个适当的恒定比例,这对于元器件的安装是有用的。值得注意的是US" 通常指的是面板一面的面积。表3-2列出了最常用的印制电路板的S : C 的比率范围。 可以把表3-2 中列出的数值作为设计准则,它仅仅为导线宽度、焊盘直径、最小剩余空间等的选择提供了一个标准。 一般情况下,选择单面板还是双面板必须满足最有效的成本利用。根据经验,带有镀通孔的双面印制板的造价是单面板的5 -10 倍之多。同样,装配元器件的成本也是一个需要考虑的重要方面,装配一个单面印制电路板的元器件(手工)所需的费用大约是电路板成本的25% -50% ,而装配一个带PTH 的双面印制电路板的元器件,所需费用则为其成本的15% -30%。 印制电路板不仅提供了机械支持,而且还对安装在它上面的元器件起到了连接作用。因此,对于印制电路板的设计者来说,有必要了解面板的整个物理尺寸(外框尺寸)、安装孔的位置、高度限制和相关的详细资料。以下就是印制电路板机械设计中主要要考虑的因素: 1 )适合于印制电路板制作的最佳面板尺寸; 2) 面板安装孔、支架、夹板、夹子、屏蔽盒和散热器的位置; 3) 对于较重元器件合适的固定装置; 4) 元器件安装的合适孔径; 5) 装配好的电路板在运输过程中要具有抗压性和抗震性; 6) 电路板的装配方式(垂直安装/水平安装) ; 7) 冷却方式; 8) 元器件特殊的放置要求,类似于在前面板上操作的元器件,例如:按钮、变阻器等。

PCB 设计EMC 注意事项

PCB设计EMC注意事项 除了元器件的选择和电路设计之外,良好的印制电路板(PCB)设计在电磁兼容性中也是一个非常重要的因素。 PCB EMC设计的关键,是尽可能减小回流面积,让回流路径按照设计的方向流动。最常见返回电流问题来自于参考平面的裂缝、变换参考平面层、以及流经连接器的信号。跨接电容器或是去耦合电容器可能可以解决一些问题, 但是必需要考虑到电容器、过孔、焊盘以及布线的总体阻抗。本讲将从PCB的分层策略、 布局技巧和布线规则三个方面,介绍EMC的PCB设计技术。PCB分层策略电路板设计中 厚度、过孔制程和电路板的层数不是解决问题的关键,优良的分层堆叠是保证电源汇流排 的旁路和去耦、使电源层或接地层上的瞬态电压最小并将信号和电源的电磁场屏蔽起来的关键。从信号走线来看,好的分层策略应该是把所有的信号走线放在一层或若干层,这些层 紧挨著电源层或接地层。对於电源,好的分层策略应该是电源层与接地层相邻,且电源层与接地层的距离尽可能小,这就是我们所讲的“分层”策略。下面我们将具体谈谈优良的PCB 分层策略。 1.布线层的投影平面应该在其回流平面层区域内。布线层如果不在其回流平面层地投影区域内,在布线时将会有信号线在投影区域外,导致“边缘辐射”问题,并且还会导致信号回路面积地增大,导致差模辐射增大。 2.尽量避免布线层相邻的设置。因为相邻布线层上的平行信号走线会导致信号串扰,所以 如果无法避免布线层相邻,应该适当拉大两布线层之间的层间距,缩小布线层与其信号回路 之间的层间距。 3.相邻平面层应避免其投影平面重叠。因为投影重叠时,层与层之间的耦合电容会导致各层之间的噪声互相耦合。 多层板设计: 时钟频率超过5MHz,或信号上升时间小于5ns时,为了使信号回路面积能够得到很好的控制,一般需要使用多层板设计。在设计多层板时应注意如下几点原则:1.关键布线层(时钟线、总线、接口信号线、射频线、复位信号线、片选信号线以及各种控制信号线等所在层)应与完整地平面相邻,优选两地平面之间,如图1所示。关键信号线一般都是强辐射或极其敏感的信号线,靠近地平面布线能够使其信号回路面积减小,减小其 辐射强度或提高抗干扰能力。

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