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PCBDesignGuideline(PCB设计指南)

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编号No :TP-PD-DES-GD-05

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修订内容 A 3-Nov-2009 首 次 发 布 First Issue

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目录:

1. 目的: (3)

2. 原理图设计文件的导入 (3)

2.1 起始文件设置 (3)

2.2与原理图同步或导入网络表 (3)

3. PCB文件的配置和PCB分层 (3)

3.1 原起始文件不符合的地方进行调整 (3)

3.2不同层数的PCB各层的网络分布 (4)

4.PCB板的整体布局 (4)

4.1结构图的导入 (4)

4.2结构上要求定位元件及各类敏感元件 (4)

5. PCB设计中与EMC相关的设计 (5)

5.1 PCB的EMC设计方法 (5)

5.2 PCB板分割的EMC优化法 (5)

5.3 大电流网络布线 (5)

5.4电源和地的处理 (5)

5.5 敏感元件的分布和走线 (6)

5.5高速和敏感电路布线 (6)

6. PCB中各模块的布局和布线 (6)

6.1各模块以其主元件为中心的布局和封装核对 (6)

6.2各网络走线的布局 (6)

7. PCB的优化设计(提高设计质量的基本布线原则) (8)

7.1提高PCB的整体美观感 (8)

7.2提高PCB的性能指标 (8)

8. 地线的设计: (12)

8.1 接地方法: (12)

8.2 对地线设计的注意要点: (14)

9. 生产和测试的相关要求 (14)

9.1 对插件元件放置要求: (14)

9.2 对贴片元件放置要求: (16)

9.3 贴片焊盘设计要求 (18)

9.4 PCB尺寸要求如下图所示: (19)

9.5 关于MARK 点设计: (20)

9.6 元器件放置要求及各设计细节: (20)

10. 完成之后的PCB检查和评审 (21)

10.1 PCB的DRC检查 (21)

10.2 PCB评审项目 (21)

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1. 目的:

PCB设计是电路设计的关键环节,它在很大程度上直接决定最终产品的性能和质量。

本指南旨在指导和规范PCB设计,提高PCB设计水平,以保证和提升产品的质量和性能。

为避免发生同样的错误,设计前请参考类似产品售后故障分析及Lesson&Learn库,并将其整

合至DFMEA中。

2. 原理图设计文件的导入

2.1 起始文件设置

在新打开一个PCB文件时,系统会要求选择一个起始文件,起始文件中会对这份PCB文件有

基本的配置,系统有默认的起始文件,但通常要自己设计一个配置文件,一般是每一种类型的PCB

(如单面板、双面板、双面银浆灌孔板、四层板等)设置一种起始文件,并保存起来,每一次启动

PADS Layout时,选择需要的一种起始文件即可。

2.2与原理图同步或导入网络表

在PADS Layout启动完成之后,在PADS Logic发送网络表,即可把元器件和网络关系发送到

PADS Layout文件中,如果,是在原PCB上作修改,可把原有PCB打开,在logic中ECO TO PCB,

即可把更改的内容同步到pcb文件中。

3. PCB文件的配置和PCB分层

3.1 原起始文件不符合的地方进行调整

PADS LAYOUT的设计规则器中进行安全间距的设置(Default设置----整体设置作用):

1)走线的缺省值、最小值、最大值。最小值设为0.2mm,缺省值设为0.3mm(有时根据板的布

线的疏密程度来定),最大值设为2mm。线路要根据电流大小,阻抗大小等要求粗细适当,一般按

照每0.1mm宽走100mA电流计算能保证安全,

2)以下安全间距设为0.2mm以上(两者最靠近处的外边缘):走线与走线、走线与过孔,走线

与穿孔焊盘,走线与SMD焊盘,走线与铺铜,走线与打孔,走线与板边。

以下安全间距设为0.3mm以上:过孔与过孔,过孔与穿孔焊盘,过孔与SMD焊盘,过孔与

铺铜,过孔与板边,过孔与打孔。穿孔焊盘与与穿孔焊盘,穿孔焊盘与SMD,穿孔焊盘与铺铜,穿

孔焊盘与板边,穿孔焊盘与打孔, SMD焊盘与SMD焊盘、SMD焊盘与铺铜, SMD焊盘与板边,SMD

焊盘与打孔。

3)如要对具体的网络、走线或层对设置,可在其它相对应的设置窗口中中设置(比如

Class ,Net ,Group ,Pin pairs),且这些设置优与Default的设置。

4)过孔的设置:双面板的过孔在空间足够的情况下要保证在0.5mm以上,多层板要保证在0.3mm

以上,过孔过电流能力按0.5mm500mA,0.4mm400mA,0.3mm300mA计算。

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3.2不同层数的PCB各层的网络分布

1)单面板

由于受单面布线的限制,单面板布线通道狭小,绕线较多,应注意各网络的回路面积要小,对

于大电流信号其电流回路应尽量与其并行以减小其回路面积,并尽量减少使用跳线。

2)双面板:敏感网络要包地线处理,干扰大地线网络要分割,减小回路面积,顶层和底层

的走线方向最好垂直,并使线路紧凑合理,地线铺铜应尽量有大面积的地线,并使用过孔使上下地

线联通,以提高PCB的EMC性能。

3)四层板:一般在主零件层下面的一层设置为地平面层,并保证其完整性,即不在这一层

走其他网络的线路。把第二个内电层设为电源层,各种电源均可放在这一层,在顶底两层布线有困

难时,其他网络也可放在这一层,电源布线剩余的空间也要铺地线填充。

4.PCB板的整体布局

元器件整体布局是设计PCB的第一步,正确合理的PCB布局不但可以增加PCB的视觉美感,还

可以提高产品的电磁兼容水平。

4.1结构图的导入

导入结构工程师给的PCB板的结构文件,文件中要包含PCB尺寸大小,这一般在系统设计时电

子和结构工程师共同研究并已经基本确定,包括各结构孔的位置,主要大元件的位置,如功放电源

等。

4.2结构上要求定位元件及各类敏感元件

再者就是摆放按照系统设计所要求的已由结构工程师确定的位置的元器件,如功放、电源、插

件及可能影响机构空间的大型元器件等,当然这些在系统设计时PCB工程师是要参与的。

对所有器件进行布置,如果器件分布很散时,器件之间的传输线会很长,印制线条长,阻抗增

加,抗噪声能力下降。如果器件过于集中布放,则散热不好,且临近线条易受耦合、串扰。因此必

须根据电路的功能单元,对电路的全部元器件进行布局。同时考虑电磁兼容、热分布、敏感器件和

非敏感器件、I/O接口、复位电路、时钟系统等因素,一般来说进行整体布局要追寻以下原则:

1)按照电路型号的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号

尽可能的保持一致的方向。

2)以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它来进行布局,原器件应均匀、整齐、紧凑

的分布在PCB上,尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。

3)在高频下工作的电路,要考虑元器件之间的分布参数,一般电路应尽可能使元器件同

一方向排列,这样不但美观,而且装焊容易,易于批量生产。

4)尽可能缩短高频元件之间的连线,设法减少他们之间的分布参数和相互之间的电磁干

扰,易受干扰的元器件不能相互挨的太近,输入和输出元件应尽量远离。

5)对于信号线,特别是高频、接口信号线,要防止信号线之间的耦合问题,在PCB设计

之初就要考虑他们之间的走线关系。

6)对于一些敏感的电路,如调谐器部分的电路,应尽可能采用一些成熟稳定的电路布局,

以降低设计风险。

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5. PCB设计中与EMC相关的设计

5.1 PCB的EMC设计方法

PCB的EMC设计需要一个预先的排版。一个完成的PWB板的顶底层看起来应该是一面具有水平

方向的信号,供电和地的走线;而另一面具有竖直方向的信号,供电和地的走线。所有双面板的地

线必须形成一个地网格。四层板的顶底层应该利用水平和竖直的走线方式;而地线层应该布在有晶

振或振荡电路的表层下面。四层板的第三层应该走电源,需要最大限度屏蔽的载有噪声的走线或敏

感的输入信号,但是有个前提是它们不能阻断由电源流出的VCC走线。

要做出一个具有完整地线网格,满足EMC要求的PCB板,要从以下几个方面着手:

1)通过分割PCB板优化布板设计使EMC失效的风险降到最低。

2)通过布大电流走线帮助确定网格的方向。

3)布电源和地

4)敏感器件的放置及其走线。

5)布高速走线

6)模拟小信号和敏感网络的设计。

5.2 PCB板分割的EMC优化法

1)隔离连接器、大电流回路(HC)、开关电源(SMPS)和模拟小信号回路。

2)将I/O滤波器和ESD保护器件靠近连接器放置。不要将振荡器或高速IC放在连接器附近或

板边。

3)将振荡电容和电阻就近放在晶振或振荡器附近。

4)隔离所有大电流回路,防止这些大电流流经模拟小信号和数字信号回路。

5)将开关电源和大电流回路的器件密集地摆放成一组,并使其远离继电器、模拟小信号回路

和数字信号回路。

6)将高速IC靠近电压调整块放置。

5.3 大电流网络布线

在大电流驱动电路的低压端走线的两边和下面(相邻层)布上地线

在大电流驱动电路的高压端走线的两边和下面(相邻层)布上电源。

不可将大电流走线靠近任何模拟小信号或数字信号电路的走线(中断/复位脚)。

5.4电源和地的处理

1)在所有高速IC下铺微控芯片的地。在高速IC所有指定的地脚附近增加地线网络的过孔。

2)在所有连接器下面铺上连接器地(CGP)。把连接器所有的地线脚连接到连接器地上。所有

I/O口的滤波器和ESD器件的地脚到连接器地都必须有一个低阻抗路径。

3)设计电源走线时,各分支从电源大电容的正极以星型分出,并尽可能走最短的路径。同时,

电源线的附近应平行地布一条地走线,并且此地线要和微控芯片地/连接器地和大电容的

负极相连通。

4)在板边,地线支路的末端地平面,应该每250mil(6.35mm)增加一个过孔。

5)在所有长地线分支增加地过孔。

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5.5 敏感元件的分布和走线

1)在电压调整IC的I/O脚就近放置高频去耦电容。并设计一个从去耦电容地脚到微控制器

地的低阻抗通路。

2)当并联用连个去耦电容时,较小的电容应放在离高速IC脚的最近的位置。

3)将芯片端的大电容放在其对应的高速IC附近。高速IC的电源要从大电容的正极引出;并

且在高速IC的地和大电容的地端建立一个低阻抗的通道。

4)高速IC的滤波器要就近放在其对应的管脚上,并且要在滤波器的地和高速IC的地间建立

一个低阻抗通道。

5)高速IC输出驱动网络上串联的电阻,要靠近其输出脚放置。

6)最小化开关电源的缓冲电路和反激保护电路的回路面积。

7)检测BATT. ACC.电压的分压电阻应该放在电源的输入端。

8)振荡器电容的地应该和微控IC地间有个低阻抗的通路在振荡电路的周围和邻近的层上应

布上地线。

9)最小化模拟电路的环路从而最小化噪声的耦合。三极管的基极偏置电阻应靠近其三极管

10)基极。运放的差分输入电容应靠近其相应运放输入脚。

5.5高速和敏感电路布线

1)高速线路和总线节点要由地平面包着。屏蔽用的地线终端应与相应高速IC的微控制器的

地连接。差分线要彼此相邻。

2)在可能的时候可以用带状线。必要的时候还可以用微带线。

3)高速信号线要布在离地线层最近的层上。

4)不要将对静电敏感的网络,比如复位和中断信号,放在连接器附近或靠近开孔的位置

5)模拟小信号要用地线包裹。并且此地线的终端要和模拟IC和通信电路的地相连接。

6. PCB中各模块的布局和布线

6.1各模块以其主元件为中心的布局和封装核对

每个功能电路的核心元件为中心,围绕它来进行布局,原器件应均匀、整齐、紧凑的分布在

PCB上,尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接,同时对各元件的封装进行核对,确保与BOM

中所使用的零件尺寸大小一致,焊盘、孔大小匹配。对各常见元器件的封装尺寸大小核对(尺寸要

求见本文第八节)

6.2各网络走线的布局

1)在后插座电源地最近的地方一点用一根线连到机壳,且机壳最好一点接地。

2)运放小信号地和输出大信号地之间可以加一个0.22u的陶片,以解决失真问题。

3)天线不要与OSC线太近,不然OSC会干扰天线信号。

4)MUTE处(声道线)前后需各加一个耦合电容隔离,否则会出现失真。

5)大电流地与小电流地不要距离太近,防止失真。

6)原理图设计时,元件最好越少越好,选择电路元器件时,最好选小型的。

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8)走线时,焊盘应加泪滴,起到光滑连线的作用。同时要注意导电橡胶下面不要有过孔。

9)电源与地,喇叭信号与其地(电源插座),要相交叉设计,避免干扰。

10)布板时,尽量使元器件摆放整齐,丝印要摆放正确,方便打板与插件。

11)走线要避开安装孔。

12)“少”的原则,光线要少,若无极其特殊的情况,不能使用飞线。

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7. PCB的优化设计(提高设计质量的基本布线原则)

7.1提高PCB的整体美观感

为提高线路板的整体美观,在同一面上,力求直线走线。走线不易走通,为避免走线的交叉时,

可用“钻,绕”的方法,其中,“钻”是指,走线从电阻,电容等元件的中间串过(此方法尽量少

用)。“绕”是指走线从有阻碍但转弯后可以走目的地的方法。走线过程中也可以通过对元件位置的

微调来取得最佳的走线。在走线过程中,要合理利用单点接地,多点接地,混合接地的方法,在布

线阶段就充分考虑到整机的电磁兼容。走线在最终定型时,尽量做到“横平竖直”,整齐,流畅,

美观,有整体感。走线的拐弯走成45度角或圆角,不能使用90度拐角。在双面板走线时,两面的

走线要互相垂直,避免互相平行。

PCB设计中,元件的位号标识应放在正确的位置,以免插错元件。如果元件特别密集,不易放

置位号时,可将位号统一挪到其他位置,但应有规律放置,以利于辨认,如下图。根据我公司PCB

主要供应商的工艺能力,位号和其他丝印字符的理想值不小于1.2mm,线宽不小于0.12mm,并使用

罗马字符。极性元件的焊盘外侧需放置极性标识,且要清晰正确以便核对。IC极性标识尽量直观

易懂。对于需要拼板的PCB,子板上有数字或字母标识,以便生产出现问题时分析原因。

7.2提高PCB的性能指标

1)走线的转角与方向:走线的拐弯走成45度角或圆角,不能使用90度拐角。在双面板走线时,

两面的走线要互相垂直,避免互相平行。

2)布线时,输入与输出的走线尽量不要太靠近和并行走很长的距离

输入、输出端的走线太靠近时,在其间有杂散电容存在,这样一来输出信号通过这个杂散电容

而回到输入端,形成正反馈环路,最后发生振荡。

这种振荡和输入信号无关,在无信号输入时也会发生,振荡频率的高低取决于同相放大器的电

路结构和杂散电容量之大小,实际上振荡频率大多高于1MHz。即使杂散电容量不大,不至于导致

振荡发生,但仍将导致电路动作不稳定,特性恶化。 所以不论放大器的输入、输出信号的相位为

同相或反相,其输入端的走线和输出端的走线均不能靠的太近,尤其是在使用高增益放大器或宽频

带放大器时更需要特别注意。同样,这个原则也适用于1级以上的多级放大电路。

3)电路中的电流环路应保持最小

凡是电流有去路必有归路,所谓电流环路(current loop),就是由去路和归路形成的环路,此

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一环路内的面积越小越好,这个原则适用于电源线的场合,同时也适用于信号线的场合。

下图所示为电源线环路的优劣比较,此图亦可用于信号线场合的比较,只要将图中的「电源」置换成「放大电路1」,将「负荷电路」置换成「放大电路2」即可,其他部分维持不变。如此一来,图中(a)所示的环路很容易受到外来杂波等的干扰,而 (b)所示的紧密平行线则可改善此问题。 在

电源和地之间连接旁路电容器(bypass condenser)可视为一种缩小电流环路的方法。

4)信号电压相差太大的走线不要太靠近

本项原则包含了第3项的原则(输入出间的走线不要太靠近)。假如放大器的输入、输出信号

线路为同一系统的信号线,自然必须设法不使其输入、输出电路走线太靠近;除此之外,即使是彼

此独立的信号线,如果两者之间的电压相差太大时(相差30~40dB以上)也不能太靠近。还有,

即使其中一方仅有直流电压,假如电压很高或电流很大的时侯也不可接近微弱信号的走线, 在这

种情况下,必然导致电路性能的劣化,有时候还可能发生诸如振荡等异常现象。

5)将小信号地和大电流地区分开

在一个兼容小信号和大电流的电路内,我们必需将两者的接地明确地区分开来。

例如功率放大器(Power Amp)。功率放大器的输入级所处理的信号为小信号,而在输出级则有

大电流流过。为了不使大电流流经走线电阻而发生不良之影响,功率放大器及负载等流过大电流的

部分直接连接电源地端,小信号部分的电路也直接配线至电源,这样一来信号线和大电流线得以完

全分离。 或者将集中于一点的小信号地和电流放大级的地连接在一起也可以,这样一来虽然r2

仍会发生不良之影响,但是由于小信号部分全休都受到相同的作用,所以不成问题。

以上所述是以功率放大器为例,其实,不只是功率放大器,只要是处理小信号和大电流两者

的电路,都必需严格遵守上述原则。此外,大电流流过的走线必需尽可能加粗(或在基板上的铜箔

线路上敷上焊锡),以降低走线电阻。

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汽车音响上的电源电路一般都是由扼流圈和滤波电解电容器等部分构成,而后在滤波电路的输出端连接负载,从扼流圈到负载电路的走线首先经过滤波电容器,对电源纹波的滤波效果才会比较理想。以下图来说明。首先是图中(a)所示的不良接线的情形,从扼流圈直接走线到负载,而另外一条线则连接至滤波电容器。这样一来,由于负载电流并不通过滤波电容器而直接流入负载,所以对电源纹波的滤波效果并不十分理想。在负载电流大、滤波电容器的电容量大、从扼流圈到滤波电容器的走线较细且长时,这种现象更加明显。

GND (a) GND (b)

为了改善上述这种状况,可改用上图所示的走线方式,从扼流圈到负载电路的走线首先经过

滤波电容器,这样一来,负载电流一定会通过滤波电容器,所以不会发生上图(a)所示的问题。 7)各个印刷电路板的电源地分开

电路较为简单的时侯,电源可供给一个整体的电路,但是,当电路较为复杂时,则将其分开而组装在数片印刷电路板上,在这种场合,虽然电源仍然只有一个,但是其配线方法却有两种,如下图所示。

I 2 I N

(a ) 不正确的走线方法

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1

2

任何一个PCB的电流

N

变动都不会影响其他PCB

首先, 如图(a)所示为不良之配线方法,在此图内,r1a、r2a、……rNa、r1b、r2b、……rNb等为配线电阻,而I1、I2 、……IN等则分别为PCB1、PCB2、……PCBN的电源电流。如果采

取这种走线方式时,I1~IN所有的电流均流过r1a及r1b,而I2~IN所有之电流均流过r2a及

r2b,……依次类推,于是,越靠近电源的走线电阻上流过的电流越大。

现在假设在末端的PCBN的电流IN发生很大之变动时,则由于IN流过r1a及r2a,在其上发

生电压降,因而使得加在PCB1和PCB2上电源电压V1、V2随之发生变化。

这种问题并不是只在IN上发生,只要是采用如上图 (a)所示的配线方法,则不论是那一片PCB

的电流发生变动均会影响其他的所有基板,其结果是导致各PCB板间之串音干扰(crosstalk)恶化,在最恶劣状况下可能导致动作导常。在此所说明的是电源正端的场合,电源负端的情形亦然。

反之,上图 (b)所示则为正确的电源走线范例,各个PCB板之电源地的走线均分开而各自连接

至电源,这样一来,即使各条走线上的电阻在电流变化时发生电压降亦仅止于对该PCB板发生不良

影响而已,不会影响其他的PCB板。

8)抗串扰的基本方法

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扰可以认为是系统内部的EMI。数据线,地址线,控制线,和I/O都会受到串扰的影响,它是由网

络中的电流和电压产生的,类似于天线偶合,它必须最小化。串扰包括电容耦合及电感耦合,电感

串扰包括了物理位置十分接近的走线,

以下是抑制串扰的方法:

A:最小化元件间的物理位置(在安全距离允许的范围内)

B:最小化并行布线走线的长度,

C:避免互相平行的走线,

D:2-W原则:为避免走线之间的串扰,要保持两条走线之间距离不小于走线宽度的2倍。

8. 地线的设计:

地线设计是一项PCB设计的重要内容,良好的地线网络既能提高抗干扰度,又能减小电磁发射量,是EMC设计的重要手段。接地平面应是零电位,既各接地点之间没有电位差,在接地平面内,

为电阻为零的实体,电流在其中流过应无压降,接地本身的引线电感很小,理论上他必须能够吸收

所有信号。

地线的含义是为电路或系统提供一个参考的等电位点或面。另一个含义是为电流流回电源提供

一个低阻抗途径。在设计地线时,必须知道地电流的实际途径,了解每个元件脚接地点的实际作用,以便于在设计中,对不同接地点的走线作区别的对待。在我公司的产品设计中,均以主机接插座的

地线作为主地,也就是零电位参考点,根据地线在产品中的用途,可分为模拟地,数字地,大电流地,小电流地,高频地,低频地。

8.1 接地方法:

在线路板设计中,较常使用的接地方法有:单点接地,多点接地,混合接地。

1)单点接地:

单点接地是指在产品设计中,所有接地线路与单独一个参考点相连,而其中的任意地线各自独立。单点接地要求系统内的所有地线独立走线,只在一个点上相接。这种接地方法适合用于工作频

率小于1MHZ的电路。在低频电路中,要采用这种接地方法。如:功率放大,电源调整,低频小信

号放大器等采用单点接地,在最终汇于插座 主地。如图所示:

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共用地线串联单点接地 独立地线并联单点接地

单点接地示意图

在适合使用单点接地的电路中,若空间允许,独立地线的并联接地,效果最好。如空间较小,不得以使用共用地线串联单点接地,要把大电流的接地点放在最靠近接地点的地方先入地,单点接地不能用于高频电路。

2) 多点接地:

多点接地是指在一个系统中,各个需要接地的电路都直接接到距离它最近的接地平面上,也就是“就近接地”以使得系统所用地线的长度最短,高频电路应采用多点接地的方法。高频电路的工作频率一般在10MHZ 以上,走线有电感效应,走线和元件之间有分布电感。在使用多点接地时,地线的长度不应超过信号波长的1/20,否则在频率较高时,地线上会产生较强的阻抗,也会向外辐射干扰信号。数字电路也适合多点接地。

多点接地示意图

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3)混合接地:

在系统工作的频率既有低频又有高频时,综合单点接地,多点接地,就可以较好解决单元电路

之间的相互干扰问题,这种接地方法为混合接地。混合接地比较适合工作频率在1MHZ~10MHZ的电路。

混合接地示意图

8.2 对地线设计的注意要点:

1)各分系统的地与主机插座的主地,采用一点接地。共用地线时,交会点距离总地尽量近。

同一级电路的接地点应尽量靠近。一条地线上有许多接地点时,电流大的接地点的物理要先入地。

2)功放的大电流地与小信号地要分开,功放供电脚的对地大电容的负极,及输出端子所接的

防自激电容,也要接大电流地。

3)为保证线路中的辐射面积最小,高频和敏感电路的走线附近最好设置一根地线。

4)在数字电路中,用双层布线时,两面应布置尽量多的平行地线,一面为水平地线,另一面

为垂直地线。在交叉处用过孔相连,这种方法就是要在PCB成型时形成地线网格。

5)各级电源线和CLK走线尽量靠近与之对应的地线。

6)属于同一性质的元件脚的地可以串联接在一起

7)采用PMW照明时,照明电路的地线要独立走,与其他地线分离开。

8)PLL的地和电源滤波电容的地线的宽度都要尽量大

9)MCU,TUNER的地线要尽量粗,最好在走线时要保持连续性,尽量不要用过孔或光线连接或

替代,MCU下尽量铺大面积的地线

10)IC的每一排引脚的第一和最后一个,都要铺铜,并且要在SOLDER MASK 层铺设,以利于

焊接。

9. 生产和测试的相关要求

9.1 对插件元件放置要求:

所有元件跨距范围应满足:5.3mm

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具体要求:

1)光线两插件孔跨距:5.3mm≤d<20mm。

2)一般1/6W 普通色环电阻、电容:6mm≤d<20mm。 3)二极管IN4148型:6mm≤d<20mm。

4)所有元件孔(需插件)尺寸应满足: 8.5mm≤d≤0.95mm 5)卧插元件各种可能的最密排布其相邻的最小间距如下图所示。

6)立插元件各种可能的最密排布其相邻的最小间距如下图所示。

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9.2 对贴片元件放置要求:

贴片元器件之间的最小间距必须满足:

只能手工贴放的元件边缘之间距离:≥1.5mm,对于AI 和SMT 零件在元器件排布密度不是太大的情况下,一般按照以下图中要求,如果PCB 零件密度较大或考虑电性能原因可适当减小间距,但不要小于所要求的值的70%。

1)贴片元件CHIP -CHIP 最小间距

2)贴片元件CHIP -TR 最小间距

3)贴片元件IC-CHIP 间距

4)贴片元件IC-TR 间距

区别 A B 回流 0.8mm 0.8mm 波峰

1mm

1mm

区别 A B 回流 0.8mm 0.8mm 波峰

1mm

1mm

区别 A B 回流 2.0.mm 1.5mm 波峰

2.0mm

1.5mm

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5) 贴片元件IC-IC 间距

6) 贴片元件与插件元件间距

区别 A B 回流 2.0.mm 1.5mm 波峰

2.0mm

1.5mm

区别 A B 回流 2.5.mm 2.0.mm 波峰

2.5mm

2.5mm

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7) 通孔回流焊器件焊盘边缘与Pitch ≤0.65mm 的QFP 、SOP 、Connector 及BGA 的距离 大于10mm ,与其它SMT 器件的距离大于2mm 。

8) 通孔回流焊接器件焊盘边缘与传送边的距离大于10mm ;与非传送边距离大于5mm 。

9.3 贴片焊盘设计要求

元件封装 元件尺寸

焊盘尺寸

焊接方式 名称

英制 公制 长(L)

宽(W)厚(T)A(mm)B(mm) C(mm) 0402 1005

1.0 0.5

0.35 0.4 0.65 0.6 0603 1608 1.6 0.8 0.45 0.6 1.0 0.9 0805 2012 2.0 1.25 0.5 0.75 1.25 1.3 1206 3216 3.2 1.6 0.6 1.5 1.5 1.7 回流焊

CHIP

1210 3225

3.2 2.25

1.8

1.8

2.4

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0603 1608 1.6 0.8 0.45 0.8 1.1 1.0 0805 2012 2.0 1.25 0.5 1.0 1.35 1.5 1206 3216 3.2 1.6 0.6 1.8 1.8 1.9 波峰焊

CHIP

1210

3225

3.2

2.25

1.8

1.8

2.6

长(L)宽(W)厚(T)A(mm)B(mm) C(mm) 回流焊 3.6 1.35 1.35 1.5 1.7 1.6 3.6 1.35 1.35 1.7 1.9 1.9 波峰焊 MELF 长(L) 宽(W)厚(T)A1(mm)A2(mm)B(mm) C(mm)回流焊 0.8 1.1 1.4 1.4

1.0 1.2 1..8 1.8 波峰焊

SOT23

9.4 PCB 尺寸要求如下图所示:

PCB 最大的主板尺寸为:(长*宽=19cm*16cm) 说明:

1) 若设计PCB 板即插件又贴片时,按图B 计。

2) 若设计PCB 板只插件不贴片时,则只设计一个圆形和一个椭圆形定位孔,两孔尺寸如

图B 示。

3) 若设计PCB 板不插件只贴片时,则可设计成两圆形定位孔,定位孔中心离板边距离如

图A 所示,两孔中心距则可不考虑。元件与板边≥ 3mm(如图)

图A

不需要AI

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9.5 关于“MARK”点是用于SMT

的坐标参考点。如下图所示:

Mark 点位置示意图

MARK 点位于图示线路板的对角线方向的A 和B 点, 如在A,B 两点不适合做,可改在另一对角线的C 和D 点,MARK 点的中心距线路板边不能少于4.5MM, MARK 点不能加在工艺边上。如下图所示:

Mark 点示意图

MARK 点的内圆是直径为1MM 的亮点,必须有助焊层,亮点的外部是空白无填充物(没有绿油,没有铜皮,不能反光)的圆环。

9.6 元器件放置要求及各设计细节:

需要AI

图B

pcb设计心得体会范文

pcb设计心得体会范文 一些基本操作,对更深层的有些就不是很了解了。但是时间有限,只有一个星期实训pcb电路板,老师能教给我们的也只有这么多了,剩下的只有靠我们自己回去自己学习了,作为电子工程系的一名学生,深知掌握这些装也软件的重要性,因为以后我们从事的技术工作需要这些软件工具。 第一天搭接电路,还比较简单,只是有点麻烦,电路搭接好后就要开始封装各个元器件的封装,这就需要很大的耐心,一个一个元器件的进行封装,还不能弄错,不然后面就生成不了报表,生成不了报表,后面进行电路板设计的时候就会导入错误,以致不能进行电路板设计。后面用pcbediter 进行设计电路板设计要导入报表,然后才能开始布局和布线,由于导入的库文件里面没有sop8和sop28两个焊盘的封装,因此在进行设计电路板之前,要先设计那两个器件的焊盘的封装,然后导入库函数,才能导入报表的时候不会报错。不过导入的时候也遇到了一些问题,会提示二极管的管脚不匹配,譬如多一个2脚,少一个3角,然后就觉得很神奇,二极管就只有两个管脚怎么会有3脚了。后面通过老师的讲解,

才明白,原来设计电路板的时候只认封装,不认元器件,是根据封装导入元器件,因此在设计封装的时候,管脚是怎么设计,在原理图里面就要把元器件的管脚改成和封装一样,后面把原理图的管脚改成和导入库函数里面的封装一样,提示就没有了,不过后面又遇到一些小问题,譬如说,下划线写成横线了,然后就有报错,找不到元器件的封装。这给我警示,在原理图的时候,要仔细认真的把管脚封装写对,最然会很麻烦。后面导入报表,开始设计电路板,先开始是布局,大致步好后,然后就开始用软件自带的自动布线,结果发现有很多蝴蝶结,为什么要自动布线,因为最开始我认为如果自动布线可以的话,那手动布线肯定也可以,结果后面一直自动布线不成功。后面老师讲解,才知道,不一定要自动布线成功才能手动布线,浪费了好多时间,以至于后面都要重新排,因为最开始没有把原理图的元器件分块布局,完全是凭感觉乱布局的,后面就是一大片密密麻麻的线,而且很多元器件接点的线都有点长。后面按块先布局,然后再整体布局,然后再微小变动,这样,线明显变少了,而且元器件的接点的线都很少很长了,这样就方便后面的布线了。所以说,布局那是相当的重要啊,先考虑局部,然后再考虑整体。布局步好后,布线就很快了,也没有花多少时间布局,步好后,看了下,还是感觉蛮好的,再没有布电源和地线的情况下,总共打了21个孔,总之,布线的图看起还是蛮自

高速PCB设计指南

高速PCB设计指南 第一篇 PCB布线 在PCB设计中,布线是完成产品设计的重要步骤,可以说前面的准备工作都是为它而做的,在整个PCB中,以布线的设计过程限定最高,技巧最细、工作量最大。PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。布线的方式也有两种:自动布线及交互式布线,在自动布线之前,可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线,输入端与输出端的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,两相邻层的布线要互相垂直,平行容易产生寄生耦合。 自动布线的布通率,依赖于良好的布局,布线规则可以预先设定,包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。一般先进行探索式布经线,快速地把短线连通,然后进行迷宫式布线,先把要布的连线进行全局的布线路径优化,它可以根据需要断开已布的线。并试着重新再布线,以改进总体效果。 对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了,它浪费了许多宝贵的布线通道,为解决这一矛盾,出现了盲孔和埋孔技术,它不仅完成了导通孔的作用,还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便,更加流畅,更为完善,PCB 板的设计过程是一个复杂而又简单的过程,要想很好地掌握它,还需广大电子工程设计人员去自已体会,才能得到其中的真谛。 1 电源、地线的处理

既使在整个PCB板中的布线完成得都很好,但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰,会使产品的性能下降,有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、地线的布线要认真对待,把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度,以保证产品的质量。 对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因,现只对降低式抑制噪音作以表述: (1)、众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。 (2)、尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最经细宽度可达0.05~0.07mm,电源线为1.2~2.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) (3)、用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板,电源,地线各占用一层。 2 数字电路与模拟电路的共地处理 现在有许多PCB不再是单一功能电路(数字或模拟电路),而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题,特别是地线上的噪音干扰。 数字电路的频率高,模拟电路的敏感度强,对信号线来说,高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件,对地线来说,整人PCB对外界只有一个

今天终于弄懂了PCB高速电路板设计的方法和技巧

[讨论]今天终于弄懂了PCB高速电路板设计的方法和技巧受益匪浅啊 电容, 最大功率, 技巧 高速电路设计技术阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配,并且得到最大功率输出的一种工作状态。高速PCB布线时,为了防止信号的反射,要求线路的阻抗为50Ω。这是个大约的数字,一般规定同轴电缆基带50Ω,频带75Ω,对绞线则为100Ω,只是取整数而已,为了匹配方便。根据具体的电路分析采用并行AC端接,使用电阻和电容网络作为端接阻抗,端接电阻R要小于等于传输线阻抗Z0,电容C必须大于100pF,推荐使用0.1UF的多层陶瓷电容。电容有阻低频、通高频的作用,因此电阻R不是驱动源的直流负载,故这种端接方式无任何直流功耗。 串扰是指当信号在传输线上传播时,因电磁耦合对相邻的传输线产生不期望的电压噪声干扰。耦合分为容性耦合和感性耦合,过大的串扰可能引起电路的误触发,导致系统无法正常工作。根据串扰的一些特性,可以归纳出几种减小串扰的方法: 1、加大线间距,减小平行长度,必要时采用jog 方式布线。 2、高速信号线在满足条件的情况下,加入端接匹配可以减小或消除反射,从而减小串扰。 3、对于微带传输线和带状传输线,将走线高度限制在高于地线平面范围要求以内,可以显著减小串扰。 4、在布线空间允许的条件下,在串扰较严重的两条线之间插入一条地线,可以起到隔离的作用,从而减小串扰。传统的PCB设计由于缺乏高速分析和仿真指导,信号的质量无法得到保证,而且大部分问题必须等到制版测试后才能发现。这大大降低了设计的效率,提高了成本,在激烈的市场竞争下显然是不利的。于是针对高速PCB设计,业界人士提出了一种新的设计思路,成为“自上而下”的设计方法,经过多方面的方针分析和优化,避免了绝大部分可能产生的问题,节省了大量的时间,确保满足工程预算,产生高质量的印制板,避免繁琐而高耗的测试检错等。利用差分线传输数字信号就是高速数字电路中控制破坏信号完整性因素的一项有效措施。在印制电路板(PCB抄板)上的差分线,等效于工作在准TEM模的差分的微波集成传输线对。其中,位于PCB顶层或底层的差分线等效于耦合微带线,位于多层PCB内层的差分线,等效于宽边耦合带状线。数字信号在差分线上传输时是奇模传输方式,即正负两路信号的相位差是180,而噪声以共模的方式在一对差分线上耦合出现,在接受器中正负两路的电压或电流相减,从而可以获得信号消除共模噪声。而差分线对的低压幅或电流驱动输出实现了高速集成低功耗的要求。

pcb设计心得体会范文

pcb设计心得体会范文 篇一:PCB电路板设计总结 经过五天的PCB电路板训练,通过对软件的使用,以及实际电路板的设计,对电路板有了更深的认识,知道了电路板的相关知识和实际工作原理。同时也感受到了电路板的强大能力,怪不得现在的电路都是采用集成的电路板电路,因为它实在是有太多的好处,节约空间,方便接线,能大大缩小电路的体积。方便人类小型电器的发明。但是电路板也有一定缺陷,就是太小了,散热不是特别好,这就使得器件的性能不能像想象中那么好。 通过使用,不得不说cadence软件确实很好用,功能太强大,而且也很方便使用,接线,布线,绘制电路板等,很方便使用,不过有一点就是,器件接线的时候不能直接把器件接到导线上,这点不够人性化。虽然说,软件学了五天时间,不过对软件使用还不是能完全掌握,只能掌握一些基本操作,对更深层的有些就不是很了解了。但是时间有限,只有一个星期实训PCB电路板,老师能教给我们的也只有这么多了,剩下的只有靠我们自己回去自己学习了,作为电子工程系的一名学生,深知掌握这些装也软件的重要性,因为以后我们从事的技术工作需要这些软件工具。 第一天搭接电路,还比较简单,只是有点麻烦,电路搭接好后就要开始封装各个元器件的封装,这就需要很大的耐心,一个一个元器件的进行封装,还不能弄错,不然后面就生成不了报表,生成不了报

表,后面进行电路板设计的时候就会导入错误,以致不能进行电路板设计。后面用PCB Editer 进行设计电路板设计要导入报表,然后才能开始布局和布线,由于导入的库文件里面没有sop8和sop28两个焊盘的封装,因此在进行设计电路板之前,要先设计那两个器件的焊盘的封装,然后导入库函数,才能导入报表的时候不会报错。不过导入的时候也遇到了一些问题,会提示二极管的管脚不匹配,譬如多一个2脚,少一个3角,然后就觉得很神奇,二极管就只有两个管脚怎么会有3脚了。后面通过老师的讲解,才明白,原来设计电路板的时候只认封装,不认元器件,是根据封装导入元器件,因此在设计封装的时候,管脚是怎么设计,在原理图里面就要把元器件的管脚改成和封装一样,后面把原理图的管脚改成和导入库函数里面的封装一样,提示就没有了,不过后面又遇到一些小问题,譬如说,下划线写成横线了,然后就有报错,找不到元器件的封装。这给我警示,在原理图的时候,要仔细认真的把管脚封装写对,最然会很麻烦。后面导入报表,开始设计电路板,先开始是布局,大致步好后,然后就开始用软件自带的自动布线,结果发现有很多蝴蝶结,为什么要自动布线,因为最开始我认为如果自动布线可以的话,那手动布线肯定也可以,结果后面一直自动布线不成功。后面老师讲解,才知道,不一定要自动布线成功才能手动布线,浪费了好多时间,以至于后面都要重新排,因为最开始没有把原理图的元器件分块布局,完全是凭感觉乱布局的,后面就是一大片密密麻麻的线,而且很多元器件接点的线都有点长。后面按块先布局,然后再整体布局,然后再微小变动,这样,线明显变

PCB设计原理及规范处理

PCB 设计规范二O 一O 年八月

目录 一.PCB 设计的布局规范- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - 3 ■布局设计原则- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ------ - - 3 ■对布局设计的工艺要求- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ------- - - 4 二.PCB 设计的布线规范- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 ■布线设计原则- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ----- - - 15 ■对布线设计的工艺要求- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ------ 16 三.PCB 设计的后处理规范- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - 25 ■测试点的添加- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ----- - - - 25 ■PCB 板的标注- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ----- - - - - 27 ■加工数据文件的生成- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ----- - - - 31 四.名词解释- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - 33 ■金属孔、非金属孔、导通孔、异形孔、装配孔- - - - - - - - - ---- - 33 ■定位孔和光学定位点- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ------ - 33 ■负片(Negative)和正片(Positive)- - - - - - - - - - - --- - - - - 33 ■回流焊(Reflow Soldering)和波峰焊(Wave Solder)- - --- - - 34 ■PCB 和PBA - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ---- --- - - 34

干货-PCB设计经验总结-精

干货-PCB设计经验总结 随着新能源汽车的发展,汽车电气化越来越严重,相关的EMC问题也越来越突出,因此为了从根本上降低EMC的风险,需要从设计阶段尤其是PCB layout 入手,来防患于未然。下面是一位从业十余年的硬件工程师的经验笔记! 如觉得有帮助欢迎支持转发分享给更多需要的人! 叠层: 1.电源和地的平面尽可能近(利于电源噪声高频滤波) 2.信号层:避免两信号层相邻(如果必须相邻,加大两层间距); 3.电源层:避免两电源层相邻; 4.外层:铺地; 布线: 5.关键信号线:避免跨分割(参考平面); 6.关键信号线:“换层不换面(参考平面)”; 7.关键信号线:长度尽可能短; 8.关键信号线:位置远离PCB板边缘及接口; 9.信号线:不能跨越分割间隙布线(否则电磁辐射及信号串扰剧增);

10.信号线:换层(返回路径)必须跨分割时,须使用过孔或滤波电容(10nf); 11.总线:相同功能的并行布置,中间勿参杂其他信号; 12.接收发送信号:分开布线,勿交叉; 13.高速信号线:走线宽度勿突变; 14.电源:电源线不要形成环路(近似包裹的环路) 15.地:地线不要形成环路(近似包裹的环路); 16.地:干扰源的地勿与信号地就近共用(晶振等干扰源的地不干净); 17.地:多芯片并排共电源与地时,电源与地的主线路宜在芯片同侧(回流面积小); 18.分割:模拟地与数字地分割布线,建立“地连接桥”,如有必要进行磁珠滤波; 19.分割:电源/地平面分割需合理(否则高速信号存在EMI、EMC风险); 20.拐角走线:优选45度(降低拐角对走线阻抗影响) 21.拐角走线:长度越长越好(降低拐角对走线阻抗影响) 22.拐角走线:过孔处上下走线拐角要求同上; 23.高频干扰源:下方禁止布线(晶振、开关电源等干扰源); 24.高频干扰源:附近尽量避免布电源主路线(晶振、开关电源等干扰源); 25.接插件:下方禁止布线; 电源滤波: 26.滤波区域为原理信号区域(降低耦合); 27.高频滤波电容需靠近电源PIN脚(容值越小越近);

电源pcb设计指南包括PCB安规emc布局布线PCB热设计PCB工艺

电源pcb设计指南包括:PCB安规、emc、布局布线、PCB热设计、PCB工艺 导读 1.安规距离要求部分 2.抗干扰、EMC部分 3.整体布局及走线部分 4.热设计部分 5.工艺处理部分 1.安规距离要求部分 安全距离包括电气间隙(空间距离),爬电距离(沿面距离)和绝缘穿透距离。 1、电气间隙:两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿空气测量的最短距离。 2、爬电距离:两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿绝绝缘表面测量的最短距离。 一、爬电距离和电气间隙距离要求,可参考NE61347-1-2-13/GB19510.14. (1)、爬电距离:输入电压50V-250V时,保险丝前L—N≥2.5mm,输入电压250V-500V时,保险丝前L—N≥5.0mm;电气间隙:输入电压50V-250V时,保险丝前L—N≥1.7mm,输入电压250V-500V时,保险丝前L—N≥3.0mm;保险丝之后可不做要求,但尽量保持一定距离以避免短路损坏电源。 (2)、一次侧交流对直流部分≥2.0mm (3)、一次侧直流地对地≥4.0mm如一次侧地对大地 (4)、一次侧对二次侧≥6.4mm,如光耦、Y 电容等元器零件脚间距≤6.4mm 要开槽。 (5)、变压器两级间≥6.4mm 以上,≥8mm加强绝缘。 2.抗干扰、EMC部分 在图二中,PCB 布局时,驱动电阻R3应靠近Q1(MOS管),电流取样电阻R4、C2应靠近IC1的第4 Pin,如图一所说的R应尽量靠近运算放大器缩短高阻抗线路。因运算放大器输入端阻抗很高,易受干扰。输出端阻抗较低,不易受干扰。一条长线相当于一根接收天线,容易引入外界干扰。 在图三的A中排版时,R1、R2要靠近三极管Q1放置,因Q1的输入阻抗很高,基极线路过长,易受干扰,则R1、R2不能远离Q1。 在图三的B中排版时,C2要靠近D2,因为Q2三极管输入阻抗很高,如Q2至D2的线路太长,易受干扰,C2应移至D2附近。 二、小信号走线尽量远离大电流走线,忌平行,D>=2.0mm。 三、小信号线处理:电路板布线尽量集中,减少布板面积提高抗干扰能力。 四、一个电流回路走线尽可能减少包围面积。 如:电流取样信号线和来自光耦的信号线

PCB设计总结

PCB设计总结 、概述 PCB是一个连接电子元器件的载体。PCB设计是一个把原理设计上的电气连接变成实实在 在的,可用的线路连接。简单的PCB设计就是将器件的管脚按照一定的需要连通,但对于 高速,高密度的PCB设计,涉及到很多的方面,包括结构方面,信号完整性,EMC,EMI, 电源设计,加工工艺方面等等。 、布局 1材料 PCB材料很多,我们目前使用的基本都是FR4的,TG参数(高耐热性)是一个很重要的指 标,一般结构工程师会在他们提供的cutout里面给出TG参数的要求。 2合理的层数安排 一块板PCB层数多少合适,要基于生产成本和信号质量需求两方面考虑。对于速度低,密度小的板块,可以考虑层数少些,对于高速,高密度板,要尽可能多的安排完整的电地层,以保证较好的信号质量。 3电源层和地层 3.1、电源层和地层的作用和区别 电源层和地层都可以作为参考平面,在一定程度上来说他们是一样的。但是,相对来说,电源平面的特性阻抗较高,与参考平面存在较大的电位势差。而地平面作为地基准,地平面的屏蔽作用要远远好于电源屏幕,对于重要信号,最好选择地平面作为参考屏幕。 3.2、电源层,信号层,地层位置 A、第二层为地层,用于屏蔽器件(如果有更重要的信号需要地,可以进行调整) B、所有信号层都有参考平面。 C、最好不要相邻信号层,有的话,要安排信号走向为垂直方向。 D、关键信号参考平面为完整的地平面不跨分割区。

3.3、几种常用的板子的叠层方案 四层版 BOT 在该方案中表层具有较好的信号质量,对器件也有较好的屏蔽,使电源层和地层距离适当拉近,可以降低电源地的分布阻抗,保证电源地的去耦效果。 其它一些方案参考 paul wang发的一份emc规范。

高速PCB设计指南

高速PCB设计指南之一 第一篇PCB布线 在PCB设计中,布线是完成产品设计的重要步骤,可以说前面的准备工作都是为它而做的,在整个PCB中,以布线的设计过程限定最高,技巧最细、工作量最大。PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。布线的方式也有两种:自动布线及交互式布线,在自动布线之前,可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线,输入端与输出端的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,两相邻层的布线要互相垂直,平行容易产生寄生耦合。自动布线的布通率,依赖于良好的布局,布线规则可以预先设定,包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。一般先进行探索式布经线,快速地把短线连通,然后进行迷宫式布线,先把要布的连线进行全局的布线路径优化,它可以根据需要断开已布的线。并试着重新再布线,以改进总体效果。 对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了,它浪费了许多宝贵的布线通道,为解决这一矛盾,出现了盲孔和埋孔技术,它不仅完成了导通孔的作用,还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便,更加流畅,更为完善,PCB 板的设计过程是一个复杂而又简单的过程,要想很好地掌握它,还需广大电子工程设计人员去自已体会,才能得到其中的真谛。 1 电源、地线的处理 既使在整个PCB板中的布线完成得都很好,但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰,会使产品的性能下降,有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、地线的布线要认真对待,把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度,以保证产品的质量。 对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因,现只对降低式抑制噪音作以表述: (1)、众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。 (2)、尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最经细宽度可达0.05~0.07mm,电源线为1.2~2.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) (3)、用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板,电源,地线各占用一层。 2 数字电路与模拟电路的共地处理 现在有许多PCB不再是单一功能电路(数字或模拟电路),而是由数字电路和

PCB-10年设计经验总结

电子产品设计经验总结之PCB设计 1. 根据线路板厂家的能力设定线路板基本参数 根据沧州一带线路板厂的水平,按下列参数设计线路板质量应能保证: *最小导线宽度:8mil; *最小导线间距:8mil; *最小过孔焊盘直径:30 mil; *最小过孔孔径:16 mil; * DRC检查最小间距:8mil; 2. 线路板布局 *固定孔和线路板外形按结构要求以公制尺寸绘制; *螺钉固定孔的焊盘要大于螺钉帽和螺母的直径,以M3的螺钉为例,其焊盘直径为6.5mm,钻孔直径为3.2mm。 *外围接插件位置要总体考虑,避免电缆错位、扭曲; *其他器件要以英制尺寸布置在最小25 mil的网格上,以利布线; *按功能把器件分成多个单元,在显示网络飞线的情况下把单元的各个器件定位; *把各个单元移到线路板的合适位置,利用块移动和旋转功能使大部分走线合理; *模拟电路与数字电路分片布置,数字部分的电流尽量不要穿越模拟区; *模拟电路按信号走向布置,大信号线不得穿越小信号区; *晶体和连接电容下方不得走其他信号线,以免振荡频率不稳; *除单列器件外只允许移动、旋转,不得翻转,否则器件只能焊于焊接面; *核对器件封装 同一型号的贴片器件有不同封装。例如SO14 塑料本体宽度有0.15英寸(3.8mm)和5.1mm的区别。 *核对器件安装位置 器件布局初步完成后,应打出1:1的器件图,核对边沿器件安装位置是否合适。 3. 布线

3.1 线宽 信号线:8~12mil; 电源线:30~100mil(A级电源线可用矩形焊盘加焊裸导线以增加通过电流量); 3.2 标准英制器件以25 mil间距走线。 3.3 公制管脚以5 mil间距走线,距离管脚不远处拐弯,尽量走到25 mil 网格上,便于以后导线调整。 3.4 8mil线宽到过孔中心间距为30mil。 3.5 大量走线方向交叉时可把贴片器件改到焊接面。 3.6 原理图连线不见得合理,可适当修改原理图,重作网络表,使走线尽量简洁、合理。 * 62256 RAM芯片的数据、地址线可不按元件图排列; * MCU 的外接IO管脚可适当调整; * 地址锁存芯片的引脚可适当变动,但要注意信号的对应关系; * CPLD和GAL的引脚可适当调整。 3.7在用贴片管脚较多的器件时,布线不一定坚持横竖各在一面的原则,应以走线简洁、合理为准。 3.8 预留电源和地线走线空间。 3.9 电源线换面时最好在器件管脚处,过孔的电阻较大。 3.10 不应连接的器件有飞线,可能是原理图网络标号相同所致,应修改原理图。 4. 线间距压缩 在引线密度较高,差几根线布放困难时可采取以下办法: * 8mil线宽线间距由25 mil改为20 mil; *过孔较多时可把经过孔的相反方向的走线调整到一排; *经过孔的走线弯曲,压缩线间距; * 5. DRC检查 DRC检查的间距一般为10 mil,如布线困难也可设为8 mil。 布地网前应作一次DRC检查,即除GND没布线外不得有其他问题。如发现问题也容易处理。 6. 佈地网(铺铜) 佈地网首先能减小地线电阻,即减小由地线电阻(电感)形成的电压降,使电路工作稳定。另外也可减少对外辐射,增强电磁兼容性。早期采用网格,近来很多采用连在一起的铜箔。 佈地网用DXP软件较好,即缺画导线较少。

高速PCB设计心得

一:前言 随着PCB系统的向着高密度和高速度的趋势不断的发展,电源的完整性问题,信号的完整性问题(SI),以及EMI,EMC的问题越来越突出,严重的影响了系统的性能甚至功能的实现。所谓高速并没有确切的定义,当然并不单单指时钟的速度,还包括数字系统上升沿及下降沿的跳变的速度,跳变的速度越快,上升和下降的时间越短,信号的高次谐波分量越丰富,当然就越容易引起SI,EMC,EMI的问题。本文根据以往的一些经验在以下几个方面对高速PCB的设计提出一些看法,希望对各位同事能有所帮助。 ●电源在系统设计中的重要性 ●不同传输线路的设计规则 ●电磁干扰的产生以及避免措施 二:电源的完整性 1.供电电压的压降问题。 随着芯片工艺的提高,芯片的内核电压及IO电压越来越小,但功耗还是很大,所以电流有上升的趋势。在内核及电压比较高,功耗不是很大的系统中,电压压降问题也许不是很突出,但如果内核电压比较小,功耗又比较大的情况下,电源路径上的哪怕是0.1V 的压降都是不允许的,比如说ADI公司的TS201内核电压只有 1.2V,内核供电电流要 2.68A,如果路径上有0.1欧姆的电阻,电 压将会有0.268V的压降,这么大的压降会使芯片工作不正常。如何尽量减小路径上的压降呢?主要通过以下几种方法。

a:尽量保证电源路径的畅通,减小路径上的阻抗,包括热焊盘的连接方式,应该尽量的保持电流的畅通,如下图1和图2的比较,很明显图2中选择的热焊盘要强于图1。 b:尽量增加大电流层的铜厚,最好能铺设两层同一网络的电源,以保证大电流能顺利的流过,避免产生过大的压降,关于电流大小和所流经铜厚的关系如表1所示。 (表1) 1 oz.铜即35微M厚, 2 oz.70微M, 类推 举例说,线宽0.025英寸,采用2 oz.盎斯的铜,而允许温升30度,

pcb设计指南

mp3的设计原理及制作 高速PCB设计指南之一 第一篇PCB布线 在PCB设计中,布线是完成产品设计的重要步骤,可以说前面的准备工作都是为它而做的,在整个PCB中,以布线的设计过程 限定最高,技巧最细、工作量最大。PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。布线的方式也有两种:自动布线及交互式布 线,在自动布线之前,可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线,输入端与输出端的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,两相邻层的布线要互相垂直,平行容易产生寄生耦合。 自动布线的布通率,依赖于良好的布局,布线规则可以预先设定,包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。一般 先进行探索式布经线,快速地把短线连通,然后进行迷宫式布线,先把要布的连线进行全局的布线路径优化,它可以根据需要 断开已布的线。并试着重新再布线,以改进总体效果。 对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了,它浪费了许多宝贵的布线通道,为解决这一矛盾,出现了盲孔和埋孔技 术,它不仅完成了导通孔的作用,还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便,更加流畅,更为完善,PCB 板的设计过 程是一个复杂而又简单的过程,要想很好地掌握它,还需广大电子工程设计人员去自已体会,才能得到其中的真谛。 1 电源、地线的处理 既使在整个PCB板中的布线完成得都很好,但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰,会使产品的性能下降,有时甚至影 响到产品的成功率。所以对电、地线的布线要认真对待,把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度,以保证产品的质量。 对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因,现只对降低式抑制噪音作以表述: (1)、众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。 (2)、尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:0.2~ 0.3mm,最经细宽度可达0.05~0.07mm,电源线为1.2~2.5 mm。对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个 地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) (3)、用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板,电源,地线各占用 一层。 2 数字电路与模拟电路的共地处理 现在有许多PCB不再是单一功能电路(数字或模拟电路),而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑 它们之间互相干扰问题,特别是地线上的噪音干扰。 数字电路的频率高,模拟电路的敏感度强,对信号线来说,高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件,对地线来说,整人 PCB对外界只有一个结点,所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题,而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们 之间互不相连,只是在PCB与外界连接的接口处(如插头等)。数字地与模拟地有一点短接,请注意,只有一个连接点。也有 在PCB上不共地的,这由系统设计来决定。 3 信号线布在电(地)层上 在多层印制板布线时,由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多,再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量, 成本也相应增加了,为解决这个矛盾,可以考虑在电(地)层上进行布线。首先应考虑用电源层,其次才是地层。因为最好是 保留地层的完整性。 4 大面积导体中连接腿的处理 在大面积的接地(电)中,常用元器件的腿与其连接,对连接腿的处理需要进行综合的考虑,就电气性能而言,元件腿的焊盘 与铜面满接为好,但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如:①焊接需要大功率加热器。②容易造成虚焊点。所以兼顾电气 性能与工艺需要,做成十字花焊盘,称之为热隔离(heat shield)俗称热焊盘(Thermal),这样,可使在焊接时因截面过分散 热而产生虚焊点的可能性大大减少。多层板的接电(地)层腿的处理相同。 5 布线中网络系统的作用 在许多CAD系统中,布线是依据网络系统决定的。网格过密,通路虽然有所增加,但步进太小,图场的数据量过大,这必然对 设备的存贮空间有更高的要求,同时也对象计算机类电子产品的运算速度有极大的影响。而有些通路是无效的,如被元件腿的 焊盘占用的或被安装孔、定们孔所占用的等。网格过疏,通路太少对布通率的影响极大。所以要有一个疏密合理的网格系统来 支持布线的进行。 标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸(2.54mm),所以网格系统的基础一般就定为0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍数, 如:0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。 6 设计规则检查(DRC) 布线设计完成后,需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则,同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的 需求,一般检查有如下几个方面: (1)、线与线,线与元件焊盘,线与贯通孔,元件焊盘与贯通孔,贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理,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)?在PCB中是否还有能让地线加宽的地 方。 (3)、对于关键的信号线是否采取了最佳措施,如长度最短,加保护线,输入线及输出线被明显地分开。 (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。 Copyright by BroadTechs Electronics Co.,Ltd 2001-2002

ADI的高速PCB设计

The World Leader in High Performance Signal Processing Solutions A Practical Guide to High-Speed Printed Circuit Board Layout

Agenda Overview Schematic Location location location Location, location, location Power supply bypassing Parasitics Ground and power planes Packaging RF Signal routing and shielding Summary

Overview PCB layout is one of the last steps in the design process and often one of the most critical High-speed circuit performance is heavily dependant on High speed circuit performance is heavily dependant on layout A high-performance design can be rendered useless due to a poor or sloppy layout poor or sloppy layout Today’s presentation will help: p y p z Improve the layout process z Ensure expected circuit performance is achieved z Reduce design time L t z Lower cost z Lower stress for you and the PCB designer

PCB设计问题(个人总结)知识分享

1.工作空间是一个比较大的概念,(先创建一个工作空间,再在这个空间内创建一个工程)——创建一个工程,就自动进入了一个工件空间里,在一个空间里可以有多个工程。 2.原理图向PCB转化的过程中,会出现一些问题:1>某些元器件没有对应的封装(元件管理器,封装管理器)。要将元器件的封装添加到对应项目的库中来。 3.端口与网络标号的概念是不区别的,网络标号是引脚上的相连,而端口的概念就是指输入输出的端口,与外部的接口! 4.对于过孔的类型,应该对电源/接地线与信号线区别对待。一般将电源/接地线过孔的参数设置为:孔径20mil,宽度50mil。一般信号类型的过孔则为:孔径20mil,宽度40mil。 5.安全间距的设置:对同一个层面中的两个图元之间的元件之间的允许的最小的间距,默认情况下可设置为10mil. 6.对于双面板而言,可将顶层布线设置为沿垂直方向,将底层布线设置为沿水平方向。 7.对走线宽度的要求,根据电路抗干扰性和实际的电流的大小,将电源和接地线宽确定为20mil, 其它走线宽度10mil. 8.层的管理: 在Atilum中共可进行74个板层的设计,从物理上可将板层分为6类,即信号层、内部电源层、丝印层、保护层、机械层和其他层。另外还有一个系统的颜色层,但它在物理上并不存在。 ①信号层:在信号层中,有一个Top Layer层,一个Bottom Layer层和30个Mid-Layer,其中各层的作用如下所述: Top Layer:元器件面的信号层,可用来放置元器件和布线。(红色线) Bottom Layer:焊接面信号层,可用来放置元器件和布线。(绿色线) Mid-Layer:中间信号层,共30层,(Mid-Layer1--Mid-Layer30),主要用于布置信号线。 内部电源线:系统共提供了16个内部电源层,(Internal Plane 1--Internal Plane 16).内部电源层又称为电气层,主要用于布置电源线和地线。 ②机械层:系统共提供16个机械层(Mechanical 1--Mechanical 16),主要用于放置电路板的边框和标注尺寸,一般情况下只需要一个机械层。(紫色线) ③掩膜层:掩膜层也叫保护层,共提供4个,分别为2个Paste Layer(锡膏防护层)和2个Solder Layer(阻焊层)。其中锡膏防护层用于在焊盘和过孔的周围设置保护区;而阻焊层则用于为光绘和丝印层屏蔽工艺提供与表面有贴装器件的印制电路板之间的焊接粘贴。当表面无粘贴器件时不需要使用该层。 ④丝印层:丝印层(Overlay Layer)共有两层,分别为TOP Overlay和Bottom Overlay。主要用于绘制元器件的外形轮廓、字符串标注等文字和图形说明。(黄色线) ⑤其他层:Drill Guide 用于绘制钻孔导引层。Keep-out Layer 用于定义能有效放置元件和布线的区域。Drill Drawing 用于选择绘制钻孔图层。Multi-Layer 设置是否显示复合层。 尽管在Altium中提供了多达74层的工作层面,但在设计过程中经常用到的只有顶层、底层、丝印层和禁止布线层等少数几个。 9.一般板子的层数指的是板子所含的信号层和电源层的总个数。 10.规划PCB板(三条框):定义板子的外形尺寸(design-Board shape),定义在机械层;定义板子的物理边界(用画线工具)也是定义在机械层;设定电气边界,用画线工具(Keep-out 层中完成的)。 11.敷铜,喷漆,阻焊层,锡膏防护层。Paste Layer到底是什么意思,焊接层?锡膏防护层?(作用在焊盘和过孔周围设置保护区) Paste层:表面意思是指焊膏层,就是说可以用它来制作印刷锡膏的钢网,这一层只需露出所有需要贴片焊接的焊盘,并且开孔可能会比实际焊盘小。这一层资料不需要提供给

高速pcb设计指南之五

高速PCB设计指南之五 第一篇DSP系统的降噪技术 随着高速DSP(数字信号处理器)和外设的出现,新产品设计人员面临着电磁干扰(EMI)日益严重的威胁。早期,把发射和干扰问题称之为EMI或RFI(射频干扰)。现在用更确定的词“干扰兼容性”替代。电磁兼容性(EMC)包含系统的发射和敏感度两方面的问题。假若干扰不能完全消除,但也要使干扰减少到最小。如果一个DSP系统符合下面三个条件,则该系统是电磁兼容的。 1.对其它系统不产生干扰。 2.对其它系统的发射不敏感。 3.对系统本身不产生干扰。 干扰定义 当干扰的能量使接收器处在不希望的状态时引起干扰。干扰的产生不是直接的(通过导体、公共阻抗耦合等)就是间接的(通过串扰或辐射耦合)。电磁干扰的产生是通过导体和通过辐射。很多电磁发射源,如光照、继电器、DC电机和日光灯都可引起干扰。AC电源线、互连电缆、金属电缆和子系统的内部电路也都可能产生辐射或接收到不希望的信号。在高速数字电路中,时钟电路通常是宽带噪声的最大产生源。在快速DSP中,这些电路可产生高达300MHz的谐波失真,在系统中应该把它们去掉。在数字电路中,最容易受影响的是复位线、中断线和控制线。 传导性EMI 一种最明显而往往被忽略的能引起电路中噪声的路径是经过导体。一条穿过噪声环境的导线可检拾噪声并把噪声送到另外电路引起干扰。设计人员必须避免导线捡拾噪声和在噪声产生引起干扰前,用去耦办法除去噪声。最普通的例子是噪声通过电源线进入电路。若电源本身或连接到电源的其它电路是干扰源,则在电源线进入电路之前必须对其去耦。 共阻抗耦合 当来自两个不同电路的电流流经一个公共阻抗时就会产生共阻抗耦合。阻抗上的压降由两个电路决定。来自两个电路的地电流流经共地阻抗。电路1的地电位被地电流2调制。噪声信号或DC补偿经共地阻抗从电路2耦合到电路1。 辐射耦合 经辐射的耦合通称串扰,串扰发生在电流流经导体时产生电磁场,而电磁场在邻近的导体中感应瞬态电流。 辐射发射 辐射发射有两种基本类型:差分模式(DM)和共模(CM)。共模辐射或单极天线辐射

高速PCB设计的基本知识及概念

高速PCB设计的基本知识及概念 1、“层(Layer)”的概念 与字处理或其它许多软件中为实现图、文、色彩等的嵌套与合成而引入的“层”的概念有所同,Protel的“层”不是虚拟的,而是印刷板材料本身实实在在的各铜箔层。现今,由于电子线路的元件密集安装。防干扰和布线等特殊要求,一些较新的电子产品中所用的印刷板不仅有上下两面供走线,在板的中间还设有能被特殊加工的夹层铜箔,例如,现在的计算机主板所用的印板材料多在4层以上。这些层因加工相对较难而大多用于设置走线较为简单的电源布线层(如软件中的Ground Dever和Power Dever),并常用大面积填充的办法来布线(如软件中的ExternaI P1a11e和Fill)。上下位置的表面层与中间各层需要连通的地方用软件中提到的所谓“过孔(Via)”来沟通。有了以上解释,就不难理解“多层焊盘”和“布线层设置”的有关概念了。举个简单的例子,不少人布线完成,到打印出来时方才发现很多连线的终端都没有焊盘,其实这是自己添加器件库时忽略了“层”的概念,没把自己绘制封装的焊盘特性定义为”多层(Mulii一Layer)的缘故。要提醒的是,一旦选定了所用印板的层数,务必关闭那些未被使用的层,免得惹事生非走弯路。 2、过孔(Via) 为连通各层之间的线路,在各层需要连通的导线的文汇处钻上一个公共孔,这就是过孔。工艺上在过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属,用以连通中间各层需要连通的铜箔,而过孔的上下两面做成普通的焊盘形状,可直接与上下两面的线路相通,也可不连。一般而言,设计线路时对过孔的处理有以下原则: (1)尽量少用过孔,一旦选用了过孔,务必处理好它与周边各实体的间隙,特别是容易被忽视的中间各层与过孔不相连的线与过孔的间隙,如果是自动布线,可在“过孔数量最小化”(Via Minimiz8tion)子菜单里选择“on”项来自动解决。 (2)需要的载流量越大,所需的过孔尺寸越大,如电源层和地层与其它层联接所用的过孔就要大一些。 3、焊盘(Pad)

PCB设计总结讲解

PCB设计总结 一. PCB板框设计 1. 物理板框的设计一定要注意尺寸精确,避免安装出现麻烦,确保能够将电路板顺利安装进机箱,外壳,插槽等。 2. 拐角的地方(例如矩形板的四个角)最好使用圆角。一方面避免直角,尖角刮伤人,另一方面圆角可以减轻应力作用,减少PCB 板因各种原因出现断裂的情况。 3. 在布局前应确定好各种安装孔(例如螺丝孔)及各种开口,开槽。一般来说,孔与PCB板边缘的距离至少大于孔的直径。 4. 当电路板的面积大于200 x 150 mm时,应重视该板所受的机械强度。从美学角度来看,电路板的最佳形状为矩形。宽和长之比最好是黄金比值0.618(黄金比值的应用也是很广的)。实际应用时可取宽和长为2:3或3:4等。 5. 结合产品设计要求(尤其是批量生产),综合考虑PCB板的尺寸大小。尺寸过大,印刷铜线过长,阻抗增加,抗噪声能力下降;尺寸过小,散热不好,线距不好控制,相邻导线容易干扰。 6. 一般来说,板框的规划是在KeepOutLayer层进行。 二.PCB板布局设计 元件布置是否合理对整板的寿命,稳定性,易用性及布线都有很大的影响,是设计出优秀PCB板的前提。不同的板的布局各有其要求和特点,但当中不乏一些通用的规则,技巧。。

1. 元件的放置顺序 ①一般来说,首先放置与整板的结构紧密相关的且固定位置的元件。比如常见的电源插座,开关,指示灯,各种有特殊位置要求的接口(连接件之类),继电器等,并且不要与PCB板中的开孔,开槽相冲突,位置要正确。放置好后,最好用软件的锁定功能将其固定。 ②接着放置体积大的元件和核心元件以及一些特殊的元件。例如变压器等大元件,集成电路,处理器等核心IC元件,发热元件等。这些元件会随着布线的考虑有所移动,因此是大致的放置,更不用锁定。 ③最后放置小元件。例如阻容元件,辅助小IC等。 2. 注意点 ①原则上所有元件都应该放置在距离板边缘3mm以上的地方。尤其在大批量生产时的流水线插件和波峰焊,此举是要提供给导轨槽使用的,同时可以防止外形切割加工时引起边缘部分缺损。 ②要重视散热问题。 对于一些大功率的电路,应该将其发热严重的元件(如功率管,高功率变压器等)尽量分布在板的边缘,便于热量散发,不要过于集中在一个地方。总之要适当,尤其在一些精密的模拟系统中,发热器件产生的温度场对一些放大电路的影响是严重的。除了保证有足够的散热措施外,一些功率超大的部分建议做成一个单独的模块,并作好

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