第十一章ARES PCB Layout布局、布线与覆铜
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AltiumDesigner PCB布局布线过程与技巧首先是原理图设计。
原理图设计是前期准备工作,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,这也显示出按顺序来做的重要性了接下来重点讨论具体制板的过程与技巧1.制作物理边框place>line,然后画框并选取框,最后design>board shape>define from selected objects,完成!主要是要注意精确,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,一方面可以避免被尖角划伤,同时又可以减轻应力作用。
2.元件和网络的引入打开原理图,选择Design>Update PCB Document...常见问题: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:(1)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。
(2)注意散热元件布局还要特别注意散热问题。
对于大功率电路,应该将那些发热元件如功率管、变压器等尽量靠边分散布局放置,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。
4.布线通行的布线原则。
◆高频数字电路走线细一些、短一些好◆大电流信号、高电压信号与小信号之间应该注意隔离(隔离距离与要承受的耐压有关,许多情况下为避免爬电,还在印制线路板上的高低压之间开槽。
元件布局规则:1、按电路模块进行布局,实现同一功能的相关电路称为一个模块,电路模块中的元件应采用就近集中原则,同时数字电路和模拟电路分开2、定位孔、标准孔等非安装孔周围内不得贴装元、器件,螺钉等安装孔周围(对于M2.5)、4mm(对于M3)内不得贴装元器件。
3、卧装电阻、电感(插件)、电解电容等元件的下方避免布过孔,以免波峰焊后过孔与元件壳体短路。
4、元器件的外侧距板边的距离为5mm。
5、贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm。
6、金属壳体元器件和金属件(屏蔽盒等)不能与其它元器件相碰,不能紧贴印制线、焊盘,其间距应大于2mm。
定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm。
7、发热元件不能紧邻导线和热敏元件;高热器件要均衡分布8、电源插座要尽量布置在印制板的四周,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器布置在连接器之间,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、其它元器件的布置所有IC 元件单边对齐,有极性元件极性标示明确,同一印制板上极性标示不得多于两个方向;出现两个方向时,两个方向互相垂直。
10、板面布线应疏密得当,当疏密差别太大时应以网状铜箔填充,网格大于8mil(或)。
11、贴片焊盘上不能有通孔,以免焊膏流失造成元件虚焊。
重要信号线不准从插座脚间穿过。
12、贴片单边对齐,字符方向一致,封装方向一致。
13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致,元件排列美观,并使各元件之间的导线尽可能短。
对于特殊的元件,放置规则如下:1、连接件应放置于电路板的四周。
2、时钟器件应尽量靠近使用该时钟器件的元件。
3、噪声元件与非噪声元件的间隔要远。
4、I/O驱动器件。
功率放大器件尽量靠近电路板的四周,并靠近其所引出的接插件。
5、每个集成电路旁应放置一个104pF去耦电容,去耦电容尽可能靠近集成电路,引线应短而粗。
pcb layout指导书pcb layout指导书一、概述⑴目的本pcb layout指导书的目的是为了提供一个详细的指南,帮助设计人员进行pcb布局。
⑵背景pcb布局是电路设计的重要环节之一,它涉及到电路板上元件的布置、连线的规划以及电磁兼容性等问题。
合理的pcb布局可以提高电路性能和可靠性。
二、设计准备⑴系统规格在进行pcb布局之前,需要明确系统规格,包括电路功能、性能要求以及信号传输速率等。
⑵系统拓扑根据系统规格,确定电路板的拓扑结构,包括电路板的层数和板型。
⑶元件选型根据系统规格选定合适的元件,并注意元件的尺寸和布局形式。
⑷连接件选型选定合适的连接件,包括电路板与外部接口的连接器、接线端子等。
三、布局规划⑴元件布置根据系统规格和元件尺寸,选择合适的元件布置方式,确保元件之间的间距和连接线长度符合设计要求。
⑵电源和地线布置合理布置电源和地线,确保电路板上各个元件的供电和地线连接畅通。
⑶敏感信号布置敏感信号的布置需要与其他信号相隔一定距离,并采取屏蔽措施,以减少对敏感信号的干扰。
⑷时钟信号布置时钟信号的布置需要考虑时钟传输的稳定性和抗干扰能力。
⑸热管理合理布置散热器、散热孔和风扇等,确保电路板的温度控制在可接受范围内。
四、连线规划⑴信号层定义根据系统规格和布局需求,将电路板划分为不同的信号层,包括功耗层、地层、电源层和信号层等。
⑵信号线宽度和间距根据信号传输速率和电流要求,确定信号线的宽度和层间间距。
⑶信号线走向根据电路功能和信号传输路径,规划信号线的走向,尽量缩短信号线长度。
⑷差分信号布局差分信号需要保持相等长度,并与其他信号相隔一定距离,以减少互相之间的干扰。
五、电磁兼容性措施⑴地线分割根据电路板的信号层划分和布局需求,采取地线分割策略,减少地线回路的面积。
⑵绕线方式对于高频信号和敏感信号,采用绕线方式减少辐射和串扰。
六、文档附件本指导书相关附件包括:附件1:系统规格说明书附件2:pcb布局图附件3:连线规划图七、法律名词及注释⒈电路板:也称印刷线路板(Printed Circuit Board,PCB),是用于连接和支持电子元件的载体。
CADENCEPCB设计布局与布线CADENCEPCB设计工具是电子工程师在进行PCB电路板设计时经常使用的软件。
其强大的功能使得设计师可以进行布局和布线,确保电路板的性能和可靠性。
下面将详细介绍CADENCEPCB设计的布局和布线过程。
首先是布局过程。
布局是指在PCB上放置电子元器件和确定它们之间的物理布置。
布局的目标是优化电路板的性能、减小电磁干扰并提供良好的散热。
以下是CADENCEPCB设计中的布局步骤:1.确定布局约束:首先,设计师需要根据电路的要求和特定的应用环境,确定布局的约束条件,如电源分配、信号完整性、热管理等。
这些约束条件将指导接下来的布局和布线过程。
2.放置电子元器件:根据电路图和设计要求,将电子元器件在PCB上进行合理的放置。
重要的因素包括元器件之间的物理距离,信号和电源线的长度和走向,以及避免冲突和干扰的布局。
3.优化布局:在放置元器件之后,设计师需要优化布局,以确保信号完整性。
这包括优化电源和地平面的布置,减小信号线的长度和交叉,并提供良好的散热条件等。
4.电源和地平面设计:在布局过程中,需要合理设计电源和地平面,以提供足够的电源稳定性和地电流供应。
这需要将电源和地线走线得当,并采用合适的电容和电感等元件进行滤波和终端处理。
接下来是布线过程。
布线是指设计师将电子元器件之间的连线进行优化和优化,以确保信号的完整性、最小化电磁干扰并满足设计约束条件。
以下是CADENCEPCB设计中的布线步骤:1.设计路由规则:在进行布线之前,设计师需要制定一个路由规则,包括最小线宽和线间距、阻抗控制、信号类型和电源线与地线的关系等。
这些规则将指导后续的布线过程。
2.自动布线:CADENCEPCB设计工具提供了自动布线工具,可以根据预先设定的规则和优化目标,自动生成布线方案。
设计师可以根据需要进行调整和优化。
3.手动布线:对于一些复杂的板线、高速信号或特殊需求,手动布线是必要的。
对于这些情况,设计师需要手动布线,根据设计约束和优化目标,确定线路的走向和走线方式,并避免冲突和干扰。
PCB板基础知识布局原则布线技巧设计规则PCB(Printed Circuit Board)板是现代电子产品中不可或缺的重要部件。
它起着连接和支持电子元器件的作用,承载着电子元器件的布局和连接。
1.PCB板的结构:PCB板通常由基板、导线和孔洞组成。
基板可以选择不同的材料,如传统的FR-4玻璃纤维复合材料,或者高级材料如陶瓷或柔性材料。
导线则可以是铜箔,通过化学腐蚀或机械加工的方式形成。
孔洞用于连接不同层次的电路元件。
2.PCB板的层次:PCB板可以有单面、双面或多层结构。
单面板只有一层的导线;双面板有两层,分别连接在板的两侧;而多层板则有三层以上的导线层,中间用绝缘层隔开。
布局原则:1.电路图转换:将电路图转换成PCB板设计时,首先需要考虑布局。
将具有相同功能或者相关的电子元件放在一起,以提高信号和功耗的性能。
2.器件放置:放置器件应遵循自顶向下的原则,常用的元件应放置在最上层,而不怎么使用或者高频的元件应放置在下层。
此外,还应确保元件之间有适当的间距,并且避免布局中的干扰。
3.热管理:在布局时,还应考虑热管理。
将高功耗的元器件放置在通风良好的位置以便散热,并确保不会影响其他元器件的工作温度。
布线技巧:1.信号和功耗的分隔:将信号和功耗线分隔开,以减少干扰。
信号线应尽量短,并且与功耗线交叉时需要保持垂直或平行。
2.地线的规划:地线是PCB设计中最重要的部分之一、地线应尽可能宽和短,并与信号线平行或垂直摆放,以减少信号噪声。
3.电容和电阻的布局:在布线时,电容和电阻应紧密连接在其需要的电路位置,以减少可能的干扰。
设计规则:1.宽度和间距:根据设计要求,需要给出导线的最小宽度和间距。
这取决于所使用的材料和所需的电流容量。
2.层间距:PCB板的层间距取决于所需的阻抗和电气性能。
较大的层间距可提高板的强度和电缆外形。
3.最小外形尺寸:为了适应生产过程和安装要求,PCB板应满足一定的最小外形尺寸。
4.孔洞和焊盘:孔洞应满足适当的尺寸以容纳所需的引脚大小。
Altium Designer覆铜式布线方法
1.布好的效果
2.将覆铜和原有的网络导线重合设置,在覆铜属性里面如下图
3.将覆铜时候焊盘设置成全部连接,而非热焊盘连接,规则设置
4.前面两项设置好以后覆铜效果如下图覆盖GND网络并全部连接GND焊盘
5.单独设置覆铜和覆铜,覆铜和导线以及过孔的间距,而不影响原来设定的导线和导线的间距。
如下面步骤
新建一个规则如上图
右边出现设置框-在上面的“where the first object matches”框下面的高级旁边,点“询问构建器”,左边的“条件类型/操作员”点中出现的下拉框选择“object kind is”,在右边的“条件值”选择“poly”然后确定
设置框右边出现“Ispolygon”,将其改为“Inpolygon”,即第二个字母s改为n,同时下面的间隙设置就是单独设置这个的。
注意:种方法改的最小间距只是置覆铜和覆铜,覆铜和导线以及过孔的间距,而不影响原来设定的导线和导线的间距。
PCBLayout规则完整篇介绍PCB布线以及画PCB时的⼀些常⽤规则,⼤家在pcb layout时,可以参照这些资料,画出⼀块优质的PCB,当然,按照实际需要,也可以⾃由变通这是⼀个完整的PCB Layout设计规则,⽂章从元器件的布局到元件排列,再到导线布线,以及线宽及间距这些,还有的是焊盘,都做了详细的分析和介绍,下边是这此⽂章的介绍⼀、元件的布局PCB 设计规则的元件的布局⽅式包括:元器件布局要求,元器件布局原则,元器件布局顺序,常⽤元器件的布局⽅法⼆、元器件排列⽅式元器件在PCB上的排列可采⽤不规则、规则和⽹格等三种排列⽅式中的⼀种,也可同时采⽤多种。
三、元器件的间距与安装尺⼨讲述的是在PCB设计当中,元器件的排放时,元间的间距以及安装的尺⼨四、印制导线布线布线是指对印制导线的⾛向及形状进⾏放置,它在PCB的设计中是最关键的步骤,⽽且是⼯作量最⼤的步骤五、印制导线的宽度及间距印制导线的宽度及间距,⼀般导线的最⼩宽度在0.5-0.8mm,间距不少于1mm 六、焊盘的孔径及形状介绍PCB设计的基础知识,包括焊盘的形状,以及焊般的孔径PCB⾼级设要考虑的若⼲问题PCB⾼级设要考虑的若⼲问题来源:PCB资源⽹作者:admin ⽇期:2006-11-9 19:53:18在PCB Layout设计中,除了考虑本⾝布线的问题,还要考虑⼀些隐藏的问题,这些问题设计时不起眼,但是解决的时候,却⾮常之⿇烦,这就是电路的⼲扰问题了在PCB的设计过程,只懂得⼀些设计基础只能解决简单及低频⽅⾯的PCB设计问题,⽽对于复杂与⾼频⽅⾯的PCB设计却要困难得多。
往往解决由设计⽽考虑不周的问题所花费的时间是设计时的很多倍,甚⾄可能重新设计,为此,在.PCB的设计中还应解决如下问题:转载请保留连接:PCB资源⽹-P C B 资源⽹ PCB⾼级设计之热⼲扰及抵制元器件在⼯作中都有⼀定程度的发热,尤其是功率较⼤的器件所发出的热量会对周边温度⽐较敏感的器件产⽣⼲扰,若热⼲扰得不到很好的抑制,那么整个电路的电性能就会发⽣变化。
PCB布局方法技巧:布线、焊盘及敷铜的设计2018-03-09 PCB布线焊盘敷铜设计随着电子技术的进步,PCB (印制电路板)的复杂程度、适用范围有了飞速的发展。
从事高频PCB的设计者必须具有相应的基础理论知识,同时还应具有丰富的高频PCB的制作经验。
也就是说,无论是原理图的绘制,还是PCB 的设计,都应当从其所在的高频工作环境去考虑,才能够设计出较为理想的PCB。
本文主要从高频PCB的手动布局、布线两个方面,基于ProtelSE对在高频PCB设计中的一些问题进行研究。
1布局的设计Protel虽然具有自动布局的功能,但并不能完全满足高频电路的工作需要,往往要凭借设计者的经验,根据具体情况先采用手工布局的方法优化调整部分元器件的位置,再结合自动布局完成PCB的整体设计。
布局的合理与否直接影响到产品的寿命、稳定性、EMC (电磁兼容)等,必须从电路板的整体布局、布线的可通性和PCB的可制造性、机械结构、散热、EMI(电磁干扰)、可靠性、信号的完整性等方面综合考虑。
一般先放置与机械尺寸有关的固定位置的元器件,再放置特殊的和较大的元器件,最后放置小元器件。
同时,要兼顾布线方面的要求,高频元器件的放置要尽量紧凑,信号线的布线才能尽可能短,从而降低信号线的交叉干扰等。
1.1与机械尺寸有关的定位插件的放置电源插座、开关、PCB之间的接口、指示灯等都是与机械尺寸有关的定位插件。
通常,电源与PCB之间的接口放到PCB的边缘处,并与PCB边缘要有3 mm〜5 mm的间距;指示发光二极管应根据需要准确地放置;开关和一些微调元器件,如可调电感、可调电阻等应放置在靠近PCB边缘的位置,以便于调整和连接;需要经常更换的元器件必须放置在器件比较少的位置,以易于更换。
1.2特殊元器件的放置大功率管、变压器、整流管等发热器件,在高频状态下工作时产生的热量较多,所以在布局时应充分考虑通风和散热,将这类元器件放置在PCB上空气容易流通的地方。
PCB Layout指南PCB Layout指南1. 一般规则1.1 PCB板上预划分数字、模拟、DAA信号布线区域。
1.2 数字、模拟元器件及相应走线尽量分开并放置於各自的布线区域内。
1.3 高速数字信号走线尽量短。
1.4 敏感模拟信号走线尽量短。
1.5 合理分配电源和地。
1.6 DGND、AGND、实地分开。
1.7 电源及临界信号走线使用宽线。
1.8 数字电路放置於并行总线/串行DTE接口附近,DAA电路放置於电话线接口附近。
2. 元器件放置2.1 在系统电路原理图中:a) 划分数字、模拟、DAA电路及其相关电路;b) 在各个电路中划分数字、模拟、混合数字/模拟元器件;c) 注意各IC芯片电源和信号引脚的定位。
2.2 初步划分数字、模拟、DAA电路在PCB板上的布线区域(一般比例2/1/1),数字、模拟元器件及其相应走线尽量远离并限定在各自的布线区域内。
Note:当DAA电路占较大比重时,会有较多控制/状态信号走线穿越其布线区域,可根据当地规则限定做调整,如元器件间距、高压抑制、电流限制等。
2.3 初步划分完毕後,从Connector和Jack开始放置元器件:a) Connector和Jack周围留出插件的位置;b) 元器件周围留出电源和地走线的空间;c) Socket周围留出相应插件的位置。
2.4 首先放置混合型元器件(如Modem器件、A/D、D/A转换芯片等):a) 确定元器件放置方向,尽量使数字信号及模拟信号引脚朝向各自布线区域;b) 将元器件放置在数字和模拟信号布线区域的交界处。
2.5 放置所有的模拟器件:a) 放置模拟电路元器件,包括DAA电路;b) 模拟器件相互靠近且放置在PCB上包含TXA1、TXA2、RIN、VC、VREF信号走线的一面;c) TXA1、TXA2、RIN、VC、VREF信号走线周围避免放置高噪声元器件;d) 对於串行DTE模块,DTE EIA/TIA-232-E系列接口信号的接收/驱动器尽量靠近Connector并远离高频时钟信号走线,以减少/避免每条线上增加的噪声抑制器件,如阻流圈和电容等。
一、pcb覆铜技巧:1、如果PCB的地较多,有SGND、AGND、GND,等等,就要根据PCB板面位置的不同,分别以最主要的“地”作为基准参考来独立覆铜,数字地和模拟地分开来敷铜自不多言,同时在覆铜之前,首先加粗相应的电源连线:5.0V、3.3V等等,这样一来,就形成了多个不同形状的多变形结构。
2、对不同地的单点连接,做法是通过0欧电阻或者磁珠或者电感连接;3、晶振附近的覆铜,电路中的晶振为一高频发射源,做法是在环绕晶振敷铜,然后将晶振的外壳另行接地。
4、孤岛(死区)问题,如果觉得很大,那就定义个地过孔添加进去也费不了多大的事。
5、在开始布线时,应对地线一视同仁,走线的时候就应该把地线走好,不能依靠于覆铜后通过添加过孔来消除为连接的地引脚,这样的效果很不好。
6、在板子上最好不要有尖的角出现(《=180度),因为从电磁学的角度来讲,这就构成的一个发射天线!对于其他总会有一影响的只不过是大还是小而已,我建议使用圆弧的边沿线。
7、多层板中间层的布线空旷区域,不要敷铜。
因为你很难做到让这个敷铜“良好接地”8、设备内部的金属,例如金属散热器、金属加固条等,一定要实现“良好接地”。
9、三端稳压器的散热金属块,一定要良好接地。
晶振附近的接地隔离带,一定要良好接地。
总之:PCB上的敷铜,如果接地问题处理好了,肯定是“利大于弊”,它能减少信号线的回流面积,减小信号对外的电磁干扰。
二、pcb覆铜设置:1、pcb覆铜安全间距设置:覆铜的安全间距(clearance)一般是布线的安全间距的二倍。
但是在没有覆铜之前,为布线而设置好了布线的安全间距,那么在随后的覆铜过程中,覆铜的安全间距也会默认是布线的安全距离。
这样与预期的结果不一样。
一种笨方法就是在布好线之后,把安全距离扩大到原来的二倍,然后覆铜,覆铜完毕之后再把安全距离改回布线的安全距离,这样DRC检查就不会报错了。
这种办法可以,但是如果要重新更改覆铜的话就要重复上面的步骤,略显麻烦,最好的办法是单独为覆铜的安全距离设置规则。
第11章PADS Layout 的元器件的布线PADS Layout采用自动和交互式的布线方法,采用先进的目标连接与嵌入(OLE)自动化功能,有机地集成了前后端的设计工具,包括最终的测试、准备和生产制造过程。
PADS Layout布线有自动布线和手工布线两种方式。
本章将从布线规则开始,对如何利用PADS2007软件实现元件布线进行详细的介绍。
11.1 布线规则(Routing Rules)介绍设计规则(Design rules)允许将设计中的约束(Constraints)直接输入到PADS-Layout 中去。
设计规则(Design rules)包括:(1)安全间距规则(Clearance Rules):设置设计目标之间最小的空间距离。
(2)布线规则(Routing Rules):设置过孔类型、长度最短化类型和当前层。
(3)高速电路规则(HighSpeed Rules):设置高级规则,如平行、延时、电容和阻抗值。
这些规则能在原理图中设置,也能在PCB中设置再反向传送到原理图中。
下面主要从过孔类型的设置、长度最短化和当前层的设置三个方面来介绍一下布线的规则。
布线规则的设置步骤如下:(1)执行Setup→Design Rules菜单命令,如图11-1所示。
(2)执行完命令,将弹出“Rules”对话框,如图11-2所示。
图11-1 选择Design Rules 图11-2 Rules对话框从图中可以看出,设计规则里面包括8种规则,和一个生成报告,分别是Default(缺省)规则、Class(类)规则、Net(网络)规则、Group(组)规则、Pin Pairs(引脚对)规则、Decal(封装)规则、Component(元件)规则、Conditional Rules(条件规则)、Differential Pairs(不同管脚对)规则,和一个Report(生成报告)。
应该注意的是:(1)当没有指定任何规则时,默认的是Default(缺省)规则。