PCB布线规则详解
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PCB设计之布线规范总的布线规则:1. 画定布线区域,距PCB板边≤1mm 的区域内,以及安装孔周围1mm 内,禁止布线。
2. 电源线尽可能的宽,不应低于18mil,信号线宽不应低于4mil,cpu出入线不应低于4 mil (或6mil),线间距不低于8mil;高密度板可采用4/6mil的线宽/间距,低密度版,尽量采用6/8mil的线宽/间距。
信号线间距须遵循3W原则。
3. 正常过孔不低于12mil;高密度板可考虑采用内外径8/12mil以上的过孔,低密度板采用12/24mil以上。
4. 印制板上的走线尽可能短。
5. 线应避免锐角、直角,采用45°走角;板材为FR4的高速板,考虑玻璃纤维的十字编织方式,信号速率达到4GHz时需采用10度走线方式以达到更好的阻抗控制,或者让板长将玻璃基板旋转10度(增加费用,不建议采纳)。
6. 每个层的信号线走线方向与相邻板层的走线方向要不同,最好是相邻层信号线为正交方向。
7. 防止信号线在不同层间形成自环。
8. 通常情况下,不允许出现一端浮空的布线。
在设计跳线时,跳线两端都应加跳接电阻/电容,而不是只在一端加。
9. 电源线、地线的走向最好与数据流向一致,以增强抗噪声能力。
10. 差分信号线,应该成对地走线,尽力使它们平行、靠近一些,并且长短相差不大,尽量少打过孔,必须打孔时,应两线一同打孔。
11. 相同属性的一组总线,应尽量并排走线,做到尽量等长。
12. 在PCB板上的输入端和输出端的导线应尽量避开相邻平行,最好在二线间放有地线,以免发生电路反馈藕合。
13. 数字地、模拟地要分开,对低频电路,地应尽量采用单点并联接地;高频电路宜采用多点串联接地。
对于数字电路,地线应闭合成环路,以提高抗噪声能力。
14. 整块线路板布线、打孔要均匀,避免出现明显的疏密不均的情况。
当印制板的外层信号有大片空白区域时,应加辅助线使板面金属线分布基本平衡。
15. 低频电路可采用单点并联接地,实际布线可把部分串联后再并联接地,高频电路采用多点串连接地。
PCB板基础知识布局原则布线技巧设计规则PCB板(Printed Circuit Board),即印刷电路板,是电子元器件连接和支撑的重要组成部分。
在电子设备中,PCB板起到连接电子元件、传导电信号和供电的作用。
本文将介绍PCB板的基础知识、布局原则、布线技巧和设计规则。
一、PCB板的基础知识1.PCB板的分类:根据不同的材料和结构,PCB板可以分为单面板、双面板和多层板。
2.PCB板的制作工艺:PCB板的制作包括原材料选购、制板、布线、焊接和测试等过程。
3.PCB板的重要参数:常见的PCB板参数包括厚度、层数、焦耳效应、阻抗控制等。
二、PCB板的布局原则1.布局紧凑且合理:电子元件应尽量集中布置,以减少信号线的长度和杂散电磁干扰。
2.电气分区与热分区:将电子元件按照功能分区,以便降低信号干扰,同时考虑热量的分布和散热问题。
3.处理信号线和电源线的互相干扰:要尽量增加信号线和电源线的间距,并避免平行穿越,以减少互相干扰。
4.放置元件外围的预留空间:为元器件的安装和维修预留足够的空间,以方便组装和维护。
三、PCB板的布线技巧1.信号线和电源线布线:信号线和电源线应分开布线,以减少互相干扰。
信号线应尽量缩短长度,减少串扰和信号损耗。
2.确定信号线的走向:信号线的走线路径应避开高频干扰源和高功率设备。
一般情况下,信号线应尽量走直线,避免拐弯和交叉。
3.地线布线:地线是保证PCB板正常工作的重要线路,地线应尽量接近信号线,以减少回流噪声。
同时,地线应尽量宽,以降低电阻和噪声。
4.设置滤波电容:在PCB板上合适的位置加入滤波电容,可以有效降低电源杂波及其他噪声的干扰。
四、PCB板的设计规则1.规定LED、电位器和按键的位置和引脚间距。
2.规定电源线的规格、引脚间距和安全间距。
3.规定电子元件与焊盘的间距和接触面积。
4.规定PCB板的最小线宽、最小孔径和最小间距。
5.规定PCB板的阻焊、喷锡、丝印等工艺要求。
pcb布线的要求和规则PCB布线可是电路板设计里超重要的一环呢,就像给城市规划道路一样,有好多有趣的要求和规则哦。
一、电气规则。
1. 线宽。
线宽可不是随便定的呀。
如果是电源线或者地线呢,一般要宽一些。
为啥呢?因为它们要承载比较大的电流呀。
就像大水管才能供应大楼里很多人的用水一样,宽的线才能让大电流顺利通过,不容易发热。
要是线太细了,电流一大,它就会像小细胳膊拎重物一样,累得发热,搞不好还会把自己给烧坏呢。
而对于信号线,电流小一些,线宽就可以相对窄一点,但也不能太窄啦,不然信号传输可能会不稳定哦。
2. 间距。
线与线之间的间距也很有讲究。
不同电压的线之间得保持一定的距离,就像不同性格的人相处得保持点空间一样。
如果间距太小,电压高的线可能就会对电压低的线产生干扰,就像一个大嗓门的人在小空间里会吵到旁边安静的人一样。
而且间距太小还容易引起短路,这可就麻烦大了,就像两条本不该相交的路突然撞在一起,那交通就乱套啦。
3. 过孔。
过孔在PCB上就像一个个小隧道。
过孔的大小和数量也得合适。
过孔太小的话,可能会影响信号的传输质量,就像小隧道里塞个大卡车,肯定走得不顺溜。
而过孔太多呢,会占用不少空间,而且也可能对电路板的性能有一些小影响,就像城市里到处挖小坑,虽然每个坑不大,但是多了也会影响市容和交通呢。
二、布线走向。
1. 直角与钝角。
布线的时候,最好不要有直角,能钝角就钝角。
直角就像一个很尖锐的转弯,信号在这儿走就会很不舒服,就像汽车在直角弯处很容易磕磕碰碰一样。
钝角就柔和多了,信号走起来也顺畅,这样信号传输的质量就会比较好。
2. 平行布线。
平行布线的时候要特别小心。
如果是不同类型的信号线平行走得太长了,就容易互相干扰。
这就好比两个人并肩走得太久,胳膊腿总会不小心碰到对方。
所以平行布线的时候,要么拉开距离,要么中间加个隔离带,像给它们之间加个小栅栏一样。
三、布局相关。
1. 元件布局与布线。
元件的布局对布线影响很大哦。
PCB布线规则
(1)尽可能有使干扰源线路与受感应线路呈直角布线。
(2)按功率分类,不同分类的导线应分别捆扎,分开敷设的线束间距离应为50~75mm。
(3)在要求高的场合要为内导体提供360°的完整包裹,并用同轴接头来保证电场屏蔽的完整性。
(4)多层板:电源层和地层要相邻。
高速信号应临近接地面,非关键信号则布放为靠近电源面。
(5)电源:当电路需要多个电源供给时,用接地分离每个电源。
(6)过孔:高速信号时,过孔产生1-4nH的电感和0.3-0.8pF的电容。
因此,高速通道的过孔要尽可能最小。
确保高速平行线的过孔数一致。
(7)短截线:避免在高频和敏感的信号线路使用短截线。
(8)星形信号排列:避免用于高速和敏感信号线路。
(9)辐射型信号排列:避免用于高速和敏感线路,保持信号路径宽度不变,经过电源面和地面的过孔不要太密集。
(10)地线环路面积:保持信号路径和它的地返回线紧靠在一起将有助于最小化地环。
PCB板布局原则布线技巧1.PCB板布局原则:-分区布局:将电路板分成不同的区域,将功能相似的电路组件放在同一区域内,有利于信号的传输和维护。
比如,将稳压电路、放大电路、数字电路等放在不同的区域内。
-尽量减少线路长度:线路长度越长,电阻和电感越大,会引入更多的信号损耗和噪声,影响电路的性能。
因此,尽量把线路缩短,减少线路长度。
-避免线路交叉:线路交叉会引入互相干扰的可能性,产生串扰和相互耦合。
因此,尽量避免线路的交叉,使布局更加清晰。
-电源和地线布局:电源和地线是电路中非常重要的信号传输线路,应该尽量压缩在一起,减小回路面积,从而降低电磁干扰的发生。
-高频和低频电路分离:将高频电路和低频电路分开布局,避免高频电路对低频电路的干扰。
2.PCB板布线技巧:-网格布线:将布线分成网格形式,每个网格中只允许一条线路通过,可以提高布线的整齐度和美观度。
-使用规则层:在PCB设计软件中,可以使用规则层进行布线规划,指定线路的宽度、间距等参数,保证布线的一致性和可靠性。
-使用层次布线:将线路分成不同的层次进行布线,可以减少线路的交叉,降低噪声的产生。
-注意差分信号的布线:对于差分信号线路,保持两条线路的长度和布线路径尽量相同,可以减小差分信号之间的差别,提高信号完整性。
-避免直角和锐角:直角和锐角容易引起信号反射和串扰,应尽量避免使用直角和锐角的线路走向,采用圆滑的线路路径。
总结:PCB板布局和布线是PCB设计中不可忽视的环节,合理的布局和布线可以提高电路的性能和可靠性。
通过遵循一些原则,如分区布局、减少线路长度、避免线路交叉等,并结合一些布线技巧,如网格布线、使用规则层、使用层次布线等,可以实现高质量的布局和布线。
pcb布局布线技巧及原则[ 2020-11-16 0:19:00 | By: lanzeex ]PCB 布局、布线基本原则一、元件布局基本规则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1.27mm 内不得贴装元、器件,螺钉等安装孔周围3.5mm(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8 mil(或0.2mm);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。
二、元件布线规则1、画定布线区域距PCB 板边≤1mm 的区域内,以及安装孔周围1mm 内,禁止布线;2、电源线尽可能的宽,不应低于18mil;信号线宽不应低于12mil;cpu 入出线不应低于10mil(或8mil);线间距不低于10mil;3、正常过孔不低于30mil;4、双列直插:焊盘60mil,孔径40mil;1/4W 电阻: 51*55mil(0805 表贴);直插时焊盘62mil,孔径42mil;无极电容: 51*55mil(0805 表贴);直插时焊盘50mil,孔径28mil;5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状,以及信号线不能出现回环走线。
PCB的布线原则介绍PCB(Printed Circuit Board)布线是在电子产品的设计和制造过程中非常重要的一步,它涉及到电路连接的实现和优化,对电气性能和可靠性有着直接影响。
下面将介绍一些PCB布线的原则和技巧。
1.分层布线原则:为了减少信号串扰和提高布线效果,通常使用多层PCB来进行布线。
不同信号层之间约束通过信号引线进行连接。
2.信号流布线原则:PCB布线应遵循信号流动路径的原则,尽量在布线中使用直线、平行和垂直线路,避免使用弯曲和串扰风险较大的线路。
3.引脚位置原则:为了便于布线和减少信号串扰风险,应该将高速信号的输入和输出引脚安排在同一侧或者上下相邻的地方。
4.良好的地平面原则:地平面是整个PCB布线设计中非常重要的一部分,要做到尽量连续、稳定和低阻抗。
良好的地平面可以减少信号回流路径长度,提高信号质量和抗干扰能力。
5.模拟数字分区原则:为了减少模拟信号和数字信号之间的干扰,布线时应该将它们分开布线,模拟信号通常靠近输入/输出接口,数字信号靠近芯片和处理器。
6.信号引线长度控制原则:为了提高信号的稳定性和可靠性,应尽量控制信号引线的长度,避免过长而引起信号失真或者串扰。
7.信号引线宽度控制原则:为了适应高速信号的要求,应尽量增加信号引线的宽度,减小电流密度,提高信号的传输速率。
8.信号层间距控制原则:为了减少层间串扰风险,应根据信号分布和技术需求,适当调整信号层的间距,通常越窄越好,但过窄会增加制造难度。
9.电源与分布原则:为了减少电源干扰,应设计分布式电源和地平面。
并且将电源线和信号线分开布线,以减少干扰。
10.阻抗匹配原则:为了保证传输线和匹配网络的工作效果,应根据设计要求和信号特征,选择合适的阻抗值。
11.元器件布局原则:元器件布局的合理性会直接影响到整个PCB布线的效果,因此在布局时应考虑信号传输要求、热问题、电源分布等因素。
12.电磁兼容原则:为了减少电磁辐射和电磁接收的干扰,应设计良好的屏蔽和周边环境,并尽量使用低辐射的元器件。
PCB布局布线基本原则一、元件布局差不多规则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纳就近集中原则,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1.27mm 内不得贴装元、器件,螺钉等安装孔周围3.5mm(关于M2.5)、4mm(关于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幸免布过孔,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。
专门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,显现两个方向时,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0.2mm);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。
二、元件布线规则1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内,以及安装孔周围1mm内,禁止布线;2、电源线尽可能的宽,不应低于18mil;信号线宽不应低于12mil;cpu入出线不应低于10mil(或8mil);线间距不低于10mil;3、正常过孔不低于30mil;4、双列直插:焊盘60mil,孔径40mil;1/4W电阻:51*55mil(0805表贴);直插时焊盘62mil,孔径42mil;无极电容:51*55mil(0805表贴);直插时焊盘50mil,孔径28mil;5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状,以及信号线不能显现回环走线。
pcb板布线的基本规则PCB板布线是电子设备设计中非常重要的一环,它的质量直接影响着整个电路的性能和稳定性。
为了确保布线的质量,以下是PCB板布线的一些基本规则。
一、信号线和电源线的分离在PCB板布线时,应将信号线和电源线分开布置。
这样可以避免信号线受到电源线的干扰,保证信号的传输质量。
一般情况下,信号线和电源线应分布在不同的层面,或采用不同的走线方式。
二、信号线和地线的配对布线信号线与地线之间的配对布线可以有效减小信号的串扰和电磁干扰。
在PCB板上,应尽量将信号线与地线紧密相邻,并保持平行走向,以减小信号线的回路面积和电磁辐射。
同时,还应尽量减少信号线与地线之间的交叉,避免形成环路。
三、差分信号线的布线对于差分信号线,应采用平衡布线的方式。
即将正负两个信号线以相同的长度和走线路径布置在板上,以减小信号的传输时间差和共模噪声。
此外,还应尽量减少差分信号线与其他信号线的交叉,以避免干扰。
四、高速信号线的布线对于高速信号线,应采用短、直、宽的布线方式。
短信号线可以减小信号的传输时间,直信号线可以减小信号的传输延迟,宽信号线可以增加信号的传输带宽。
此外,还应尽量减少高速信号线与其他信号线的交叉,避免干扰。
五、规避过孔和过桥在PCB板布线时,应尽量避免过孔和过桥的情况。
过孔会引起信号的串扰和电磁辐射,过桥会增加信号的传输路径和延迟。
因此,应合理规划布线路径,避免过孔和过桥的出现。
六、规避射频干扰射频信号对布线的要求非常高,容易受到干扰。
在PCB板布线时,应尽量避免射频信号线与其他信号线的交叉,减小射频信号的回路面积和电磁辐射。
同时,还应采用屏蔽罩等措施来减小射频信号的干扰。
七、保持布线的对称性在PCB板布线时,应尽量保持布线的对称性。
对称布线可以减小信号的传输差异和串扰,提高信号的稳定性和抗干扰能力。
同时,对称布线还可以减小板上的电磁辐射,提高整个电路的抗干扰能力。
总结起来,PCB板布线的基本规则包括信号线和电源线的分离、信号线和地线的配对布线、差分信号线的布线、高速信号线的布线、规避过孔和过桥、规避射频干扰、保持布线的对称性等。
PCB板布局原则布线技巧一、布局原则:1.功能分区:将电路按照其功能划分为若干区域,不同功能的电路相互隔离,减少相互干扰。
2.信号流向:在布局过程中应保持信号流向规则和简洁,避免交叉干扰。
3.重要元件位置:将较重要的元件、信号线和电源线放置在核心区域,以提高系统的可靠性和抗干扰能力。
4.散热考虑:将产热较大的元件、散热器等布局在较为开阔的地方,利于散热,避免过热导致不正常工作。
5.地线布局:地线的布局和连通应该注意短、宽、粗、低阻、尽可能铺满PCB板的底层,减少环路面积,避免回流信号干扰。
二、布线技巧:1.差分信号布线:对于高速传输的差分信号(如USB、HDMI等),应采用相对的布线方式,尽量保持两条信号线的长度、路径和靠近程度等因素相等。
2.信号线长度控制:对于高速信号线,要控制传输时间差,避免信号的串扰,可以采用长度相等的原则,对多个信号线进行匹配。
3.距离和屏蔽:信号线之间应保持一定的距离,减少串扰。
对于敏感信号线,可以采用屏蔽,如使用屏蔽线或者地层或电源面直接作为屏蔽。
4.平面分布布线:将电路面分布在PCB板的一面,减少控制层(可减少电磁干扰),易于维护。
对于比较大的PCB板,可以将电路分布在多层结构中,减小板子尺寸。
5.电源线和地线:电源线和地线尽量粗而宽,以降低线路阻抗和电压降。
同时,尽量减少电源线和地线与其它信号线的交叉和共面长度,减小可能的电磁干扰。
6.设备端口布局:对于外部设备接口,宜以一边和一角为原则,将各种本机接口尽量分布在同一区域,以保持可维护性和布局的简洁性。
7.组件布局:对于IC和器件的布局,可以按照电路的工作顺序、重要程度和电路结构等因素综合考虑,优先放置重要元件,如主控芯片、存储器等。
三、布局规则:1.尽量缩短信号线的长度,减少信号传输的延迟和串扰。
2.尽量减小信号线的面积,减少对周围信号的干扰。
3.尽量采用四方对称布线,减少线路不平衡引起的干扰。
4.尽量降低线路阻抗,提高信号的传输质量。
PCB布线规则与技巧PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)布线是电子产品设计中非常重要的一项工作,它决定了电路的性能和可靠性。
正确的布线可以确保信号传输的稳定性,降低噪音干扰,提高产品的工作效率和可靠性。
下面将介绍一些常用的PCB布线规则与技巧。
1.保持信号完整性:信号完整性是指信号在传输过程中不受噪音、串扰等干扰影响,保持原有的稳定性。
为了保持信号完整性,应尽量减少信号线的长度和走线面积,减少信号线与功率线、地线等的交叉和平行布线。
同时,在高速信号线上使用传输线理论进行布线,如匹配阻抗、差分信号布线等。
2.分离高频和低频信号:为了避免高频信号的干扰,应将高频信号线与低频信号线分开布线,并保持一定的距离。
例如,在布线时可以采用地隔离层将不同频率的信号线分离或者采用地隔离孔将不同频率的信号线连接到不同的地层。
这样可以减少高频信号的串扰和干扰。
3.合理布局:布线时应合理规划电路板的布局,将功率线和地线尽量靠近,以减少电磁干扰。
同时,尽量避免信号线与功率线、地线等平行布线,减少互穿引起的干扰。
在设计多层板时,还要考虑到信号引线的短暂电容和电感,尽量减小信号线长度,以减少信号传输时的延迟。
4.适当使用扩展板和跳线:在复杂的PCB布线中,有时无法直接连接到目标位置,这时可以使用扩展板或跳线来实现连接。
扩展板是一个小型的PCB板,可以将需要连接的器件布线到扩展板上,再通过导线连接到目标位置。
跳线可以直接用导线连接需要的位置,起到连接的作用。
但是,在使用扩展板和跳线时要注意保持信号完整性,尽量缩短导线长度,避免干扰。
5.优化地线布局:地线是电路中非常重要的部分,它不仅提供回路给电流,还能减少电磁干扰和噪音。
在布线时应保证地线的连续性和稳定性,地线应尽量靠近功率线,对于高频信号,还应采用充足的地平面来隔离。
同时,地线的走线应尽量短且直,减少环状或绕圈的走线。
6.合理规划电源线:电源线的布线要尽量靠近负载,减小电流环形和接地环形。
PCB布局布线的一些规则一、布局元器件布局的10条规则:1. 遵照“先大后小,先难后易”的布置原则,即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局.2. 布局中应参考原理框图,根据单板的主信号流向规律安排主要元器件.3. 元器件的排列要便于调试和维修,亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元、器件周围要有足够的空间。
4. 相同结构电路部分,尽可能采用“对称式”标准布局;5. 按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局;6. 同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。
同一种类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致,便于生产和检验。
7. 发热元件要一般应均匀分布,以利于单板和整机的散热,除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。
8. 布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短,关键信号线最短;高电压、大电流信号与小电流,低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信号分开;高频元器件的间隔要充分。
9、去偶电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚,并使之与电源和地之间形成的回路最短。
10、元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起, 以便于将来的电源分隔。
二、布线(1)布线优先次序键信号线优先:摸拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线密度优先原则:从单板上连接关系最复杂的器件着手布线。
从单板上连线最密集的区域开始布线注意点:a、尽量为时钟信号、高频信号、敏感信号等关键信号提供专门的布线层,并保证其最小的回路面积。
必要时应采取手工优先布线、屏蔽和加大安全间距等方法。
保证信号质量。
b、电源层和地层之间的EMC环境较差,应避免布置对干扰敏感的信号。
c、有阻抗控制要求的网络应尽量按线长线宽要求布线。
(2)四种具体走线方式1 、时钟的布线:时钟线是对EMC 影响最大的因素之一。
在时钟线上应少打过孔,尽量避免和其它信号线并行走线,且应远离一般信号线,避免对信号线的干扰。
PCB板布局布线的基本规则详解
PCB又被称为印刷电路板(PrintedCircuitBoard),它可以实现电子元器件间的线路连接和功能实现,也是电源电路设计中重要的组成部分。
今天就将以本文来介绍PCB板布局布线的基本规则。
一、元件布局基本规则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 1.27mm内不得贴装元、器件,螺钉等安装孔周围
3.5mm(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0.2mm);。
一元器件布局的10条规则:遵照“先大后小,先难后易”的布置原则,即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局.布局中应参考原理框图,根据单板的主信号流向规律安排主要元器件.元器件的排列要便于调试和维修,亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元、器件周围要有足够的空间。
相同结构电路部分,尽可能采用“对称式”标准布局;按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局;同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。
同一种类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致,便于生产和检验。
发热元件要一般应均匀分布,以利于单板和整机的散热,除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。
布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短,关键信号线最短;高电压、大电流信号与小电流,低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信号分开;高频元器件的间隔要充分。
去偶电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚,并使之与电源和地之间形成的回路最短。
元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起,以便于将来的电源分隔。
二、布线(1)布线优先次序键信号线优先:摸拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线密度优先原则:从单板上连接关系最复杂的器件着手布线。
从单板上连线最密集的区域开始布线注意点:尽量为时钟信号、高频信号、敏感信号等关键信号提供专门的布线层,并保证其最小的回路面积。
必要时应采取手工优先布线、屏蔽和加大安全间距等方法。
保证信号质量。
电源层和地层之间的EMC环境较差,应避免布置对干扰敏感的信号。
有阻抗控制要求的网络应尽量按线长线宽要求布线。
(2)四种具体走线方式1 、时钟的布线:时钟线是对EMC 影响最大的因素之一。
在时钟线上应少打过孔,尽量避免和其它信号线并行走线,且应远离一般信号线,避免对信号线的干扰。
同时应避开板上的电源部分,以防止电源和时钟互相干扰。
如果板上有专门的时钟发生芯片,其下方不可走线,应在其下方铺铜,必要时还可以对其专门割地。
PCB布板布线规则细述PCB板布局布线基本规则PCB又被称为印刷电路板(Printed Circuit Board),它可以实现电子元器件间的线路连接和功能实现,也是电源电路设计中重要的组成部分。
今天就将以本文来介绍PCB板布局布线的基本规则。
一、元件布局基本规则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1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰:(1)微控制器时钟频率特别高,总线周期特别快的系统。
(2)系统含有大功率,大电流驱动电路,如产生火花的继电器,大电流开关等。
(3)含微弱模拟信号电路以及高精度A/D变换电路的系统。
2、为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施:(1)选用频率低的微控制器:选用外时钟频率低的微控制器可以有效降低噪声和提高系统的抗干扰能力。
同样频率的方波和正弦波,方波中的高频成份比正弦波多得多。
虽然方波的高频成份的波的幅度,比基波小,但频率越高越容易发射出成为噪声源,微控制器产生的最有影响的高频噪声大约是时钟频率的3倍。
(2)减小信号传输中的畸变微控制器主要采用高速CMOS技术制造。
信号输入端静态输入电流在1mA左右,输入电容10PF左右,输入阻抗相当高,高速CMOS电路的输出端都有相当的带载能力,即相当大的输出值,将一个门的输出端通过一段很长线引到输入阻抗相当高的输入端,反射问题就很严重,它会引起信号畸变,增加系统噪声。
当Tpd》Tr时,就成了一个传输线问题,必须考虑信号反射,阻抗匹配等问题。
信号在印制板上的延迟时间与引线的特性阻抗有关,即与印制线路板材料的介电常数有关。
可以粗略地认为,信号在印制板引线的传输速度,约为光速的1/3到1/2之间。
微控制器构成的系统中常用逻辑电话元件的Tr(标准延迟时间)为3到18ns之间。
在印制线路板上,信号通过一个7W的电阻和一段25cm长的引线,线上延迟时间大致在4~20ns之间。
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:众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。
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) 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、定门孔所占用的等。
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: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。
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。
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。
模拟电路和数字电路部分,是否有各自独立的地线。
后加在PCB 中的图形(如图标、注标)是否会造成信号短路。
对一些不理想的线形进行修改。
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。
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。
概述本文档的目的在于说明使用PADS的印制板设计软件PowerPCB进行印制板设计的流程和一些注意事项,为一个工作组的设计人员提供设计规范,方便设计人员之间进行交流和相互检查。
2、设计流程 PCB的设计流程分为网表输入、规则设置、元器件布局、布线、检查、复查、输出六个步骤.2.1 网表输入网表输入有两种方法,一种是使用PowerLogic的OLE PowerPCB Connection功能,选择Send Netlist,应用OLE功能,可以随时保持原理图和PCB图的一致,尽量减少出错的可能。
另一种方法是直接在PowerPCB中装载网表,选择File->Import,将原理图生成的网表输入进来。
2.2 规则设置如果在原理图设计阶段就已经把PCB的设计规则设置好的话,就不用再进行设置这些规则了,因为输入网表时,设计规则已随网表输入进PowerPCB了。
如果修改了设计规则,必须同步原理图,保证原理图和PCB的一致。
除了设计规则和层定义外,还有一些规则需要设置,比如Pad Stacks,需要修改标准过孔的大小。
如果设计者新建了一个焊盘或过孔,一定要加上Layer 25。
注意: PCB设计规则、层定义、过孔设置、CAM输出设置已经作成缺省启动文件,名称为Default.stp,网表输入进来以后,按照设计的实际情况,把电源网络和地分配给电源层和地层,并设置其它高级规则。
在所有的规则都设置好以后,在PowerLogic中,使用OLE PowerPCB Connection的Rules From PCB功能,更新原理图中的规则设置,保证原理图和PCB图的规则一致。
2.3 元器件布局网表输入以后,所有的元器件都会放在工作区的零点,重叠在一起,下一步的工作就是把这些元器件分开,按照一些规则摆放整齐,即元器件布局。
PowerPCB提供了两种方法,手工布局和自动布局。
2.3.1 手工布局1. 工具印制板的结构尺寸画出板边(Board Outline)。
2. 将元器件分散(Disperse Components),元器件会排列在板边的周围。
3. 把元器件一个一个地移动、旋转,放到板边以内,按照一定的规则摆放整齐。
2.3.2 自动布局 PowerPCB提供了自动布局和自动的局部簇布局,但对大多数的设计来说,效果并不理想,不推荐使用。
2.3.3 注意事项a. 布局的首要原则是保证布线的布通率,移动器件时注意飞线的连接,把有连线关系的器件放在一起b. 数字器件和模拟器件要分开,尽量远离c. 去耦电容尽量靠近器件的VCCd. 放置器件时要考虑以后的焊接,不要太密集e. 多使用软件提供的Array和Union功能,提高布局的效率2.4 布线布线的方式也有两种,手工布线和自动布线。
PowerPCB提供的手工布线功能十分强大,包括自动推挤、在线设计规则检查(DRC),自动布线由Specctra 的布线引擎进行,通常这两种方法配合使用,常用的步骤是手工—自动—手工。
2.4.1 手工布线1. 自动布线前,先用手工布一些重要的网络,比如高频时钟、主电源等,这些网络往往对走线距离、线宽、线间距、屏蔽等有特殊的要求;另外一些特殊封装,如BGA,自动布线很难布得有规则,也要用手工布线。
2. 自动布线以后,还要用手工布线对PCB的走线进行调整。
2.4.2 自动布线手工布线结束以后,剩下的网络就交给自动布线器来自布。
选择Tools->SPECCTRA,启动Specctra布线器的接口,设置好DO文件,按Continue就启动了Specctra布线器自动布线,结束后如果布通率为100%,那么就可以进行手工调整布线了;如果不到100%,说明布局或手工布线有问题,需要调整布局或手工布线,直至全部布通为止。
2.4.3 注意事项a. 电源线和地线尽量加粗b. 去耦电容尽量与VCC直接连接c. 设置Specctra的DO文件时,首先添加Protect all wires命令,保护手工布的线不被自动布线器重布d. 如果有混合电源层,应该将该层定义为Split/mixed Plane,在布线之前将其分割,布完线之后,使用Pour Manager的PlaneConnect进行覆铜e. 将所有的器件管脚设置为热焊盘方式,做法是将Filter设为Pins,选中所有的管脚,修改属性,在Thermal选项前打勾f. 手动布线时把DRC选项打开,使用动态布线(Dynamic Route)2.5 检查检查的项目有间距(Clearance)、连接性(Connectivity)、高速规则(High Speed)和电源层(Plane),这些项目可以选择Tools->Verify Design进行。
如果设置了高速规则,必须检查,否则可以跳过这一项。
检查出错误,必须修改布局和布线。
注意:有些错误可以忽略,例如有些接插件的Outline的一部分放在了板框外,检查间距时会出错;另外每次修改过走线和过孔之后,都要重新覆铜一次。
2.6 复查复查根据“PCB检查表”,内容包括设计规则,层定义、线宽、间距、焊盘、过孔设置;还要重点复查器件布局的合理性,电源、地线网络的走线,高速时钟网络的走线与屏蔽,去耦电容的摆放和连接等。
复查不合格,设计者要修改布局和布线,合格之后,复查者和设计者分别签字。
2.7 设计输出 PCB设计可以输出到打印机或输出光绘文件。
打印机可以把PCB分层打印,便于设计者和复查者检查;光绘文件交给制板厂家,生产印制板。
光绘文件的输出十分重要,关系到这次设计的成败,下面将着重说明输出光绘文件的注意事项。
a. 需要输出的层有布线层(包括顶层、底层、中间布线层)、电源层(包括VCC层和GND层)、丝印层(包括顶层丝印、底层丝印)、阻焊层(包括顶层阻焊和底层阻焊),另外还要生成钻孔文件(NC Drill)b. 如果电源层设置为Split/Mixed,那么在Add Document窗口的Document项选择Routing,并且每次输出光绘文件之前,都要对PCB图使用Pour Manager的Plane Connect进行覆铜;如果设置为CAM Plane,则选择Plane,在设置Layer项的时候,要把Layer25加上,在Layer25层中选择Pads和Viasc. 在设备设置窗口(按Device Setup),将Aperture的值改为199d. 在设置每层的Layer时,将Board Outline选上e. 设置丝印层的Layer时,不要选择Part Type,选择顶层(底层)和丝印层的Outline、Text、Linef. 设置阻焊层的Layer时,选择过孔表示过孔上不加阻焊,不选过孔表示家阻焊,视具体情况确定g. 生成钻孔文件时,使用PowerPCB的缺省设置,不要作任何改动h. 所有光绘文件输出以后,用CAM350打开并打印,由设计者和复查者根据“PCB检查表”检查过孔(via)是多层PCB的重要组成部分之一,钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。