第九章ARES PCB Layout设计基本概念
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PCB设计基本概念与主要流程PCB设计是电子品的重要组成部分,它是电路板的核心设计。
PCB( Printed Circuit Board,印刷电路板) 也叫电路板、线路板或印刷线路板、印电路板等,在电子行业,在不同的应用领域,都有广泛的应用。
PCB设计基本概念:1)器件元件:程序设计中所设计的器件如LED、元器件等,都能在PCB的设计中得到印制,可以直接使用2)元器件布局:将所需器件在规定的地方进行有序布局的过程。
3)连线布局:将各器件的引脚间,按照连接的关系进行合理的连线。
4)PCB字体和编号:印有PCB版图中器件和丝印信息的供电等相关信息。
PCB设计主要流程:1)PCB板设计的作用是将我需要的功能全部布局在板子中,在宏观上能够实现自己所设定的功能;在微观上,能够满足相关的工艺要求。
2)对于基础的模块,应当采用易于复用的电路板设计。
对于中等复杂的模块,尽量考虑采用资讯化的开放库,以及有组织地管理工艺文件等等,来处理这些模块的制作。
3)PCB板的规划、布局、综合:其过程是其它流程的基础及时间、网表等准备工作,包括器件走线、封装的选择、铜面的规划、导线的布局及优化,并结合实际情況进行初步检查。
此时,应当特别注意的是各器件大小、引脚排布、器件型号的合规性和间距要求等方面的控制。
4)电路的串连布局:在此环节,应当注意处理主板与扩展板的连接,并按照不同的电路域进行相互串连,打好正确的地及电源线。
5)布线及导线规范:此单位现在比较常见,在SMD使用时,需要对部分套管回流用于连接板和封装的胶水,放置疏密合适的固定钳等方法。
以上是基本的PCB板的设计流程,其中虽然涉及到的一些技术麻烦,但是只有了解PCB板设计的基本概念,加上细致的计划、设计和实践,才会深入谙习PCB板的设计工艺和流程,制作出品质优秀、满足用户需求、体积小巧、功耗少而性能强劲的PCB设计产品。
*課程內容:♦(1).PC 板簡述♦(2).利用ACAD R14 Layout PCB♦(3).ACAD R14 圖檔之輸出---印出&轉成底片♦(4).圖檔版本之保存及更新♦(5).Layout時基本知識1.PC 板簡述:我們以目前SMPS會用到的PCB來說明:1.1.材質一般可分為:a . XPC ( 85 ℃)b . CEM-1,3 (100 ℃ - 130 ℃)c . FR-4 (150 ℃)1.2.種類一般可分為:a . 絕緣材b . 單面c . 雙面d . 多層1.3.板厚一般可分為:0.4, 0.8, 1.0, 1.2, 1.6, 2.0 mm等,常用為 1.0, 1.6 mm2.利用ACAD R14 Layout 雙面PCB:(由上而下)2.1.以底片輸出為例,基本上需要提供下列圖面:1上層文字面 (Up-Side-Component)2上層防焊面 (Up-Side-Mask)3上層銅箔面 (Up-Side-Copper)4底層銅箔面 (Solder-Side-Copper)5底層防焊面 (Solder-Side-Mask)6底層文字面 (Solder-Side-Component)7鑽孔指示圖 (Drill-Map)8PCB 連板圖 (Panel-Drawing)2.2.現有電腦檔Layout 時,會用到的層別名稱,依各種需求順序分列如下:(a). 依零件PAD 需求可分為:PAD 分成DIP 用及SMD 用,請從實例中區別其不同處(以#??代表現有的 Layer 名稱 )(1) -- 中心圓孔層 (Circle) # 2 : 供鑽孔時,方便鑽針定位(2) -- 上層PAD防焊層 (UPAD-Mask) # 4U : 上層PAD防焊用,DIP用(3) -- 上層SMD防焊層 (USMD-Mask) # S4U : 上層SMD防焊用,SMD用(4) -- 上層PAD銅箔層 (UPAD-Cu) # 5U : 上層DIP零件銅箔,方便以Trace 連線時用(5) -- 上層SMD銅箔層 (USMD-Cu) # S5U : 上層SMD零件銅箔,以Trace 連線時用(6) -- 底層SMD銅箔層 (DSMD-Cu) # S5D : 底層SMD零件銅箔,以Trace 連線時用(7) -- 底層PAD銅箔層 (DPAD-Cu) # 5 : 底層DIP零件銅箔,以Trace 連線時用(8) -- 底層PAD防焊層 (DPAD-Mask) # SM : 底層PAD防焊用,DIP用(9) -- 底層SMD防焊層 (DSMD-Mask) # S4D : 底層SMD防焊用,SMD用(10) -- 十字中心校正層 (CENTER) # 6 : 方便找到PAD 中心點用(b). 依零件需求可分為:(11) -- 上層文字面層 (UP-Comp) # 1 : 上層零件文字面,DIP及SMD外框共用(12) -- 上層SMD零件層 (UP-SMD) # S1U : 上層SMD零件實體標示用(13) -- 底層SMD零件層 (DN-SMD) # S1D : 底層SMD零件實體標示用(14) -- 底層文字面層 (DN-Comp) # 1D : 底層零件文字面,DIP及SMD外框共用(15) -- 鑽孔指示層 (Drill) # 7 : 鑽孔指示圖用(c). 依拉線需求可分為:(16) -- 上層防焊補強層 (UP-Mask) # SMA : 上層防焊補強用(Trace 太細的時候用)(17) -- 上層拉線層 (UP-Trace) # A : 上層拉線(18) -- 底層拉線層 (DN-Trace) # 9 : 底層拉線(19) -- 底層防焊補強層 (DN-Mask) # SM9 : 底層防焊補強用(Trace 太細的時候用)(d). 依環境需求可分為:(20) -- 限制區標示層 (Limit) # 8 : 標示限制區用(21) -- 零件序號層 (Ser-No) # 3 : 標示零件序號(22) -- 其餘依各種所處環境不同,會衍生各種不同的層,如Cover, Header, Case, Base ……,依個人喜好而定出不同的層名。
PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)设计的基本概念主要包括以下几个方面:
电路原理图设计:这是PCB设计的基础,需要将电子设备中的元件和电路按照一定的规则进行布局和连接,以达到预期的功能和性能要求。
元件布局:根据电路原理图,将元件放置在PCB上,并按照电路连接关系进行合理的布局。
布线:根据电路原理图和元件布局,使用导线将元件连接起来,形成电路。
布线需要考虑导线的长度、宽度、走向、弯曲半径等因素,以满足电路性能和电磁兼容性的要求。
焊盘和过孔设计:焊盘是用于连接元件引脚和导线的金属化孔,过孔则是连接不同层之间导线的通道。
焊盘和过孔设计需要根据元件引脚和连接要求进行合理的设计,以保证焊接质量和电路性能。
层设计:多层PCB可以提供更多的布线空间和电气连接,但也增加了设计的复杂度。
层设计需要考虑元件布局、布线需求、信号完整性等因素,合理规划不同层的用途和布线要求。
电磁兼容性设计:PCB设计需要考虑电磁兼容性,包括减小干扰、提高信号完整性等方面。
电磁兼容性设计可以通过合理的元件布局、布线、接地设计等措施来实现。
可靠性设计:可靠性设计是保证PCB在各种工作环境下都能稳定工作的关键。
可靠性设计需要考虑元件的耐温、抗震、抗腐蚀等因素,同时保证电路的稳定性和可靠性。
以上是PCB设计的基本概念,实际设计过程中还需要考虑生产工艺、制造成本等因素,以达到最优的设计效果。
pcb layout 的指导思想与基本走线要求2009年03月30日星期一上午 11:05pcb layout时,可以参照这些资料,介绍PCB布线以及画PCB时的一些常用规则,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,都做了详细的分析以下是详细内容: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►详细参数与基本规则1.CLK(包括DDR-CLK)基本走线要求:1. clk 部分不可过其它线, Via 不超过两个.2. 不可跨切割,零件两Pad 间不能穿线.3. Crystal 正面不可过线,反面尽量不过线..4. Differential Pair 用最小间距平行走线.且同层5 clk 与高速信号线(1394,usb 等)间距要大于50mil.2. VGA:基本走线要求:1. RED、GREEN、BLUE 必须绕在一起,视情况包GND. R.G.B 不要跨切割。
2 HSYNC、VSYNC 必须绕在一起, 视情况包GND.3. LAN:基本走线要求1. 同一组线,必须绕在一起。
2 Net: RX,TX:必须differential pair 绕线4.1394:基本走线要求:1. Differential pair 绕线,同层,平行,不要跨切割.2. 同一组线,必须绕在一起。
Layout 板层的基本观念二层板:对于二层有二种的layout技术。
一种是较老之技术,适用于较低速之组件,一般包含DIP包装之元件成排或成矩阵撞排列,现在己很少用。
第一种方式:将power和Ground以格状layout,使形成之每一格总面积小于1.5吋平方。
Power和Ground之trace以90度角分布。
Power在一层,ground在另外一层。
Ground trace 置于顶层,垂直走向。
Power trace置于底层,水平走向在每一个ground和trace交接处,放置decoupling电容。
第二种方式:此种通常用于低于10kHz低频模拟设计。
将power trace在同一层布线层幅射状拉线,由电源处接至每一组件,减少trace的总长度。
将所有power和ground trace相邻布线。
此可使得由来自高频切换噪声之环路电流最小,因而不会冲击其它电路和控制信号。
这一些trace会分开的唯一情况是要当连接到decoupling电容时。
信号流向应和ground路径并行。
避免不同树枝互相交错,以免造成ground loop。
低频寄生电感及电容通常不会产生问题。
在此情况下,建议可采用单点接地的方式。
易言之,在低频的应用上,藉layout达成之高频表现。
注意以下二点:高频时,控制所号路径和其回返电流路径之表面阻抗。
在低频时,以控制layout的形状而非阻抗。
四层板:四层板的堆栈只有一种方式。
因使用power及ground,EMI的特性有很大的改善。
然而,四层板对产生自电路及trace之RF电流通量消除之效果并不好。
第一层:Component side,信号及Clock第二层:Ground Plane第三层:Power plane第四层:Solder side,信号及Clocks如此可得知,当有多于三个完整平面提供的话(即一个power ground)将最高速clock 布线于相邻ground plane且不相邻于power plane,可得最佳EMI效果。
PCB Layout基础知识 y 基础知识Date:2010Date:2010 -1212-25前言众所周知,成千上万的集成电路的逻辑组合为我们带来了崭新的电子 众所周知 成千上万的集成电路的逻辑组合为我们带来了崭新的电子 行业。
而PCB(Printed Circuit Board)为各集成电路区块的电气导通以及 零件的机械支撑发挥着举足轻重的作用,为它们的智能运行注入了强大的 生命力。
生命力 PCB在电子行业的广泛应用使电子产品得以快速稳步的发展,正是因为 它显而易见的广泛优点,例如:避免人工接线的错误,并可实现电子元器 件自动插装或贴装,自动焊锡,自动检测,保证了电子设备的质量,提高 了劳动生产率,降低了成本,并便于维修,使PCB成为电子行业中不可缺 少的部分 少的部分。
PCB从单层发展到双层,多层和挠性,并且仍旧保持着各自的 从单层发展到双层 多层和挠性 并且仍旧保持着各自的 发展趋势。
由于不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展,不断缩小 体积,减少成本,使得PCB在未来电子设备的发展过程中,仍然保持强大 的生命力。
那么从电路到PCB这一过程是如何实现的呢?下面我将对PCB及其 Layout的基础知识作介绍。
目錄Ⅰ. PC板认识和实际应用 Ⅱ. PCB Layout基础概念Ⅰ. PC板认识和实际应用一、PC板一般材质、特性 二、板边的问题处理 三、排版运用 四、贯穿孔运用 五、镀金(金手指) 六、Fiducial Mark 七、各项标示一、PC板一般材质、特性材质 尿素纸板 CEM-3板 FR4纤维板 多层板 软板 特性 颜色为淡黄色,常用于单面板,但由于是用尿素纸所制, 颜色为淡黄色 常用于单面板 但由于是用尿素纸所制 在阴凉潮湿的地方容易腐烂,故现已不常用。
颜色为乳白色 韧性好 现在较常用于单面板 颜色为乳白色,韧性好,现在较常用于单面板。
用纤维制成,韧性较好,断裂时有丝互相牵拉,常用于 多面板。
PCB板以及Layout基础知识一、PCB基本概念1、PCB(Printed Circuit Board)印刷电路板PCB在各种电子设备中有如下功能 :a、提供集成电路等各种电子元器件固装配的机械支撑;b、实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接(信号传输)或电绝缘;c、为自动装配提供阻焊图形,为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。
2、(Cline)导线在PCB板表面可以看到的细小的线路材料是铜箔,原本铜箔是覆盖在整个板子上的,而在制造过程中部分被蚀刻处理掉,留下来的部分就变成网状的细小的线路了,这些线路被称作导线,主要是用来提供PCB上零件的电路连接。
(如下图所示)3、(Single_Sided Boards)单面板在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,导线则集中在另一面上,因为导线只出现在其中的一面,所以称这种PCB为单面板,单面板在设计线路上不能交叉布线。
4、(SilkScreen)丝印在PCB的阻焊层上面印有的文字与符号 (大多是白色的),称为丝印,它是用来标示各元器件在板子上位置的。
(如下图所示)5、(Signal)信号层(Power)电源层(Ground)地层在多层板PCB中,整层都直接连接上地线和电源,所以我们将各层分类为信号层,电源层或地层。
6、(Multi_Layer Boards)多层板多层板使用数片双面板,并在每层板间放进一层绝缘层后压合。
多层板可以增加布线量也可以实现多条线路的叉错,一般主板是4到8层的结构.四层板的板厚为62mil.请看下面《四层板的叠层结构》图。
二、器件基本概念焊盘包含焊盘形状和尺寸,钻孔大小和钻孔显示符号,阻焊层(Soldermask),加焊层(Pastermask),光辉掩模层(Filmmask),数控钻孔数据(Numerical Control NC)。
Allegro中元件封装大致分为两种,标贴(SMT)和直插(DIP) .其中SMT封装方式BGA,SOP,QFP,QFN等等。