教学课题PCB设计

第一篇：教学课题PCB设计

教学课题：单面板设计

教学目的和要求：掌握单面板板层设计，尺寸注明方法。教学重点：单面板设计

教学难点：层的概念 教学课时：2课时

教学方法：多媒体演示，讲解 教学过程：

一、多媒体教学演示：单面板设计方法。

二、操作练习

练习1 使用File/New菜单定义一块尺寸为宽为100mm，长为200mm的双面电路板，要求在禁止层和机械层画出电路板板框，在机械层标注尺寸。提示：

建立电路板文件：首先建立设计数据库，然后执行File/New菜单，在弹出的窗口中选择PCB Document图标。

更换测量单位：执行菜单View/Toggle Units将英制单位转换成公制单位。画坐标原点：执行菜单Edit/Origin/Set，在屏幕中设置原点。

画布线范围：用鼠标单击电路板设计环境底部的机械层（Mechanical 1）标签，然后使用画线工具或菜单（Place/Line）以设置的原点为左下角，在屏幕画一个宽100mm、长200mm的框。

画板框：用鼠标单击电路板设计环境底部的禁止层（KeepOut Layer）标签，然后使用画线工具或菜单（Place/Line）在机械层中的框中画一个与边框距离为1mm的框。标注尺寸：将当前层转换成机械层，使用尺寸放置工具，放置尺寸线和尺寸。

练习2 定义一块宽为500mil，长为1000mil的单层电路板，要求在禁止层和机械层画出板框，在机械层标注尺寸。

提示：建立电路板文件和画板框的方法与练习1相同。

建立单层板：执行菜单Design/Layer Stack Manager，在弹出窗口的左下角单击Menu按钮，在弹出的菜单选择Example Layer Stack/Single Layer。这时电路板顶层变成元件面（Component Side），而底层变为焊接面（Solder Side）。

三、教师巡回检查指导

四、小结 教学课题：调用封装元件库

（一）教学目的和要求：掌握单面板板层设计，调用封装元件库方法 教学重点：向导设计单面板，封装元件库 教学难点：封装的表示方法 教学课时：2课时

教学方法：多媒体演示，讲解 教学过程：

一、多媒体教学演示：单面板设计方法。

练习1 使用电路板向导生成一个具有电源和地线层的2个信号层电路板，尺寸为宽200mm，长为500mm，大部分插针元件和少量表面贴装元件，要求单面安装元件。提示：

建立电路板文件：首先建立设计数据库，然后执行File/New菜单，在弹出窗口中的Wizards 页面中选择Printed Circuited Board Wizard图标，然后按照如下步骤：

（1）向导第1步：在Units区域，选择Metric，在选择框中选择Custom Made Board。（2）向导第2步：在Custom Board Detail区域中，Width输入框输入200mm，Height输入框输入500mm，将Dimension Layer中选择Mechanical Layer 1，同时去掉Title Block and Scale、Legend String、Corner Cut Off和Inner Cut Off前选择 框中的对勾。

（3）向导第3步：观察电路板尺寸和形状是否正确。

（4）向导第4步：在Layer Stack区域，选择Two Layer-Plated Through Hole，在Power/Ground Plane设置区域选择Two。

（5）向导第5步：选择过孔形式为Thruhole Vias Only。

（6）向导第6步：选择大部分元件为插针元件（Through-Hole Component），选择焊盘间走单根铜膜线（One Track）。

（7）向导第7步，选择最小线宽、过孔尺寸和铜对象间最小间距，取缺省值。练习2 调入Miscellaneous.lib封装库，并从中选择电阻封装（AXIAL-0.3）、二极管封装（Diode-0.4）、连接器封装（Power-4和Sip-4）、电容封装（RAD-0.1 和RB.2/.4）、可变电阻封装（VR-1）和石英晶体封装（XTAL-1），把这些封装放置到电路板图上。

提示：首先在电路板管理器使用Add/Remove按钮调入元件封装库Miscellaneous.lib，然后选择元件，再用Place按钮将封装放置到电路板图上。请见Pcb1.pcb。

练习3 调入General IC.lib封装库，并从中选择集成电路封装（DIP-

8、DIP-14和DIP-40），把这些封装放置到电路板图上。提示：方法同上。

三、教师巡回检查指导

四、小结

教学课题：PCB印制导线走线

教学目的和要求：掌握印制导线走线 教学重点：印制导线走线 教学难点：封装的表示方法 教学课时：2课时

教学方法：多媒体演示，讲解 教学过程：

复习：调入PCB Footprint.lib封装库，并从中选择三极管封装（TO-

46、TO-92和TO-220），并把它们放置到电路板图上。见电路板图PCB1.PCB（请放大）

一、多媒体教学演示：掌握印制导线走线

二、操作练习

练习

1、定义一块双面板，尺寸为500mil X 1000mil，在电路板上放置封装DIP-8和DIP-14，在电路板顶层画铜膜线连接DIP-8的1脚 和DIP-14的15脚。

提示：定义电路板方法同练习1，放置元件的方法同练习4。

画铜膜线：使用放置工具箱中的画铜膜线工具或菜单（Place/Interactive Routing）画线，注意使用Shift+空格键更换走线方式。见电路板图PCB1.PCB，请放大图。

练习

2、在练习7的基础之上，首先画一根连接DIP-8封装3脚的连线，然后更换板层，将该线连接到DIP-14封装的8脚，观察过孔在连线中的作用。提示：使用小建盘上的星号键在顶层和底层之间切换。见图PCB1.PCB，请放大图。

练习

3、练习在电路板上放置：

（1）圆形焊盘，注要求焊盘的孔为1mm，焊盘的外直径为3mm。（2）方形焊盘，要求焊盘孔为0.5mm，焊盘尺寸为2mm X 3mm。提示：用工具箱中的焊盘放置工具或用菜单（Place/Pad）放置焊盘，然后在焊盘属性对话框中修改焊盘形状和尺寸。见电路板图PCB1.PCB。

三、教师巡回检查指导

四、小结

教学课题：PCB印制导线走线

教学目的和要求：掌握印制导线走线 教学重点：印制导线走线 教学难点：封装的表示方法 教学课时：2课时

教学方法：多媒体演示，讲解 教学过程：

一、多媒体教学演示：掌握印制导线走线

二、操作练习

练习

1、练习在电路板上放置铜膜线，注意将铜模线的宽度修改为1mm。注意观察修改属性和放置铜膜线的次序。（在放置前修改铜膜线宽度后，以后放置的铜膜线就都具有该宽度。若放置铜膜线到电路板图上之后再修改它的宽度，则只有该线段的宽度发生变化，除非使用属性全局修改功能）。

提示：用工具箱中的铜膜线放置工具或使用菜单（Place/Interactive Routing）放置铜膜线。见图PCB1.PCB。设置最大最小线宽：

在PCB设计环境中，选择Design/Rules菜单，再选择Routing页面，在规则选择下拉列表框（Rule Classes)中选择Width Constraint规则，然后单击窗口底部的Properties按钮，将该规则的Maximum Width设置为3mm。只有这样设置，才能按照需要在0.1---3mm之间修改线宽。

练习

2、练习在电路板上放置过孔，注意修改过孔的尺寸，外径为80mil，内径为50mil。提示：用工具箱中的过孔放置工具或用菜单（Place/Via）放置过孔，然后在过孔属性对话框中修改过孔的尺寸。

练习

3、练习在电路板上放置填充，面积为200mil X 300mil。

提示：用工具箱中填充放置工具或使用菜单（Place/Fill）放置填充，放置时注意尺寸。

见电路板图PCB1.PCB。

三、教师巡回检查指导

四、小结

第二篇：PCB设计经验总结

--[PCB]PCB设计经验总结

[PCB]PCB设计经验总结布局:总体思想：在符合产品电气以及机械结构要求的基础上考虑整体美观，在一个PCB板上，元件的布局要求要均衡，疏密有序。1．印制板尺寸必须与加工图纸尺寸相符，符合PCB制造工艺要求，放置MARK点。2．元件在二维、三维空间上有无冲突？3．元件布局是否疏密有序，排列整齐？是否全部布完？4．需经常更换的元件能否方便的更换？插件板插入设备是否方便？ 5．热敏元件与发热元件之间是否有适当的距离？6．调整可调元件是否方便？7．在需要散热的地方，装了散热器没有？空气流是否通畅？布局:总体思想：在符合产品电气以及机械结构要求的基础上考虑整体美观，在一个PCB板上，元件的布局要求要均衡，疏密有序。1．印制板尺寸必须与加工图纸尺寸相符，符合PCB制造工艺要求，放置MARK点。2．元件在二维、三维空间上有无冲突？3．元件布局是否疏密有序，排列整齐？是否全部布完？4．需经常更换的元件能否方便的更换？插件板插入设备是否方便？ 5．热敏元件与发热元件之间是否有适当的距离？6．调整可调元件是否方便？7．在需要散热的地方，装了散热器没有？空气流是否通畅？8．信号流程是否顺畅且互连最短？9．插头、插座等与机械设计是否矛盾？10．蜂鸣器远离柱形电感，避免干扰声音失真。11．速度较快的器件如SRAM要尽量的离CPU近。12．由相同电源供电的器件尽量放在一起。布线：

1．走线要有合理的走向：如输入/输出，交流/直流，强/弱信号，高频/低频，高压/低压等...，它们的走向应该是呈线形的(或分离)，不得相互交融。其目的是防止相互干扰。最好的走向是按直线，但一般不易实现，避免环形走线。对于是直流，小信号，低电压PCB设计的要求可以低些。输入端与输出端的边，以免产生反射干扰线应避免相邻平行。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。2．选择好接地点：一般情况下要求共点地，数字地与模拟地在电源输入电容处相连。3．合理布置电源滤波/退耦电容：布置这些电容就应尽量靠近这些元部件，离得太远就没有作用了。在贴片器件的退耦电容最好在布在板子另一面的器件肚子位置，电源和地要先过电容，再进芯片。4．线条有讲究：有条件做宽的线决不做细；高压及高频线应园滑，不得有尖锐的倒角，拐弯也不得采用直角，一般采用135度角。地线应尽量宽，最好使用大面积敷铜，这对接地点问题有相当大的改善。设计中应尽量减少过线孔，减少并行的线条密度。5．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。6．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。7．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。8．关键信号的处理，关键信号如时钟线应该进行包地处理，避免产生干扰，同时在晶振器件边做一个焊点使晶振外壳接地。9．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。10．关于EMC方面：a．尽可能选用信号斜率较慢的器件，以降低信号所产生的高频成分。b．注意高频器件摆放的位置，不要太靠近对外的连接器。c．注意高速信号的阻抗匹配，走线层及其回流电流路径，以减少高频的反射与辐射。d.在各器件的电源管脚放置足够与适当的去耦合电容以缓和电源层和地层上的噪声。特别注意电容的频率响应与温度的特性是否符合设计所需。e电源层比地层内缩20H，H为电源层与地层之间的距离。11．GERBER输出检查检查输出的GERBER文件是否按层叠顺序要求输出，在CAM350里查看每一层数据以及DRILL表，同时注意特殊孔如方孔的输出。

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印制电路板（PCB）是电子产品中电路元件和器件的支撑件。它提供电路元件和器件之间的电气连接。随着电子技术的飞速发展，PCB的密度越来越高。PCB设计的好坏对抗干扰能力影响很大。实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子产品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，遵守PCB设计的一般原则，并应符合抗干扰设计的要求。

一、PCB设计的一般原则要使电子电路获得最佳性能，元器件的布局及导线的布设是很重要的。为了设计质量好、造价低的PCB，应遵循以下的一般性原则：1.布局首先，要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后，再确定特殊元件的位置。最后，根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。在确定特殊元件的位置时要遵守以下原则：（1）尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。（2）某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。（3）重量超过15g的元器件，应当用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。（4）对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。若是机内调节，应放在印制板上方便调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。（5）应留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。根据电路的功能单元。对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则：（1）按照电路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。元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在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平行排列。这样，不但美观，而且装焊容易，易于批量生产。（4）位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不小于2mm。电路板的最佳形状为矩形。长宽双为3:2或4:3。电路板面尺寸大于200×150mm时，应考虑电路板所受的机械强度。2.布线布线的原则如下：（1）输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。最好加线间地线，以免发生反馈藕合。（2）印制板导线的最小宽度主要由导线与绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定。当铜箔厚度为0.5mm、宽度为1～15mm时，通过2A的电流，温度不会高于3℃。因此，导线宽度为1.5mm可满足要求。对于集成电路，尤其是数字电路，通常选0.02～0.3mm导线宽度。当然，只要允许，还是尽可能用宽线，尤其是电源线和地线。导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于集成电路，尤其是数字电路，只要工艺允许，可使间距小于5～8mil。（3）印制导线拐弯处一般取圆弧形，而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。此外，尽量避免使用大面积铜箔，否则，长时间受热时，易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时，最好用栅格状。这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体。3.焊盘焊盘中心孔要比器件引线直径稍大一些。焊盘太大易形成虚焊。焊盘外径D一般不小于（d+1.2）mm，其中d为引线孔径。对高密度的数字电路，焊盘最小直径可取(d+1.0)mm。

二、PCB及电路抗干扰措施印制电路板的抗干扰设计与具体电路有着密切的关系，这里仅就PCB抗干扰设计的几项常用措施做一些说明。1.电源线设计根据印制线路板电流的大小，尽量加粗电源线宽度，减少环路电阻。同时，使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。2.地线设计在电子产品设计中，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。电子产品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的方式。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）数字地与模拟地分开。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。低频电路的地应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。高频电路宜采用多点串联接地，地线应短而粗，高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔。要尽量加大线性电路的接地面积。（3）接地线应尽量加粗。若接地线用很细的线条，则接地电位则随电流的变化而变化，致使电子产品的定时信号电平不稳，抗噪声性能降低。因此应将接地线尽量加粗，使它能通过三倍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）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，将接地线做成闭路可以明显地提高抗噪声能力。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，会在地线上产生较大的电位差，引起抗噪能力下降，若将接地线构成环路，则会缩小电位差值，提高电子设备的抗噪声能力。3.退藕电容配置PCB设计的常规做法之一是在印制板的各个关键部位配置适当的退藕电容。退藕电容的一般配置原则是：（1）电源输入端跨接10～100uf的电解电容器。如有可能，接100uF以上的更好。（2）原则上每个集成电路芯片都应布置一个0.01pF的瓷片电容，如遇印制板空隙不够，可每4～8个芯片布置一个1～10pF的钽电容。（3）对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的器件，如RAM、ROM存储器件，应在芯片的电源线和地线之间直接接入退藕电容。（4）电容引线不能太长，尤其是高频旁路电容不能有引线。此外，还应注意以下两点：（1）在印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时，操作它们时均会产生较大火花放电，必须采用RC电路来吸收放电电流。一般R取1～2K，C取2.2～47uF。（2）CMOS的输入阻抗很高，且易受感应，因此在使用时对不用端要接地或接正电源。

三、PowerPCB简介PowerPCB是美国Innoveda公司软件产品。PowerPCB能够使用户完成高质量的设计，生动地体现了电子设计工业界各方面的内容。其约束驱动的设计方法可以减少产品完成时间。你可以对每一个信号定义安全间距、布线规则以及高速电路的设计规则，并将这些规划层次化的应用到板上、每一层上、每一类网络上、每一个网络上、每一组网络上、每一个管脚对上，以确保布局布线设计的正确性。它包括了丰富多样的功能，包括簇布局工具、动态布线编辑、动态电性能检查、自动尺寸标注和强大的CAM输出能力。它还有集成第三方软件工具的能力，如SPECCTRA布线器。

四、PowerPCB使用技巧PowerPCB目前已在我所推广使用，它的基本使用技术已有培训教材进行了详细的讲解，而对于我所广大电子应用工程师来说，其问题在于已经熟练掌握了TANGO之类的布线工具之后，如何转到PowerPCB的应用上来。所以，本文就此类应用和培训教材上没有讲到，而我们应用较多的一些技术技巧作了论述。1.输入的规范问题对于大多数使用过TANGO的人来说，刚开始使用PowerPCB的时候，可能会觉得PowerPCB的限制太多。因为PowerPCB对原理图输入和原理图到PCB的规则传输上是以保证其正确性为前提的。所以，它的原理图中没有能够将一根电气连线断开的功能，也不能随意将一根电气连线在某个位置停止，它要保证每一根电气连线都要有起始管脚和终止管脚，或是接在软件提供的连接器上，以供不同页面间的信息传输。这是它防止错误发生的一种手段，其实，也是我们应该遵守的一种规范化的原理图输入方式。在PowerPCB设计中，凡是与原理图网表不一致的改动都要到ECO方式下进行，但它给用户提供了OLE链接，可以将原理图中的修改传到PCB中，也可以将PCB中的修改传回原理图。这样，既防止了由于疏忽引起的错误，又给真正需要进行修改提供了方便。但是，要注意的是，进入ECO方式时要选择“写ECO文件”选项，而只有退出ECO方式，才会进行写ECO文件操作。2.电源层和地层的选择PowerPCB中对电源层和地层的设置有两种选择，CAM Plane和Split/Mixed。Split/Mixed主要用于多个电源或地共用一个层的情况，但只有一个电源和地时也可以用。它的主要优点是输出时的图和光绘的一致，便于检查。而CAM Plane用于单个的电源或地，这种方式是负片输出，要注意输出时需加上第25层。第25层包含了地电信息，主要指电层的焊盘要比正常的焊盘大20mil左右的安全距离，保证金属化过孔之后，不会有信号与地电相连。这就需要每个焊盘都包含有第25层的信息。而我们自己建库时往往会忽略这个问题，造成使用Split/Mixed选项。3.推挤还是不推挤PowerPCB提供了一个很好用的功能就是自动推挤。当我们手动布线时，印制板在我们的完全控制之下，打开自动推挤的功能，会感到非常的方便。但是如果在你完成了预布线之后，要自动布线时，最好将预布好的线固定住，否则自动布线时，软件会认为此线段可移动，而将你的工作完全推翻，造成不必要的损失。4.定位孔的添加我们的印制板往往需要加一些安装定位孔，但是对于PowerPCB来说，这就属于与原理图不一样的器件摆放，需要在ECO方式下进行。但如果在最后的检查中，软件因此而给出我们许多的错误，就不大方便了。这种情况可以将定位孔器件设为非ECO注册的即可。在编辑器件窗口下，选中“编辑电气特性”按钮，在该窗口中，选中“普通”项，不选中“ECO注册”项。这样在检查时，PowerPCB不会认为这个器件是需要与网表比较的，不会出现不该有的错误。5.添加新的电源封装由于我们的国际与美国软件公司的标准不太一致，所以我们尽量配备了国际库供大家使用。但是电源和地的新符号，必须在软件自带的库中添加，否则它不会认为你建的符号是电源。所以当我们要建一个符合国标的电源符号时，需要先打开现有的电源符号组，选择“编辑电气连接”按钮，点按“添加”按钮，输入你新建的符号的名字等信息。然后，再选中“编辑门封装”按钮，选中你刚刚建立的符号名，绘制出你需要的形状，退出绘图状态，保存。这个新的符号就可以在原理图中调出了。6.空脚的设置我们用的器件中，有的管脚本身就是空脚，标志为NC。当我们建库的时候，就要注意，否则标志为NC的管脚会连在一起。这是由于你在建库时将NC管脚建在了“SINGAL_PINS“中，而PowerPCB认为“SINGAL_PINS”中的管脚是隐含的缺省管脚，是有用的管脚，如VCC和GND。所以，如果的NC管脚，必须将它们从“SINGAL_PINS"中删除掉，或者说，你根本无需理睬它，不用作任何特殊的定义。7.三极管的管脚对照三极管的封装变化很多，当自己建三极管的库时，我们往往会发现原理图的网表传到PCB中后，与自己希望的连接不一致。这个问题主要还是出在建库上。由于三极管的管脚往往用E，B，C来标志，所以在创建自己的三极管库时，要在“编辑电气连接”窗口中选中“包括文字数字管脚”复选框，这时，“文字数字管脚”标签被点亮，进入该标签，将三极管的相应管脚改为字母。这样，与PCB封装对应连线时会感到比较便于识别。8.表面贴器件的预处理现在，由于小型化的需求，表面贴器件得到越来越多的应用。在布图过程中，表面贴器件的处理很重要，尤其是在布多层板的时候。因为，表面贴器件只在一层上有电气连接，不象双列直插器件在板子上的放置是通孔，所以，当别的层需要与表面器件相连时就要从表面贴器件的管脚上拉出一条短线，打孔，再与其它器件连接，这就是所谓的扇入（FAN-IN），扇出（FAN-OUT）操作。如果需要的话，我们应该首先对表面贴器件进行扇入，扇出操作，然后再进行布线，这是因为如果我们只是在自动布线的设置文件中选择了要作扇入，扇出操作，软件会在布线的过程中进行这项操作，这时，拉出的线就会曲曲折折，而且比较长。所以，我们可以在布局完成后，先进入自动布线器，在设置文件中只选择扇入，扇出操作，不选择其它布线选项，这样从表面贴器件拉出来的线比较短，也比较整齐。9.将板图加入AUTOCAD有时我们需要将印制板图加入到结构图中，这时可以通过转换工具将PCB文件转换成AUTOCAD能够识别的格式。在PCB绘图框中，选中“文件”菜单中的“输出”菜单项，在弹出的文件输出窗口中将保存类型设为DXF文件，再保存。你就可以AUTOCAD中打开个这图了。当然，PADS中有自动标注功能，可以对画好的印制板进行尺寸标注，自动显示出板框或定位孔的位置。要注意的是，标注结果在Drill-Drawing层要想在其它的输出图上加上标注，需要在输出时，特别加上这一层才行。10.PowerPCB与ViewDraw的接口用ViewDraw的原理图，可以产生PowerPCB的表，而PowerPCB读入网表后，一样可以进行自动布线等功能，而且，PowerPCB中有链接工具，可以与VIEWDRAW的原理图动态链接、修改，保持电气连接的一致性。但是，由于软件修改升级的版本的差别，有时两个软件对器件名称的定义不一致，会造成网表传输错误。要避免这种错误的发生，最好专门建一个存放ViewDraw与PowerPCB对应器件的库，当然这只是针对于一部分不匹配的器件来说的。可以用PowerPCB中的拷贝功能，很方便地将已存在的PowerPCB中的其它库里的元件封装拷贝到这个库中，存成与VIEWDRAW中相对应的名字。11.生成光绘文件以前，我们做印制板时都是将印制板图拷在软盘上，直接给制版厂。这种做法保密性差，而且很烦琐，需要给制版厂另写很详细的说明文件。现在，我们用PowerPCB直接生产光绘文件给厂家就可以了。从光绘文件的名字上就可以看出这是第几层的走线，是丝印还是阻焊，十分方便，又安全。转光绘文件步骤：A．在PowerPCB的CAM输出窗口的DEVICE SETUP中将APERTURE改为999。B．转走线层时，将文档类型选为ROUTING，然后在LAYER中选择板框和你需要放在这一层上的东西。不注意的是，转走线时要将LINE,TEXT去掉（除非你要在线路上做铜字）。C．转阻焊时，将文档类型选为SOLD_MASK，在顶层阻焊中要将过孔选中。D．转丝印时，将文档类型选为SILK SCREEN，其余参照步骤B和C。E．转钻孔数据时，将文档类型选为NC DRILL，直接转换。注意，转光绘文件时要先预览一下，预览中的图形就是你要的光绘输出的图形，所以要看仔细，以防出错。有了对印制板设计的经验，如PowerPCB的强大功能，画复杂印制板已不是令人烦心的事情了。值得高兴的是，我们现在已经有了将TANGO的PCB转换成PowerPCB的工具，熟悉TANGO的广大科技人员可以更加方便的加入到PowerPCB绘图的行列中来，更加方便快捷地绘制出满意的印制板。

第三篇：PCB设计总结

设计总结

通过本次设计，我体会到整个设计的流程是从规则设置-----元件布局------过孔扇出与布线-----铺铜的处理-----走线优化------验证设计----处理丝印与出GERBER。

在该设计过程中，我出现了很多问题，现归纳如下：

1，对布局的思考太死板，没考虑到对后面走线的影响。2，走线不够通顺，不能很好的结合原理图来走线。3，哪些地方该铺铜，哪些地方不应铺铜比较模糊。4，软件设置不够熟悉。

由此总结几点要点。

一，关于过孔与铺铜的总结：

1，过孔尽量打到栅格点上，且保持对齐。

2，大电源部分要多打过孔，对于电感的处理，变压器的处理要注意。

铺铜不要超过焊盘下边缘。

3，铜箔宽度不要太大，5.5~6.5mil,不能小于4.5，不要用整数、4，铜箔宽度尽量保持一致。

5，电源层大电源铜箔挖出一块区域作为小电源铜箔，可以通过设置其优先级，来达到铺铜效果。不同电源铜箔间距一致，一般25mil适宜。倒角一般采用45°。二，关于走线的总结：

1，走线不能出现任意角度，一般保持45°角。

2，两个串联电容中间走线要加粗。走线间距保持3倍线宽较宜。

3，电源引脚对应的耦合电容要直连，保持电源电路通顺。

4，对于FPGA以及数据收发IC的IO口可以通过交换引脚是走线通顺。交换时保持数据口对应关系。5，模拟电路与数字电路走线要区分开，防止干扰产生。对应运放电路走线要加粗。6，大电源走线采用星形走线。可通过电源层走线。7，测试点要连入相应的网络。走线保持同组同层。

8，接插件中间尽量不走线。出线保持间距一致，走完的线可以通过锁定防止误操作，做到美观统一。

第四篇：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）oz.铜即35微米厚，2 oz.70微米, 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，那查表可知，最大安全电流是 4.0A。2． 同步开关噪声的问题。

同步开关噪声（Simultaneous Switch Noise，简称SSN）是指当器件处于开关状态，产生瞬间变化的电流（di/dt），在经过回流途径上存在的电感时，形成交流压降，从而引起噪声，所以也称为Δi噪声。开关速度越快，瞬间电流变化越显著，电流回路上的电感越大，则产生的SSN越严重。基本公式为：

VSSN=N·LLoop·(dI/dt)

公式1。

其中I指单个开关输出的电流，N是同时开关的驱动端数目，LLoop为整个回流路径上的电感，而VSSN就是同步开关噪声的大小。

如果是由于封装电感而引起地平面的波动，造成芯片地和系统地不一致，芯片的地被抬高这种现象我们称为地弹（Groundbounce）。同样，如果是由于封装电感引起的芯片和系统电源被降低，就称为电源反弹（PowerBounce）。如果芯片内部多个驱动同时开关时，会造成很大的芯片电源电压的压降和地平面的抬高，从而造成芯片的驱动能力的降低，电路速度会减慢。由公式1可知减小回路电感可以减小VSSN，其中回路电感包括芯片管脚的寄生电感，芯片内部电源和芯片内部地的电感，系统的电源和地的电感，以及信号线自身的电感，这四部分组成。所以见小VSSN的办法主要有以下几种方式。

a : 降低芯片内部驱动器的开关速率和同时开关的数目，以减小di/dt，不过这种方式不现实，因为电路设计的方向就是更快，更密。b : 降低系统供给电源的电感，高速电路设计中要求使用单独的电源层，并让电源层和地平面尽量接近。

c :降低芯片封装中的电源和地管脚的电感，比如增加电源/地的管脚数目，减短引线长度，尽可能采用大面积铺铜。

d :增加电源和地的互相耦合电感也可以减小回路总的电感，因此要让电源和地的管脚成对分布，并尽量靠近。

3.地的分割原则

任何一根信号线中的电流都要通过和它临近的地平面来回到它的驱动端，所以我们进行地的分割的时候要避免避免割断高速信号的回留路径，如下图3所示：

（图3）

上面的信号回路的电流不得不绕过分割槽，这样会产生很多相关的EMI问题，以及会给信号线的阻抗匹配产生影响。

三：不同传输线路的设计规则

根据信号线所处印制版中的层叠位置可以将信号线分为微带线和带状线，其中微带线是指在PCB的表层所走的线，有一层介质和它相临，信号传输速度较带状线要快，带状线在PCB的内层，有两层介质相临，信号传输速度比微带线要慢，但是EMI，EMC以及串扰等性能要好的多，所以建议高速信号都走成带状线。

根据信号线传输信号的方式最常见的有两种方式包括单端线和差分线。其中影响单端线传输性能的包括信号的反射和串扰。差分线虽然噪声免疫，但对阻抗控制，差分对间的线长要有严格的控制。下面分别对影响单端线和差分线性能的因素进行一下分析。1． 单端线反射的形成以及消除办法

我们知道如果源端的阻抗和终端的阻抗相匹配那么信号的功率 将会是最大，如果终端和源端阻抗不匹配则将会引起信号的反射，部分信号还会辐射出去造成EMI问题。

（图4）

那么什么时候反射不用考虑，什么时候不得不考虑呢？如图4所示，假设信号从源端由高电平变为低电平传输出去，信号传输延时为Tp，（有的文档将沿跳变时间<=四分之一Tp做为把信号线看成微波中传输线的条件）如果2Tp小于信号沿的跳边时间的话，反射因素就不用考虑，因为不会影响电平的判断，只会使沿的跳变不规则。相反的如果2Tp大于信号沿跳变的时间，那么反射会在发射端形成振铃现象，会影响到电平的判断，所以要考虑影响。信号线在介质中的传输速度为：

公式2 公式2为信号线为带状线时的传输公式。当信号线为微带线时，传输的介电常数的计算公式为：

公式3

如果信号线过长则反射因素就不得不考虑。解决的办法可以在线上串一个小欧姆阻值的电阻，还可以并一个小容值的电容，不过这种方法不太现实。图5为串联电阻之前的波形，图6为串联电阻之后的波形。

2． 影响信号间串扰的因素及解决办法。

串扰是信号传输中常见的问题，有些说法只要控制间距是线宽的3倍就可以了，也就是常说的3W原则，这种说法只是说间距越大越好，但还是不够全面。

（图7）

由图7可知除了和线间距D有关，还和走线层和参考平面的高度H有关。D越大越好，H越小越好。随着PCB的密度越来越高，有时候不能满足3W原则，这就要根据系统的实际情况，看多大的串扰能够忍受，另外由于工艺的原因H也不能太小，一般都不要小于5mil。图8和图9为调整线间距和H前后的对比。3． 差分线阻抗匹配和走线应注意事项

现今LVDS走线越来越流行，主要原因是因为它是采用一对线 对一个信号进行传输，其中一根上传输正信号，另一根上传输相反的电平，在接收端相减，这样可以把走线上的共模噪声消除。另外就是因为它的低功耗，LVDS一般都采用电流驱动，电压幅度才350mvpp。当然它也有缺点就是需要2倍宽度的走线数来传输数据。

差分线一般传输信号的速度都比较快，所以要进行严格的阻抗控制，一般都控制在100欧姆。下图10为一个差分传输模型，其中Z11和Z22分别为两跟信号线的特性阻抗，K为另外一跟线对自己的耦合系数。I为线上的电流。

图10 1线上任意一点的电压为V1=Z11*i1+Z11*i1*K 2线上任意一点的电压为 V2=Z22*i2+Z22*i2*K因为Z11=Z22=Z0，i1=-i2,所以V1和V2大小相等方向相反。所以差分阻抗为 Zdiff=2*Z0*（1-K）

公式4 由公式4可知差分阻抗不仅和单跟线的特性阻抗Z0有关，还和耦合系数K有关，所以调整线宽，间距，介电常数，电介质厚度，都会影响到差分阻抗。

另外差分线大多应用在源同步时钟系统当中，这就要求数据线和时钟线的长度要匹配，类外由差分线自身的特性要求一对之间的两跟线要匹配。下图11为等长的理想的差分线在接收端的情形。可以看到两跟线完全等延时，再相减之后不会出现误码。而图12为其中一跟线的延时比另一跟要长的情形，这样再相减误码很容易产生。

图11

图12 由于布线工具和器件本身以及工艺的原因很难做到没一对线和对与对之间的线都匹配，至于相差多少合适，并没有严格的公式，即使有也要具体情况具体分析，不可能都使用。根据以往的调试经验当信号工作在500MHZ~~800MHZ之间时，对内相差80mil，对间和时钟相差+-250mil，不会出现问题。（仅做参考）。

四：电磁干扰的产生及避免措施

EMI即电磁辐射是很常见的问题，主要减少电磁辐射的办法有以下几种方法：

a ：屏蔽。在比较敏感或高速的信号周围用地平面进行屏蔽，每格1000mil打一个地孔。

b ：避免或减小信号的环路面积。由电磁场理论可知变化的电场产生变化的磁场，当开关频率很高的时候，会由环路向外辐射电磁能量，也容易接收外面的磁场，就象是一个天线，所以应该尽量避免。c ：做好电源的滤波。滤波的器件主要包括磁珠和电容。磁珠类似带通滤波器，可以抑制高频，选择不同容值的电容可以针对不同频率的滤波起到旁路作用。五：总结

随着PCB密度，速度的提高，以及工艺方面的限制，信号完整性问题，以及电磁兼容问题会越来越突出，但只要我们依据一定的设计准则，通过一些仿真软件比如说Hyperlynx，还是可以把高速设计问题很好的解决。

第五篇：PCB电路板设计总结

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豪的，花了几天的时间，设计出了人生的第一块的电路板，虽然设计的不是很好，但是第一次也足够了。后面再布电源线和地线，记过后面就有63个孔，能感觉到，电路板中间设计电源层和地层，真是一个相当合理的设计，只需要一个打孔到该层就可以了，不用在电路板上面绕好多好多的线，同时也方便了其他没有接电源线和地线的元器件的布线，因为没有这些接电源线和地线，就节约出了很多的空间，可以用来给其他元器件布线。

设计了五天，终于是在最后一天，把所有的设计好了，真是不容易啊。老师也不容易，有什么不懂的地方，老师都是很耐心的给我们讲解，在这里谢谢老师。老师辛苦了。

这次实训，也收获了很多，最重要的是对电路板有了很好的认识，因为以前都不怎么知道电路板，平时上课的时候也没有老师讲过。通过这次设计电路板以及老师的讲解，才对电路板有了很好的认识，因为电路板这个东西，对我们是很有用的，因为以后我们就是和这个东西打交道。其次是知道了怎么去设计电路板，虽然只是理论上的，还不是实际上的，也感觉到其实设计电路板也不像想象中那么困难，只要最开始设计好原理图，后面的一切就交给计算机去设计。不过从这个实训中也体会到，仔细认真，对我们理工科学生是相当重要，因为在封装的时候任何一个小错误，都会造成后面设计电路板不成功。还有就是不能太急躁，最开始想很快做完，结果做的后面都要重做，设计这个东西，也要循环渐进。

卢骏

2011年7月1日星期五