PCB设计的要点和注意事项

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简介:写写帮文库小编为你整理了多篇相关的《PCB设计的要点和注意事项》,但愿对你工作学习有帮助,当然你在写写帮文库还可以找到更多《PCB设计的要点和注意事项》。

第一篇:PCB设计的要点和注意事项

PCB设计的要点和注意事项

要成为PCB高手,就要熟练常用的快捷键

按Shift点器件 选择

Ctrl+c 复制

Ctrl+v 粘贴

Shift+delete或者Ctrl+delete 删除已选部分

用得最快的还是Ctrl+delete 一按下就立杆见影

Shift+delete确切的讲是剪切命令按下该组合键后还要用十字光标点击所选元件才可以

剪切这相当是一种变相的删除当然也可以用Ctrl+X

小键盘区的 +-* 都可以切换layer

空格旋转

X x方向镜像

Y y方向镜像

V,U 单位切换 单位切换的另外一个更快的方法就是按Q

Shift+空格线的拐角方式选择

原理图绘制注意点

1,预防GND和VCC短路

对于放置的电源端口,双击看属性对话框中的Net中的名称是不是正确的,如果 电源端口的形状是正极(一个圆圈)但是属性对话框中的Net却是GND,那可就错了 2,ERC检查非常重要

一定要ERC检查SCH的连线是否有问题,基本上可以消除漏连,重复编号等错误.3,原理图中器件封装的加入技巧及netlist的生成a.元器件全部加入封装名

少数封装不一定要完全正确,只要原理图元件PIN的数量(Number)和PCB封装引脚 编号(Designator)对应即可,只要保证PCB

NETLIST 导入完全通过,可以在LAYOUT PCB时再修改.b.部分元器件加入封装名

在PCB NETLIST 导入前放上未加封装的器件,并事前编号

c.简单原理图不加入封装名

在PCB NETLIST 导入前放上未知器件,并事前编号.这样做的原因和好处:

在有些器件没有看到实样前,一样可以做好准备工作,并可以先连已知的部分,不必把大量时间浪费,因为在LAYOUT时同样可以修改封装,可以方便的移植其他PCB中的怪异封装,可以确保导入NETLIST导入完 全通过,而不必反复修改SCH中器件的封装.PCB Layout 注意点

打印一分准确的原理图:

布局时,按电路图将电路划成不同的功能模块,如电源

部分,驱动部分,cpu部分放置,然后根据pcb的尺寸和安

装整体移动各相关模块,这样就能保证相同模块内的走线最短,各个模块之间的连接最合理.所以说,要画PCB首先要搞弄SCH的原理.怎样画出一块准确PCB板

1.SCH原理图本身的准确及ERC的完全通过

2.PCB Netlist导入完全通过

注意几点:1,有些器件典型库中SCHLIB和PCBLIB

引脚编号是不同的.NPN的封装PIN名称是1,2,3, 而库是

E,B,C的话是通不过的3,SCH 中NETLABLE的不能超过八个字符.只要元器件引脚的NUMBER和封装一样一定能

100%通过,可以采用上述SCH中加封装的方法.怎样画出一块符合电气特性的PCB板

布线规则

1,再次强调布局和走线一定要按原理图进行,走线要短.2,地线,电源线尽量加粗,高,低速和模,数地线分开一点接线.3,一般而言,35um厚的铜箔,1mm宽能走1A的电流.4,7805前的滤波电容一般为1A/1000uF,每个IC的电源脚

建议用104的电容进行滤波,防止长线干扰.5,CPU的晶振走线一定要短,并用尽量用地线包住.怎样画出一块漂亮的PCB板

有关铺铜:

铺铜的作用:

1,当然是美观了2,把铺铜和地线连接可以起到屏蔽作用3,减少腐蚀液的浪费 有关引脚:

1,单面板时焊盘尽量大,以增加附着力

2,补泪滴:为了加强焊盘和引线交*处的强度(避免钻孔时引线和焊盘之间出现断裂)

第二篇:PCB画板流程总结及注意事项

1.拿到一个新板,首先花一点时间仔细把原理图看一遍。看原理图的方法,可以从任意一个接口入手,通过网络查看的方式,把接到这个接口上的所有网络,一直向前查看,直到主芯片。这样将所有接口网络疏理完,整个原理图也就差不多疏理完了。这样接下来的PCB布局布线,自己心中才有一定的基础。并且在PCB的布局布线过程中要随时查看原理图,以原理图为基础。

2.PCB布局开始前,先看看原始的文档,有没有可以复用的,可以复用的先保留(比如很多情况下的DDR和主芯片部分可以复用),其不能复用的全部打散拉出去,删除不必要的连线及过孔。在处理这些时可以关掉其他没必要的层面及元素(Solder mask Top, Solder mask Bottom,lines,text,ref,type,attributes,keepout)。

3.接下来,把所有的结构件定位好。把主芯片小系统按照各接口数据流最顺的方式定位好方向及位置。把各接口及排插按照要求(组装及功能要求)摆放好。4.从原理图入手,将各个功能模块单独布局好,先不用考虑放到一起去,可以在板外布局。5.各功能模块布局好后,从各接口入手,将功能模块按照数据流方向及走线最顺的原则整合在一起。当然在整合的过程中,各功能模块的布局可以微调,以达到各模块之间合理衔接,整板布局均匀、美观、合理的效果。6.各接口及排插上的附属器件(比如各接口排插上的磁珠,滤波电容,面板排插的器件等)可以与接口排插一起布局好,作为一个整体一起移动。

7.主芯片的滤波电容可以先不管,全部拉到外面,等主芯片所有的信号管脚都扇出完成,最后处理电源的时候再把电容一个一个地放进去。当然在扇出的过程中,要给这些电源管脚打出过孔,预留出空间。

8.还有一些上下拉电阻,也可以先不管,根据走线时的情况再放进去。

9.布局的过程中,重要的一点还要考虑电源的规划,要计划好哪些电源通过平面划分,哪些要通过走线,各相关的电源(同一个电源通过磁珠隔离给不同模块供电)尽可能放在一起,要有明确的电流流向。10.到此布局完成。

11.布线,先把DDR,HDMI,网口,TUNER,面板,CA,音视频,USB等这些重要的、多的信号线走完。走的过程中可以微调布局,使走线尽可能顺。

12.走线的方法,可以从主芯片的四个方向一个一个的扇出,向四周扩散,当主芯片的所有管脚扇出完,整个板子的信号都差不多走完了。

13.走线的过程中也要注意电源的走线,通过平面走的电源,在走线时打好过孔。14.然后再将其他信号连通。

15.所有的信号线走完后,就来处理电源,先把主芯片的电源处理完,将滤波电容放进去。按照之前的电源规划画好电源平面。电源走线的宽度要严格参考原理图的要求,并尽可能加大。

16.再处理特殊要求的走线:网口、HDMI的挖空,有阻抗要求的走线等。

17.最后就是敷地,打孔,修地了。敷好地后,检查地平面的完整性,该补的补该调的调,这是一项耗时耗力的一步,需要认真细心地去做,地的处理是整个板子的关键。18.走线要注意几点:

A,所有的走线尽可能走在表层,底层尽量少走线,因为表层的线才有完整的参考平面,底层也能尽量完整。B,电源平面的划分,要尽量少,电源层,也尽量成为一个大的平面,以给底层的走线提供参考。电源平面的交界处尽量避免信号线的跨分割,所有走在底层的重要信号,电源层必需提供一个完整的平面。C,电源走线要避免形成环形。D,在走线的过程中,所有的关键信号,该包地的要包好,并尽可能预留打孔的空间。E,敏感信号与强噪声信号尽可能远离,如:时钟与电源,时钟与CA等。

F,有安规要求的按安规要求处理,如网口的挖空,网口的高压区与低压区的隔离等。19.最后输出交付文件即大功告成。

第三篇:浅谈开关电源设计中PCB板的物理设计注意事项

浅谈开关电源设计中PCB板的物理设计注意事项

在开关电源设计中PCB板的物理设计都是最后一个环节,如果设计方法不当,PCB可能会辐射过多的电磁干扰,造成电源工作不稳定,以下针对各个步骤中所需注意的事项进行分析:

一、从原理图到PCB的设计流程

建立元件参数-》输入原理网表-》设计参数设置-》手工布局-》手工布线-》验证设计-》复查-》CAM输出。

二、元器件布局

实践证明,即使电路原理图设计正确,印制电路板设计不当,也会对电子设备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;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,因此,在设计印制电路板的时候,应注意采用正确的方法。每一个开关电源都有四个电流回路:

(1)电源开关交流回路(2)输出整流交流回路(3)输入信号源电流回路(4)输出负载电流回路输入回路

通过一个近似直流的电流对输入电容充电,滤波电容主要起到一个宽带储能作用;类似地,输出滤波电容也用来储存来自输出整流器的高频能量,同时消除输出负载回路的直流能量。所以,输入和输出滤波电容的接线端十分重要,输入及输出电流回路应分别只从滤波电容的接线端连接到电源;如果在输入/输出回路和电源开关/整流回路之间的连接无法与电容的接线端直接相连,交流能量将由输入或输出滤波电容并辐射到环境中去。

电源开关交流回路和整流器的交流回路包含高幅梯形电流,这些电流中谐波成分很高,其频率远大于开关基频,峰值幅度可高达持续输入/输出直流电流幅度的5倍,过渡时间通常约为50ns。

这两个回路最容易产生电磁干扰,因此必须在电源中其它印制线布线之前先布好这些交流回路,每个回路的三种主要的元件滤波电容、电源开关或整流器、电感或变压器应彼此相邻地进行放置,调整元件位置使它们之间的电流路径尽可能短。建立开关电源布局的最好方法与其电气设计相似,最佳设计流程如下:

放置变压器

设计电源开关电流回路 设计输出整流器电流回路 连接到交流电源电路的控制电路

设计输入电流源回路和输入滤波器 设计输出负载回路和输出滤波器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)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。电路板的最佳形状矩形,长宽比为3:2或4:3,位于电路板边缘的元器件,离电路板边缘一般不小于2mm。

(2)放置器件时要考虑以后的焊接,不要太密集。(3)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,去耦电容尽量靠近器件的VCC。

(4)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。

(5)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。

(6)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。

(7)尽可能地减小环路面积,以抑制开关电源的辐射干扰。

三、参数设置

相邻导线间距必须能满足电气安全要求,而且为了便于操作和生产,间距也应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压,在布线密度较低时,信号线的间距可适当地加大,对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距,一般情况下将走线间距设为8mil。

焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm,这样可以避免加工时导致焊盘缺损。当与焊盘连接的走线较细时,要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状,这样的好处是焊盘不容易起皮,而是走线与焊盘不易断开。

四、布线

开关电源中包含有高频信号,PCB上任何印制线都可以起到天线的作用,印制线的长度和宽度会影响其阻抗和感抗,从而影响频率响应。即使是通过直流信号的印制线也会从邻近的印制线耦合到射频信号并造成电路问题(甚至再次辐射出干扰信号)。因此应将所有通过交流电流的印制线设计得尽可能短而宽,这意味着必须将所有连接到印制线和连接到其他电源线的元器件放置得很近。

印制线的长度与其表现出的电感量和阻抗成正比,而宽度则与印制线的电感量和阻抗成反比。长度反映出印制线响应的波长,长度越长,印制线能发送和接收电磁波的频率越低,它就能辐射出更多的射频能量。根据印制线路板电流的大小,尽量加租电源线宽度,减少环路电阻。同时、使电源线、地线的走向和电流的方向一致,这样有助于增强抗噪声能力。接地是开关电源四个电流回路的底层支路,作为电路的公共参考点起着很重要的作用,它是控制干扰的重要方法。

因此,在布局中应仔细考虑接地线的放置,将各种接地混合会造成电源工作不稳定。在地线设计中应注意以下几点:

1.正确选择单点接地通常,滤波电容公共端应是其它的接地点耦合到大电流的交流地的唯一连接点,同一级电路的接地点应尽量靠近,并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上,主要是考虑电路各部分回流到地的电流是变化的,因实际流过的线路的阻抗会导致电路各部分地电位的变化而引入干扰。在本开关电源中,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,因而采用一点接地,即将电源开关电流回路(中的几个器件的地线都连到接地脚上,输出整流器电流回路的几个器件的地线也同样接到相应的滤波电容的接地脚上,这样电源工作较稳定,不易自激。做不到单点时,在共地处接两二极管或一小电阻,其实接在比较集中的一块铜箔处就可以。

2.尽量加粗接地线 若接地线很细,接地电位则随电流的变化而变化,致使电子设备的定时信号电平不稳,抗噪声性能变坏,因此要确保每一个大电流的接地端采用尽量短而宽的印制线,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,如有可能,接地线的宽度应大于3mm,也可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。进行全局布线的时候,还须遵循以下原则:

(1)。布线方向:从焊接面看,元件的排列方位尽可能保持与原理图相一致,布线方向最好与电路图走线方向相一致,因生产过程中通常需要在焊接面进行各种参数的检测,故这样做便于生产中的检查,调试及检修(注:指在满足电路性能及整机安装与面板布局要求的前提下)。

(2)。设计布线图时走线尽量少拐弯,印刷弧上的线宽不要突变,导线拐角应≥90度,力求线条简单明了。

(3)。印刷电路中不允许有交叉电路,对于可能交叉的线条,可以用“钻”、“绕”两种办法解决。即让某引线从别的电阻、电容、三极管脚下的空隙处“钻”过去,或从可能交叉的某条引线的一端“绕”过去,在特殊情况下如何电路很复杂,为简化设计也允许用导线跨接,解决交叉电路问题。因采用单面板,直插元件位于top面,表贴器件位于bottom面,所以在布局的时候直插器件可与表贴器件交叠,但要避免焊盘重叠。

3.输入地与输出地本开关电源中为低压的DC-DC,欲将输出电压反馈回变压器的初级,两边的电路应有共同的参考地,所以在对两边的地线分别铺铜之后,还要连接在一起,形成共同的地。

五、检查

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,在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。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。

六、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。

七、设计输出 输出光绘文件的注意事项:

a.需要输出的层有布线层(底层)、丝印层(包括顶层丝印、底层丝印)、阻焊层(底层阻焊)、钻孔层(底层),另外还要生成钻孔文件(NC Drill)b.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、Linec.在设置每层的Layer时,将Board Outline选上,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、Line。d.生成钻孔文件时,使用PowerPCB的缺省设置,不要作任何改。

第四篇: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。

第五篇: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。

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