第一篇:電子產(chǎn)品設(shè)計 的5年經(jīng)驗總結(jié)之PCB設(shè)計
電子產(chǎn)品設(shè)計經(jīng)驗總結(jié)之PCB設(shè)計
1.根據(jù)線路板廠家的能力設(shè)定線路板基本參數(shù)
根據(jù)滄州一帶線路板廠的水平,按下列參數(shù)設(shè)計線路板質(zhì)量應(yīng)能保證:
* 最小導(dǎo)線寬度:8mil;
* 最小導(dǎo)線間距:8mil;
* 最小過孔焊盤直徑:30 mil;
* 最小過孔孔徑:16 mil;
* DRC檢查最小間距:8mil; 2.線路板布局
* 固定孔和線路板外形按結(jié)構(gòu)要求以公制尺寸繪制;
* 螺釘固定孔的焊盤要大于螺釘帽和螺母的直徑,以M3的螺釘為例,其焊盤直徑為6.5mm,鉆孔直徑為3.2mm。
* 外圍接插件位置要總體考慮,避免電纜錯位、扭曲;
* 其他器件要以英制尺寸布置在最小25 mil的網(wǎng)格上,以利布線;
* 按功能把器件分成多個單元,在顯示網(wǎng)絡(luò)飛線的情況下把單元的各個器件定位;
* 把各個單元移到線路板的合適位置,利用塊移動和旋轉(zhuǎn)功能使大部分走線合理;
* 模擬電路與數(shù)字電路分片布置,數(shù)字部分的電流盡量不要穿越模擬區(qū);
* 模擬電路按信號走向布置,大信號線不得穿越小信號區(qū);
* 晶體和連接電容下方不得走其他信號線,以免振蕩頻率不穩(wěn);
* 除單列器件外只允許移動、旋轉(zhuǎn),不得翻轉(zhuǎn),否則器件只能焊于焊接面;
* 核對器件封裝
同一型號的貼片器件有不同封裝。例如SO14 塑料本體寬度有0.15英寸(3.8mm)和5.1mm的區(qū)別。
* 核對器件安裝位置
器件布局初步完成后,應(yīng)打出1:1的器件圖,核對邊沿器件安裝位置是否合適。3.布線 3.1 線寬
信號線:8~12mil;
電源線:30~100mil(A級電源線可用矩形焊盤加焊裸導(dǎo)線以增加通過電流量);
3.2 標準英制器件以25 mil間距走線。
3.3 公制管腳以5 mil間距走線,距離管腳不遠處拐彎,盡量走到25 mil網(wǎng)格上,便于以后導(dǎo)線調(diào)整。3.4 8mil線寬到過孔中心間距為30mil。
3.5 大量走線方向交叉時可把貼片器件改到焊接面。
3.6 原理圖連線不見得合理,可適當修改原理圖,重作網(wǎng)絡(luò)表,使走線盡量簡潔、合理。
* 62256 RAM芯片的數(shù)據(jù)、地址線可不按元件圖排列;
* MCU 的外接IO管腳可適當調(diào)整;
* 地址鎖存芯片的引腳可適當變動,但要注意信號的對應(yīng)關(guān)系;
* CPLD和GAL的引腳可適當調(diào)整。
3.7在用貼片管腳較多的器件時,布線不一定堅持橫豎各在一面的原則,應(yīng)以走線簡潔、合理為準。3.8 預(yù)留電源和地線走線空間。
3.9 電源線換面時最好在器件管腳處,過孔的電阻較大。3.10 不應(yīng)連接的器件有飛線,可能是原理圖網(wǎng)絡(luò)標號相同所致,應(yīng)修改原理圖。4.線間距壓縮
在引線密度較高,差幾根線布放困難時可采取以下辦法:
* 8mil線寬線間距由25 mil改為20 mil;
* 過孔較多時可把經(jīng)過孔的相反方向的走線調(diào)整到一排;
* 經(jīng)過孔的走線彎曲,壓縮線間距;
*
5.DRC檢查
DRC檢查的間距一般為10 mil,如布線困難也可設(shè)為8 mil。
布地網(wǎng)前應(yīng)作一次DRC檢查,即除GND沒布線外不得有其他問題。如發(fā)現(xiàn)問題也容易處理。6.佈地網(wǎng)(鋪銅)
佈地網(wǎng)首先能減小地線電阻,即減小由地線電阻(電感)形成的電壓降,使電路工作穩(wěn)定。另外也可減少對外輻射,增強電磁兼容性。早期采用網(wǎng)格,近來很多采用連在一起的銅箔。
佈地網(wǎng)用DXP軟件較好,即缺畫導(dǎo)線較少。6.1 初始設(shè)置
DRC檢查的間距設(shè)置:16mil(DRC檢查時要改回10 mil)
(焊盤與地網(wǎng)距離較大,焊接時不易短路)
網(wǎng)格間距:10mil
線寬:10mil
不刪除死銅。
6.2 布線
布線前應(yīng)在元件面絲印層畫出佈地網(wǎng)的范圍,以免兩面不一致。這些線布完后刪除。6.3 加過孔
過孔不只起把死銅連接的作用,在可能的地方盡量多加過孔(10mm間距),以使地電阻最小。6.4 刪除死銅
多余死銅使兩邊導(dǎo)線電容加大,增加不必要的耦合,必須刪除。7.鉆孔孔徑調(diào)整
由于一般阻容件、集成電路管腳直徑在0.5~0.6mm之間,50 mil焊盤的缺省孔徑為30 mil(0.76mm),焊接無問題。對直徑較大的二極管、單雙排插針就不合適,甚至?xí)宀贿M去,把孔徑改為39 mil(約為1 mm)即可。
管腳直徑大于1 mm的器件,無法在50 mil焊盤上應(yīng)用,這是器件庫設(shè)計問題。8.器件標號調(diào)整
把器件標號移到合適位置,在器件較密時容易把標號放錯,此時應(yīng)用器件編輯命令核對。9.編制元器件表
編制元器件表的目的是給器件采購和線路板焊接準備必要文件。建議按以下原則編制:
* 器件順序按電阻、電容、電感、集成電路、其他排列;
* 同類器件按數(shù)值從小到大排列;
* 器件應(yīng)標明型號、數(shù)量、安裝位置(器件標號);
* 集成電路應(yīng)在備注欄標明封裝型式;
* 焊插座的器件應(yīng)標明插座型號;
* 特殊器件(如高精度電阻)應(yīng)注明。10.元件封裝設(shè)計
10.1元件封裝設(shè)計的必要性
* 新器件沒有現(xiàn)成的封裝;
* 貼片器件自動貼裝焊盤可以和器件焊盤一致,手工焊接要留出焊接余量。10.2元件封裝設(shè)計
* 在元件絲印面畫出帶器件方向的元件外形,以防器件放置擁擠;
* 貼片器件焊盤要長出器件管腳0.5 mm,便于手工焊接;
* 插板器件焊盤孔徑要大于管腳直徑0.2 mm,便于焊錫流動;
* 管腳編號要與原理圖一致(不用管腳也要編號);
* 核對管腳編號;
* 打印1:1圖形,與實際器件核對。10.3 使用元件封裝庫應(yīng)注意的幾個問題
* DB插頭座針、孔管腳排列相反,容易用錯;
* 3腳分立器件封裝與原理圖可能不一致;
* DC2帶耳接插件要留出合適的安裝空間;
* 立式接插件與臥式接插件封裝圖不同;
* 把器件改放到焊接面可用器件編輯來實現(xiàn)
設(shè)計PCB時抗靜電放電(ESD)的方法
技術(shù)文章
加入時間:2008-3-24 加入者:PCB之家
來自人體、環(huán)境甚至電子設(shè)備內(nèi)部的靜電對于精密的半導(dǎo)體芯片會造成各種損傷,例如穿透元器件內(nèi)部薄的絕緣層;損毀MOSFET和CMOS元器件的柵極;CMOS器件中的觸發(fā)器鎖死;短路反偏的PN結(jié);短路正向偏置的PN結(jié);熔化有源器件內(nèi)部的焊接線或鋁線。為了消除靜電釋放(ESD)對電子設(shè)備的干擾和破壞,需要采取多種技術(shù)手段進行防范。
在PCB板的設(shè)計當中,可以通過分層、恰當?shù)牟季植季€和安裝實現(xiàn)PCB的抗ESD設(shè)計。在設(shè)計過程中,通過預(yù)測可以將絕大多數(shù)設(shè)計修改僅限于增減元器件。通過調(diào)整PCB布局布線,能夠很好地防范ESD。以下是一些常見的防范措施。
*盡可能使用多層PCB,相對于雙面PCB而言,地平面和電源平面,以及排列緊密的信號線-地線間距能夠減小共模阻抗和感性耦合,使之達到雙面PCB的1/10到1/100。盡量地將每一個信號層都緊靠一個電源層或地線層。對于頂層和底層表面都有元器件、具有很短連接線以及許多填充地的高密度PCB,可以考慮使用內(nèi)層線。
*對于雙面PCB來說,要采用緊密交織的電源和地柵格。電源線緊靠地線,在垂直和水平線或填充區(qū)之間,要盡可能多地連接。一面的柵格尺寸小于等于60mm,如果可能,柵格尺寸應(yīng)小于13mm。
*確保每一個電路盡可能緊湊。
*盡可能將所有連接器都放在一邊。
*如果可能,將電源線從卡的中央引入,并遠離容易直接遭受ESD影響的區(qū)域。
*在引向機箱外的連接器(容易直接被ESD擊中)下方的所有PCB層上,要放置寬的機箱地或者多邊形填充地,并每隔大約13mm的距離用過孔將它們連接在一起。
*在卡的邊緣上放置安裝孔,安裝孔周圍用無阻焊劑的頂層和底層焊盤連接到機箱地上。
*PCB裝配時,不要在頂層或者底層的焊盤上涂覆任何焊料。使用具有內(nèi)嵌墊圈的螺釘來實現(xiàn)PCB與金屬機箱/屏蔽層或接地面上支架的緊密接觸。
*在每一層的機箱地和電路地之間,要設(shè)置相同的“隔離區(qū)”;如果可能,保持間隔距離為0.64mm。
*在卡的頂層和底層靠近安裝孔的位置,每隔100mm沿機箱地線將機箱地和電路地用1.27mm寬的線連接在一起。與這些連接點的相鄰處,在機箱地和電路地之間放置用于安裝的焊盤或安裝孔。這些地線連接可以用刀片劃開,以保持開路,或用磁珠/高頻電容的跳接。
*如果電路板不會放入金屬機箱或者屏蔽裝置中,在電路板的頂層和底層機箱地線上不能涂阻焊劑,這樣它們可以作為ESD電弧的放電極。
*要以下列方式在電路周圍設(shè)置一個環(huán)形地:
(1)除邊緣連接器以及機箱地以外,在整個外圍四周放上環(huán)形地通路。
(2)確保所有層的環(huán)形地寬度大于2.5mm。
(3)每隔13mm用過孔將環(huán)形地連接起來。
(4)將環(huán)形地與多層電路的公共地連接到一起。
(5)對安裝在金屬機箱或者屏蔽裝置里的雙面板來說,應(yīng)該將環(huán)形地與電路公共地連接起來。不屏蔽的雙面電路則應(yīng)該將環(huán)形地連接到機箱地,環(huán)形地上不能涂阻焊劑,以便該環(huán)形地可以充當ESD的放電棒,在環(huán)形地(所有層)上的某個位置處至少放置一個0.5mm寬的間隙,這樣可以避免形成一個大的環(huán)路。信號布線離環(huán)形地的距離不能小于0.5mm。
POWERPCB使用技巧和設(shè)計規(guī)范
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加入時間:2007-11-6 加入者:PCB之家
POWERPCB使用技巧
1、在setup/layer definition中把需要定義為地或電源層相應(yīng)層定義為CAM PLANE。
2、并在layer thinkness中輸入你的層疊的結(jié)構(gòu),比如各層的厚度、板材的介電常數(shù)等。
通過以上的設(shè)置,選定某一根網(wǎng)絡(luò)并按CTRL+Q,就可以看到該網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的特性阻抗、延時等
快速刪除已經(jīng)定義的地或電源銅皮框的方法: 第一步:將要刪除的銅皮框移出板外。第二步:對移出板外的銅皮框重新進行灌水。
第三步:將銅皮框的網(wǎng)絡(luò)重新定義為none,然后刪除。提示:如果用powerpcb4.01,那么刪除銅皮的速度是比較快的 對于大型的pcb板幾分鐘就可以刪除了,如果不用以上方法可以需要幾個小時。
關(guān)于在powerpcb中會速繞線的方法:
第一步:在setup/preferences面板的design下的miters中設(shè)置為arc,且ratio為3.5。第二步:布直角的線。
第三步:選中該線,右擊鼠標,選中add miters命令即可很快畫出繞線。
powerpcb4.0中應(yīng)該注意的一個問題:
一般情況下,產(chǎn)品的外框均是通過*.dxf的文件導(dǎo)入。但是pcb文件導(dǎo)入*.dxf文件后很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)庫錯誤,給以后的設(shè)計買下禍根。好的處理辦法是:把*.dxf文件導(dǎo)入一個新的pcb文件中,然后從這個pcb文件中copy所需的text、line到設(shè)計設(shè)計的pcb文件中,這樣不會破壞設(shè)計的pcb文件的數(shù)據(jù)。如果打一個一個的打地過孔,可以這樣做:
1、設(shè)置GND網(wǎng)絡(luò)地走線寬度,比如20mil。
2、設(shè)置走線地結(jié)束方式為END VIA。
3、走線時,按ctrl+鼠標左鍵就可以快速地打地過孔了。如果是打很多很整齊地過孔,可以使用自動布線器blazerouter,自動地打。當然必須設(shè)置好規(guī)則:
1、把某一層設(shè)置為CAM層,并指定GND網(wǎng)絡(luò)屬性給它。
2、設(shè)置GND網(wǎng)絡(luò)地走線寬度,比如20mil。
3、設(shè)置好過孔與焊盤地距離,比如13mil。
4、設(shè)置好設(shè)計柵格和fanout柵格都為1mil。
5、然后就可以使用fanout功能進行自動打孔了。ddwe:
首先,覆銅層改為split/mixs;點擊智能分割圖標,畫好覆銅外框,然后點擊右健,選擇anything的選擇模式,光標移到覆銅外框,進行分割;最后進行灌銅!michaelpcb:
選擇覆銅模式,畫好外框,右健選擇shape,選中覆銅外框,屬性改為gnd,flood即可;最后還要刪除孤島。
注意:在畫外框之前,必須把該層改為split/mixe,否則不能選中!接下來的操作和前面介紹一樣。
最后多說一句,顯示覆銅外框必須在preferences->split/mixed plane->mixed plane display中設(shè)置。
1.在覆銅時,copper、copper pour、plane aera、auto separate有什么不同? copper:銅皮
copper pour:快速覆銅
plane aera:智能覆銅/電源、地覆銅(使用時必須在layer setup中定義層為split/mixe,方可使用)
auto separate:智能分割(畫好智能覆銅框后,如果有多個網(wǎng)絡(luò),用此項功能模塊進行分割)2.分割用2D line嗎?
在負向中可以使用,不過不夠安全。
3.灌銅是選flood,還是tools->pout manager? flood:是選中覆銅框,覆銅。
pout manager:是對所有的覆銅進行操作。
先畫好小覆銅區(qū),并覆銅;然后才能畫大覆銅區(qū)覆銅!
請教:POWERPCB如何能象PROTEL99那樣一次性更改所有相同的或所有的REF或TXT文字的大小,還有,怎么更改一個VIA的大小而不影響其他VIA的大小.這功能POWERPCB真不如PROTEL99SE.可以通過鼠標右鍵選擇“Document”,然后就可以選中所需要的ref或文字了。如果要更改一個Via的大小,需要新建一種類型的Via。
高速板4層以上布線總結(jié)
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加入時間:2007-11-7 加入者:PCB之家1、3點以上連線,盡量讓線依次通過各點,便于測試,線長盡量短,如下圖(按前一種):
2、引腳之間盡量不要放線,特別是集成電路引腳之間和周圍。
3、不同層之間的線盡量不要平行,以免形成實際上的電容。
4、布線盡量是直線,或45度折線,避免產(chǎn)生電磁輻射。
5、地線、電源線至少10-15mil以上(對邏輯電路)。
6、盡量讓鋪地多義線連在一起,增大接地面積。線與線之間盡量整齊。
7、注意元件排放均勻,以便安裝、插件、焊接操作。文字排放在當前字符層,位置合理,注意朝向,避免被遮擋,便于生產(chǎn)。
8、元件排放多考慮結(jié)構(gòu),貼片元件有正負極應(yīng)在封裝和最后標明,避免空間沖突。
9、目前印制板可作4?5mil的布線,但通常作6mil線寬,8mil線距,12/20mil焊盤。布線應(yīng)考慮灌入電流等的影響。
10、功能塊元件盡量放在一起,斑馬條等LCD附近元件不能靠之太近。
11、過孔要涂綠油(置為負一倍值)。
12、電池座下最好不要放置焊盤、過空等,PAD和VIL尺寸合理。
13、布線完成后要仔細檢查每一個聯(lián)線(包括NETLABLE)是否真的連接上(可用點亮法)。
14、振蕩電路元件盡量靠近IC,振蕩電路盡量遠離天線等易受干擾區(qū)。晶振下要放接地焊盤。
15、多考慮加固、挖空放元件等多種方式,避免輻射源過多。
16、設(shè)計流程: A:設(shè)計原理圖; B:確認原理;
C:檢查電器連接是否完全;
D:檢查是否封裝所有元件,是否尺寸正確; E:放置元件;
F:檢查元件位置是否合理(可打印1:1圖比較); G:可先布地線和電源線;
H:檢查有無飛線(可關(guān)掉除飛線層外其他層); I:優(yōu)化布線; J:再檢查布線完整性; K:比較網(wǎng)絡(luò)表,查有無遺漏; L:規(guī)則校驗,有無不應(yīng)該的錯誤標號; M:文字說明整理;
N:添加制板標志性文字說明; O:綜合性檢查
第二篇:PCB設(shè)計經(jīng)驗總結(jié)
--[PCB]PCB設(shè)計經(jīng)驗總結(jié)
[PCB]PCB設(shè)計經(jīng)驗總結(jié)布局:總體思想:在符合產(chǎn)品電氣以及機械結(jié)構(gòu)要求的基礎(chǔ)上考慮整體美觀,在一個PCB板上,元件的布局要求要均衡,疏密有序。1.印制板尺寸必須與加工圖紙尺寸相符,符合PCB制造工藝要求,放置MARK點。2.元件在二維、三維空間上有無沖突?3.元件布局是否疏密有序,排列整齊?是否全部布完?4.需經(jīng)常更換的元件能否方便的更換?插件板插入設(shè)備是否方便? 5.熱敏元件與發(fā)熱元件之間是否有適當?shù)木嚯x?6.調(diào)整可調(diào)元件是否方便?7.在需要散熱的地方,裝了散熱器沒有?空氣流是否通暢?布局:總體思想:在符合產(chǎn)品電氣以及機械結(jié)構(gòu)要求的基礎(chǔ)上考慮整體美觀,在一個PCB板上,元件的布局要求要均衡,疏密有序。1.印制板尺寸必須與加工圖紙尺寸相符,符合PCB制造工藝要求,放置MARK點。2.元件在二維、三維空間上有無沖突?3.元件布局是否疏密有序,排列整齊?是否全部布完?4.需經(jīng)常更換的元件能否方便的更換?插件板插入設(shè)備是否方便? 5.熱敏元件與發(fā)熱元件之間是否有適當?shù)木嚯x?6.調(diào)整可調(diào)元件是否方便?7.在需要散熱的地方,裝了散熱器沒有?空氣流是否通暢?8.信號流程是否順暢且互連最短?9.插頭、插座等與機械設(shè)計是否矛盾?10.蜂鳴器遠離柱形電感,避免干擾聲音失真。11.速度較快的器件如SRAM要盡量的離CPU近。12.由相同電源供電的器件盡量放在一起。布線:
1.走線要有合理的走向:如輸入/輸出,交流/直流,強/弱信號,高頻/低頻,高壓/低壓等...,它們的走向應(yīng)該是呈線形的(或分離),不得相互交融。其目的是防止相互干擾。最好的走向是按直線,但一般不易實現(xiàn),避免環(huán)形走線。對于是直流,小信號,低電壓PCB設(shè)計的要求可以低些。輸入端與輸出端的邊,以免產(chǎn)生反射干擾線應(yīng)避免相鄰平行。必要時應(yīng)加地線隔離,兩相鄰層的布線要互相垂直,平行容易產(chǎn)生寄生耦合。2.選擇好接地點:一般情況下要求共點地,數(shù)字地與模擬地在電源輸入電容處相連。3.合理布置電源濾波/退耦電容:布置這些電容就應(yīng)盡量靠近這些元部件,離得太遠就沒有作用了。在貼片器件的退耦電容最好在布在板子另一面的器件肚子位置,電源和地要先過電容,再進芯片。4.線條有講究:有條件做寬的線決不做細;高壓及高頻線應(yīng)園滑,不得有尖銳的倒角,拐彎也不得采用直角,一般采用135度角。地線應(yīng)盡量寬,最好使用大面積敷銅,這對接地點問題有相當大的改善。設(shè)計中應(yīng)盡量減少過線孔,減少并行的線條密度。5.盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬,它們的關(guān)系是:地線>電源線>信號線。6.數(shù)字電路與模擬電路的共地處理,現(xiàn)在有許多PCB不再是單一功能電路(數(shù)字或模擬電路),而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成的。因此在布線時就需要考慮它們之間互相干擾問題,特別是地線上的噪音干擾。數(shù)字電路的頻率高,模擬電路的敏感度強,對信號線來說,高頻的信號線盡可能遠離敏感的模擬電路器件,對地線來說,整人PCB對外界只有一個結(jié)點,所以必須在PCB內(nèi)部進行處理數(shù)、模共地的問題,而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實際上是分開的它們之間互不相連,只是在PCB與外界連接的接口處(如插頭等)。數(shù)字地與模擬地有一點短接。7.信號線布在電(地)層上在多層印制板布線時,由于在信號線層沒有布完的線剩下已經(jīng)不多,再多加層數(shù)就會造成浪費也會給生產(chǎn)增加一定的工作量,成本也相應(yīng)增加了,為解決這個矛盾,可以考慮在電(地)層上進行布線。首先應(yīng)考慮用電源層,其次才是地層。因為最好是保留地層的完整性。8.關(guān)鍵信號的處理,關(guān)鍵信號如時鐘線應(yīng)該進行包地處理,避免產(chǎn)生干擾,同時在晶振器件邊做一個焊點使晶振外殼接地。9.設(shè)計規(guī)則檢查(DRC)
布線設(shè)計完成后,需認真檢查布線設(shè)計是否符合設(shè)計者所制定的規(guī)則,同時也需確認所制定的規(guī)則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求,一般檢查有如下幾個方面:線與線,線與元件焊盤,線與貫通孔,元件焊盤與貫通孔,貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理,是否滿足生產(chǎn)要求。
電源線和地線的寬度是否合適,電源與地線之間是否緊耦合(低的波阻抗)?在PCB中是否還有能讓地線加寬的地方。
對于關(guān)鍵的信號線是否采取了最佳措施,如長度最短,加保護線,輸入線及輸出線被明顯地分開。
模擬電路和數(shù)字電路部分,是否有各自獨立的地線。
后加在PCB中的圖形(如圖標、注標)是否會造成信號短路。
對一些不理想的線形進行修改。在PCB上是否加有工藝線?阻焊是否符合生產(chǎn)工藝的要求,阻焊尺寸是否合適,字符標志是否壓在器件焊盤上,以免影響電裝質(zhì)量。
多層板中的電源地層的外框邊緣是否縮小,如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路。10.關(guān)于EMC方面:a.盡可能選用信號斜率較慢的器件,以降低信號所產(chǎn)生的高頻成分。b.注意高頻器件擺放的位置,不要太靠近對外的連接器。c.注意高速信號的阻抗匹配,走線層及其回流電流路徑,以減少高頻的反射與輻射。d.在各器件的電源管腳放置足夠與適當?shù)娜ヱ詈想娙菀跃徍碗娫磳雍偷貙由系脑肼?。特別注意電容的頻率響應(yīng)與溫度的特性是否符合設(shè)計所需。e電源層比地層內(nèi)縮20H,H為電源層與地層之間的距離。11.GERBER輸出檢查檢查輸出的GERBER文件是否按層疊順序要求輸出,在CAM350里查看每一層數(shù)據(jù)以及DRILL表,同時注意特殊孔如方孔的輸出。
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印制電路板(PCB)是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件。它提供電路元件和器件之間的電氣連接。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,PCB的密度越來越高。PCB設(shè)計的好壞對抗干擾能力影響很大。實踐證明,即使電路原理圖設(shè)計正確,印制電路板設(shè)計不當,也會對電子產(chǎn)品的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如,如果印制板兩條細平行線靠得很近,則會形成信號波形的延遲,在傳輸線的終端形成反射噪聲。因此,在設(shè)計印制電路板的時候,應(yīng)注意采用正確的方法,遵守PCB設(shè)計的一般原則,并應(yīng)符合抗干擾設(shè)計的要求。
一、PCB設(shè)計的一般原則要使電子電路獲得最佳性能,元器件的布局及導(dǎo)線的布設(shè)是很重要的。為了設(shè)計質(zhì)量好、造價低的PCB,應(yīng)遵循以下的一般性原則:1.布局首先,要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時,印制線條長,阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過小,則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后,再確定特殊元件的位置。最后,根據(jù)電路的功能單元,對電路的全部元器件進行布局。在確定特殊元件的位置時要遵守以下原則:(1)盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠離。(2)某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差,應(yīng)加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時手不易觸及的地方。(3)重量超過15g的元器件,應(yīng)當用支架加以固定,然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件,不宜裝在印制板上,而應(yīng)裝在整機的機箱底板上,且應(yīng)考慮散熱問題。熱敏元件應(yīng)遠離發(fā)熱元件。(4)對于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動開關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機的結(jié)構(gòu)要求。若是機內(nèi)調(diào)節(jié),應(yīng)放在印制板上方便調(diào)節(jié)的地方;若是機外調(diào)節(jié),其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機箱面板上的位置相適應(yīng)。(5)應(yīng)留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。根據(jù)電路的功能單元。對電路的全部元器件進行布局時,要符合以下原則:(1)按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置,使布局便于信號流通,并使信號盡可能保持一致的方向。(2)以每個功能電路的核心元件為中心,圍繞它來進行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上。盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。(3)在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀,而且裝焊容易,易于批量生產(chǎn)。(4)位于電路板邊緣的元器件,離電路板邊緣一般不小于2mm。電路板的最佳形狀為矩形。長寬雙為3:2或4:3。電路板面尺寸大于200×150mm時,應(yīng)考慮電路板所受的機械強度。2.布線布線的原則如下:(1)輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線間地線,以免發(fā)生反饋藕合。(2)印制板導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間的粘附強度和流過它們的電流值決定。當銅箔厚度為0.5mm、寬度為1~15mm時,通過2A的電流,溫度不會高于3℃。因此,導(dǎo)線寬度為1.5mm可滿足要求。對于集成電路,尤其是數(shù)字電路,通常選0.02~0.3mm導(dǎo)線寬度。當然,只要允許,還是盡可能用寬線,尤其是電源線和地線。導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對于集成電路,尤其是數(shù)字電路,只要工藝允許,可使間距小于5~8mil。(3)印制導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧形,而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣性能。此外,盡量避免使用大面積銅箔,否則,長時間受熱時,易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時,最好用柵格狀。這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。3.焊盤焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太大易形成虛焊。焊盤外徑D一般不小于(d+1.2)mm,其中d為引線孔徑。對高密度的數(shù)字電路,焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm。
二、PCB及電路抗干擾措施印制電路板的抗干擾設(shè)計與具體電路有著密切的關(guān)系,這里僅就PCB抗干擾設(shè)計的幾項常用措施做一些說明。1.電源線設(shè)計根據(jù)印制線路板電流的大小,盡量加粗電源線寬度,減少環(huán)路電阻。同時,使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致,這樣有助于增強抗噪聲能力。2.地線設(shè)計在電子產(chǎn)品設(shè)計中,接地是控制干擾的重要方法。如能將接地和屏蔽正確結(jié)合起來使用,可解決大部分干擾問題。電子產(chǎn)品中地線結(jié)構(gòu)大致有系統(tǒng)地、機殼地(屏蔽地)、數(shù)字地(邏輯地)和模擬地等。在地線設(shè)計中應(yīng)注意以下幾點:(1)正確選擇單點接地與多點接地在低頻電路中,信號的工作頻率小于1MHz,它的布線和器件間的電感影響較小,而接地電路形成的環(huán)流對干擾影響較大,因而應(yīng)采用一點接地的方式。當信號工作頻率大于10MHz時,地線阻抗變得很大,此時應(yīng)盡量降低地線阻抗,應(yīng)采用就近多點接地。當工作頻率在1~10MHz時,如果采用一點接地,其地線長度不應(yīng)超過波長的1/20,否則應(yīng)采用多點接地法。(2)數(shù)字地與模擬地分開。電路板上既有高速邏輯電路,又有線性電路,應(yīng)使它們盡量分開,而兩者的地線不要相混,分別與電源端地線相連。低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點并聯(lián)接地,實際布線有困難時可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻電路宜采用多點串聯(lián)接地,地線應(yīng)短而粗,高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積地箔。要盡量加大線性電路的接地面積。(3)接地線應(yīng)盡量加粗。若接地線用很細的線條,則接地電位則隨電流的變化而變化,致使電子產(chǎn)品的定時信號電平不穩(wěn),抗噪聲性能降低。因此應(yīng)將接地線盡量加粗,使它能通過三倍于印制電路板的允許電流。如有可能,接地線的寬度應(yīng)大于3mm。(4)接地線構(gòu)成閉環(huán)路。設(shè)計只由數(shù)字電路組成的印制電路板的地線系統(tǒng)時,將接地線做成閉路可以明顯地提高抗噪聲能力。其原因在于:印制電路板上有很多集成電路元件,尤其遇有耗電多的元件時,因受接地線粗細的限制,會在地線上產(chǎn)生較大的電位差,引起抗噪能力下降,若將接地線構(gòu)成環(huán)路,則會縮小電位差值,提高電子設(shè)備的抗噪聲能力。3.退藕電容配置PCB設(shè)計的常規(guī)做法之一是在印制板的各個關(guān)鍵部位配置適當?shù)耐伺弘娙?。退藕電容的一般配置原則是:(1)電源輸入端跨接10~100uf的電解電容器。如有可能,接100uF以上的更好。(2)原則上每個集成電路芯片都應(yīng)布置一個0.01pF的瓷片電容,如遇印制板空隙不夠,可每4~8個芯片布置一個1~10pF的鉭電容。(3)對于抗噪能力弱、關(guān)斷時電源變化大的器件,如RAM、ROM存儲器件,應(yīng)在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容。(4)電容引線不能太長,尤其是高頻旁路電容不能有引線。此外,還應(yīng)注意以下兩點:(1)在印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時,操作它們時均會產(chǎn)生較大火花放電,必須采用RC電路來吸收放電電流。一般R取1~2K,C取2.2~47uF。(2)CMOS的輸入阻抗很高,且易受感應(yīng),因此在使用時對不用端要接地或接正電源。
三、PowerPCB簡介PowerPCB是美國Innoveda公司軟件產(chǎn)品。PowerPCB能夠使用戶完成高質(zhì)量的設(shè)計,生動地體現(xiàn)了電子設(shè)計工業(yè)界各方面的內(nèi)容。其約束驅(qū)動的設(shè)計方法可以減少產(chǎn)品完成時間。你可以對每一個信號定義安全間距、布線規(guī)則以及高速電路的設(shè)計規(guī)則,并將這些規(guī)劃層次化的應(yīng)用到板上、每一層上、每一類網(wǎng)絡(luò)上、每一個網(wǎng)絡(luò)上、每一組網(wǎng)絡(luò)上、每一個管腳對上,以確保布局布線設(shè)計的正確性。它包括了豐富多樣的功能,包括簇布局工具、動態(tài)布線編輯、動態(tài)電性能檢查、自動尺寸標注和強大的CAM輸出能力。它還有集成第三方軟件工具的能力,如SPECCTRA布線器。
四、PowerPCB使用技巧PowerPCB目前已在我所推廣使用,它的基本使用技術(shù)已有培訓(xùn)教材進行了詳細的講解,而對于我所廣大電子應(yīng)用工程師來說,其問題在于已經(jīng)熟練掌握了TANGO之類的布線工具之后,如何轉(zhuǎn)到PowerPCB的應(yīng)用上來。所以,本文就此類應(yīng)用和培訓(xùn)教材上沒有講到,而我們應(yīng)用較多的一些技術(shù)技巧作了論述。1.輸入的規(guī)范問題對于大多數(shù)使用過TANGO的人來說,剛開始使用PowerPCB的時候,可能會覺得PowerPCB的限制太多。因為PowerPCB對原理圖輸入和原理圖到PCB的規(guī)則傳輸上是以保證其正確性為前提的。所以,它的原理圖中沒有能夠?qū)⒁桓姎膺B線斷開的功能,也不能隨意將一根電氣連線在某個位置停止,它要保證每一根電氣連線都要有起始管腳和終止管腳,或是接在軟件提供的連接器上,以供不同頁面間的信息傳輸。這是它防止錯誤發(fā)生的一種手段,其實,也是我們應(yīng)該遵守的一種規(guī)范化的原理圖輸入方式。在PowerPCB設(shè)計中,凡是與原理圖網(wǎng)表不一致的改動都要到ECO方式下進行,但它給用戶提供了OLE鏈接,可以將原理圖中的修改傳到PCB中,也可以將PCB中的修改傳回原理圖。這樣,既防止了由于疏忽引起的錯誤,又給真正需要進行修改提供了方便。但是,要注意的是,進入ECO方式時要選擇“寫ECO文件”選項,而只有退出ECO方式,才會進行寫ECO文件操作。2.電源層和地層的選擇PowerPCB中對電源層和地層的設(shè)置有兩種選擇,CAM Plane和Split/Mixed。Split/Mixed主要用于多個電源或地共用一個層的情況,但只有一個電源和地時也可以用。它的主要優(yōu)點是輸出時的圖和光繪的一致,便于檢查。而CAM Plane用于單個的電源或地,這種方式是負片輸出,要注意輸出時需加上第25層。第25層包含了地電信息,主要指電層的焊盤要比正常的焊盤大20mil左右的安全距離,保證金屬化過孔之后,不會有信號與地電相連。這就需要每個焊盤都包含有第25層的信息。而我們自己建庫時往往會忽略這個問題,造成使用Split/Mixed選項。3.推擠還是不推擠PowerPCB提供了一個很好用的功能就是自動推擠。當我們手動布線時,印制板在我們的完全控制之下,打開自動推擠的功能,會感到非常的方便。但是如果在你完成了預(yù)布線之后,要自動布線時,最好將預(yù)布好的線固定住,否則自動布線時,軟件會認為此線段可移動,而將你的工作完全推翻,造成不必要的損失。4.定位孔的添加我們的印制板往往需要加一些安裝定位孔,但是對于PowerPCB來說,這就屬于與原理圖不一樣的器件擺放,需要在ECO方式下進行。但如果在最后的檢查中,軟件因此而給出我們許多的錯誤,就不大方便了。這種情況可以將定位孔器件設(shè)為非ECO注冊的即可。在編輯器件窗口下,選中“編輯電氣特性”按鈕,在該窗口中,選中“普通”項,不選中“ECO注冊”項。這樣在檢查時,PowerPCB不會認為這個器件是需要與網(wǎng)表比較的,不會出現(xiàn)不該有的錯誤。5.添加新的電源封裝由于我們的國際與美國軟件公司的標準不太一致,所以我們盡量配備了國際庫供大家使用。但是電源和地的新符號,必須在軟件自帶的庫中添加,否則它不會認為你建的符號是電源。所以當我們要建一個符合國標的電源符號時,需要先打開現(xiàn)有的電源符號組,選擇“編輯電氣連接”按鈕,點按“添加”按鈕,輸入你新建的符號的名字等信息。然后,再選中“編輯門封裝”按鈕,選中你剛剛建立的符號名,繪制出你需要的形狀,退出繪圖狀態(tài),保存。這個新的符號就可以在原理圖中調(diào)出了。6.空腳的設(shè)置我們用的器件中,有的管腳本身就是空腳,標志為NC。當我們建庫的時候,就要注意,否則標志為NC的管腳會連在一起。這是由于你在建庫時將NC管腳建在了“SINGAL_PINS“中,而PowerPCB認為“SINGAL_PINS”中的管腳是隱含的缺省管腳,是有用的管腳,如VCC和GND。所以,如果的NC管腳,必須將它們從“SINGAL_PINS"中刪除掉,或者說,你根本無需理睬它,不用作任何特殊的定義。7.三極管的管腳對照三極管的封裝變化很多,當自己建三極管的庫時,我們往往會發(fā)現(xiàn)原理圖的網(wǎng)表傳到PCB中后,與自己希望的連接不一致。這個問題主要還是出在建庫上。由于三極管的管腳往往用E,B,C來標志,所以在創(chuàng)建自己的三極管庫時,要在“編輯電氣連接”窗口中選中“包括文字數(shù)字管腳”復(fù)選框,這時,“文字數(shù)字管腳”標簽被點亮,進入該標簽,將三極管的相應(yīng)管腳改為字母。這樣,與PCB封裝對應(yīng)連線時會感到比較便于識別。8.表面貼器件的預(yù)處理現(xiàn)在,由于小型化的需求,表面貼器件得到越來越多的應(yīng)用。在布圖過程中,表面貼器件的處理很重要,尤其是在布多層板的時候。因為,表面貼器件只在一層上有電氣連接,不象雙列直插器件在板子上的放置是通孔,所以,當別的層需要與表面器件相連時就要從表面貼器件的管腳上拉出一條短線,打孔,再與其它器件連接,這就是所謂的扇入(FAN-IN),扇出(FAN-OUT)操作。如果需要的話,我們應(yīng)該首先對表面貼器件進行扇入,扇出操作,然后再進行布線,這是因為如果我們只是在自動布線的設(shè)置文件中選擇了要作扇入,扇出操作,軟件會在布線的過程中進行這項操作,這時,拉出的線就會曲曲折折,而且比較長。所以,我們可以在布局完成后,先進入自動布線器,在設(shè)置文件中只選擇扇入,扇出操作,不選擇其它布線選項,這樣從表面貼器件拉出來的線比較短,也比較整齊。9.將板圖加入AUTOCAD有時我們需要將印制板圖加入到結(jié)構(gòu)圖中,這時可以通過轉(zhuǎn)換工具將PCB文件轉(zhuǎn)換成AUTOCAD能夠識別的格式。在PCB繪圖框中,選中“文件”菜單中的“輸出”菜單項,在彈出的文件輸出窗口中將保存類型設(shè)為DXF文件,再保存。你就可以AUTOCAD中打開個這圖了。當然,PADS中有自動標注功能,可以對畫好的印制板進行尺寸標注,自動顯示出板框或定位孔的位置。要注意的是,標注結(jié)果在Drill-Drawing層要想在其它的輸出圖上加上標注,需要在輸出時,特別加上這一層才行。10.PowerPCB與ViewDraw的接口用ViewDraw的原理圖,可以產(chǎn)生PowerPCB的表,而PowerPCB讀入網(wǎng)表后,一樣可以進行自動布線等功能,而且,PowerPCB中有鏈接工具,可以與VIEWDRAW的原理圖動態(tài)鏈接、修改,保持電氣連接的一致性。但是,由于軟件修改升級的版本的差別,有時兩個軟件對器件名稱的定義不一致,會造成網(wǎng)表傳輸錯誤。要避免這種錯誤的發(fā)生,最好專門建一個存放ViewDraw與PowerPCB對應(yīng)器件的庫,當然這只是針對于一部分不匹配的器件來說的。可以用PowerPCB中的拷貝功能,很方便地將已存在的PowerPCB中的其它庫里的元件封裝拷貝到這個庫中,存成與VIEWDRAW中相對應(yīng)的名字。11.生成光繪文件以前,我們做印制板時都是將印制板圖拷在軟盤上,直接給制版廠。這種做法保密性差,而且很煩瑣,需要給制版廠另寫很詳細的說明文件?,F(xiàn)在,我們用PowerPCB直接生產(chǎn)光繪文件給廠家就可以了。從光繪文件的名字上就可以看出這是第幾層的走線,是絲印還是阻焊,十分方便,又安全。轉(zhuǎn)光繪文件步驟:A.在PowerPCB的CAM輸出窗口的DEVICE SETUP中將APERTURE改為999。B.轉(zhuǎn)走線層時,將文檔類型選為ROUTING,然后在LAYER中選擇板框和你需要放在這一層上的東西。不注意的是,轉(zhuǎn)走線時要將LINE,TEXT去掉(除非你要在線路上做銅字)。C.轉(zhuǎn)阻焊時,將文檔類型選為SOLD_MASK,在頂層阻焊中要將過孔選中。D.轉(zhuǎn)絲印時,將文檔類型選為SILK SCREEN,其余參照步驟B和C。E.轉(zhuǎn)鉆孔數(shù)據(jù)時,將文檔類型選為NC DRILL,直接轉(zhuǎn)換。注意,轉(zhuǎn)光繪文件時要先預(yù)覽一下,預(yù)覽中的圖形就是你要的光繪輸出的圖形,所以要看仔細,以防出錯。有了對印制板設(shè)計的經(jīng)驗,如PowerPCB的強大功能,畫復(fù)雜印制板已不是令人煩心的事情了。值得高興的是,我們現(xiàn)在已經(jīng)有了將TANGO的PCB轉(zhuǎn)換成PowerPCB的工具,熟悉TANGO的廣大科技人員可以更加方便的加入到PowerPCB繪圖的行列中來,更加方便快捷地繪制出滿意的印制板。
第三篇:干貨分享:PCB設(shè)計的幾點經(jīng)驗總結(jié)
干貨分享:PCB設(shè)計的幾點經(jīng)驗總結(jié) 來源:ADI論壇
[導(dǎo)讀] “工欲善其事,必先利其器”。本文將針對PCB設(shè)計分享些經(jīng)驗之談。關(guān)鍵詞:PCB
第一:前期準備。這包括準備元件庫和原理圖。“工欲善其事,必先利其器”,要做出一塊好的板子,除了要設(shè)計好原理之外,還要畫得好。在進行PCB設(shè)計之前,首先要準備好原理圖SCH的元件庫和PCB的元件庫。元件庫可以用peotel 自帶的庫,但一般情況下很難找到合適的,最好是自己根據(jù)所選器件的標準尺寸資料自己做元件庫。原則上先做PCB的元件庫,再做SCH的元件庫。PCB的元件庫要求較高,它直接影響板子的安裝; SCH的元件庫要求相對比較松,只要注意定義好管腳屬性和與PCB元件的對應(yīng)關(guān)系就行。PS:注意標準庫中的隱藏管腳。之后就是原理圖的設(shè)計,做好后就準備開始做PCB設(shè)計了。
第二:PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計。這一步根據(jù)已經(jīng)確定的電路板尺寸和各項機械定位,在PCB 設(shè)計環(huán)境下繪制PCB板面,并按定位要求放置所需的接插件、按鍵/開關(guān)、螺絲孔、裝配孔等等。并充分考慮和確定布線區(qū)域和非布線區(qū)域(如螺絲孔周圍多大范圍屬于非布線區(qū)域)。第三:PCB布局。布局說白了就是在板子上放器件。這時如果前面講到的準備工作都做好的話,就可以在原理圖上生成網(wǎng)絡(luò)表(Design-> Create Netlist),之后在PCB圖上導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表(Design->Load Nets)。就看見器件嘩啦啦的全堆上去了,各管腳之間還有飛線提示連接。然后就可以對器件布局了。一般布局按如下原則進行:
①. 按電氣性能合理分區(qū),一般分為:數(shù)字電路區(qū)(即怕干擾、又產(chǎn)生干擾)、模擬電路區(qū)(怕干擾)、功率驅(qū)動區(qū)(干擾源);
②. 完成同一功能的電路,應(yīng)盡量靠近放置,并調(diào)整各元器件以保證連線最為簡潔;同時,調(diào)整各功能塊間的相對位置使功能塊間的連線最簡潔;
③. 對于質(zhì)量大的元器件應(yīng)考慮安裝位置和安裝強度;發(fā)熱元件應(yīng)與溫度敏感元件分開放置,必要時還應(yīng)考慮熱對流措施;
④. I/O驅(qū)動器件盡量靠近印刷板的邊、靠近引出接插件;
⑤. 時鐘產(chǎn)生器(如:晶振或鐘振)要盡量靠近用到該時鐘的器件;
⑥. 在每個集成電路的電源輸入腳和地之間,需加一個去耦電容(一般采用高頻性能好的獨石電容);電路板空間較密時,也可在幾個集成電路周圍加一個鉭電容。⑦. 繼電器線圈處要加放電二極管(1N4148即可);
⑧. 布局要求要均衡,疏密有序,不能頭重腳輕或一頭沉
——需要特別注意,在放置元器件時,一定要考慮元器件的實際尺寸大?。ㄋ济娣e和高度)、元器件之間的相對位置,以保證電路板的電氣性能和生產(chǎn)安裝的可行性和便利性同
時,應(yīng)該在保證上面原則能夠體現(xiàn)的前提下,適當修改器件的擺放,使之整齊美觀,如同樣的器件要擺放整齊、方向一致,不能擺得“錯落有致”。
這個步驟關(guān)系到板子整體形象和下一步布線的難易程度,所以一點要花大力氣去考慮。布局時,對不太肯定的地方可以先作初步布線,充分考慮。
第四:布線。布線是整個PCB設(shè)計中最重要的工序。這將直接影響著PCB板的性能好壞。在PCB的設(shè)計過程中,布線一般有這么三種境界的劃分:首先是布通,這時PCB設(shè)計時的最基本的要求。如果線路都沒布通,搞得到處是飛線,那將是一塊不合格的板子,可以說還沒入門。其次是電器性能的滿足。這是衡量一塊印刷電路板是否合格的標準。這是在布通之后,認真調(diào)整布線,使其能達到最佳的電器性能。接著是美觀。假如你的布線布通了,也沒有什么影響電器性能的地方,但是一眼看過去雜亂無章的,加上五彩繽紛、花花綠綠的,那就算你的電器性能怎么好,在別人眼里還是垃圾一塊。這樣給測試和維修帶來極大的不便。布線要整齊劃一,不能縱橫交錯毫無章法。這些都要在保證電器性能和滿足其他個別要求的情況下實現(xiàn),否則就是舍本逐末了。
布線時主要按以下原則進行:
①.一般情況下,首先應(yīng)對電源線和地線進行布線,以保證電路板的電氣性能。在條件允許的范圍內(nèi),盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬,它們的關(guān)系是:地線>電源線>信號線,通常信號線寬為:0.2~0.3mm,最細寬度可達0.05~0.07mm,電源線一般為1.2~2.5mm。對數(shù)字電路的 PCB可用寬的地導(dǎo)線組成一個回路,即構(gòu)成一個地網(wǎng)來使用(模擬電路的地則不能這樣使用)
②. 預(yù)先對要求比較嚴格的線(如高頻線)進行布線,輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行,以免產(chǎn)生反射干擾。必要時應(yīng)加地線隔離,兩相鄰層的布線要互相垂直,平行容易產(chǎn)生寄生耦合。
③. 振蕩器外殼接地,時鐘線要盡量短,且不能引得到處都是。時鐘振蕩電路下面、特殊高速邏輯電路部分要加大地的面積,而不應(yīng)該走其它信號線,以使周圍電場趨近于零;④. 盡可能采用45°的折線布線,不可使用90°折線,以減小高頻信號的輻射;(要求高的線還要用雙弧線)
⑤. 任何信號線都不要形成環(huán)路,如不可避免,環(huán)路應(yīng)盡量?。恍盘柧€的過孔要盡量少;
⑥. 關(guān)鍵的線盡量短而粗,并在兩邊加上保護地。
⑦. 通過扁平電纜傳送敏感信號和噪聲場帶信號時,要用“地線-信號-地線”的方式引出。
⑧. 關(guān)鍵信號應(yīng)預(yù)留測試點,以方便生產(chǎn)和維修檢測用
⑨.原理圖布線完成后,應(yīng)對布線進行優(yōu)化;同時,經(jīng)初步網(wǎng)絡(luò)檢查和DRC檢查無誤后,對未布線區(qū)域進行地線填充,用大面積銅層作地線用,在印制板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用?;蚴亲龀啥鄬影?,電源,地線各占用一層。
PCB布線工藝要求
①. 線
一般情況下,信號線寬為0.3mm(12mil),電源線寬為0.77mm(30mil)或1.27mm(50mil);線與線之間和線與焊盤之間的距離大于等于0.33mm(13mil),實際應(yīng)用中,條件允許時應(yīng)考慮加大距離;
布線密度較高時,可考慮(但不建議)采用IC腳間走兩根線,線的寬度為0.254mm(10mil),線間距不小于0.254mm(10mil)。特殊情況下,當器件管腳較密,寬度較窄時,可按適當減小線寬和線間距。
②. 焊盤(PAD)
焊盤(PAD)與過渡孔(VIA)的基本要求是:盤的直徑比孔的直徑要大于0.6mm;例如,通用插腳式電阻、電容和集成電路等,采用盤/孔尺寸 1.6mm/0.8mm(63mil/32mil),插座、插針和二極管1N4007等,采用1.8mm/1.0mm(71mil/39mil)。實際應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)實際元件的尺寸來定,有條件時,可適當加大焊盤尺寸;
PCB板上設(shè)計的元件安裝孔徑應(yīng)比元件管腳的實際尺寸大0.2~0.4mm左右。③. 過孔(VIA)
一般為1.27mm/0.7mm(50mil/28mil);
當布線密度較高時,過孔尺寸可適當減小,但不宜過小,可考慮采用1.0mm/0.6mm(40mil/24mil)。
④. 焊盤、線、過孔的間距要求
PAD and VIA : ≥ 0.3mm(12mil)
PAD and PAD : ≥ 0.3mm(12mil)
PAD and TRACK : ≥ 0.3mm(12mil)
TRACK and TRACK : ≥ 0.3mm(12mil)
密度較高時:
PAD and VIA : ≥ 0.254mm(10mil)
PAD and PAD : ≥ 0.254mm(10mil)
PAD and TRACK : ≥ 0.254mm(10mil)
TRACK and TRACK : ≥ 0.254mm(10mil)
第五:布線優(yōu)化和絲印?!皼]有最好的,只有更好的”!不管你怎么挖空心思的去設(shè)計,等你畫完之后,再去看一看,還是會覺得很多地方可以修改的。一般設(shè)計的經(jīng)驗是:優(yōu)化布線的時間是初次布線的時間的兩倍。感覺沒什么地方需要修改之后,就可以鋪銅了
(Place->polygon Plane)。鋪銅一般鋪地線(注意模擬地和數(shù)字地的分離),多層板時還可能需要鋪電源。時對于絲印,要注意不能被器件擋住或被過孔和焊盤去掉。同時,設(shè)計時正視元件面,底層的字應(yīng)做鏡像處理,以免混淆層面。
第六:網(wǎng)絡(luò)和DRC檢查和結(jié)構(gòu)檢查。首先,在確定電路原理圖設(shè)計無誤的前提下,將所生成的PCB網(wǎng)絡(luò)文件與原理圖網(wǎng)絡(luò)文件進行物理連接關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)檢查(NETCHECK),并根據(jù)輸出文件結(jié)果及時對設(shè)計進行修正,以保證布線連接關(guān)系的正確性;
網(wǎng)絡(luò)檢查正確通過后,對PCB設(shè)計進行DRC檢查,并根據(jù)輸出文件結(jié)果及時對設(shè)計進行修正,以保證PCB布線的電氣性能。最后需進一步對PCB的機械安裝結(jié)構(gòu)進行檢查和確認。第七:制版。在此之前,最好還要有一個審核的過程。
PCB設(shè)計是一個考心思的工作,誰的心思密,經(jīng)驗高,設(shè)計出來的板子就好。所以設(shè)計時要極其細心,充分考慮各方面的因數(shù)(比如說便于維修和檢查這一項很多人就不去考慮),精益求精,就一定能設(shè)計出一個好板子。
第四篇:PCB制版經(jīng)驗總結(jié)
Pcb制版經(jīng)驗:
1、線與孔以及線與線等之間的間距最小不得小于0.3mm,否則西安的工廠無法加工到位,一般我們可以把線與孔的間距設(shè)到0.4mm
2、元器件最好都放在板子內(nèi),如果有些元件管腳都在板子內(nèi)而整體卻有一部分在板子外,這時,需要將該元件的分裝重新調(diào)整,使其全部都在板子內(nèi)。否則廠商在制版時會不知道是需要將板子擴大還是元件怎么調(diào)整。
3、板子上的字要整體統(tǒng)一進行編排,一般,將字的高度設(shè)為1mm,寬度設(shè)為0.3mm。
4、在原理圖中不同的網(wǎng)絡(luò)標識不可以用線連到一塊,否則在編譯時會出錯。需要時可以將要連在一起的線都用同一個網(wǎng)絡(luò)標識,然后在pcb上用string標識出做不同用途的引腳。
5、自動布線的很多線需要重新調(diào)整。
6、走線后,如果發(fā)現(xiàn)線的中間有粉色或紫色的小點,那是應(yīng)為線未刪除干凈的原因。其中,粉色小點是bottom 上的線點,紫色小點是toplayer上的線點。
7、元件、字都在topoverlay 這一層。
8、線寬的選擇:一般40mil的線寬可以通過2A到3A的電流,40mil的間距可以耐200到300v的電壓。我們在平時布板時,1-2A的電流至少需要布2-3mm寬的線;3-5A的電流至少要用3-4mm的線寬,7-8A的電流則要用大于4mm的線。而且大于3A的電流最好加上燙錫層(topsolder 或 bottomsolder)。
9、在pcb上,普通二級管的封裝一般與電阻大小相同,或稍微小一點,用DIODE0.3或DIODE0.4就可以。
10、對元件的封裝需要注意:a、電位器的腳與現(xiàn)實所用電位器的腳及原理圖中電位器腳的順序要確定對應(yīng);b、三極管的封裝不僅要注意板子、原理圖及元件真實管腳的對應(yīng),還要看三級的放置方向,尤其大三級管,需要考慮其散熱;c、熱敏電阻或采樣電阻等部分元件需要考慮其管腳的粗細,一般比普通元件的退要粗,要跟據(jù)實際需要設(shè)置;有正負的元件,需要標出正極??傊?,做pcb前先需要將元件庫里的封裝與元件的真實封裝及原理圖都要對應(yīng)起來。
第五篇:開關(guān)電源的PCB設(shè)計經(jīng)驗總結(jié)
對于開關(guān)電源,PCB布線毫無疑問是非常重要的一個環(huán)節(jié).然而市面似乎很沒有合適的書籍來闡述這一塊,這主要是由于寫書的人不太具有工程經(jīng)驗,具有工程經(jīng)驗的人往往不會寫書導(dǎo)致.在這里先挖一個坑,我會慢慢和大家分享這些年來在PCB布線方面的經(jīng)驗,歡迎大家參與討論.暫時先羅列一下大致內(nèi)容: 1.原理圖的繪制 2.PCB封裝 3.布局 4.走線
5.機械,散熱和EMI考量 6.Gerber文件的生成 7.制板工藝說明
不好意思,最近比較忙,所以進度會比較慢.首先,你要開始這個工作,先掌握一款軟件,畫PCB的軟件很多,protel,AD,PADS, Power PCB, Allegro等等.當然這些只是工具,在這里并不討論某種軟件怎么用.第一步,我們來討論怎么畫原理圖.可能很多工程師覺得怎么畫原理圖不重要,只要畫對就行.其實不然,畫圖和編程一樣,一個是要正確,二是要有可讀性,邏輯分明.要是一張原理圖,n久之后連你自己都看不懂,那肯定不是好原理圖.對于電源原理圖,要做到邏輯分明并不難.1.首先要把功率電路和控制電路區(qū)分開來.如果你是簡單電路,可以放在一張原理圖里.比如上面 為功率電路,下面為控制電路.并且將初次級分割明顯.如果你是復(fù)雜電路,可以采用多張原理圖,比如PFC一頁,DCDC一頁,PFC控制電路一 頁,DCDC控制電路一頁,還有各種保護也單獨一頁.2.每個功能模塊,都應(yīng)該有簡短的文字說明.3.盡量少用交叉,但又不連接的連線.過多的交叉線,會導(dǎo)致看不清楚,而且有可能會誤連接.4.合理利用網(wǎng)絡(luò)名,原理圖中每一個節(jié)點都有一個獨一無二的net name,所以對一些無法用連線連接的節(jié)點,可以用net來連接,但是net的名字應(yīng)該取得比較形象,容易讀懂.對于跨頁的連接,應(yīng)該采用全局的網(wǎng)絡(luò)名.在畫原理圖的時候,還需要養(yǎng)成一些小的良好習(xí)慣,比如
1.一些在布板的時候需要彼此靠近的器件,在原理圖中最好也畫在一起.2.在第一次研發(fā)的時候,應(yīng)該預(yù)留一些調(diào)試的器件位置,有利于增加器件.3.善于利用0歐姆電阻,0歐姆電阻可以將一個net分成二個net,有利于布線.在你布比較復(fù)雜的電路的時候,會發(fā)現(xiàn)有時候很多走線是一個net的,但是又不能混在一起.比如功率地,信號地.那么在布線的時候,為了能自動互相避讓,可以將其分成兩個net.原理圖是一個項目的開始,也是最為關(guān)鍵的一環(huán).所以在畫原理圖的時候,應(yīng)該仔細審查,任何一個細微錯誤,都會導(dǎo)致將來花大力氣來彌補.原理圖一旦完成,就該進行編號,同時每一次修改,都應(yīng)該另存,不要隨意覆蓋舊文件,避免出錯后找不到原來的文件.那么如果原理圖準備完畢,就要開始準備每一個所用器件的PCB封裝.在大公司里,通常PCB封裝有嚴格的規(guī)范,或許有專人制作,那么電源工程師就省去了這個麻煩.但是在一些小公司里,封裝還得工程師自己來畫,那么要注意些什么呢? 1.封裝的腳位必須和原理圖腳位一一對應(yīng),比如電解電容,如果腳位對錯,那可糟糕了.2.要了解生產(chǎn)工藝對封裝的要求,通常生產(chǎn)線會積累一些經(jīng)驗,比如封裝焊盤多大,生產(chǎn)效率比較高,那么工程師在做封裝的時候要事先了解這些規(guī)范,盡量遷就產(chǎn)線標準.這樣生產(chǎn)效率才能提高.其次,不同的焊接工藝,比如是波峰焊,還是回流焊,都會對焊盤有不同的要求.3.對于一些對稱的封裝,一定要注意標記,比如標記1腳,避免裝反.對于定制的器件,最好搞成不對稱,可防反.如果開始布局了,首先要考量的就是器件的總體擺放.1.要考量功率電路的走向,功率電路是占了PCB大部分的區(qū)域,那么這部分電路的走向就非常重要了.通常對于功率比較大的電路,走向有以下幾種.直線型:輸入在一邊,輸出在另外一邊.回字型:輸入和輸出在同一邊,繞個彎回來.蛇形:繞好幾個彎
多塊板子,比如有AB兩塊板子,中間用飛線連接.(注意飛線上要走直流電流,減少EMI)當然還有其他的一些,總的來說,功率走向要清晰,不能胡亂交叉.對于布局,為了考慮EMI,首先需要對原理圖的EMI產(chǎn)生源頭進行分析,首先保證功率電路的EMI的源頭的環(huán)路最小,在此基礎(chǔ)上去布局比較好!我現(xiàn)在指導(dǎo) LAYOUT 布局就是依據(jù)這點來布的,其次在對芯片的周圍原件的布局時,先把關(guān)鍵的原件給優(yōu)先布局,然后在布局其他次要的,舉個例子,如芯片的去耦電容優(yōu)先布局,控制 器的震蕩優(yōu)先布局,反饋回路優(yōu)先布局等等。
對于大致的功率走向確定之后,要來分別細化各個功率電路的走向,首先看EMI的濾波器的,布局
EMI濾波有個大概的原則,就是輸入和輸出盡量遠離.如果輸入和輸出很靠近,那么輸入輸出之間的耦合電容,會導(dǎo)致高頻濾波效果變差.濾波器走向如下:
那么再來看一下一個簡單的反激電路
如果從結(jié)構(gòu),散熱的角度來考慮的話,要注意一些細節(jié): 板子的重量盡量均衡,不要把重物器件都集中在某一區(qū)域.熱源器件也不要都聚集在一塊,不然互相提高溫升.對熱敏感的器件,比如電解電容,不要靠近熱源,或者熱源的下風(fēng)口.對于風(fēng)冷的電源,要注意風(fēng)道的暢通,發(fā)熱器器件盡量處于下風(fēng)口,對熱敏感器件處于上風(fēng)口.對于容易破裂的器件,比如陶瓷電容,不要放在PCB容易彎曲的地方,比如定位孔附近.除此之外,還有一個重要的環(huán)節(jié),就是要事先了解安規(guī),要知道你設(shè)計的產(chǎn)品,將來要過哪個地區(qū)的哪些安規(guī)。
要事先考慮好,各個爬電距離,電氣間隙的要求。事實上安規(guī)的細節(jié)要求是非常多的,對于研發(fā)工程師來說,一開始就要和安規(guī)工程師做好溝通,了解一些細節(jié)。最主要的一些細節(jié),大致有這些,保險絲前的火線和零線的距離。初級,次級,大地之間的距離。兩個不同電位點之間的距離。
這些,以后有時間可以和大家專門以安規(guī)的角度去討論。
關(guān)于控制電路的布局,通常復(fù)雜點的電源,控制電路分為控制部份,和驅(qū)動部份.而驅(qū)動部份介于功率電路和信號電路之間,是一定的干擾源,而抗干擾能力要比信號電路強.簡單一點的電路,控制和驅(qū)動是集成在一塊的.那么需要注意的是: 1.控制電路的布局,應(yīng)該盡量遠離功率電路,不宜和功率電路混在一起.特別需要避開dv/dt大的節(jié)點,di/dt大的環(huán)路.2.布局應(yīng)該以IC為中心,優(yōu)先布局震蕩電容,去耦電容等電容器件.因為容性器件起到濾除高頻噪音的功能,為了減少寄生電感,要和IC的引腳盡量近.3.驅(qū)動電路必須靠近MOS,這樣驅(qū)動電路的環(huán)路才會比較小,一個減少干擾,二減少驅(qū)動線上的寄生電感.當布局初步完成之后,就要切入我們討論的重點,如何布線.對于電源來說布線并非簡單的連連起來這么簡單,有諸多的細節(jié)需要考慮.首先,在布線之間,你要了解合作的PCB廠家的工藝水平.比如你采用1盎司的銅厚,通常的廠家能做的最小線寬和最小間距大概在5mil左右,如果你設(shè)計的太小,會導(dǎo)致工藝做不到.同樣銅厚越厚,最小線寬和間距就會越大.通常2盎司,會要求7mil以上,3盎司會要求8mil以上.當然這些都是要看各個PCB廠家的工藝水平.所以在設(shè)置布線規(guī)則之前,要先了解這些.接下來,應(yīng)該知道多大的電流需要多寬的銅皮.也就是所謂的走線的電流密度,這個沒有唯一的標準,完全受銅線的溫升限制.但是IPC-2221提供一個參考計算.為了方便計算,國外的網(wǎng)友設(shè)計了一個網(wǎng)頁: http://circuitcalculator.com/wordpress/2006/01/31/pcb-trace-width-calculator/
但是有一個前提需要告知,該計算方法是在沒有其它熱源影響的前提下.所以在設(shè)計的時候,你要注意走線附近的熱源,來估算PCB走線容許的溫升是多少.對于PCB走線,無非是銅皮而已,所以不單單走線具有電阻,會發(fā)熱,會有壓降.在高頻開關(guān)電源里面,走線帶來的另外一個寄生參數(shù)可能會更值得關(guān)注,那就是寄生電感.每一根走線都會帶來或大或小的寄生電感.這些電感,帶來震蕩,噪音.....