PCB設(shè)計流程及PCBLayout設(shè)計(ppt 38頁).ppt

PCB及其設(shè)計技巧 目錄 第一章 PCB概述第二章 PCB設(shè)計流程及PCBLayout設(shè)計第三章 PROTEL常用操作第四章 PCBLayout技巧 第一章 PCB概述 第一章 PCB概述 一 PCB PrintedCircuitBoard 印刷電路板二 PCB板的質(zhì)量的決定因素 基材的選用 組成電路各要素的物理特性 第一章 PCB概述 三 PCB的材料分類1 剛性 1 酚醛紙質(zhì)層壓板 2 環(huán)氧紙質(zhì)層壓板 3 聚酯玻璃氈層壓板 4 環(huán)氧玻璃布層壓板2 撓性 1 聚酯薄膜 2 聚酰亞胺薄膜 3 氟化乙丙烯薄膜 第一章 PCB概述 四 PCB基板材料種類及用途 五 PCB板的種類 A 單面板 單面 雙面絲印 B 雙面板 單面 雙面絲印 C 四層板 兩層走線 電源 GND D 六層板 四層走線 電源 GND E 八層及以上多層板 n 2層走線 電源 GND F 雕刻板 第一章 PCB概述 六 多層PCB的基本制作工藝流程 第一章 PCB概述 注 單層和雙面PCB的基本工藝流程比多層工藝流程更簡單 是在其基礎(chǔ)上減除內(nèi)層部分流程 即去除虛線框部分 第二章 PCB設(shè)計流程及PCBLayout設(shè)計 第二章 PCB設(shè)計流程及PCBLayout設(shè)計 一 設(shè)計準備 對原理圖進行分析和DRC檢查 建立標準元件庫 建立特殊元器件 印制板設(shè)計文件的建立 轉(zhuǎn)網(wǎng)表 二 網(wǎng)表輸入 將轉(zhuǎn)換好的網(wǎng)表進行輸入 三 規(guī)則設(shè)置 按照成品規(guī)格書的要求 將線寬 線距 層定義 過孔 全局參數(shù)等相關(guān)參數(shù)設(shè)置好 四 手工布局 根據(jù)印制板安裝結(jié)構(gòu)尺寸要求畫出邊框 參照原理圖 結(jié)合機構(gòu)進行布局 檢查布局 五 手工布線 參照原理圖進行預(yù)布線 檢查布線是否符合電路模塊要求 修改布線 并符合相應(yīng)要求 自動布線 根據(jù)原理圖和已設(shè)置好的規(guī)則 進行自動布線 要求原理圖無差錯 規(guī)則設(shè)置無誤方可進行 六 檢查完善 PCB制作初步完成 鋪銅 與 補銅 進行連線 連通性 間距 孤島 文字標識檢查 并對其進行修改 使其符合要求 七 CAM輸出 檢查無誤后 生成底片 到此PCB板制作完成 圖例 第二章 PCB設(shè)計流程及PCBLayout設(shè)計 一 設(shè)計準備 對原理圖進行分析和DRC檢查 建立標準元件庫 建立特殊元器件 印制板設(shè)計文件的建立 轉(zhuǎn)網(wǎng)表 原理圖規(guī)范分析及DRC檢驗 1 原理圖使用模塊化方式繪制 這樣利于讀原理圖 又利于模塊化布局 2 原理圖大部分的PCB封裝要確認下來 個別器件沒有封裝 作個標志 利于我們建庫 添加封裝 3 原理圖的DRC檢驗 見右圖 第二章 PCB設(shè)計流程及PCBLayout設(shè)計 二 網(wǎng)表輸入 將轉(zhuǎn)換好的網(wǎng)表進行輸入 第二章 PCB設(shè)計流程及PCBLayout設(shè)計 三 規(guī)則設(shè)置 按照成品規(guī)格書的要求 將線寬 線距 層定義 過孔 全局參數(shù)等相關(guān)參數(shù)設(shè)置好 PCB布局的一般規(guī)則 a 信號流暢 信號方向保持一致 b 核心元件為中心 c 在高頻電路中 要考慮元器件的分布參數(shù) d 特殊元器件的擺放位置 e 要考慮批量生產(chǎn)時 波峰焊及回流焊的錫流方向及加工傳送PCB的工藝因素 1 布局前的準備 a 畫出邊框 b 定位孔和對接孔進行位置確認 c 板內(nèi)元件局部的高度控制 d 重要網(wǎng)絡(luò)的標志 第二章 PCB設(shè)計流程及PCBLayout設(shè)計 四 手工布局 根據(jù)印制板安裝結(jié)構(gòu)尺寸要求畫出邊框 參照原理圖 結(jié)合機構(gòu)進行布局 檢查布局 2 PCB布局的順序 a 固定元件 b 有條件限制的元件 c 關(guān)鍵元件 d 面積比較大元件 e 零散元件 3 參照原理圖 結(jié)合機構(gòu) 進行布局 4 布局檢查 A 檢查元件在二維 三維空間上是否有沖突 B 元件布局是否疏密有序 排列整齊 C 元件是否便于更換 插件是否方便 D 熱敏元件與發(fā)熱元件是否有距離 E 信號流程是否流暢且互連最短 F 插頭 插座等機械設(shè)計是否矛盾 G 元件焊盤是否足夠大 第二章 PCB設(shè)計流程及PCBLayout設(shè)計 五 手工布線 參照原理圖進行預(yù)布線 檢查布線是否符合電路模塊要求 修改布線 并符合相應(yīng)要求 第二章 PCB設(shè)計流程及PCBLayout設(shè)計 1 走線規(guī)律 A 走線方式 盡量走短線 特別是小信號 B 走線形狀 同一層走線改變方向時 應(yīng)走斜線 C 電源線與地線的設(shè)計 40 100mil 高頻線用地線屏蔽 D 多層板走線方向 相互垂直 層間耦合面積最小 禁止平行走線 E 焊盤設(shè)計的控制2 布線 首先 進行預(yù)連線 看一下項目的可連通性怎樣 并根據(jù)原理圖及實際情況進行器件調(diào)整 使其更加有利于走線 3 布線檢查 1 間距是否合理 是否滿足生產(chǎn)要求 2 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 3 對于關(guān)鍵的信號線是否采取了最佳措施 輸入線及輸出線要明顯地分開 4 模擬電路和數(shù)字電路部分 是否有各自獨立的地線 5 后加在PCB中的圖形 如圖標 注標 是否會造成信號短路 6 對一些不理想的線形進行修改 7 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 8 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 第二章 PCB設(shè)計流程及PCBLayout設(shè)計 第二章 PCB設(shè)計流程及PCBLayout設(shè)計 繪制完畢后的PCB圖 六 檢查完善 PCB制作初步完成 鋪銅 與 補銅 進行連線 連通性 間距 孤島 文字標識檢查 并對其進行修改 使其符合要求 第二章 PCB設(shè)計流程及PCBLayout設(shè)計 檢查線路 進行鋪銅和補銅處理 重新排列元件標識 通過檢查窗口 對項目進行間距 連通性檢查 PCB檢查 1 檢查線路設(shè)計是否與原理圖設(shè)計思想一致 2 檢查定位孔與PCB的大小 以及固定鍵安裝位置是否與機構(gòu)相吻合 3 結(jié)合EMC知識 看PCB是否有不符合EMC常規(guī)的線路 4 檢查PCB封裝是否與實物相對應(yīng) 第二章 PCB設(shè)計流程及PCBLayout設(shè)計 七 CAM輸出 檢查無誤后 生成底片 并作CAM350檢查 到此PCB板制作完成 最后的CAM350檢查無誤后 PCB設(shè)計就完成了 就可以送底片了 第二章 PCB設(shè)計流程及PCBLayout設(shè)計 第三章 PROTEL常用操作 第三章 PROTEL常用操作 1 PCB設(shè)計常用快捷鍵 PageUp 以鼠標為中心放大PageDown 以鼠標為中心縮小G 鎖定柵格大小的選擇設(shè)置Q mm 毫米 與mil 密爾 的單位切換L 打開Document 設(shè)計 Options 選項 對話框中的Layers標簽 頂層與底層之間層的切換 逐層切換 與 方向相反J C 查找器件S N 選取網(wǎng)絡(luò)E E A 取消全部選擇End或V R 刷新畫面Ctrl PageDown 顯示整板Alt 刪除鍵 回車上面的鍵 撤消Ctrl Delete 刪除選中的 第三章 PROTEL常用操作 2 原理圖設(shè)計常用快捷鍵 PageUP 以光標當(dāng)前位置為中心進行放大PageDown 以光標當(dāng)前位置為中心進行縮小End或V R 刷新工作區(qū)Ctrl Delete 刪除Ctrl F 查找元件Ctrl PageDown 顯示整圖Ctrl 鼠標左鍵 顯示所有圖件Shift 鼠標左鍵 顯示所有圖件 第三章 PROTEL常用操作 3 PROTEL常用問題 復(fù)制電路圖到word文檔tools preferences GraphicalEditing 取消AddTemplatetoClipboard 然后復(fù)制 取消備份DDB文件減肥 File 菜單左邊一個向下的灰色箭頭取消備份 preference createbackupfiles壓縮文件 designutilities performcompactafterclosing常用rule設(shè)置 ClearanceConstraint 不同兩個網(wǎng)絡(luò)的間距 RoutingViaStyle 設(shè)置過孔參數(shù) 具體含義在屬性里有圖 WidthConstraint 導(dǎo)線寬度設(shè)置 原理圖導(dǎo)入PCB時常見問題處理 footprintnotfound 確保所有的器件都指定了封裝 nodenotfound 確認沒有 footprintnotfound 類型的錯誤 編輯PCBlib 將對應(yīng)引腳名改成沒有找到的那個nodeNetalreadyexist 常見在原理圖有多張的情況design creatnetlist netlabelsandportglobal 第四章 PCBLayout設(shè)計技巧 盡量采用地平面作為電流回路 將模擬地平面和數(shù)字地平面分開 模擬電路盡量靠近電路板邊緣放置 數(shù)字電路盡量靠近電源連接端放置 這樣做可以降低由數(shù)字開關(guān)引起的di dt效應(yīng) 電流的波動變化率 如果在電路中的di dt過大會導(dǎo)致某些敏感器件的誤導(dǎo)通比如IGBT管的控制極 第四章 PCBLayout設(shè)計技巧 1 為確保正確實現(xiàn)電路 應(yīng)遵循的設(shè)計準則 分隔開的地平面有時比連續(xù)的地平面有效 如果使用走線 應(yīng)將其盡量加粗應(yīng)避免地環(huán)路如果不能采用地平面 應(yīng)采用星形連接策略數(shù)字電流不應(yīng)流經(jīng)模擬器件高速電流不應(yīng)流經(jīng)低速器件 第四章 PCBLayout設(shè)計技巧 2 無地平面時的電流回路設(shè)計 如果不能采用地平面 可以采用 星形 布線策略來處理電流回路 3 旁路電容或去耦電容 第四章 PCBLayout設(shè)計技巧 在電源走線時 盡可能的降低環(huán)路面積 在條件允許的情況下 鋪設(shè)地平面層盡可能保證每個電源輸入端都有一個去耦電容去耦電容應(yīng)加在電源輸入的兩端 于電源的正端直接連接 4 布局規(guī)劃 第四章 PCBLayout設(shè)計技巧 模擬電路放置在線路的末端 5 印制導(dǎo)線寬度與容許電流 第四章 PCBLayout設(shè)計技巧 實際使用中 為了保證散熱等因素 印在該基礎(chǔ)上增加2倍左右的寬度 6 多層板的常用的疊層順序 第四章 PCBLayout設(shè)計技巧 8Layer 10Layer 6Layer 4Layer S G P S S G S S G P S S G S S G S S G P S S G P S G G S S 信號層G 底層P 電源層 7 一般PCB的布線的注意事項 專用地線 電源線寬度應(yīng)大于1mm 其走線應(yīng)成 井 字型排列 某些元器件或?qū)Ь€可能有較高的電位差 應(yīng)加大它們的間距 避免放電引起意外短路 盡量加大電源線寬度 減少環(huán)路電阻 電源線 地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞方向一致 有助于增強抗干擾能力 當(dāng)頻率高于100k時 趨附效應(yīng)就十分嚴重 高頻電阻增大 第四章 PCBLayout設(shè)計技巧 第四章 PCBLayout設(shè)計技巧 8 高頻數(shù)字電路PCB布線規(guī)則 高頻數(shù)字信號線要用短線 主要信號線集中在pcb板中心 時鐘發(fā)生電路應(yīng)在板的中心附近 時鐘扇出應(yīng)采用菊鏈式和并聯(lián)布線 電源線應(yīng)遠離高頻數(shù)字信號線 或用地線隔開 電路布局必須減少電流回路 電源的分布必須是低感應(yīng)的輸入與輸出之間的導(dǎo)線避免平行 9 高速PCB的布線的常見問題及處理辦法 第四章 PCBLayout設(shè)計技巧 1 端接分串行端接和并行端接 并行端接主要是上下拉用電阻 串行端接主要為了減少反射 2 阻尼電阻 根據(jù)電阻在電路中作用命名 主要為了防止回路構(gòu)成等幅震蕩 通過在線路中串聯(lián)或并聯(lián)電阻來實現(xiàn) 10 高速PCB中過孔設(shè)計的注意事項 過孔的計算方法 寄生電容 C 1 41 TD1 D2 D1 隔離孔直徑D2 過孔焊盤的直徑D1 PCB板的厚度T 板基材介電常數(shù)為 寄生電感 L 5 08h ln 4h d 1 L指過孔的電感 h是過孔的長度 d是中心鉆孔的直徑電容引起的上升時間變化量 T10 90 2 2C Z0 2 Z0基材的特性阻抗等效阻抗 XL L T10 90 3 19 從