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PCB 设计与技巧 主讲 ： 李良荣

PCB 设计与技巧 主讲 ： 李良荣. 内容提要. PCB 概述 PCB 设计流程 PCB Layout 设计 PCB Layout 技巧 EMC 知识 附录 A 、 B. PCB 概 述. 1 、 PCB 中文－印刷电路板 英文 － Printed Circuit Board 2 、 PCB 板的质量由基材的选用，组成电路各要素的物理特性决定的。. PCB 概 述. 3 、 PCB 的材料分类（刚性、挠性） A 、酚醛纸质层压板 B 、环氧纸质层压板 C 、聚酯玻璃毡层压板 D 、环氧玻璃布层压板 E 、聚酯薄膜 F 、聚酰亚胺薄膜

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PCB 设计与技巧 主讲 ： 李良荣

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Presentation Transcript

  1. PCB设计与技巧 主讲：李良荣

  2. 内容提要 • PCB概述 • PCB设计流程 • PCB Layout设计 • PCB Layout技巧 • EMC知识 • 附录A、B

  3. PCB概 述 1、PCB 中文－印刷电路板 英文－Printed Circuit Board 2、PCB板的质量由基材的选用，组成电路各要素的物理特性决定的。

  4. PCB概 述 3、PCB的材料分类（刚性、挠性） A、酚醛纸质层压板 B、环氧纸质层压板 C、聚酯玻璃毡层压板 D、环氧玻璃布层压板 E、聚酯薄膜 F、聚酰亚胺薄膜 G、氟化乙丙烯薄膜

  5. PCB概 述 4、PCB基板材料 A、 FR－4 B、聚酰亚氨 C、聚四氟乙烯 D、 (G10) E、FR5 (G11)

  6. PCB概 述 5、组成PCB的物理特性 A、导线（线宽、线距） B、过孔 C、焊盘 D、槽 E、表面涂层

  7. PCB概 述 6、PCB板按层数来分 A、单面板（单面、双面丝印） B、双面板（单面、双面丝印） C、四层板（两层走线、电源、GND） D、六层板（四层走线、电源、GND） E、雕刻板

  8. PCB概 述 7、PCB的基本制作工艺流程： A、下料 B、丝网漏印 C、腐蚀 D、去除印料 E、孔加工 F、印标记 G、涂助焊剂 H、成品

  9. 第二部分PCB 设计流程

  10. PCB 设计流程

  11. PCB 设计流程 • 拿到原理图，进行分析，进行DRC检查。标准元件库的建立，特殊元器件的建立，具体印制板设计文件的建立，转网表。 • 网表的输入。 • 规则设置：进行线宽、线距、层定义、过孔、全局参数的设置等。

  12. PCB设计流程 • 根据印制板结构尺寸画出边框，参照原理图，结合机构进行布局，检查布局。 • 参照原理图进行预布线，检查布线是否符合电路模块要求，修改布线，并符合相应要求。

  13. PCB设计流程 • PCB制作初步完成，“铺铜”与“补铜”，进行连线、连通性、间距、“孤岛”、文字标识检查，并对其进行修改，使其符合要求。 • 检查无误后，生成底片，到此PCB板制作完成。

  14. 第三部分PCB Layout设计

  15. PCB Layout设计 一、设计准备 原理图分析，DRC检查。标准元件库的建立，特殊元器件的建立，印制板设计文件的建立，转网表。

  16. PCB Layout设计

  17. PCB Layout设计

  18. PCB Layout设计

  19. PCB Layout设计

  20. PCB Layout设计 二、网表输入 将生成的网表转换到PCB设计中。 三、规则设置 进行线宽、线距、层定义、过孔、全局参数的设置等。

  21. PCB Layout设计 PCB布局的一般规则： a、信号流畅，信号方向保持一致 b、核心元件为中心 c、在高频电路中，要考虑元器件的分布参数 d、特殊元器件的摆放位置；批量生产时，要考虑波峰焊及回流焊的锡流方向及加工工艺传送边。

  22. PCB Layout设计 四、手工布局 根据印制板结构尺寸画出边框，参照原理图，结合机构进行布局。并进行检查。

  23. PCB Layout设计 一、布局前的准备 a、画出边框； b、定位孔和对接孔进行位置确认； c、板内元件局部的高度控制； d、重要网络的标志。

  24. PCB Layout设计 二、PCB布局的顺序： a、固定元件 b、有条件限制的元件 c、关键元件 d、面积比较大元件 e、零散元件

  25. PCB Layout设计 三、参照原理图，结合机构，进行布局

  26. PCB Layout设计 四、布局检查： 1、检查元件在二维、三维空间上是否有冲突。 2、元件布局是否疏密有序，排列整齐。 3、元件是否便于更换，插件是否方便。 4、热敏元件与发热元件是否有距离。 5、信号流程是否流畅且互连最短。 6、插头、插座等机械设计是否矛盾。 7、元件焊盘是否足够大。

  27. PCB Layout设计 五、手工布线 参照原理图进行预布线，检查布线是否符合电路模块要求，修改布线，并符合相应要求。

  28. PCB Layout设计 一、走线规律： 1、走线方式 尽量走短线，特别是小信号。12mil。 2、走线形状 同一层走线改变方向时，应走斜线。 3、电源线与地线的设计 40－100mil，高频线用地线屏蔽。 4、多层板走线方向 相互垂直，层间耦合面积最小；禁止平行走线。 5、焊盘设计的控制

  29. PCB Layout设计 二、布线 首先，进行预连线，看一下项目的可连通性怎样，并根据原理图及实际情况进行器件调整，使其更加有利于走线。

  30. PCB Layout设计 三、检查走线 1、间距是否合理，是否满足生产要求。 2、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）。 3、对于关键的信号线是否采取了最佳措施，输入线及输出线要明显地分开。 4、模拟电路和数字电路部分，是否有各自独立的地线。

  31. PCB Layout设计 5、后加在PCB中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短路。 6、对一些不理想的线形进行修改。 7、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。 8、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。

  32. PCB Layout设计 六、项目检查 PCB制作初步完成，“铺铜”与“补铜”,连线、连通性、间距、“孤岛”、文字标识

  33. PCB Layout设计 对线路进行检查，进行补铜处理，重新排列元件标识；通过检查窗口，对项目进行间距、连通性检查。

  34. PCB Layout设计 七、CAM 输出 检查无误后，生成底片，并作CAM350检查。

  35. PCB Layout设计 到此，PCB设计就完成了，最后CAM350检查，无误后，就可以送底片了。 项目完了，作存档记录。

  36. 第四部分PCB设计技巧

  37. PCB设计技巧 1、为确保正确实现电路，遵循的设计准则： • (1)尽量采用地平面作为电流回路 • (2)将模拟地平面和数字地平面分开 • (3)如果地平面被信号走线隔断，为降低对地电流回路的干扰，应使信号走线与地平面垂直； • (4)模拟电路尽量靠近电路板边缘放置，数字电路尽量靠近电源连接端放置，这样做可以降低由数字开关引起的di/dt效应。

  38. PCB设计技巧 分隔开的地平面有时比连续的地平面有效

  39. PCB设计技巧 2、无地平面时的电流回路设计(1) 如果使用走线，应将其尽量加粗 (2)应避免地环路(3)如果不能采用地平面，应采用星形连接策略 (4)数字电流不应流经模拟器件 (5)高速电流不应流经低速器件

  40. PCB设计技巧 如果不能采用地平面，可以采用“星形”布线策略来处理电流回路

  41. PCB设计技巧 旁路或去耦电容 电源入口，IC芯片电源输入

  42. PCB设计技巧 旁路或去耦电容 电源入口，IC芯片电源输入

  43. PCB设计技巧 布局规划 模拟电路放置在线路的末端

  44. PCB设计技巧 印制导线宽度与容许电流

  45. PCB设计技巧 3、高频数字电路pcb布线规则如下： （1）高频数字信号线要用短线。 （2）主要信号线集中在pcb板中心。 （3）时钟发生电路应在板的中心附近，时钟扇出应采用菊链式和并联布线。 （4）电源线应远离高频数字信号线，或用地线隔开，电路布局必须减少电流回路，电源的分布必须是低感应的（多路设计) （5）输入与输出之间的导线避免平行。

  46. PCB设计技巧 4. 布线的注意事项： （1）专用地线、电源线宽度应大于1mm。 （2）其走线应成“井”字型排列，以便是分部电流平衡。 （3）尽可能的缩短高频器件之间的连线，设法减少它们之间地分布参数和相互间的信号干扰。

  47. PCB设计技巧 (4)某些元器件或导线可能有较高的电位差，应加大它们的间距，避免放电引起意外短路。 (5)尽量加大电源线宽度，减少环路电阻，电源线、地线的走向和数据传递方向一致，有助于增强抗干扰能力。 (6)当频率高于100k时，趋附效应就十分严重了，高频电阻增大

  48. 第五部分EMC知识

  49. EMC 知识 1、电磁兼容（Electromagnetic Compatibility--EMC） 是指设备或系统在其电磁环境中正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。 两个含义： （1）“污染”；（2）防御。

  50. EMC 知识 电磁噪声耦合途径

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