(PB印制电路板技术手册]PB布线设计
(PB印制电路板技术手册]印制电路板制造简易实用手册
(PB印制电路板)印制电路板制造简易实用手册
主题:印制电路板制造简易实用手册
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绪论
印制电路板制造技术的飞速发展,促使广大从事印制电路板制造行业的人们,加快知识更新。为此,就必须掌握必要的新知识并与原有实用的科技成为工作必备的参考资料,更好地从事各种类型的科研工作。这本手册就是使从事高科技行业新生产者尽快地掌握与印制电路板制造技术相关的知识,才能更好的理解和应用印制电路板制造方面的所涉及到的实用技术基础知识,为全面掌握印制电路板制造的全过程和所涉及到科学试验提供必要的手段。
第一章溶液浓度计算方法
在印制电路板制造技术,各种溶液占了很大的比重,对印制电路板的最终产品质量起到关键的作用。无论是选购或者自配都必须进行科学计算。正确的计算才能确保各种溶液的成分在工艺范围内,对确保产品质量起到重要的作用。根据印制电路板生产的特点,提供六种计算方法供同行选用。
1.体积比例浓度计算:
•定义:是指溶质(或浓溶液)体积与溶剂体积之比值。
•举例:1:5硫酸溶液就是一体积浓硫酸与五体积水配制而成。
2.克升浓度计算:
•定义:一升溶液里所含溶质的克数。
•举例:100克硫酸铜溶于水溶液10升,问一升浓度是多少?
100/10=10克/升
3.重量百分比浓度计算
(1)定义:用溶质的重量占全部溶液重理的百分比表示。
(2)举例:试求3克碳酸钠溶解在100克水中所得溶质重量百分比浓度?
4.克分子浓度计算
•定义:一升中含1克分子溶质的克分子数表示。符号:M、n表示溶质的克分子数、V表示溶液的体积。
如:1升中含1克分子溶质的溶液,它的克分子浓度为1M;含1/10克分子浓度为0.1M,依次类推。
PADSPowerPCB布线详细步骤(每次画完必看,比对有何漏洞)
PADSPowerPCB布线详细步骤(每次画完必看,比对有何漏
洞)
1、导入网表。
2、设置Board Outline,然后DisperseComponents。
3、关掉各个器件的Label属性。
4、大器件初步布局,观看走线是否顺畅。如有必要需ECO调整。
5、设置GND、Power net成不同颜色,并设置成不显示unrouted的net。
6、设置Layer Definition ,指定属于不同层的网络。
7、设置Pad Stacks,指定via属性。
8、设置Design Rule,然后设置特殊net的Design Rule,如GND、Power、Clk、DP、DM。
9、开始走一些关键信号,如clk。
10、手动完成其他net走线。
11、对power、gnd平面分块,并完成power、gnd网络连接。
12、对top和bottom设置copper pour区域。
13、设置solder mask top /bottom区域。
14、打开器件Label属性,选中所有label,设置成同样size,正确摆放Lable.
15、在silkscreen top放置logo、board name、date信息,添加相关必要的指示性text。
16、自动测量板长板宽。
17、在空闲区域放置glued gnd via。
18、 Copper Pour。
19、 Verifyconnectivity ,Verify clearance。
20、 RS274X格式CAM输出。
21、使用CAM350参看gerber文件。
(PB印制电路板)印制电路板(PB)设计与制作
(PB 印制电路板)印制电路板(PB)设计与
制作
第一章初识Protel99SE
电子线路设计是众多工程技术人员和无线电爱好者经常遇到的问题,如何快捷、高效、准确地完成电子线路的设计工作也使很多人一筹莫展。您或许为使电路板尽量紧凑而绞尽脑汁,为布通电路板的线路而废寝忘食,为手绘的电路板歪歪扭扭而感到灰心丧气。卓越的 Protel99 将彻底把您从烦恼的工作中解放出来,在它的帮助下,您的电子线路设计工作将变得轻松愉快。
第一节 Protel99SE 的发展与演变
随着现代科学日新月异的发展,现代电子工业也取得了长足的进步,大规模、超大规模集成电路的使用使电路板的走线愈加精密和复杂。在这种情况下,传统的手工方式设计和制作电路板已显得越来越难以适应形势了。
幸运的是电子计算机的飞速发展有效地解决了这个问题,精明的软件厂商针对广大电子界人士的需求及时推出了自己的电子线路软件。这些软件有一些共同的特征:它们都能够协助用户完成电子产品线路的设计工作,比较完善的电子线路软件至少具有自动布线的功能,更完善的还应有自动布局、逻辑检测、逻辑模拟等功能。
Protel99 继续保持了 ProtelTechnology 公司的革新传统,它具有极为全面的工具、文档以及设计项目的组织功能,使用户可比以往任何时候更轻松地驾驭电子线路设计的全过程。Protel 软件的良好信誉以及Protel99 的卓越表现使之很快成为众多用户的首选软件。
第二节 Protel99SE 的特点
Protel99 主要有两大部分组成:
一.原理图设计系统。它主要用于电路原理图的设计,为印制电路板的设计打好基础。
PCB设计手册
PCB设计手册
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1. 目的 (4)
2. 适用范围 (4)
3. 参考文件 (4)
4. PCB设计的布局规范 (4)
4.1. 布局设计原则 (4)
4.2. 对布局设计的工艺要求 (4)
5. PCB 设计的布线规范 (12)
5.1. 布线设计原则 (12)
5.2. 对布线设计的工艺要求 (13)
6. PCB 设计的后处理规范 (16)
6.1. 测试点的添加原则测试点的选择 (16)
6.2. PCB板的标注 (16)
6.3. 拼版 (17)
6.4. 加工数据文件的生成 (17)
7. 名词解释 (18)
8.附录 (19)
1.目的
为规范公司内部PCB设计文件,总结PCB设计的经验和流程,特制定本规范。
2.适用范围
本规范规定了基于Cadence 平台的PCB设计标准。
本规范适用于苏州玲珑电子航空技术有限公司进行PCB Layout设计。
3.参考文件
无
4.PCB设计的布局规范
4.1.布局设计原则
1. 器件距板边距离应大于5mm,如果器件距离板边不满足5mm,需添加辅助边。
2.先放置与结构关系密切的元件,如接插件、开关、电源插座等。
3.优先摆放电路功能块的核心元件及体积较大的元器件,再以核心元件为中心摆放周围电路元器件。
4.功率大的元件摆放在利于散热的位置上,如采用风扇散热,放在空气的主流通道上;
若采用传导散热,应放在靠近机箱导槽的位置。
5.质量较大的元器件应避免放在板的中心,应靠近板在机箱中的固定边放置。
6.有高频连线的元件尽可能靠近,以减少高频信号的分布参数和电磁干扰。
pcb生产过程与技术
PCB生产过程与技术
1 PCB分类、特点和地位用途
PCB分类
可按PCB用途、基材类型、结构等三种来分类,一般采用PCB结构来分类;
1.1.1 刚性PCB
⑴单面PCB;
⑵双面PCB;
⑶多层PCB;
①常规多层PCB;
②埋/盲孔多层PCB;
③积层HDI/BUMPCB;
A 有“芯板”的积层PCB;
B 无“芯板”的积层PCB;
挠性PCB
随着挠性PCBFPC应用领域迅速扩大,挠性印制板已最快速度发展着;
⑴单面FPC;
⑵双FPC;
⑶多层FPC;
刚-挠性PCB
这是指由刚性部分和挠性部分共同组成的PCB;刚性部分主要用于焊接或组装元器件,而挠性部分主要起着刚性部分之间的连接、信号传输和可挠曲性机械安装的作用;
⑴刚性部分主要为刚性多层板结构,
但中间夹入挠性部分,通过层压、钻孔和孔化与电镀等形成刚性部分与挠性部分之间连接;
⑵挠性部分由挠性板组成;为了保持
可挠曲性机械安装,挠性部分大多为单、双面挠性板或多组的单、双面挠性板等组成;
1.1.4 特种PCB
这是指高频微波PCB、金属基芯PCB和某些特殊PCB而言的;
⑴高频微波PCB;
这是指应用于高频频率大于300MHZ或波长小于1米与微波频率大于3G或波长小于0.1米领域的PCB;其主要要求如下;
①低介电常数εr的基材;
A 聚四氟已烯PTFE又称Teflon,其εr=,形成CCL的εr为左右;
B “空气珠”或“微泡”结构的CCL 材料,其εr为∽之间Arlon公司;
②低介质损耗角正切tanδ;PTFE基材
的tanδ为,仅为FR-4的1/10;
⑵金属基芯PCB;在组装有大功率组件的PCB内埋入金属板,以提高导热或散热为主要目的还有改善CTE和尺寸稳定性等的PCB;所采用的金属材料有:薄Al板;薄Fe板;薄Cu板;殷钢;钨钼合金;还有非金属的炭素板等;
(PB印制电路板)开关电源的PB布线要求
(PB印制电路板)开关电源的PB布线要求
开关电源的PCB布线设计
开关电源PCB排版是开发电源产品中的一个重要过程。许多情况下,一个在纸上设计得非常完美的电源可能在初次调试时无法正常工作,原因是该电源的PCB 排版存在着许多问题.
0、引言
为了适应电子产品飞快的更新换代节奏,产品设计工程师更倾向于选择在市场上很容易采购到的AC/DC适配器,并把多组直流电源直接安装在系统的线路板上。由于开关电源产生的电磁干扰会影响到其电子产品的正常工作,正确的电源PCB排版就变得非常重要。开关电源PCB排版与数字电路PCB排版完全不一样。在数字电路排版中,许多数字芯片可以通过PCB软件来自动排列,且芯片之间的连接线可以通过PCB软件来自动连接。用自动排版方式排出的开关电源肯定无法正常工作。所以,没计人员需要对开关电源PCB排版基本规则和开关电源工作原理有一定的了解。
1、开关电源PCB排版基本要点
1.1 电容高频滤波特性
图1是电容器基本结构和高频等效模型。
电容的基本公式是
式(1)显示,减小电容器极板之间的距离(d)和增加极板的截面积(A)将增加电容器的电容量。
电容通常存在等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)二个寄生参数。图2是电容器在不同工作频率下的阻抗(Zc)。
一个电容器的谐振频率(fo)可以从它自身电容量(C)和等效串联电感量(LESL)得到,即
当一个电容器工作频率在fo以下时,其阻抗随频率的上升而减小,即
当电容器工作频率在fo以上时,其阻抗会随频率的上升而增加,即
当电容器工作频率接近fo时,电容阻抗就等于它的等效串联电阻(RESR)。
浅谈PCB布线方法的教学
误 的概 率 。并且 P oe 中提供 自动布 小 信号 包地 线 ,在 升 rtl
四是 自动 布线 会 出现 系统错 乱 的误 操作 ,如 可 能会 出
级产 品 At m D s e 系列 软 件 中 自动布 线 功 能 更 加 强 现过孔 重叠 的现象 ,如 图 3所 示 。此处 只需 一 个过 孔 ,手 l ei r i u n g
|
尹序职 震 参
第
V l2 o 1
. 呈L NGI ROT ATH AIT TON ■■■萱 。 .I I H CI LCI I E UA ■■■—_ A NH EVA N N LS RL 霍番重■ 期 1O G 0 O E C N J
2 N o
浅谈 P B布线方法 的教学 C
1 0 的 “ 通 率 ” 网 络 密 一 些 ,或 者 为 满 足 特 殊 要 求 元 0% 布 。
不必 要 的 干扰 和影 响 ,严 重 时使 整块 电路 板报废 ,造成 较 线及 一 些特 殊要 求 的线 间距 ,如 何走 线 ,过孔 的设 置是 否 大 损 失 。本 文 借 助 Alu 公 司的 P oe 软件 tm i rtl ( 升级 产 品
如 Ce rn e l a c Co s an、 Ro t g o r、 W it C n a nt it r ui C mes n dh o —
项目3四层PCB的设计-任务8资料文档
印制电路板的设计与制造 回到编辑窗口中,单击板层标签中的“Ground”, 所添加的内电层即显示出来,在其边界围绕了一 圈Pullback 线,如图8-6所示。
图8-6
印制电路板的设计与制造
8.2.2 内电层分割
(1)单击板层标签中的内电层标签“Ground”,切 换为当前的工作层并单层显示。
印制电路板的设计与制造
2.PCB设计 绘制完成原理图后,新建一个PCB文档将项目文
件和原理图文件全部加以保存。返回到系统框图位 置执行菜单命令Design→Update PCB Document, 完成PCB数据的更新。
设置印制电路板为6800×4500mil,放置元件进 行布局(注意电路中有几种不同的电源+5V、+3.3V 、D5V、E5V等,将其尽可能分开,以确保对电源 层的处理),图8-34所示为元器件布局图。
单元1
单元2
单元3
单元4
单点接地
单元1
单元2
单元3
单元4
图8-1
多点接地
印制电路板的设计与制造
(2)数字地与模拟地分开 电路板上既有高速数字电路
又有模拟电路时没有那个将它 们的地线隔离后再分别于电源 端相连
图8-2
印制电路板的设计与制造
8.2 内电层分割方法
在系统提供的众多工作层中,有两层电性能图层 ,即信号层与内电层 。
浅谈印制电路板的设计制作技巧
并 且使 整 机 电性 指 标 有 所提 高 。
关键词 : 制电 ̄ 印
(C ) 焊 接 PB
布线
装 配
di 03 6/i n10 — 5 42 1.5 0 o: . 9 .s.0 6 8 5 . 00 . 9 1 9 js 0 0
1 印制 电路 板 .
11 印 制 电路 板 简介 .
直, 不能将元器件斜排或交叉重排 。单元 电路之间的引线应尽 可能短 , 引出线数 目尽可能少。
23 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f+ .) m, 中d d1 r 其 2a 为引线孔径 。 对
高密度的数字电路 , 焊盘最小直径可取(+ . r d 1 ) m。 0a
3 印 制 电 路 板 的装 配 .
31 元 器 件 引 线 成 型 .
制摄导线 的最小 宽度主要 由导线与绝缘基 扳间的粘附强度和
流过它们 的电流值决定 。导线宽度为1 m . m可满足要求。对于 5 集成电路 , 尤其是数 字电路 , 常选00 03 m导线宽度 。 通 . 2 .r a 4 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
PCB的抗干扰设计
。机械与电子0
S IN E&T C N L G I F R TO CE C E H O O Y N O MA I N
21 00年
第 1 期 7
P B的抗干扰设 计 C
杨 红英 徐 王 郭 霞 勺 ( 中国人 民解 放军 蚌埠 坦克 学院 实验 中心 安徽
【 摘
蚌埠
23 5 3 0 0)
Biblioteka Baidu
1 抗 干扰 技 术
为 增 加 电子 产 品 系统 的抗 干扰 能力 , 保 P B板 获得 最 佳 性 能 。 确 C
在 P B抗 干 扰 设 计 方 面 , C 应充 分 考 虑 电磁 兼 容 性 即 抗 干扰 能 力 。 电 磁 兼 容 性 ( lcrm gei C m ably 简 称 E Eet ant o p t it) o c i i MC, 称 抗 干 21 P B的 布 局 俗 . C
的能 力 , 既不 受 周 围 电 磁 环境 的 影 响 , 不 影 响周 围环 境 , 发 生 性 好 , 邻 近 线 条 易 受 干 扰 。在 确 定 P B 尺 寸 后 . 确 定 特 殊 元 件 的 位 它 又 不 且 C 再
能 下 降 和误 动 作 , 能 按 设 计要 求 正常 工 作 的 能 力 。 一 是 指 产 品 和 其 置 。最 后 , 据 电 路 的 功 能 单 元 , 电路 的全 部 元 器 件 进行 布局 。在 确 而 ” 根 对 他 系 统互 相 兼 顾 共 容 的 能 力 ; 是 指 产 品在 电磁 环 境 中 正 常工 作 的抵 定 特 殊 元 件 的 位 置时 要 遵 守 以下 原 则 : 二 抗 能 力 。 电 磁 兼 容 性 的 概 念 是 抗 电 磁 干 扰 (lcrmant Eet g ei o c () 可 能 缩 短 高 频 元器 件 之 间 的连 线 , 法 减 少 它 们 的 分 布参 数 1尽 设 Itr rne E 概念 的扩 展 。 nef e c ) MI e 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 . 入 和 输
(PB印制电路板)PowerPB元件封装和库制作图文详解
个元件类型可 Type 的时期也比较灵活,可以在 PCB Decal 能对应 SMD 或者 与 CAE Decal 建立之前或者是之后完成。 是 DIP 的多个封 2.需要通过 Part Type 将 PowerPCB 的 装形状)。主要 PCB Decal 与 PowerLogic 的 CAE Decal 结合 操作是在 Part 为一个整体。建立联系之后具有完整信息后 Information 对 才能成为 Part,保存在 Parts 库中。 话框下进行。
图形、按照元件资料放置元件的端子、设定 焊盘(Pad Stack)尺寸等工作,这些作业 必须要在 Decal Editor 界面下才能完成。 完成设置后,必须为每一个 Part Decal 命 名并保存到相应的 Decal 库之中。注意:保 存在 Decal 库中的元件如果不与 Part Type 建立关联是无法被调入到设计数据中的。也 就是说,PowerPCB 中所指的元件不是 PCB Decal,PCB Decal 只是元件的一个物理特
一,PowerPCB 元件库基本结构
1.元件库结构 在深入讨论之前,有必要先熟悉 PowerPCB 的元件库结构,在下述图 9-1 已
经打开的元件库管理窗口下,我们可以清晰地看到四个图标,它们分别代表 PowerPCB 的四个库,这是 PowerPCB 元件库的的一个重要特点。换句话说,每 当新建一个元件库时,其实都有四个子库与之对应。有关各个库的含义请仔细
PCB电路板PCB设计规范
PCB电路板PCB设计规
范
PCB设计规范
二O一O年八月
目录
一.PCB设计的布局规范---------------------------3
■布局设计原则-----------------------------------3
■对布局设计的工艺要求------------------------------4 二.PCB设计的布线规范--------------------------15
■布线设计原则----------------------------------15
■对布线设计的工艺要求-----------------------------16 三.PCB设计的后处理规范-------------------------25
■测试点的添加----------------------------------25
■PCB板的标注---------------------------------27
■加工数据文件的生成------------------------------31
四.名词解释----------------------------------33
■金属孔、非金属孔、导通孔、异形孔、装配孔--------------33
■定位孔和光学定位点------------------------------33
■负片(Negative)和正片(Positive)------------------33
■回流焊(ReflowSoldering)和波峰焊(WaveSolder)-------34
PCB布局和布线的设计技巧
Ke wO ds P B;L y u ;W r i t i u i n y r : C ao t ie D sr b t o
O 引 言
件布局产生限制 。如果装配部 门允许组件移 动, 以对电路 可 适当优化, 更便于 自动布线。所定义 的规 则和约束条件会影 响布局设计。 自动布线工具一次只会考虑一个信号 , 通过设 置布 线的约束条件 以及设 定可布信号线的层, 以使布线工 可 具能像设计师所设想的那样完成布线。 比如, 对于电源线 的布局:①在 PB布局 中应将 电源退 c 耦电路设计在各相关 电路附近 ,而不要放置在电源部分 , 否
摘 要: 浅谈 PB C 板在布局和布 线方面的设计技巧和对一些不合理现象的处理方法。
关键词 :C 布局: PB: 布线
中图分类号 :T2 5 P 0 文献标识码: A 文章编号 : 6 1 4 9 一2 0 )0 05 — 2 1 7 — 7 2 (0 81 — 2O O
Ab ta t T i p p r s o s s m s p r i i l v e s o d s g t c n q e o t e 1 y u a d w r sr c : h s a e h w o e u e f c a i w n e in eh iu s f h a o t n ie
随着 PB尺寸要求越来越小,器件 密度要求越来越高 , c
PCB设计之技巧
原理 图是 根 据设 计 的项 目来 的 ,只要 电性连 接 正确 就可 以 了。下面 我们重 点讨论 一 下制板 过程 中 的技 巧 。 l制作物 理边 框 、 封 闭的物理 边框 对 以后 的元 件布 局 、走 线来 说是个 基本平 台, 也对 自动布局起着 约束作用 , 否则。 从原理图 过来的元件将会不知所措。 这里一定要注意精确, 否则 以 后出现安装问题麻烦可就大了; 还有, 拐角地方最好用 圆 弧, 一方面可以避免尖角划伤工人 , 同时又可以减轻应力
作用 。
2 元件和 网络 的 引入 、 把元 件和 网络 引人 到 画好 的边框 中很简 单 ,但是 这
里往 往会 出一些 问题 ,一定 要 细心地 按 提 示 的错 误逐 个 解决 , 不然后面要费更大的力气。 这里的问题一般来说有 以下 几种 : 元件 的封 装形 式找 不到 、 件 网络 问题 、 元 有未
() 1高频 数 字 电路走 线细 一 些、 一 些好 。 短 ( ) 电流 信 号、 电压信 号 与小信 号 之 间应 该注 意 2大 高 隔离( 隔离距离与要承受的耐压有关, 通常情况下在2 V K 时板上要距离2 m, 此之上以比例算还要加大。例如若 m 在 要承受3 V K 的耐压测试 ,则高低压线路之 间的距离应在 3m . m以上。许多情况下为避 免爬电, 5 还在 印制线路板上 的高低压之间开槽。) ( ) 面板 布 线时 , 3双 两面 的导 线宜 相互 垂 直 、 交 、 斜 或 弯 曲走 线 , 免相 互平 行 , 避 以减小 寄 生耦 合 ; 为 电路 的 作 输人及输出用 的印制导线应尽量避免相邻平行 ,以免发 生回授, 在这些导线之间最好加接地线。 ( ) 线拐 角尽 可 能 大 于9 度 , 绝9 度 以 下 的 拐 4走 O 杜 O 角, 也尽 量少 用9 度 拐角 。 O () 5 同是地 址 线 或 者 数 据 线 , 线 长 度 差 异 不 要 太 走 大, 否则短 线部分 应人 为走弯 线作 补偿 。 () 6 走线尽量走在焊接面, 特别是通孔工艺的P B C 板。
PCB板设计规范培训课件(PPT 34张)
(a)AXIAL0.4 (电阻类)
(b)DIODE0.4 (二极管类)
( c)RAD0.4 (无极性电容类)
(d) FUSE (保险管)
(e)XATAL1 (晶振类)
(f)VR5(电位器类)
(g) SIP8(单列直插类)
(h) RB.2/.4 (极性电容类)
(i)DB9/M (D型连接器)
(j) TO-92B (小功率三极管)
PCB设计室 Leabharlann Baidu4
四 印制板设计过程
印制电路板(PCB)设计也称印制板排版设计, 通常包括以下过程: (1)确定印制板的外形及结构:
印制板对外连接一般包括电源线、地线、板外元器 件的引线,板与板之间连接线等,绘图时应大致确定 其位置和排列顺序。若采用接插件引出时,要确定接 插件位置和方向。图4-1是温度控制器电路板的板外 连接图,图4-2是计算机上一种插卡外形尺寸草图。
• 工艺性(可制造性) • 经济性等
PCB设计室
6
PCB设计流程
• 元器件封装
• PCB外形设计
• 器件布局
• 布线设计
• 规则检查
PCB设计室
7
三 常用元件及封装形式
元件名称 电阻 可变电阻 普通电容 电解电容 电容器 二极管 稳压二极 发光二极管 三极管 电感 可变电感 放大器 双列直插IC座 晶振 稳压块 接口 按钮 电源 开关 接收二极管 三脚插座 封装形式名称 RES2(1、3、4) AXIAL0.3 AXIAL0.4 POT2(1) VR5(1、2、3、4) CAP RAD0.2 RAD0.3 ELECTRO1 RB.2/.4 RB.3/.6 RB.4/.8 CAPACITOR RAD0.2 RAD0.3 DIODE0.4 ZENER1(2、3) DIODE0.4 LED DIODE0.4 NPN(PNP) TO-92A(单面板)TO-92B(双面板) INDUCTOR1 INDUCTOR4 AXIAL0.3 OPAMP DIP8,14,16… CRYSTAL XTAL1 VOLTREG TO-220H CON2,3,4 SIP2,3,4… SW-PB POWER4 SW SPST AXIAL0.4 SW SPDT SW DPDT PHOTO LAMP NEON 8 PCB设计室
PCB线路板工艺流程概述
PCB线路板概述
PCB(Printed Circuit Board)中文名称为印制线路板,简称印制板,是电子工业的重要部件之一。几乎所有电子设备,小到电子手表、计算器,大到计算机,通讯电子设备,军用武器系统,只要有集成电路等电子元器件,为了它们之间的电气互连,都要使用印制板。在较大型的电子产品研究过程中,最基本的成功因素是该产品的印制板的设计、文件编制和制造。印制板的设计和制造质量直接影响到整个产品的质量和成本,甚至导致商业竞争的成败。
印制电路在电子设备中提供如下功能:
提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑。
实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘。
提供所要求的电气特性,如特性阻抗等。
为自动焊锡提供阻焊图形,为元件插装、检查、维修提供识别字符和图形。
PCB工艺
菲林底板是印制电路板生产的前导工序,菲林底板的质量直接影响到印制板生产质量。在生产某一种印制线路板时,必须有至少一套相应的菲林底版。印制板的每种导电图形(信号层电路图形和地、电源层图形)和非导电图形(阻焊图形和字符)至少都应有一张菲林底片。通过光化学转移工艺,将各种图形转移到生产板材上去。
菲林底版在印制板生产中的用途如下:
图形转移中的感光掩膜图形,包括线路图形和光致阻焊图形。
网印工艺中的丝网模板的制作,包括阻焊图形和字符。
机加工(钻孔和外型铣)数控机床编程依据及钻孔参考。
随着电子工业的发展,对印制板的要求也越来越高。印制板设计的高密度,细导线,小孔径趋向越来越快,印制板的生产工艺也越来越完善。在这种情况下,如果没有高质量的菲林底版,能够生产出高质量的印制电路板。现代印制板生产要求菲林底版需要满足以下条件:
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(PB印制电路板)PB布
线设计
PCB布线设计
在当今激烈竞争的电池供电市场中,由于成本指标限制,设计人员常常使用双面板。尽管多层板(4层、6层及8层)方案在尺寸、噪声和性能方面具有明显优势,成本压力却促使工程师们重新考虑其布线策略,采用双面板。在本文中,我们将讨论自动布线功能的正确使用和错误使用,有无地平面时电流回路的设计策略,以及对双面板元件布局的建议。
自动布线的优缺点以及模拟电路布线的注意事项
设计PCB时,往往很想使用自动布线。通常,纯数字的电路板(尤其信号电平比较低,电路密度比较小时)采用自动布线是没有问题的。但是,在设计模拟、混合信号或高速电路板时,如果采用布线软件的自动布线工具,可能会出现一些问题,甚至很可能带来严重的电路性能问题。
例如,图1中显示了一个采用自动布线设计的双面板的顶层。此双面板的底层如图2所示,这些布线层的电路原理图如图3a和图3b所示。设计此混合信
号电路板时,经仔细考虑,将器件手工放在板上,以便将数字和模拟器件分开放置。
采用这种布线方案时,有几个方面需要注意,但最麻烦的是接地。如果在顶层布地线,则顶层的器件都通过走线接地。器件还在底层接地,顶层和底层的地线通过电路板最右侧的过孔连接。当检查这种布线策略时,首先发现的弊端是存在多个地环路。另外,还会发现底层的地线返回路径被水平信号线隔断了。这种接地方案的可取之处是,模拟器件(12位A/D转换器MCP3202和2.5V参考电压源MCP4125)放在电路板的最右侧,这种布局确保了这些模拟芯片下面不会有数字地信号经过。
图3a和图3b所示电路的手工布线如图4、图5所示。在手工布线时,为确保正确实现电路,需要遵循一些通用的设计准则:尽量采用地平面作为电流回路;将模拟地平面和数字地平面分开;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;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。
这两种双面板都在底层布有地平面,这种做法是为了方便工程师解决问题,使其可快速明了电路板的布线。厂商的演示板和评估板通常采用这种布线策略。但是,更为普遍的做法是将地平面布在电路板顶层,以降低电磁干扰。
图1 采用自动布线为图3所示电路原理图设计的电路板的顶层
图2 采用自动布线为图3所示电路原理图设计的电路板的底层
图3a 图1、图2、图4和图5中布线的电路原理图
图3b 图1、图2、图4和图5中布线的模拟部分电路原理图
有无地平面时的电流回路设计
对于电流回路,需要注意如下基本事项:
1. 如果使用走线,应将其尽量加粗
PCB上的接地连接如要考虑走线时,设计应将走线尽量加粗。这是一个好的经验法则,但要知道,接地线的最小宽度是从此点到末端的有效宽度,此处“末端”指距离电源连接端最远的点。
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(见图6)
通过这种方法,地电流独立返回电源连接端。图6中,注意到并非所有器件都有自己的回路,U1和U2是共用回路的。如遵循以下第4条和第5条准则,是可以这样做的。
4. 数字电流不应流经模拟器件
数字器件开关时,回路中的数字电流相当大,但只是瞬时的,这种现象是由地线的有效感抗和阻抗引起的。对于地平面或接地走线的感抗部分,计算公式为V = Ldi/dt,其中V是产生的电压,L是地平面或接地走线的感抗,di是数字器件的电流变化,dt是持续时间。对地线阻抗部分的影响,其计算公式为V= RI, 其中,V是产生的电压,R是地平面或接地走线的阻抗,I是由数字器件引起的电流变化。经过模拟器件的地平面或接地走线上的这些电压变化,将改变信号链中信号和地之间的关系(即信号的对地电压)。
5. 高速电流不应流经低速器件
与上述类似,高速电路的地返回信号也会造成地平面的电压发生变化。此干扰的计算公式和上述相同,对于地平面或接地走线的感抗,V = Ldi/dt ;对于地平面或接地走线的阻抗,V = RI 。与数字电流一样,高速电路的地平面或接
地走线经过模拟器件时,地线上的电压变化会改变信号链中信号和地之间的关系。
图4 采用手工走线为图3所示电路原理图设计的电路板的顶层
图5 采用手工走线为图3所示电路原理图设计的电路板的底层
图6 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
图7 分隔开的地平面有时比连续的地平面有效,图b)接地布线策略比图a) 的接地策略理想
6. 不管使用何种技术,接地回路必须设计为最小阻抗和容抗
7. 如使用地平面,分隔开地平面可能改善或降低电路性能,因此要谨慎使用
分开模拟和数字地平面的有效方法如图7所示
图7中,精密模拟电路更靠近接插件,但是与数字网络和电源电路的开关电流隔离开了。这是分隔开接地回路的非常有效的方法,我们在前面讨论的图4和图5的布线也采用了这种技术。
工程领域中的数字设计人员和数字电路板设计专家在不断增加,这反映了行业的发展趋势。尽管对数字设计的重视带来了电子产品的重大发展,但仍然存在,而且还会一直存在一部分与模拟或现实环境接口的电路设计。模拟和数字领域的布线策略有一些类似之处,但要获得更好的结果时,由于其布线策略不同,简单电路布线设计就不再是最优方案了。本文就旁路电容、电源、地线设计、电压误差和由PCB布线引起的电磁干扰(EMI)等几个方面,讨论模拟和数字布线的基本相似之处及差别。
模拟和数字布线策略的相似之处
旁路或去耦电容
在布线时,模拟器件和数字器件都需要这些类型的电容,都需要靠近其电源引脚连接一个电容,此电容值通常为0.1mF。系统供电电源侧需要另一类电容,通常此电容值大约为10mF。
这些电容的位置如图1所示。电容取值范围为推荐值的1/10至10倍之间。但引脚须较短,且要尽量靠近器件(对于0.1mF电容)或供电电源(对于10mF电