PCB设计基本概念
pcb设计知识点大全
pcb设计知识点大全1. 什么是PCB设计?PCB设计(Printed Circuit Board Design)又称印刷电路板设计,是指利用专业电路设计软件根据电路原理图和布局需求,通过布线、电路元器件的放置和连接等步骤来设计电子产品中的印刷电路板。
PCB设计是电子产品制造过程中的一项重要环节,决定了电路板的功能、性能和可靠性。
2. PCB设计流程PCB设计流程包括原理图设计、封装库维护、网络表生成、布局设计、布线设计、设计规则检查、信号完整性分析等多个环节。
其中,原理图设计是整个设计流程的基础,通过绘制完整的原理图,明确电路板上的元器件连接关系。
封装库维护负责维护元器件的封装库文件,确保使用正确的封装。
网络表生成将原理图转化为电路网表,用于后续的布局和布线设计。
布局设计是根据电路板上的元器件尺寸和布局要求,确定元器件的相对位置。
布线设计则是将各个元器件之间的连接线进行布线,确保信号传输的可靠性。
设计规则检查和信号完整性分析则是在布线完成后进行的,用于验证设计是否符合规范并优化信号传输的品质。
3. PCB设计注意事项在进行PCB设计时,需要注意以下几点:(1) 元器件布局:合理安排元器件的位置,减少信号干扰和电磁辐射。
(2) 信号走线:注意信号线的长度、走向和宽度,避免信号串扰和阻抗失配。
(3) 电源和地线:保持电源和地线的宽度足够,避免电源噪声和接地回流问题。
(4) 高速信号处理:对于高速信号,需要特别注意信号完整性和时序约束。
(5) 散热设计:对于功率较大的元器件,需考虑散热问题,合理设计散热器和散热通路。
(6) EMI设计:合理规划PCB布局,减少电磁干扰问题。
4. 常用的PCB设计软件PCB设计软件根据不同的需求和使用习惯,有多种选择。
以下是常用的PCB设计软件:(1) Altium Designer:功能强大,适用于中小规模的电路板设计。
(2) Eagle:易于上手,适用于初学者,拥有大量的元器件库文件。
PCB设计基本概念与主要流程
PCB设计基本概念与主要流程PCB设计是电子品的重要组成部分,它是电路板的核心设计。
PCB( Printed Circuit Board,印刷电路板) 也叫电路板、线路板或印刷线路板、印电路板等,在电子行业,在不同的应用领域,都有广泛的应用。
PCB设计基本概念:1)器件元件:程序设计中所设计的器件如LED、元器件等,都能在PCB的设计中得到印制,可以直接使用2)元器件布局:将所需器件在规定的地方进行有序布局的过程。
3)连线布局:将各器件的引脚间,按照连接的关系进行合理的连线。
4)PCB字体和编号:印有PCB版图中器件和丝印信息的供电等相关信息。
PCB设计主要流程:1)PCB板设计的作用是将我需要的功能全部布局在板子中,在宏观上能够实现自己所设定的功能;在微观上,能够满足相关的工艺要求。
2)对于基础的模块,应当采用易于复用的电路板设计。
对于中等复杂的模块,尽量考虑采用资讯化的开放库,以及有组织地管理工艺文件等等,来处理这些模块的制作。
3)PCB板的规划、布局、综合:其过程是其它流程的基础及时间、网表等准备工作,包括器件走线、封装的选择、铜面的规划、导线的布局及优化,并结合实际情況进行初步检查。
此时,应当特别注意的是各器件大小、引脚排布、器件型号的合规性和间距要求等方面的控制。
4)电路的串连布局:在此环节,应当注意处理主板与扩展板的连接,并按照不同的电路域进行相互串连,打好正确的地及电源线。
5)布线及导线规范:此单位现在比较常见,在SMD使用时,需要对部分套管回流用于连接板和封装的胶水,放置疏密合适的固定钳等方法。
以上是基本的PCB板的设计流程,其中虽然涉及到的一些技术麻烦,但是只有了解PCB板设计的基本概念,加上细致的计划、设计和实践,才会深入谙习PCB板的设计工艺和流程,制作出品质优秀、满足用户需求、体积小巧、功耗少而性能强劲的PCB设计产品。
PCB设计基础知识
PCB设计基础知识PCB(Printed Circuit Board),中文名为印制电路板,是用于连接和支持各种电子元器件的一种基础组件。
PCB的设计是电子产品开发中非常重要的一部分,对于电路的性能、布局和可靠性都有很大的影响。
1.PCB的类型:PCB的类型主要分为单面板、双面板和多层板。
单面板只有一面可以进行电路布线,适合简单的电路设计;双面板则可以在两面都进行布线,适合复杂的电路设计;多层板则可以在多个电路层中进行布线,适合高密度的电路设计。
2.PCB的材料:PCB的主要材料包括基板、铜箔和覆盖层。
基板一般使用玻璃纤维增强的环氧树脂,有良好的绝缘性能和机械强度;铜箔用于制作导线和焊盘,一般有不同的厚度选择;覆盖层主要用于保护电路,常见的有有机胶覆盖层和漆覆盖层。
3.PCB的设计流程:PCB的设计流程包括原理图设计、库封装设计、PCB布局、布线、制造文件输出等步骤。
原理图设计是将电路设计成符号图,使用软件进行绘制;库封装设计是将元器件设计成符合标准的封装,也可以使用软件进行绘制;PCB布局是将元器件按照一定的规则摆放在基板上,并考虑电磁兼容性和散热等因素;布线是在布局的基础上进行线路的连接,保证良好的信号传输和阻抗匹配;制造文件输出是将设计好的PCB文件输出成Gerber文件等格式,用于制造。
4.PCB的布局原则:PCB的布局需要考虑电路性能、可靠性和成本等多方面的因素。
常见的布局原则包括:将主要的功能单元放在一起,减少连接线的长度;将高频和低频信号分离布局,减少干扰;注意散热和线路的位置关系,保证散热效果;避免并联的线路交叉,减少串扰等。
5.PCB的布线技巧:布线是PCB设计中非常关键的一步,直接影响电路的性能和可靠性。
常用的布线技巧包括:避免信号线和电源线的交叉,减少干扰;避免信号线和地线的平行布线,减少串扰;注意差分线对的长度保持一致,保证信号的相位一致;注意信号线的走向,避免过长和过曲;保证信号线的阻抗匹配,减少反射和损耗。
PCB设计指导概述
PCB设计指导概述PCB 是电子电路的重要组成部分之一,它承载着各种电子元件,使电路之间相互连接,而PCB 设计则是整个电子产品开发过程中最为基础的一环。
因此,本文将从制作PCB 的基本流程以及设计PCB 时需要注意的几个主要方面进行探讨。
一、PCB 设计基本流程1. PCB 尺寸确定:在PCB 设计之初,就需要计算PCB 的尺寸。
根据电子元件的数量和布局来确定PCB 的大小。
同时,在确定PCB 大小的同时需要充分考虑PCB 的厚度和材质,防止在PCB 制作过程中出现不必要的错误。
2. 电路图的设计:在PCB 设计之前,需要先制作出电路图。
电路图是PCB 设计的基础。
它在设计过程中扮演着极为重要的角色,主要起到传导设计思想和产品功能的作用。
3.电子元件的布局和连接:根据电路图,设计PCB 的元件布局和连接。
在元件布局过程中,需要兼顾PCB 的尺寸和电子元件之间的相对位置,同时根据元件的电路图将元件之间的相互连接进行设计。
此阶段还需要注意PCB 的阻抗匹配,电源分配等问题。
4. PCB 的印刷制作:将设计好的PCB 输出为GERBER 文件或其他可读的格式,通过CAM 生成电路板应有的图层。
通过丝网印刷或挤出印刷来形成PCBA。
5. 焊接:将贴片元件等部件通过SMT技术,接入PCBA载板上的焊盘上。
之后可以通过手工焊接或波峰焊接等方式进行焊接完成整个PCB的制作。
二、PCB 设计时需要注意的几个主要方面1. PCB 厚度的选择:不同材质的PCB 有不同的厚度,制作过程中需要注意选用合适的厚度。
如果厚度不够,会影响阻抗的匹配;如果过厚,则会增加成本,同时可能会影响电子元件之间的间距。
2. 元件布局的原则:元件的布局需要有一定的原则。
一般来说,电源元件和接口元件应尽量分开,元件间的距离应适中。
易于维护,同时需要考虑信号走线和PCB 厚度的限制。
3. 路线布局的原则:在PCB 设计中,路线的布局也非常重要。
pcb设计基本概念
PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)设计的基本概念主要包括以下几个方面:
电路原理图设计:这是PCB设计的基础,需要将电子设备中的元件和电路按照一定的规则进行布局和连接,以达到预期的功能和性能要求。
元件布局:根据电路原理图,将元件放置在PCB上,并按照电路连接关系进行合理的布局。
布线:根据电路原理图和元件布局,使用导线将元件连接起来,形成电路。
布线需要考虑导线的长度、宽度、走向、弯曲半径等因素,以满足电路性能和电磁兼容性的要求。
焊盘和过孔设计:焊盘是用于连接元件引脚和导线的金属化孔,过孔则是连接不同层之间导线的通道。
焊盘和过孔设计需要根据元件引脚和连接要求进行合理的设计,以保证焊接质量和电路性能。
层设计:多层PCB可以提供更多的布线空间和电气连接,但也增加了设计的复杂度。
层设计需要考虑元件布局、布线需求、信号完整性等因素,合理规划不同层的用途和布线要求。
电磁兼容性设计:PCB设计需要考虑电磁兼容性,包括减小干扰、提高信号完整性等方面。
电磁兼容性设计可以通过合理的元件布局、布线、接地设计等措施来实现。
可靠性设计:可靠性设计是保证PCB在各种工作环境下都能稳定工作的关键。
可靠性设计需要考虑元件的耐温、抗震、抗腐蚀等因素,同时保证电路的稳定性和可靠性。
以上是PCB设计的基本概念,实际设计过程中还需要考虑生产工艺、制造成本等因素,以达到最优的设计效果。
pcb设计知识点
pcb设计知识点在现代电子产品中,PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)扮演着关键的角色。
它是连接电子元件的基础,是电子产品正常运行的关键组成部分。
了解PCB设计的知识点对于从事电子工程的人员来说至关重要。
本文将介绍一些常见的PCB设计知识点,帮助读者更好地理解和运用这些知识。
一、PCB的基本构成PCB主要由基板、焊盘、过孔和线路组成。
基板是PCB的主体,通常由绝缘材料制成。
焊盘是连接电子元件的区域,用于焊接元件引脚。
过孔则用于连接不同层之间的线路。
线路则是PCB上的导电路径,将各个元件连接在一起。
二、PCB的设计流程PCB的设计流程包括原理图设计、封装库建立、布局设计、线路走线、元件布局优化、生成Gerber文件等步骤。
原理图设计是将电路图纸转化为电子文件的过程;封装库建立是将元件的封装信息储存为库文件,方便后续调用;布局设计是将元件放置在合适的位置上,考虑电磁兼容性、散热等问题;线路走线是将电路连接起来,避免交叉与干扰;元件布局优化是对布局进行调整,提高整体性能与可靠性;生成Gerber文件是制作PCB的必要文件,用于制造厂商生产。
三、元件布局的重要性元件布局是PCB设计中非常关键的一步,合理的布局可以减少信号干扰、提高散热效果。
常见的布局原则包括:将功率较大的元件放置在散热好的位置上;将距离较远的元件通过短且粗的线路连接;避免元件之间的交叉走线,减少干扰等。
四、线路走线规则线路走线是PCB设计中的关键环节,决定了电路的性能和可靠性。
常见的线路走线规则包括:尽量避免线路交叉,以减少信号串扰;将高频信号线与低频信号线分开布局;将信号线与电源线、地线分离走线,减少干扰;尽量缩短线路长度,减少信号传输时间等。
五、元件封装的选择与设计元件的封装选择与设计直接影响PCB的布局与性能。
在选择元件封装时,需要考虑到元件的功率、尺寸、引脚间距等因素,并与PCB的布局相匹配。
仔细设计元件的引脚布局,可以提高焊接质量和可靠性。
PCB设计技术总结
PCB设计技术总结PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)设计技术是通过电子设计自动化工具来完成的电路板设计过程。
它涉及到电路原理图的绘制、电路元件的放置和布线以及整个电路板的外观设计等方面。
1.电路原理图设计电路原理图是PCB设计的起点,它显示了电路中各个元件的连接关系和信号流动方向。
在原理图设计中,必须考虑电路的功能需求,选择合适的元件,并确保电路的稳定性和可靠性。
此外,还需要考虑信号的传输速度和抗干扰能力,因为这些因素将直接影响到电路的性能和稳定性。
2.元件放置和布线元件的放置是指将电路元件放置在电路板上的过程。
在放置元件时,需要考虑各个元件之间的连接关系和电路板上的布局要求。
通常,将主要元件放置在电路板的中央位置,而将次要元件放置在边缘位置,这样可以更好地满足电路板上各个元件的连接和布局要求。
布线是指将元件之间的连接线路绘制在电路板上的过程。
布线可以分为手动布线和自动布线两种方式。
手动布线需要设计师根据电路板上的元件布局和连接关系进行线路的绘制,而自动布线则是通过电子设计自动化工具来实现的。
自动布线的优势在于可以提高布线效率和准确性,但对于复杂的电路设计来说,手动布线更能满足布线的需求。
3.PCB外观设计PCB的外观设计是指对电路板的外观形状和尺寸进行设计。
在外观设计中,需要考虑电路板的安装方式和外形尺寸,以确保电路板能够适配到所需的设备或系统中。
此外,还需要考虑电路板的机械强度和散热性能,以保证电路板的可靠性和稳定性。
4.PCB制造工艺PCB制造工艺是指将设计好的电路板进行制造的过程。
在PCB制造工艺中,包括电路板材料的选择、印刷、固化、成型、钻孔、覆铜、冷焊接、加工和检测等多个环节。
这些环节需要依次进行,以确保电路板的质量和可靠性。
其中,电路板材料的选择和电路板的覆铜等环节对电路板的性能和稳定性有着重要的影响。
综上所述,PCB设计技术是一门复杂而全面的技术。
它需要设计师具备深厚的电路知识和丰富的设计经验,才能够进行有效的设计和制造。
pcb基本设计理念
PCB设计基本概念1.“层(Layer) ”的概念与字处理或其它许多软件中为实现图、文、色彩等的嵌套与合成而引入的“层”的概念有所同,Protel的“层”不是虚拟的,而是印刷板材料本身实实在在的各铜箔层。
现今,由于电子线路的元件密集安装。
防干扰和布线等特殊要求,一些较新的电子产品中所用的印刷板不仅有上下两面供走线,在板的中间还设有能被特殊加工的夹层铜箔,例如,现在的计算机主板所用的印板材料多在4层以上。
这些层因加工相对较难而大多用于设置走线较为简单的电源布线层(如软件中的Ground Dever和Power Dever),并常用大面积填充的办法来布线(如软件中的ExternaI P1a11e和Fill)。
上下位置的表面层与中间各层需要连通的地方用软件中提到的所谓“过孔(Via)”来沟通。
有了以上解释,就不难理解“多层焊盘”和“布线层设置”的有关概念了。
举个简单的例子,不少人布线完成,到打印出来时方才发现很多连线的终端都没有焊盘,其实这是自己添加器件库时忽略了“层”的概念,没把自己绘制封装的焊盘特性定义为”多层(Mulii 一Layer)的缘故。
要提醒的是,一旦选定了所用印板的层数,务必关闭那些未被使用的层,免得惹事生非走弯路。
2、过孔(Via)为连通各层之间的线路,在各层需要连通的导线的文汇处钻上一个公共孔,这就是过孔。
工艺上在过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属,用以连通中间各层需要连通的铜箔,而过孔的上下两面做成普通的焊盘形状,可直接与上下两面的线路相通,也可不连。
一般而言,设计线路时对过孔的处理有以下原则:(1)尽量少用过孔,一旦选用了过孔,务必处理好它与周边各实体的间隙,特别是容易被忽视的中间各层与过孔不相连的线与过孔的间隙,如果是自动布线,可在“过孔数量最小化” ( Via Minimiz8tion)子菜单里选择“on”项来自动解决。
(2)需要的载流量越大,所需的过孔尺寸越大,如电源层和地层与其它层联接所用的过孔就要大一些。
pcb相关的概念
pcb相关的概念
PCB是印刷电路板(Printed Circuit Board)的缩写,是一种用于支持和连接电子组件的基础材料。
以下是一些与PCB相关的概念:
1. PCB布局设计:这是指在PCB上放置和连接电子元件的过程。
设计人员需要考虑电路的功能、布线的最佳路径、信号完整性和电磁兼容等因素。
2. PCB材料:PCB通常由基板材料、导电层和保护层组成。
常见的基板材料包括FR-4玻璃纤维、金属基板和陶瓷基板等。
3. PCB层次结构:多层PCB由多个层次的导电层和绝缘层组成。
每个层次都可以用于电路连接和信号传输。
4. 焊盘和焊接:焊盘是用于连接电子元件引脚和PCB的金属圆盘。
焊接是将引脚与焊盘通过焊料连接起来的过程。
5. 线路追踪和走线规则:线路追踪是指在PCB上绘制电路路径的过程。
走线规则是指在设计过程中需要遵循的布线规范,以确保信号完整性和电磁兼容性。
举例来说,假设我们设计一个音频放大器的PCB。
在布局设计中,我们需要考虑放大器电路的功能区域,如输入和输出部分的位置和连接方式。
我们选择合适的基板材料,如FR-4玻璃纤维。
在多层PCB中,我们可以将地平面和电源层放在内部层,以提供良好的地和电源平面。
通过焊接,我们将放大器芯片的引脚与焊盘连接起来。
在走线过程中,我们遵循走线规则,确保信号线和电源线的布线路径最短且相互之间不干扰。
PCB设计基本概念
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PCB设计基础知识详细解析
PCB设计基础知识详细解析印制电路板的设计是以电路原理图为根据,实现电路设计者所需要的功能。
印刷电路板的设计主要指版图设计,需要考虑外部连接的布局。
内部电子元件的优化布局。
金属连线和通孔的优化布局。
电磁保护。
热耗散等各种因素。
优秀的版图设计可以节约生产成本,达到良好的电路性能和散热性能。
简单的版图设计可以用手工实现,复杂的版图设计需要借助计算机辅助设计(CAD)实现。
在高速设计中,可控阻抗板和线路的特性阻抗是最重要和最普遍的问题之一。
首先了解一下传输线的定义:传输线由两个具有一定长度的导体组成,一个导体用来发送信号,另一个用来接收信号(切记“回路”取代“地”的概念)。
在一个多层板中,每一条线路都是传输线的组成部分,邻近的参考平面可作为第二条线路或回路。
一条线路成为“性能良好”传输线的关键是使它的特性阻抗在整个线路中保持恒定。
线路板成为“可控阻抗板”的关键是使所有线路的特性阻抗满足一个规定值,通常在25欧姆和70欧姆之间。
在多层线路板中,传输线性能良好的关键是使它的特性阻抗在整条线路中保持恒定。
但是,究竟什么是特性阻抗?理解特性阻抗最简单的方法是看信号在传输中碰到了什么。
当沿着一条具有同样横截面传输线移动时,这类似图1所示的微波传输。
假定把1伏特的电压阶梯波加到这条传输线中,如把1伏特的电池连接到传输线的前端(它位于发送线路和回路之间),一旦连接,这个电压波信号沿着该线以光速传播,它的速度通常约为6英寸/纳秒。
当然,这个信号确实是发送线路和回路之间的电压差,它可以从发送线路的任何一点和回路的相临点来衡量。
图2是该电压信号的传输示意图。
Zen的方法是先“产生信号”,然后沿着这条传输线以6英寸/纳秒的速度传播。
第一个0.01纳秒前进了0.06英寸,这时发送线路有多余的正电荷,而回路有多余的负电荷,正是这两种电荷差维持着这两个导体之间的1伏电压差,而这两个导体又组成了一个电容器。
在下一个0.01纳秒中,又要将一段0.06英寸传输线的电压从0调整到1伏特,这必须加一些正电荷到发送线路,而加一些负电荷到接收线路。
PCB设计基础及实训教案
⑵双面印制板 双面印制板指两面都有导电图形的印制板,板的厚度约为0.2~5.0mm,它是在两面敷有铜箔的绝缘基板上,通过印制和腐蚀的方法在基板上形成印制电路,两面的电气互连通过金属化孔实现。 它适用于要求较高的电子设备,如计算机、电子仪表等,由于双面印制板的布线密度较高,所以能减小设备的体积。
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三、PCB设计中的基本组件
1.板层(Layer) 板层分为敷铜层和非敷铜层,平常所说的几层板是指敷铜层的层面数。一般在敷铜层上放置焊盘、线条等完成电气连接;在非敷铜层上放置元件描述字符或注释字符等;还有一些层面(如禁止布线层)用来放置一些特殊的图形来完成一些特殊的作用或指导生产。 敷铜层一般包括顶层(又称元件面)、底层(又称焊接面)、中间层、电源层、地线层等;非敷铜层包括印记层(又称丝网层、丝印层)、板面层、禁止布线层、阻焊层、助焊层、钻孔层等。
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元件封装的命名一般与管脚间距和管脚数有关,如电阻的封装AXIAL-0.3中的0.3表示管脚间距为0.3英寸或300mil(1英寸=1000mil=2.54cm);双列直插式IC的封装DIP-8中的8表示集成块的管脚数为8。元件封装中数值的意义如图4-17所示。
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一、印制电路板概述
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⑴单面印制板 单面印制板指仅一面有导电图形的印制板,板的厚度约在0.2~5.0mm,它是在一面敷有铜箔的绝缘基板上,通过印制和腐蚀的方法在基板上形成印制电路。它适用于一般要求的电子设备,如收音机、电视机。
1.根据PCB导电板层划分
二、印制电路板的种类
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四、Protel 2004 PCB编辑器使用
1.启动PCB编辑器 进入Protel 2004主窗口,执行菜单“文件”→ “创建”→“项目”→“PCB项目”建立PCB工程项目文件,执行菜单“文件”→ “创建” →“PCB文件”,系统自动产生默认文件名为PCB1.PcbDoc的PCB文件,并进入PCB编辑器状态。 PCB编辑器的主菜单与原理图编辑器的主菜单基本相似,操作方法也类似。 PCB编辑器的工具栏主要有PCB标准工具栏、配线工具栏和实用工具栏等。 执行菜单“查看”→ “工具栏”下的相关菜单,可以设置打开或关闭相应的工具栏。
PCB设计
PCB设计PCB设计是指通过设计和制造电路板来实现电子产品功能的过程。
PCB(Printed Circuit Board)是一种用于连接和支持电子元器件的板级载体,通常由铜箔和绝缘基板组成,并且具有通过电路相互连接的功能。
PCB设计的目的是将电子元器件按照特定的电路图布局在PCB上,并通过导线连接起来,以实现电子产品的功能。
一个良好的PCB设计不仅需要满足电路的功能需求,还需要考虑到电磁兼容性、可靠性、成本和制造工艺等因素。
PCB设计的流程一般包括以下几个步骤:1. 电路设计:根据电子产品的功能需求和性能要求,绘制电路图。
在电路设计过程中,需要考虑元器件的选型、布局和连接方式等因素。
2. PCB布局:根据电路图,将各个元器件放置在PCB上,并考虑其电磁兼容性和散热等问题。
在布局过程中,通常会参考电磁兼容性设计原则,将高频元器件和噪声敏感电路与其他元器件相分离,以降低电磁干扰。
3. 线路走线:根据元器件的布局,设计导线连接各个元器件。
在进行线路走线时,需要考虑信号完整性、电流容量、电压降等因素,并采用适当的走线技巧,如使用平面地线、绕线等方式。
4. 设计验证:对PCB设计进行验证,包括电气验证和机械验证。
电气验证主要是通过仿真和测试,验证电路的性能是否满足设计要求;机械验证主要是验证PCB的外形尺寸是否符合要求,并与机械结构进行对接。
5. 输出制造文件:根据PCB设计,输出制造文件。
制造文件包括Gerber文件、钻孔文件等,用于生产PCB板。
总之,PCB设计是电子产品开发过程中非常重要的环节。
一个好的PCB设计可以提高电子产品的性能和可靠性,并且降低成本和制造周期。
因此,在进行PCB设计时,需要充分考虑各种因素,并通过合理的设计和验证来保证PCB的质量和性能。
PCB设计基本概念以及注意事项
PCB设计基本概念以及注意事项PCB(Printed Circuit Board)即印刷电路板,是一种将电子元器件进行布局与连接的基础材料。
在电子产品的开发与制造过程中,PCB设计是一个非常重要的环节。
下面将对PCB设计的基本概念和注意事项进行详细介绍。
1.布局:PCB设计的第一步是进行电子元器件的布局,即确定元器件在电路板上的位置。
在进行布局时,需要考虑电器元件的相互关系,以及尽可能的减少导线的长度和穿孔的数量。
合理的布局可以提高电路的稳定性和性能。
2.焊盘和引脚:每个电子元件都有与电路板连接的引脚,这些引脚通过焊盘与电路板进行连接。
焊盘的大小、形状和排列应根据元器件的尺寸和布局进行设计,以确保焊接的质量和连接的可靠性。
3.连接走线:在布局和焊盘设置完成后,需要进行走线设计,即将各个元器件之间的连接线路进行规划。
在进行走线时,需要考虑信号传输的长度、走线的宽度、走线的层数等因素,以保证信号传输的稳定性和性能。
4.电源和地线:电源线和地线是PCB设计中非常重要的部分。
电源线用于提供电力,而地线则用于接受多余的电流。
在进行电源和地线的走线设计时,需要保证电源线和地线的宽度足够,以减小电流的阻抗和电压下降。
5.层次结构:大型复杂的PCB可以采用多层设计,即将电路板划分为多个层次。
层次结构的设计可以提高布局的灵活性和信号的隔离性,同时减小电磁干扰和射频泄漏的风险。
1.尺寸限制:在进行PCB设计时,需要根据实际需求和设备尺寸的限制,适当控制电路板的尺寸。
过小的尺寸可能会导致布局不合理,影响电路的稳定性和性能。
2.适当使用电容器:为了提高电路的稳定性和性能,需要适当使用电容器。
在布局和走线时,需要考虑电容器的位置和引脚连接,以确保电容器的正常工作。
3.防止电磁干扰:电子产品常常会遭受到来自外部的电磁干扰。
为了减小电磁干扰的影响,需要采取一些措施,如使用屏蔽罩、保持走线的平衡和合理设置地线等。
4.热量分散:电子元器件在工作过程中会产生热量,如果不能有效地分散热量,会影响电路的功能和寿命。
pcb设计面试题
pcb设计面试题在电子行业中,PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)的设计是非常重要且具有挑战性的一个环节。
本文将介绍一些常见的PCB设计面试题,以帮助读者更好地理解和应对相关问题。
一、请简要解释什么是PCB设计?PCB设计是将电子元件(如集成电路、电阻、电容等)通过导线进行连接的过程,将它们布局在印刷电路板上,并使用PCB设计软件进行绘制。
这个过程通常包括布局、布线、创建封装以及设计规则的定义等。
二、PCB设计中常用的软件有哪些?请简要介绍。
PCB设计中常用的软件有Altium Designer、Cadence Allegro、PADS、Eagle等。
这些软件具有强大的功能,可用于绘制电路图、实现布局、自动生成元件的封装等。
其中,Altium Designer是市场上使用最广泛的一款软件,它具有友好的界面、强大的仿真功能和丰富的元件库。
三、请解释什么是PCB布局和布线?它们的重要性是什么?PCB布局是指在电路板上安排和放置电子元件的过程,以确保电路的性能和可靠性。
布线是指通过导线将电子元件相互连接起来的过程。
布局和布线的重要性在于:1. 电磁兼容性:合理的布局和布线可以减少电磁干扰,防止信号串扰和电磁泄漏,提高电路的稳定性和可靠性。
2. 信号完整性:合理的布局和布线可以减少信号传输过程中的损耗和延迟,确保信号的完整性。
3. 热管理:合理的布局和布线可以提高电路的散热效果,避免局部过热引发不可预测的问题。
四、请简要介绍PCB设计中常用的封装类型。
常见的PCB封装类型有:1. DIP(Dual In-line Package):双行直插封装,适用于插座连接、开关设备等。
2. QFP(Quad Flat Package):四边平封装,适用于细密电子设备,具有高密度和良好的散热性能。
3. BGA(Ball Grid Array):球栅阵列封装,适用于高密度集成电路,具有更高的引脚数量和较低的电阻。
PCB设计基本概念
1、PCB的主要功能:◆用于固定和支撑集成电路等各种元器件◆用于实现集成电路等各种元器件之间的布线和电气连接,提供所需要的电气特性◆实现各导电图形之间的电绝缘、并可以为并可以为自动焊锡提供阻焊图形,实现自动化生产◆为元器件插装、维修提供识别字符和图形2、层的概念(几层板的来源)PCB常见的板层:单层板、双层板、多层板三种◆单层板:一面敷铜,一面不敷,敷铜面布线焊接,不敷一面放置元器件◆双层板:两面都敷铜,分别是顶层和底层,两层板面都可以布线①直插式:顶层放置元器件,底层焊接:②标贴元:放置面和焊接面在同侧,两面都可以放置,两层之间的布线通过过孔连接,这样一来电路布线比单层板要自由得多◆多层板:包括多个中间层的PCB,除了顶层和底层还有若干个中间层,通常中间层可以作为导线层、信号层、电源层、接地层等。
层与层之家相互绝缘,通过过孔连接。
较为常用的是4层板和6层板,4层板是在两面版基础上加上电源和接地层,而六层板再加上两个布线层(随着电子产品的小型化、精密化、集成化,多层板应用日益广泛)3、PCB的层面◆信号层:主要放置元器件和布线。
Protel dxp 2004共有32个信号层,顶层、底层和30个中间层,中间层用于布置信号线(每层可设置各自颜色)◆内部电源\接地层:又称内层电源层,主要用于铺设电源和地,以提高电路的抗电磁干扰特性和稳定性(protel dxp 2004最多可提供16个内层电源层,……不同颜色)◆机械层:一般用于放置有关制版和装配方法的指示性信息,如PCB物理尺寸线、尺寸标志、数据资料、过孔信息、装配说明等信息(最多16个机械层)◆屏蔽层:主要用于确保上不要镀锡的地方不被镀锡。
它是阻焊曾和锡膏防护层的总称①阻焊层:包括顶层阻焊层和底层阻焊层,用于在焊盘以外的各部位涂覆一层涂料,如防旱漆(阻止上锡,防止短路)②锡膏防护层:包括顶层和底层锡膏防护层,主要是在需要焊接的地方涂一层助焊剂,以增强焊盘的着锡能力(一般SMD表贴式焊盘都有这个层)◆丝印层:主要用于在PCB上印上元器件的流水号、生产编号、公司名称等,以对PCB进行注释。
PCB设计基本概述
PCB设计基础知识印刷电路板(Printed circuitboard,PCB)几乎会出现在每一种电子设备当中。
如果在某样设备中有电子零件,那么它们也都是镶在大小各异的PCB上。
除了固定各种小零件外,PCB的主要功能是提供上头各项零件的相互电气连接。
随着电子设备越来越复杂,需要的零件越来越多,PCB上头的线路与零件也越来越密集了。
规范的PCB长得就像这样。
裸板(上头没有零件)也常被称为「印刷线路板Printed WiringBoard(PWB)」。
板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成。
在表面可以看到的细小线路材料是铜箔,原本铜箔是覆盖在整个板子上的,而在制造过程中部份被蚀刻处理掉,留下来的部份就变成网状的细小线路了。
这些线路被称作导线(conductorpattern)或称布线,并用来提供PCB上零件的电路连接。
为了将零件固定在PCB上面,我们将它们的接脚直接焊在布线上。
在最基本的PCB(单面板)上,零件都集中在其中一面,导线则都集中在另一面。
这么一来我们就需要在板子上打洞,这样接脚才能穿过板子到另一面,所以零件的接脚是焊在另一面上的。
因为如此,PCB的正反面分别被称为零件面(ComponentSide)与焊接面(Solder Side)。
如果PCB上头有某些零件,需要在制作完成后也可以拿掉或装回去,那么该零件安装时会用到插座(Socket)。
由于插座是直接焊在板子上的,零件可以任意的拆装。
下面看到的是ZIF(ZeroInsertionForce,零拨插力式)插座,它可以让零件(这里指的是CPU)可以轻松插进插座,也可以拆下来。
插座旁的固定杆,可以在您插进零件后将其固定。
如果要将两块PCB相互连结,一般我们都会用到俗称「金手指」的边接头(edgeconnector)。
金手指上包含了许多裸露的铜垫,这些铜垫事实上也是PCB布线的一部份。
通常连接时,我们将其中一片PCB上的金手指插进另一片PCB上合适的插槽上(一般叫做扩充槽Slot)。
pcb设计知识点总结
pcb设计知识点总结1. PCB的基本概念PCB全称为Printed Circuit Board,中文名称为印刷电路板。
它是一种用于连接和支持电子元器件的基准板。
PCB上通过印刷方式形成导线、焊盘、插孔等电气连接的构成,用于实现电路连接和固定电子元器件。
在电子产品设计中,PCB的设计对产品的性能和稳定性有着非常重要的影响。
2. PCB设计流程PCB设计的流程主要包括需求分析、电路设计、PCB布局设计、布线设计、PCB制作和PCB测试等阶段。
在需求分析阶段,设计师需要明确产品的功能需求和性能指标,然后进行电路设计,确定所需元器件的型号和参数。
接下来是PCB布局设计阶段,设计师需要将电路中的各个元器件合理地布局在PCB板上,考虑到信号传输、电气连接、热管理等因素。
然后进行布线设计,根据电路的连接关系和信号传输特性,将导线铺设在PCB板上。
最后是PCB制作和测试,通过PCB制作厂家制作出实际的PCB板,并进行各项测试和调试。
3. PCB布局设计PCB布局设计是PCB设计中非常重要的一环,它直接影响着PCB的性能和稳定性。
在布局设计中,设计师需要考虑以下几个方面的因素:(1)元器件的布局:需要考虑元器件之间的布局关系,以及与外部接口的布局关系。
合理的布局能够降低电路的互相干扰,提高电路的稳定性和可靠性。
(2)信号传输路径:在布局设计中需要考虑信号传输的路径,尽量缩短传输路径,减小信号传输的延迟和失真。
(3)热管理:在布局设计中需要考虑到电路的热管理问题,合理设置散热器和风扇等散热装置,以保证电路的稳定工作。
(4)防干扰设计:在布局设计中需要考虑到防干扰的 design,合理设计电路的接地、屏蔽和隔离等措施,减小外部干扰对电路的影响。
4. PCB布线设计PCB布线设计是PCB设计中非常重要的一环,它直接影响着信号传输的性能和稳定性。
在布线设计中,设计师需要考虑以下几个方面的因素:(1)导线宽度和间距:设计师需要根据电路的电流和信号传输特性选择合适的导线宽度和间距,以保证信号传输的稳定性和可靠性。
PCB版设计原理概述
PCB版设计原理概述1. 概述PCB(Printed Circuit Board)即印制电路板,是电子产品中不可或缺的一部分。
它作为电子元器件的支撑和连接媒介,承载着电子产品的功能实现。
PCB版的设计原理是指在进行PCB设计时所需要遵循的一些原则和注意事项。
本文将主要介绍PCB版设计原理的概述以及常见的设计原则。
2. PCB板设计原理概述在进行PCB板设计时,我们需要考虑以下几个方面的原理和原则:2.1 电磁兼容性(EMC)电磁兼容性是指电子设备在工作过程中不产生干扰,也不容易受到外界干扰的能力。
在PCB版设计中,我们需要通过合理的布局和设计来减小电路中的电磁辐射,以避免对其他电路和设备的干扰。
2.1.1 地线设计地线的设计在PCB版设计中是非常重要的,它主要用于电路的接地。
在进行PCB设计时,我们应该合理设置地线的走向和位置,减小回路的面积,以降低电磁辐射。
2.1.2 屏蔽和隔离对于一些具有较高频率的电路,我们需要考虑使用屏蔽罩或隔离层,来减小电路的电磁辐射。
这些屏蔽和隔离层可以有效地阻挡电磁辐射对其他电路和设备的干扰。
2.2 信号完整性信号完整性是指信号在传输过程中保持原有的形状和特性的能力。
在PCB版设计中,我们需要注意以下几方面的原理和原则。
2.2.1 确保信号的连续性在进行PCB设计时,我们应该尽量缩短信号的传输路径,减小电路的串扰和延时。
同时,我们还可以采用布线对称、地线穿孔等方式来提高信号的完整性。
2.2.2 减小信号的失真在进行PCB设计时,我们应该采取一些措施,如加强电源滤波、布局差分对、合理使用终端电阻等,来减小信号的失真。
2.3 散热设计在进行PCB版设计时,我们还应该考虑散热设计的原理和原则。
电子元器件在工作过程中会产生一定的热量,如果不能及时散热,会导致电子元器件的温度过高,从而影响电子设备的正常工作。
2.3.1 合理布局散热元件在进行PCB设计时,我们应该合理布局散热元件,如散热片、散热孔等,以提高散热效果。
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PCB设计基本概念1、“层(Layer) ”的概念与字处理或其它许多软件中为实现图、文、色彩等的嵌套与合成而引入的“层”的概念有所同,Protel的“层”不是虚拟的,而是印刷板材料本身实实在在的各铜箔层。
现今,由于电子线路的元件密集安装。
防干扰和布线等特殊要求,一些较新的电子产品中所用的印刷板不仅有上下两面供走线,在板的中间还设有能被特殊加工的夹层铜箔,例如,现在的计算机主板所用的印板材料多在4层以上。
这些层因加工相对较难而大多用于设置走线较为简单的电源布线层(如软件中的Ground Dever和Power Dever),并常用大面积填充的办法来布线(如软件中的ExternaI P1a11e和Fill)。
上下位置的表面层与中间各层需要连通的地方用软件中提到的所谓“过孔(Via)”来沟通。
有了以上解释,就不难理解“多层焊盘”和“布线层设置”的有关概念了。
举个简单的例子,不少人布线完成,到打印出来时方才发现很多连线的终端都没有焊盘,其实这是自己添加器件库时忽略了“层”的概念,没把自己绘制封装的焊盘特性定义为”多层(Mulii一Layer)的缘故。
要提醒的是,一旦选定了所用印板的层数,务必关闭那些未被使用的层,免得惹事生非走弯路。
2、过孔(Via)为连通各层之间的线路,在各层需要连通的导线的文汇处钻上一个公共孔,这就是过孔。
工艺上在过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属,用以连通中间各层需要连通的铜箔,而过孔的上下两面做成普通的焊盘形状,可直接与上下两面的线路相通,也可不连。
一般而言,设计线路时对过孔的处理有以下原则:(1)尽量少用过孔,一旦选用了过孔,务必处理好它与周边各实体的间隙,特别是容易被忽视的中间各层与过孔不相连的线与过孔的间隙,如果是自动布线,可在“过孔数量最小化” (Via Minimiz8tion)子菜单里选择“on”项来自动解决。
(2)需要的载流量越大,所需的过孔尺寸越大,如电源层和地层与其它层联接所用的过孔就要大一些。
3、丝印层(Overlay)为方便电路的安装和维修等,在印刷板的上下两表面印刷上所需要的标志图案和文字代号等,例如元件标号和标称值、元件外廓形状和厂家标志、生产日期等等。
不少初学者设计丝印层的有关内容时,只注意文字符号放置得整齐美观,忽略了实际制出的PCB效果。
他们设计的印板上,字符不是被元件挡住就是侵入了助焊区域被抹赊,还有的把元件标号打在相邻元件上,如此种种的设计都将会给装配和维修带来很大不便。
正确的丝印层字符布置原则是:”不出歧义,见缝插针,美观大方”。
4、SMD的特殊性Protel封装库内有大量SMD封装,即表面焊装器件。
这类器件除体积小巧之外的最大特点是单面分布元引脚孔。
因此,选用这类器件要定义好器件所在面,以免“丢失引脚(Missing Plns)”。
另外,这类元件的有关文字标注只能随元件所在面放置。
5、网格状填充区(External Plane )和填充区(Fill)正如两者的名字那样,网络状填充区是把大面积的铜箔处理成网状的,填充区仅是完整保留铜箔。
初学者设计过程中在计算机上往往看不到二者的区别,实质上,只要你把图面放大后就一目了然了。
正是由于平常不容易看出二者的区别,所以使用时更不注意对二者的区分,要强调的是,前者在电路特性上有较强的抑制高频干扰的作用,适用于需做大面积填充的地方,特别是把某些区域当做屏蔽区、分割区或大电流的电源线时尤为合适。
后者多用于一般的线端部或转折区等需要小面积填充的地方。
6、焊盘( Pad)焊盘是PCB设计中最常接触也是最重要的概念,但初学者却容易忽视它的选择和修正,在设计中千篇一律地使用圆形焊盘。
选择元件的焊盘类型要综合考虑该元件的形状、大小、布置形式、振动和受热情况、受力方向等因素。
Protel在封装库中给出了一系列不同大小和形状的焊盘,如圆、方、八角、圆方和定位用焊盘等,但有时这还不够用,需要自己编辑。
例如,对发热且受力较大、电流较大的焊盘,可自行设计成“泪滴状”,在大家熟悉的彩电PCB的行输出变压器引脚焊盘的设计中,不少厂家正是采用的这种形式。
一般而言,自行编辑焊盘时除了以上所讲的以外,还要考虑以下原则:(1)形状上长短不一致时要考虑连线宽度与焊盘特定边长的大小差异不能过大;(2)需要在元件引角之间走线时选用长短不对称的焊盘往往事半功倍;(3)各元件焊盘孔的大小要按元件引脚粗细分别编辑确定,原则是孔的尺寸比引脚直径大0.2- 0.4毫米。
7、各类膜(Mask)这些膜不仅是PcB制作工艺过程中必不可少的,而且更是元件焊装的必要条件。
按“膜”所处的位置及其作用,“膜”可分为元件面(或焊接面)助焊膜(TOp or Bottom 和元件面(或焊接面)阻焊膜(TOp or BottomPaste Mask)两类。
顾名思义,助焊膜是涂于焊盘上,提高可焊性能的一层膜,也就是在绿色板子上比焊盘略大的各浅色圆斑。
阻焊膜的情况正好相反,为了使制成的板子适应波峰焊等焊接形式,要求板子上非焊盘处的铜箔不能粘锡,因此在焊盘以外的各部位都要涂覆一层涂料,用于阻止这些部位上锡。
可见,这两种膜是一种互补关系。
由此讨论,就不难确定菜单中类似“solder Mask En1argement”等项目的设置了。
8、飞线,飞线有两重含义:(1)自动布线时供观察用的类似橡皮筋的网络连线,在通过网络表调入元件并做了初步布局后,用“Show 命令就可以看到该布局下的网络连线的交叉状况,不断调整元件的位置使这种交叉最少,以获得最大的自动布线的布通率。
这一步很重要,可以说是磨刀不误砍柴功,多花些时间,值!另外,自动布线结束,还有哪些网络尚未布通,也可通过该功能来查找。
找出未布通网络之后,可用手工补偿,实在补偿不了就要用到“飞线”的第二层含义,就是在将来的印板上用导线连通这些网络。
要交待的是,如果该电路板是大批量自动线生产,可将这种飞线视为0欧阻值、具有统一焊盘间距的电阻元件来进行设计.设计PCB应该注意的问题作为一个电子工程师设计电路是一项必备的硬功夫,但是原理设计再完美,如果电路板设计不合理性能将大打折扣,严重时甚至不能正常工作。
根据我的经验,我总结出以下一些PCB设计中应该注意的地方,希望能对您有所启示。
不管用什么软件,PCB设计有个大致的程序,按顺序来会省时省力,因此我将按制作流程来介绍一下。
(由于protel界面风格与windows视窗接近,操作习惯也相近,且有强大的仿真功能,使用的人比较多,将以此软件作说明。
)原理图设计是前期准备工作,经常见到初学者为了省事直接就去画PCB板了,这样将得不偿失,对简单的板子,如果熟练流程,不妨可以跳过。
但是对于初学者一定要按流程来,这样一方面可以养成良好的习惯,另一方面对复杂的电路也只有这样才能避免出错。
作为一个电子工程师设计电路是一项必备的硬功夫,但是原理设计再完美,如果电路板设计不合理性能将大打折扣,严重时甚至不能正常工作。
根据我的经验,我总结出以下一些PCB设计中应该注意的地方,希望能对您有所启示。
不管用什么软件,PCB设计有个大致的程序,按顺序来会省时省力,因此我将按制作流程来介绍一下。
(由于protel界面风格与windows视窗接近,操作习惯也相近,且有强大的仿真功能,使用的人比较多,将以此软件作说明。
)原理图设计是前期准备工作,经常见到初学者为了省事直接就去画PCB板了,这样将得不偿失,对简单的板子,如果熟练流程,不妨可以跳过。
但是对于初学者一定要按流程来,这样一方面可以养成良好的习惯,另一方面对复杂的电路也只有这样才能避免出错。
在画原理图时,层次设计时要注意各个文件最后要连接为一个整体,这同样对以后的工作有重要意义。
由于,软件的差别有些软件会出现看似相连实际未连(电气性能上)的情况。
如果不用相关检测工具检测,万一出了问题,等板子做好了才发现就晚了。
因此一再强调按顺序来做的重要性,希望引起大家的注意。
原理图是根据设计的项目来的,只要电性连接正确没什么好说的。
下面我们重点讨论一下具体的制板程序中的问题。
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会不知所措的。
但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。
还有就是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。
以前我的一个产品老是在运输过程中有个别机器出现面壳PCB板断裂的情况,改用圆弧后就好了。
2、元件和网络的引入把元件和网络引人画好的边框中应该很简单,但是这里往往会出问题,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一些:元件的封装形式找不到,元件网络问题,有未使用的元件或管脚,对照提示这些问题可以很快搞定的。
3、元件的布局元件的布局与走线对产品的寿命、稳定性、电磁兼容都有很大的影响,是应该特别注意的地方。
一般来说应该有以下一些原则:3.l放置顺序先放置与结构有关的固定位置的元器件,如电源插座、指示灯、开关、连接件之类,这些器件放置好后用软件的LOCK功能将其锁定,使之以后不会被误移动。
再放置线路上的特殊元件和大的元器件,如发热元件、变压器、IC等。
最后放置小器件。
3.2注意散热元件布局还要特别注意散热问题。
对于大功率电路,应该将那些发热元件如功率管、变压器等尽量靠边分散布局放置,便于热量散发,不要集中在一个地方,也不要高电容太近以免使电解液过早老化。
4、布线布线原则走线的学问是非常高深的,每人都会有自己的体会,但还是有些通行的原则的。
◆高频数字电路走线细一些、短一些好◆大电流信号、高电压信号与小信号之间应该注意隔离(隔离距离与要承受的耐压有关,通常情况下在2KV时板上要距离2mm,在此之上以比例算还要加大,例如若要承受3KV的耐压测试,则高低压线路之间的距离应在3.5mm以上,许多情况下为避免爬电,还在印制线路板上的高低压之间开槽。
)◆两面板布线时,两面的导线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线,避免相互平行,以减小寄生耦合;作为电路的输人及输出用的印制导线应尽量避兔相邻平行,以免发生回授,在这些导线之间最好加接地线。
◆走线拐角尽可能大于90度,杜绝90度以下的拐角,也尽量少用90度拐角◆同是地址线或者数据线,走线长度差异不要太大,否则短线部分要人为走弯线作补偿◆走线尽量走在焊接面,特别是通孔工艺的PCB◆尽量少用过孔、跳线◆单面板焊盘必须要大,焊盘相连的线一定要粗,能放泪滴就放泪滴,一般的单面板厂家质量不会很好,否则对焊接和RE-WORK都会有问题◆大面积敷铜要用网格状的,以防止波焊时板子产生气泡和因为热应力作用而弯曲,但在特殊场合下要考虑GND的流向,大小,不能简单的用铜箔填充了事,而是需要去走线◆元器件和走线不能太靠边放,一般的单面板多为纸质板,受力后容易断裂,如果在边缘连线或放元器件就会受到影响◆必须考虑生产、调试、维修的方便性对模拟电路来说处理地的问题是很重要的,地上产生的噪声往往不便预料,可是一旦产生将会带来极大的麻烦,应该未雨绸缎。