PCB设计
PCB制版毕业设计
PCB制版毕业设计在电子工程领域，PCB（Printed Circuit Board，印制电路板）制版是一项至关重要的技术。
它是电子产品实现功能的基础，承载着电子元件之间的连接和信号传输。
我的毕业设计就围绕着 PCB 制版展开，通过这一过程，我深入了解了 PCB 设计的原理、流程和实际应用。
PCB 制版的第一步是明确设计需求。
这包括确定电路板的功能、尺寸、层数、工作频率、信号完整性要求等。
例如，如果是设计一个用于高速数字信号处理的 PCB，就需要特别关注信号的传输速度和完整性，可能会选择多层板，并采用特殊的布线策略。
接下来是原理图设计。
原理图就像是 PCB 的蓝图，它展示了各个电子元件之间的电气连接关系。
在绘制原理图时，需要选择合适的元件符号，并正确连接它们的引脚。
同时，还要为每个元件添加准确的封装信息，以便后续的 PCB 布局布线能够顺利进行。
完成原理图设计后，就进入了 PCB 布局布线阶段。
这是整个 PCB 制版过程中最关键也最具挑战性的环节之一。
在布局时，需要考虑元件的摆放位置，以优化信号走线、减少电磁干扰、提高散热性能等。
例如，高频元件应尽量靠近，敏感元件应远离干扰源。
布线则需要遵循一系列的规则，如最小线宽、线间距、过孔大小等，以确保电路板的电气性能和可靠性。
在布线过程中，还需要进行电源和地线的规划。
电源和地线的分布对整个电路板的稳定性和噪声抑制起着重要作用。
合理的电源和地线布局可以减少电源波动和噪声干扰，提高系统的性能。
此外，为了提高 PCB 的可制造性和可测试性，还需要进行一些特殊的设计。
比如添加测试点，以便在生产过程中进行电路板的测试；设计工艺边，方便电路板的加工和组装。
在 PCB 制版过程中，电磁兼容性（EMC）和信号完整性（SI）是两个需要重点关注的问题。
电磁兼容性是指电子产品在复杂的电磁环境中能够正常工作，且不会对其他设备产生电磁干扰。
为了实现良好的电磁兼容性，需要采取一些措施，如合理的布线、屏蔽、滤波等。
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。
大学pcb课程设计
大学pcb课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PCB（印制电路板）的基本概念、设计流程和制作原理。
2. 学生掌握电路原理图设计、PCB布局、布线、元件封装等基本知识。
3. 学生了解PCB设计中的电磁兼容性、信号完整性等关键问题。
技能目标：1. 学生能运用电路设计软件（如Altium Designer、Cadence等）完成简单的PCB设计。
2. 学生具备分析PCB设计问题并提出改进方案的能力。
3. 学生能够独立完成一个小型电子产品的PCB设计，并进行基本的调试与测试。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子设计领域的兴趣，提高创新意识和动手能力。
2. 学生树立正确的工程观念，注重实践与理论相结合，严谨认真对待设计工作。
3. 学生在团队协作中学会沟通、分享、承担责任，培养良好的团队合作精神。
本课程针对大学年级学生，结合PCB课程特点，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的电路设计能力和实际操作技能。
课程要求学生具备一定的电子基础知识，能够适应电子设计领域的发展需求。
通过本课程的学习，使学生能够掌握PCB设计的基本方法和技巧，为从事电子工程师等相关工作打下坚实基础。
二、教学内容1. PCB基础知识：包括PCB的发展历程、分类、材料与制造工艺，让学生了解PCB的基本概念。
教材章节：第一章PCB概述2. 电路原理图设计：讲解原理图符号、元件、绘制规则，使学生掌握原理图设计方法。
教材章节：第二章电路原理图设计3. PCB布局与布线：介绍布局、布线原则，讲解PCB设计中的注意事项，提高学生的布局与布线能力。
教材章节：第三章PCB布局与布线4. 元件封装与库管理：讲解元件封装的创建与使用，使学生掌握库管理方法。
教材章节：第四章元件封装与库管理5. PCB设计软件操作：以Altium Designer或Cadence为例，介绍软件操作方法，使学生熟练运用软件进行PCB设计。
教材章节：第五章PCB设计软件操作6. PCB设计中的电磁兼容性与信号完整性分析：讲解相关概念、分析方法及对策，提高学生在PCB设计中的电磁兼容性意识。
《PCB板设计》课件
电源线与地线布线
电源线设计
根据电路的功耗和电压需求，合理规 划电源线的宽度和布局，确保电源供 应的稳定性和可靠性。
地线设计
地线是PCB板的重要参考平面，应合 理规划地线的布局和连接方式，降低 电磁干扰和ห้องสมุดไป่ตู้号失真。
信号线布线
信号分类
根据信号的特性和重要性，将信号线 分为高速信号、低速信号和模拟信号 等，以便采取不同的布线策略。
要点一
总结词
防震设计是提高PCB板抗机械冲击能力的重要措施，对于 可能受到机械震动或冲击的应用场景尤为重要。
要点二
详细描述
通过在PCB板的关键元件和结构处增加防震垫、加强PCB 板的结构强度等措施，可以有效减小机械震动对PCB板的 影响。此外，还可以采用特殊的封装方式和材料来提高 PCB板的抗冲击能力。
电源和接地线宽
根据电流大小选择合适的 线宽，以满足电源和接地 的需求。
电源和接地层设置
多层PCB板应设置专门的 电源和接地层，以减小层 间干扰和节约空间。
信号线布局
信号线分类
信号线可分为高速信号线、低速信号线和模拟信号线等，应根据 不同类型的信号线采取不同的布局策略。
信号线走向
信号线应尽量减少弯曲和交叉，以减小信号损失和干扰。
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信号完整性考虑
在布线过程中，应考虑信号的反射、 串扰、时序等因素，采取措施减小这 些影响，保证信号的完整性。
差分信号布线
差分信号的特点
差分信号是传输速率高、抗干扰能力强的信号，通过在PCB 板上合理布线，可以减小电磁干扰和共模噪声的影响。
布线要点
在差分信号线的布线过程中，应保持线宽、间距等参数一致 ，避免交叉和锐角转弯，同时采用对称的布局方式，以提高 信号的传输质量。
pcb板设计时应注意的问题
pcb板设计时应注意的问题在进行PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）设计时，有一些关键的问题需要注意，以确保设计的性能、可靠性和制造的成功。
以下是一些在进行PCB 设计时应注意的问题：电气性能：信号完整性：确保信号在传输过程中不受到过多的噪声、串扰或衰减。
电源和接地：设计稳定的电源和接地系统，以确保电路中的稳定电压和电流。
元件布局：元件间距和位置：确保元件之间的合适间距，以便焊接和维护。
同时，考虑元件的位置对信号传输和散热的影响。
元件方向：给予元件正确的方向，确保极性元件（如二极管、电解电容）被正确安装。
散热：热设计：对需要散热的元件（如功率放大器、稳压器）进行适当的散热设计。
散热器的放置：在设计中考虑散热器的放置，以确保充分散热。
EMI（电磁干扰）和RFI（射频干扰）：电磁兼容性：采用合适的屏蔽和滤波手段，减少电磁辐射和对外界干扰的敏感性。
布线和层次：信号层次：合理规划信号和电源层的堆叠，以降低信号传输的干扰。
差分对布线：对差分信号使用合适的布线技术，减小差分对之间的电磁耦合。
制造和组装：焊盘和焊接：设计适当大小的焊盘，确保焊接质量和可靠性。
组装方向：提供组装方向和安装说明，确保组装人员正确地安装元件。
测试和调试：测试点：在关键位置添加测试点，以便进行测试和调试。
调试接口：提供易于调试的接口和信息，有助于故障排除。
可靠性和环境：环境适应性：根据产品使用的环境，选择适当的材料和封装，确保PCB在各种条件下都能可靠运行。
这些是一些基本的设计考虑因素，具体的设计要求可能会因项目和应用而有所不同。
在PCB设计的早期阶段，与制造商和其他相关团队的紧密合作也是确保成功的重要步骤。
PCB板设计步骤
PCB板设计步骤PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）是现代电子产品中不可或缺的一部分，用于支持和连接各种电子组件。
设计一块高质量的PCB需要经历多个步骤，以下是一个一般的PCB板设计步骤的概述：1.确定需求和规范：在开始PCB设计前，首先需要明确项目的需求和规范。
这包括电路的功能、电气参数、外形尺寸、层次结构和材料要求等。
同时还需要考虑可行性、成本和制造工艺等因素。
2. 电路图设计：在PCB设计过程中，一般首先绘制电路图（Schematic）。
这是通过软件完成的，用于呈现电路的连接关系、元件型号和参数等。
通过电路图可以检查电路的正确性和性能。
3.PCB尺寸和层数确定：根据需求和电路图，确定PCB板的尺寸和层数。
尺寸一般根据外壳和电路布局的需求来确定，层数则根据电路复杂度来选择。
4.元件布局：通过选择和放置元件，决定电路中各个元件的相对位置和方向。
优化元件布局可以提高电路的性能、减少噪声和干扰。
5.连接规划：根据电路图中的连接要求，规划PCB板上的连线走线。
这需要根据信号传输、功耗、EMI/EMC等要求进行布线设计。
7.地线和电源规划：良好的地线和电源规划对于电路的性能和信号完整性至关重要。
需要确保良好的接地，减少环路和干扰。
8.信号完整性分析：通过模拟和数字分析工具，对信号完整性进行验证和优化。
这包括考虑信号的传输线特性、电磁干扰和时序问题等。
9.PCB元件库创建：创建一个包含常用元件和其封装的数据库，以便在PCB设计中使用。
这样可以确保这些元件的正确性和一致性。
10.PCB布局设计：根据前面步骤中的布局规划和要求，在PCB板上放置各个元件、连接器、插座和其他外围器件。
需要考虑元件的封装、焊盘、电气连接等因素。
11.连线布线：在PCB布局的基础上进行连线布线。
连接线的走线路径和宽度、层次的选择等都需要经过细致的规划和调整。
12.板边界定义：根据PCB板的尺寸和外形要求，在布局设计中定义好PCB板的边界。
PCB板设计步骤
PCB板设计步骤PCB板（Printed Circuit Board，印刷电路板）是现代电子设备中不可或缺的一部分，其设计是电子产品制造的重要环节。
下面将为您详细介绍PCB板的设计步骤。
一、需求分析PCB板设计的第一步是进行需求分析，明确设计的目标和要求。
这涉及到了电路的功能、性能、工作环境、尺寸、可靠性和成本等方面的要求。
需求分析的目的是为了确保设计能够满足实际应用的需要，并为后续的设计工作提供指导。
二、电路设计在电路设计阶段，首先需要进行原理图设计。
原理图是电路连接的逻辑图，详细描述了各个元件之间的连接关系和信号传输路径。
根据需求分析的结果，设计师需要选取适合的元件，并进行合理的电路连接。
三、元件布局元件布局是指将电路元件放在PCB板上的过程，旨在确保电路的性能和可靠性。
在布局过程中，需要考虑元件之间的连接、信号传输、电源供给等问题。
同时，还需要遵守规定的保护距离、防止热点、考虑外部接口等因素。
四、连接规划连接规划是指确定一个元件与另一个元件之间连接的最短路径。
在PCB板的设计中，连接路径的选择对电路性能和可靠性有着重要影响。
通常，连接路径需要尽量短、不交叉、不重叠，并考虑优化电路性能、降低传输延迟等因素。
五、导线布线导线布线是连接电路元件的过程，通过导线将电路元件之间的连线进行实际布置。
在布线过程中，需要遵循一定的规则和限制，如最小线宽、最小线距、差分信号等。
同时，还要考虑功耗、EMC（电磁兼容性）和ESD（电静电放电）等问题。
六、电气规则检查在设计完成后，需要进行电气规则检查，以确保设计的电路符合电气标准和要求。
电气规则检查可以帮助设计师发现电路中存在的错误和潜在问题，并对其进行改正和修复。
七、设计审查在完成电路设计后，还需要进行设计审查。
设计审查是一个重要的环节，通过对设计文件的审查，评估设计是否满足需求，并识别潜在的问题和风险。
设计审查通常包括原理图审查、布局审查和布线审查等。
八、制造文件生成在设计经过审查之后，需要生成制造文件，包括PCB板的图像文件、Gerber文件、BOM（Bill of Materials，物料清单）等。
PCB设计工作流程
PCB设计工作流程PCB（Printed Circuit Board）设计是电子产品设计中的重要环节，负责将电子元件和元器件连接起来，使得电子产品能够正常工作。
PCB设计工作流程可以分为以下几个步骤：需求分析、原理图设计、元件选型、布线、设计验证和制造文件生成。
首先是需求分析阶段。
在这个阶段，设计师需要和客户进行沟通，了解客户的需求和产品的设计要求。
这包括产品的功能、性能指标、尺寸要求、工作环境等。
同时，设计师还需要了解电子产品的应用场景和市场需求，以便在后续的设计中考虑到这些因素。
接下来是原理图设计阶段。
在这个阶段，设计师将根据客户的需求和产品的设计要求，绘制出整个电路的原理图。
原理图是电子电路的逻辑表示，用于描述电路中各个元件的连接关系和工作原理。
在绘制原理图时，设计师需要选择合适的EDA（Electronic Design Automation）工具进行设计，如Altium Designer、Cadence等。
在原理图设计完成后，接下来是元件选型阶段。
在这个阶段，设计师需要根据原理图中的元器件，选择合适的电子元件进行采购。
元件的选型需要考虑到产品的性能要求、可靠性以及成本等因素。
设计师需要进行元件价格比较、供应商调研等工作，确保选取到合适的元件。
元件选型完成后，进入布线阶段。
在这个阶段，设计师将根据原理图和选取的元器件，进行电路的布线设计。
布线是将电子元件和元器件连接起来并进行优化布局，以保证电路的正常运行。
布线设计需要考虑到电路的信号完整性、电磁兼容等因素。
设计师需要利用EDA工具进行布线设计，并进行布线规则约束和信号仿真验证，确保电路的可靠性和稳定性。
布线完成后，接下来是设计验证阶段。
在这个阶段，设计师需要进行电路的检查和验证。
包括网络拓扑检查、电气规则检查、信号完整性检查、电磁兼容性检查等。
设计师还需要进行电路的功能验证和性能测试，并对测试结果进行分析和优化，确保电路满足设计要求。
最后是制造文件生成阶段。
PCB设计
1、放置与结构有紧密配合的元器件，如电源插座、指示灯、开关、连接器等。 2、放置特殊元器件，如大的元器件、重的元器件、发热元器件、变压器、IC等。 3、放置小的元器件。
1、电路板尺寸和图纸要求加工尺寸是否相符合。 2、元器件的布局是否均衡、排列整齐、是否已经全部布完。 3、各个层面有无冲突。如元器件、外框、需要丝印的层面是否合理。 3、常用到的元器件是否方便使用。如开关、插件板插入设备、须经常更换的元器件等。 4、热敏元器件与发热元器件距离是否合理。 5、散热性是否良好。 6、线路的干扰问题是否需要考虑。
设计步骤
放置顺序
布局设计
布局检查
在PCB中，特殊的元器件是指高频部分的关键元器件、电路中的核心元器件、易受干扰的元器件、带高压的 元器件、发热量大的元器件，以及一些异性元器件，这些特殊元器件的位置需要仔细分析，做带布局合乎电路功 能的要求及生产的需求。不恰当的放置他们可能产生电路兼容问题、信号完整性问题，从而导致 PCB设计的失败。
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：
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。
PCB单面板设计
PCB单面板设计PCB（Printed Circuit Board），即印刷电路板，是电子元器件组装与连接的基础，广泛应用于电子产品设计及制造领域。
单面板是其中常见的一种电路板，指的是电路板仅有一面覆铜层。
PCB单面板设计是电子工程师工作中不可或缺的一项技能。
下面我们将从设计流程、理论知识、实际应用和注意事项四个方面来探讨单面板设计。
一、设计流程1. 确定电路板的尺寸。
首先根据电路板的实际应用场景，确定电路板的长宽，以及样板或原型的尺寸。
2. 编写电路图。
将电路分解成各个模块，然后利用电路设计软件编写电路图，实现模块的连接和功能。
3. 进行布线。
将电路图转化为PCB布局文件。
在布局文件中实现各模块的位置和布线，使得电路板的形状和布局达到最优化。
4. 适配外围元器件。
根据实际应用需求，调整和匹配电阻、贴片电容等外围元器件。
5. 生成规则检查文件。
使用电路设计软件自动检查PCB布局文件是否符合电路板布局规则和设计规范。
6. 进行调试和测试。
对电路的连接和信号的稳定性进行调试和测试，同时优化电路设计和布线方案。
7. 生成硬件设计文档。
根据布局文件和调试测试结果生成相关的文档和图纸，以便于制造电路板。
二、理论知识1. PCB厚度和材料PCB的厚度通常在0.8到1.6mm之间，主要取决于工作环境和应用场景。
电路板的材料有常见的FR-4玻璃纤维材料、铝基板、陶瓷基板和五氧化二钼PCB等。
2. PCB布线的原则正确布线是保证电路稳定性和信号质量的重要保障。
布线的原则主要包括：（1）按照信号处理顺序进行布线。
（2）考虑短路、开路、干扰和信号延迟等因素。
（3）实现模块之间的完整性和可维护性。
（4）合理安排电源和地线的位置和数量。
3. PCB生产工艺PCB生产过程中，主要包括印制、补铜、镀铜、钻孔、贴膜等环节。
在设计PCB时需要考虑生产工艺和成本因素，使电路板的设计能够高效生产和维护。
三、实际应用PCB单面板设计广泛应用于电子产品的制造和生产领域，主要用于数字电路、模拟电路、RF电路和微处理器等领域。
pcb板的设计流程
pcb板的设计流程PCB板的设计流程通常包括以下步骤：1. 确定设计需求：明确电路的功能需求、性能指标和特殊要求，包括尺寸、层数、引脚数、功耗要求等。
2. 器件选择：根据电路功能需求选择适合的器件，包括集成电路、电阻、电容、电感等元件，以及连接器和插座等外部连接元件。
3. 电路原理图设计：通过电路仿真软件，按照功能需求将器件进行合理布局并完成电路原理图绘制。
确保电路的连接、供电、接地等基本要求。
4. PCB布局设计：根据电路原理图和尺寸，进行PCB板的布局设计。
通过考虑电路功能、功耗、热量、信号完整性等因素，合理安排各个功能模块的位置和分区。
5. 连线设计：根据电路布局，在PCB板上进行连线设计。
注意排除干扰电磁场和信号完整性的相关设计要求。
6. 元件放置：根据布局和连线设计，将元件按照布局要求精确放置在PCB板上。
注意元件的合适密度、规范尺寸、焊盘连接等要求。
7. 连接布线：根据连线设计和元件放置，进行PCB板的布线工作，通过布线工作实现器件之间的连接。
8. 生成Gerber文件：根据设计的PCB板，生成Gerber文件，它是转化为计算机控制机床所需要的二进制文件，将用于PCB板的生产制造。
9. PCB板样板制作：通过将Gerber文件发送给PCB厂家，制作PCB板样板，包括PCB板的材质选择、切割、PCB层之间的层压等工艺步骤。
10. 焊接和组装：完成PCB板的样板后，进行元器件的焊接和组装工作。
11. 功能测试：完成PCB板的焊接和组装后，进行功能测试，确保电路能够正常工作，满足设计需求和性能指标。
12. 优化和调整：根据测试结果，对PCB板进行调整和优化，修改设计中出现的问题和不足，使其最终达到设计目标。
13. 产量生产：根据样板调整完成后的PCB板设计，进行批量生产，制造出满足需求的PCB板。
14. 过程控制和质量管理：在产量生产过程中，进行严格的过程控制和质量管理，确保PCB板的制造质量和性能稳定。
PCB设计11PCB设计基本操作
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11.8.3 自定义制作PCB封装
5．绘制外形轮廓 （1）将顶层丝印层（Top Overlay）置为当前层 （2）执行菜单命令【Place】/【Full Circle】或单 击“Pcb Lib Placement”工具栏中的 按钮
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11.4.4 切换图件的选取状态 命令【Edit】/【Select】/【Toggle Selection】 要选择的图件上单击，即可选中该图件
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11.4 图件的选取/取消选择
11.4.5 图件的取消选择 【Edit】/【DeSelect】下的相应命令
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11.5 删 除 图 件
7．旋转已选中的图件 命令【Edit】/【Move】/【Rotate Selection】
光标移动到适当位置单击，确定旋转中心
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11.6 移 动 图 件
8．分离多边形填充 命令【Edit】/【Move】/【Polygon Vertices】
将光标移到所要编辑的多边形填充上单击，即可 将多边形填充分离出显示
出现十字形状，将光标移动到需要移动的图件上 单击，并按住鼠标左键，拖动鼠标
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11.6 移 动 图 件
11.6.2 图件移动操作方法 2．拖动图件
命令【Tools】/ 【Preferences】
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PCB的设计与制作PPT课件
电磁干扰是由电磁效应而造成的干扰，由于PCB上的元器件及布线越 来越密集，如果设计不当就会产生电磁干扰。为了抑制电磁干扰，可采 取如下措施： （1）合理布设导线
印制线应远离干扰源且不能切割磁力线；避免平行走线，双面板可以 交叉通过，单面板可以通过“飞线”跨过；避免成环，防止产生环形天
第2章 PCB的设计与制作
PCB的电源线和接地线因电流量较大，设计时要适当加宽，一般不要小 于
l mm。对于安装密度不大的PCB，印制导线宽度最好不小于0.5mm，手 工
制板应不小于 0.8 mm。 （2）印制导线间距
由它们之间的安全工作电压决定。相邻导线之间的峰值电压、基板的 质量、表面涂覆层、电容耦合参数等都影响印制导线的安全工作电压。
维修等方面的要求；元器件排列整齐、疏密得当，兼顾美观性。 （2）元器件布局原则：见p78页 （3）元器件布局顺序 （4）常用元器件的布局方法 2 ．元器件的排列方式
元器件在PCB上的排列可采用不规则、规则和网格等三种排列方式中 的一种，也可同时采用多种。 3 ．元器件的间距与安装尺寸 （1）元器件的引脚间距
第2章 PCB的设计与制作
在PCB设计中，一般采用双面板或多面板，每一层的功能区分都很明确。 在多层结构中零件的封装有两种情况，一种是针式封装，即焊点的导 孔是贯穿整个电路板的；另一种是STM封装，其焊点只限于表面层； 元器件的跨距是指元器件成形后的端子之间的距离。
第2章 PCB的设计与制作
基板是由高分子合成树脂和增强材料组成的绝缘层板；在基板的表面覆 盖着一层导电率较高、焊接性良好的纯铜箔，常用厚度35～50μm； 铜箔覆盖在基板一面的覆铜板称为单面覆铜板，基板的两面均覆盖铜 箔的覆铜板称双面覆铜板；铜箔能否牢固地覆在基板上，则由粘合剂 来完成。常用覆铜板的厚度有1.0mm、1.5mm和2.0mm三种。
PCB板设计规范
PCB板设计规范PCB板设计规范是指在进行PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）设计和制造过程中应遵循的标准和规范。
遵循这些规范可以提高PCB 板的质量、可靠性和性能。
以下是关于PCB板设计规范的一些重要指导原则：1.尺寸和布局规范：-PCB板的尺寸应符合实际使用要求，并遵循制造厂商的规定。
-高速电路和低速电路应尽可能分离布局，以减少干扰和串扰。
-元器件布局应考虑信号路径、热管理和机械支撑等因素。
-必要时应提供地孔或散热垫以提高散热效果。
2.元器件布局规范：-元器件应按照设计要求放置在相应的位置上，并尽量集中布局。
-不同类型的元器件（如模拟和数字电路）应分离布局，以减少相互干扰。
-元器件之间的连接应尽量短且直接，以减少信号传输的延迟和功率损耗。
-高功率元器件和高频元器件应与其他元器件分离，并采取必要的热管理和屏蔽措施。
3.信号完整性规范：-控制线、时钟线和高速信号线应尽可能短，且避免平行走线，以减少串扰和时钟抖动。
-高速信号线应采用阻抗匹配技术，以确保信号的正确传输和减少反射。
-高速差分信号线应保持恒定的差分阻抗，并采用差分匹配技术，以减少干扰和降低功耗。
4.电源和接地规范：-电源线和地线应尽可能粗，以降低电阻和电压降。
-电源和地线应尽量采用平面形式，以减少电磁干扰和提供良好的电源和接地路径。
-多层PCB板应设有专用层用于电源和接地，以提高板层的抗干扰能力和电源噪声的影响。
5.焊接规范：-设计带有相应的焊接垫和焊盘，以便于元器件的焊接和可靠连接。
-焊盘和焊接垫的尺寸应符合元器件和制造工艺的要求，并考虑到热膨胀和热应力等因素。
-导线和焊盘间的间距应符合焊接工艺的要求，以确保焊接质量和可靠性。
6.标记和文档规范：-PCB板应有清晰的标记，包括元器件名称、值和位置、网络名称等。
-为了提供必要的参考和维护，应有详细的PCB设计文档，包括原理图、布线图和尺寸图等。
总的来说，遵循PCB板设计规范可以提高PCB板的可靠性、性能和一致性，减少制造和调试过程中的问题和风险。
PCB设计工艺
布线原则
AXIAL-0.3（数字表示管脚距离）
对应实物电阻的电阻腿， 其大小决定于工程中使用 电阻的电阻腿粗细
对应实际PCB电路板 的焊盘，其大小决定于 实际电路板焊盘的大小
IC 封装
类似的封装有：
RAD-0.1
无极性电容 电解电容
安规电容
软件中叫丝 印层，在电 路板中表示 绘制在电路 板表面的图 形。
IC 封装
如此看来，做一块PCB板不难，但要做 好一块PCB板却不是一件容易的事情。
后面我们详细讲解PCB板设计。
1.明确设计目标
PCB板设计目标
普通PCB线 路板
高频PCB 线路板
小信号处理 PCB线路板
布线有更严格 的限制
普通PCB布线
1.布局布线合理整齐； 2.机械尺寸准确无误； 3.减轻传输线负载，或者增强传输线驱动，目的是匹配 传输线负载阻抗以防止传输线长线反射；
K. IC去偶电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚,并使之与电源和地之间形成的回 路最短. 元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起, 以便于将 来的电源分隔. L. 用于阻抗匹配目的阻容器件的布局,要根据其属性合理布置.
串联匹配电阻的布局要靠近该信号的驱动端,距离一般不超过500mil. 匹配电阻、电容的布局一定要分清信号的源端与终端,对于多负载的终端匹配 一定要在信号的最远端匹配.
元器件布局原则
3.安装与散热： 对于质量大的元器件应考虑安装位置和安装强度；发热元件应与温度敏感
元件分开放置，必要时还应考虑热对流措施；
大面积敷铜对隔热散热的作用
用于散热
元器件布局经验
1. I/O驱动器件尽量靠近印刷板的边、靠近引出接插 件； 2. 时钟产生器（如：晶振或钟振）要尽量靠近用到该 时钟的器件； 3. 在每个集成电路的电源输入脚和地之间，需加一个 去耦电容（一般采用高频性能好的独石电容）；电路 板空间较密时，也可在几个集成电路周围加一个钽电 容。 4. 继电器线圈处要加放电二极管（1N4148即可）； 5. 布局要求要均衡，疏密有序，不能头重脚轻或一头 沉
PCB板设计步骤
PCB板设计步骤PCB（Printed Circuit Board）是电子产品中不可或缺的组成部分，能够提供电子元件之间的电气连接及机械支持。
在进行PCB板设计时，有一系列的步骤需要遵循，以确保最终设计达到预期效果。
以下是PCB板设计的详细步骤。
1.确定设计需求：首先，明确设计目标和需求，了解电路的功能、性能参数和尺寸要求，以便为后续设计工作提供指导。
2.电路原理图设计：使用电子设计自动化（EDA）软件，绘制电路的原理图。
原理图是展示电路连接和元件组成的图表，它能够清楚地反映出电路的结构和功能。
3.元器件选型：根据电路的功能需求，选择适合的元器件。
在选择元器件时，需要考虑功能、性能、成本、可获取性和供应周期等因素。
4.面板尺寸设计：确定PCB板的总体尺寸和形状。
根据电路尺寸、外部尺寸要求以及机械装配的限制，设计适当的PCB尺寸，确保PCB能够适应整个系统。
5.PCB层次结构设计：确定PCB的层次结构。
根据电路的复杂程度和功能需求，设计适当的PCB层次结构，包括内层和外层布线、地平面和电源平面等。
6.元器件布局设计：根据电路原理图，将元器件放置在PCB板上。
在布局时，需要考虑元件之间的连接性、信号完整性和散热等因素，以及避免不必要的交叉和干扰。
7.线路布线设计：根据电路布局和连接要求，进行线路布线设计。
通过合理地布置信号线、电源线和地线，确保信号的高质量传输和电路的稳定工作。
8.确定PCB堆叠结构：根据电路层次结构、信号完整性要求和EMC（电磁兼容性）标准，确定PCB的层叠结构。
通过合理地分布电源层、地层和信号层，确保电路的稳定性和抗干扰能力。
9.地平面和电源平面设计：在PCB板内部设计地平面和电源平面。
地平面和电源平面能够提供良好的电磁屏蔽和环流路径，减小信号的串扰和噪音干扰。
10.选择PCB材料：根据电路要求和成本控制，选择合适的PCB材料。
常见的PCB材料包括FR-4（玻璃纤维增强环氧树脂）、铝基板和陶瓷基板等。
PCB设计技术手册
PCB设计技术手册在电子产品的基础电路板(PCB)上，电子元器件被布置在导电轨道上，形成电路连接。
因此，PCB设计的质量和效率会直接影响到电子产品的性能和生产周期。
这篇文章将介绍一些基本的PCB设计技术，这些技术可以帮助PCB工程师设计出更好的电路板。
一、PCB设计的基本流程PCB设计的基本流程包括：需求分析，电路原理图设计，PCB布线设计，PCB布局设计，PCB生产及测试等步骤。
在PCB设计之前，工程师需要了解产品的功能，要求和规格，并确定PCB板的大小和形状。
在电路原理图设计阶段，设计师需要将产品的电路原理转换为电路原理图，而电路原理图是一种图形化的表示电路关系的工具，其中电路元器件和电路连接以特定的符号表示。
在PCB布线设计阶段，PCB上的导线被布置在电路原理图中指定的位置上，以完成电路连接。
此外，PCB布局设计阶段和PCB生产及测试阶段也非常重要，并且需要设计师在设计之前考虑好这些方面。
二、PCB设计的基本技术1. PCB布局PCB布局是PCB设计工作中的重要阶段，它决定了电子产品的性能、可靠性和成本。
在PCB布局设计时，需要考虑电路布局的紧凑度，信号传输长度、路径、轨迹和EMI/EMC等因素。
为了减少跨越和信号传输的影响，不同的信号线应该被隔离开来，且在布局过程中应该避免出现盲孔位于主通路上的情况。
2. PCB布线PCB布线是在PCB上连接电子元件的导线布置，它直接影响到电子产品的性能和可靠性。
我们应该总是尝试使用最短的布线路径，可以通过使用角度线，曲线线，或在曲线线的拐角处放置过渡电容器等方式来增加信号的干扰抑制能力。
此外，还要注意控制PCB布线的噪声特性，以减少附加噪声和降低EMI和EMC。
3. PCB制造和测试为了确保PCB设计的质量和可靠性，在PCB制造过程中应注意一些细节问题，如PCB板厚度，铜箔厚度等。
测试是评价PCB设计的效果的重要工具，可以测试PCB的关键电参数，以确定设计的可靠性和准确性。
《PCB设计技巧》课件
电源线与地线设计
1 2
电源和地线应尽量宽
以减小线路电阻和电感，降低噪声和损耗。
避免出现环路
以减小电磁干扰和射频干扰。
3
考虑电源和地的分割
在多层板中，合理分割电源和地层，提高信号完 整性。
信号线布局
遵循信号传输路径
尽量减少信号的反射和延迟。
避免信号线交叉
交叉的信号线可能导致串扰和信号完整性下 降。
导出3D模型
指导用户如何将渲染后的3D模型导出为常见格式，如STEP、IGES 等。
06
PCB设计常见问题与解决 方案
阻抗问题
阻抗不连续
当信号在传输线中传播时，如果 遇到阻抗不连续的情况，会导致 信号反射和能量损失。
解决方法
通过合理控制线宽、线间距和介 质厚度，确保阻抗连续。在布线 时，尽量保持线宽和线间距的一 致性。
需要注意的是，内电层分割可能会增 加电路板的制造成本和复杂度，因此 需要综合考虑其优缺点。
阻抗控制
阻抗控制是确保PCB信号传输 质量的关键因素。
通过合理设置PCB上信号线的 宽度、间距和介质常数等参数 ，可以控制信号线的阻抗，以
保证信号的完整性。
阻抗控制需要借助先进的仿真 软件进行计算和优化，以确保 实际制造的电路板符合设计要 求。
绝缘层
防止电子元件之间 短路。
丝印层
用于标注元件和电 路信息。
电路板类型
单面板
01
只有一面有导电层的电路板。
双面板
02
两面都有导电层的电路板。
多层板
03
由多层导电层和绝缘层组成的电路板。
PCB设计流程
确定设计需求
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PCB设计初步1 PCB板简介PCB (Printed Circuie Board)板是印刷线路板或称印刷电路板的简称。
在绝缘材料上，按预定设计，制成印刷线路、印刷元件或两者组合而成的导电图形称为印刷电路。
在绝缘基材上提供元器件之间电气连接的导电图形，称为印刷线路板。
设计PCB的目的就是要得到加工制作在绝缘覆铜板上的导电图形和孔位特征的电路板版图。
最后在绝缘覆铜板上经过印刷、蚀刻、钻孔及一些后续处理生成电子产品所需要的印制电路板。
2 PCB板的种类及结构PCB板根据导电层数不同，分单层板、双面板、多层板。
1．单层板单层板（Single-Sided Boards）的结构如图所示，单面板是指在一面覆铜的电路板，只可在覆铜的一面布线。
但由于只能在一面布线且不允许交叉，布线难度较大，适用于比较简单的电路。
（2）双面板双面板是两面覆铜，两面均可布线。
由于可以两面布线，布线难度降低，因此是最常用的结构。
基板的上、下两面都覆有铜箔。
双面板包含顶层（Top Layer）和底层（Bottom Layer）两个信号层。
两面都有敷铜，中间为绝缘层。
3．多层板多层板一般指3层以上的电路板。
多层板不仅两面覆铜，在电路板内部也包含铜箔，各铜箔之间通过绝缘材料隔离。
但制作成本较高，多用于电路布线密集的情况。
结构如图多层印制板除了顶层和底层之外，还包括中间层，中间层可以是信号层，也可以是电源层和接地层。
3 PCB板材料PCB板的制作材料主要是绝缘材料、金属铜、银、焊锡等。
PCB板就是绝缘的板子，把电路做成铜膜走线，放在其上，在板子的12顶层和底层都可以放置元件，用焊锡把元件焊接在PCB 板上。
4 元件封装元件封装是指实际元件焊接到电路板时所指示的外观和焊点位置。
也就是说实际的电子元器件焊接到电路板时所指示的轮廓和焊点的位置，它保证了元器件引脚与电路板上的焊盘一致。
它仅仅是空间的概念，因而不同的元件可以共用一个元件封装；另一方面，同种元件可以有不同的封装。
1．元件封装分类 1）针脚式元件封装针脚式元件封装也称双列直插式元件封装，是针对针脚类元件的，如图2）表面粘贴式元件封装 表面粘贴式元件封装，如图 2．元件封装编号元件封装的编号一般为：元件类型+焊盘距离（焊盘数）+元件外形尺寸。
如AXIAL-0.3表示元件封装为轴状，两引脚间的距离300mil 3.常用元器件封装电容类封装12321● 电阻类封装● 二极管类封装● 晶体管类封装● 集成电路封装5 铜膜导线铜膜导线也称铜膜走线，简称导线，用于各导电对象之间的连接，由铜箔构成，具有导电特性。
。
12与导线有关的另外一种线，常称之为预拉线或飞线。
预拉线是在引入网络表之后，系统根据规则自动生成，用来指引布线的一种连线。
预拉线与导线有本质区别：预拉线只是在形式上表示出各个焊盘间的连接关系，没有电气连接意义。
导线则是根据预拉线指示的焊盘间连接关系布置的，具有电气连接意义6 焊盘和过孔焊盘用于放置焊锡、连接导线和元器件引脚，由铜箔构成，具有导电特性。
焊盘的形状有圆、方、八角等。
焊盘的主要参数是焊盘尺寸和孔径尺寸。
过孔又称为导孔，用于连接印制电路板不同板层的铜膜导线，由铜箔构成，具有导电特性。
当铜膜导线走不通时，就需要打个过孔，通过过孔连接到另一个布线层。
过孔有从顶层贯通到底层的通过孔、从顶层通到内层或从内层通到底层的盲过孔以及内层间的隐藏过孔。
7字符：可以是元器件的标号、标注或其他需要标注的内容，不具有导电特性。
8．安全间距（Clearance ）进行印制电路板图设计时，为了避免导线、过孔、焊盘及元器件间的相互干扰，必须在它们之间留出一定间隙，即安全间距（如图所示）。
9阻焊剂：为防止焊接时焊锡溢出造成短路，需在铜膜导线上涂覆一层阻焊剂。
阻焊剂只留出焊点的位置，而将铜膜导线覆盖住，不具有导电特性。
PCB 设计的一般流程1 前期准备前期准备包括元件库和原理图，并生成网络表在进行PCB 设计之前，首先要准备好原理图SCH 的元件库和PCB 的元件库。
2 PCB 结构设计该步骤需要确定PCB 板的大小、形状、层数等参数，并按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等。
3 布局布局就是在板子上放元件。
在原理图的基础上生成网络表，之后在PCB图上导入网络表。
采用元件自动布局操作，将网络报表中的元件放置到定义的PCB上。
4 布线布线有自动布线和手动布线。
自动布线只要参数设置得当，元件位置布置合理，成功率几乎达100%。
当自动布线有布不通或不尽人意的地方时，再做手工调整，从而优化PCB设计。
5 布线优化和丝印优化布线的时间一般是初次布线的时间的两倍丝印，要注意不能被元件挡住或被过孔和焊盘去掉。
同时，设计时正视元件面，底层的字应做镜像处理，以免混淆层面。
6 网络检查、DRC检查和结构检查7 文件保存及输出PCB设计完成，对设计过程中产生的的各种文件和报表进行存储。
根据需要，输出PCB板的布线图。
Protel DXP 2004 PCB的启动及界面认识1 Protel DXP 2004 PCB编辑器界面1．菜单栏Protel DXP 2004 PCB编辑窗口菜单栏，如图2．工具栏工具栏如图所示，以图标按钮形式列出了常用命令的快捷方式。
用户可以根据需要对工具栏包含的命令项进行选择，还可以对摆放位置进行调整。
1）“PCB 标准”工具栏：如图所示，与原理图编辑器中的标准工具栏相同，提供了常用PCB 文档编辑操作按钮。
2）“实用工具”工具栏：如图所示，该工具栏每个按钮都另有下拉工具栏，分别提供不同类型的绘图工具，包括PCB 设计中要用到的实用工具、调整工具、查找选择、放置尺寸、网格设置等。
3）“配线”工具栏：如图所示，提供了PCB 布线常用图元放置命令。
4）“过滤器”工具栏：如图所示，根据网络、元件号或者属性等过滤参数，使符合参数设置的图元在工作区内高亮显示，而其他不符部分则变暗。
5）导航工具栏：如图所示，实现不同界面间快速跳转。
3．面板控制中心如图所示，单击该控制中心的各个面板标签，可以使其对应的控制面板显示或隐藏。
PCB编辑环境内所有快捷菜单、工具栏都可以在主菜单栏内找到对应的控制命令。
如执行“DXP”→“用户自定义”命令，在弹出的“Customizing PCB Editor”对话框中可以设置主菜单和工具栏的排列组合，设置自己熟悉的编辑界面。
4．面板1）“Files”（文件）面板如图7.14所示，包括了打开文档、打开项目、新建、根据存在文件新建和根据模板新建5个子菜单。
2）“Projects”（项目）面板如图7.15所示，双击可以打开面板中各个项目。
3）“PCB”面板如图7.16所示，PCB面板可以游览当前设计文件具体细节，还可以进入From-To编辑器和分离内电层Flit Plane编辑器。
图7.14 Files面板图7.15 Projects面板4）“Filter ”（过滤器）面板允许用户通过建立逻辑序列来生成个人需要的过滤器，准确、高效地选择、编辑多个对象。
5．坐标系统PCB 编辑器坐标系统是PCB 布局、元件放置、布线的重要依据。
元件或导线等图形放置后，属性对话框中会显示其坐标值。
这个坐标值就是该图形到坐标原点的距离值。
系统默认的坐标原点在编辑工作区左下角。
在DXP 的PCB 设计环境中，提供了两种尺寸标准：公制和英制，其单位分别是mm 和mil ，公制和英制之间换算关系：1mil=25.4μm 。
图7.15 Projects 面板二者之间还可以相互切换．其方法是：在主菜单栏中选择“查看”→“切换单位”或者按快捷键Ｑ。
当公制和英制单位在切换过程中，若想知道现在是公制还是英制状态，可以查看屏幕的左下角是mil 还是mm 来确认。
创建PCB 设计文件1 通过向导创建PCB 文件使用PCB 向导创建PCB 文件，可以选择各种工业标准板的轮廓，也可以自定义电路板尺寸。
创建具体步骤如下： 第1步，单击PCB 工作面板 右下角的“System ”按钮，弹出如 图7.17所示菜单。
在菜单中单击“Files ”，弹出如图7.18 图7.17 所示的Files 面板。
图7.18 第2步，在Files 面板“根据模板新建”区域，单击“PCB Board Wizard ”选项，打开PCB 向导，如图7.19所示。
图7.19第3步，单击“下一步”按钮，弹出选择PCB 板度量单位对话框，如图7.20所示。
这里选择英制。
第4步，单击“下一步”按钮，弹出选择电路板配置文件对话框，如图7.21所示，可以设置PCB 板的类型。
对话框左侧的列表框内，系统提 供了多种标准电路板的标准配 置文件，以方便用户选用。
单击 其中任意一项，对话框右侧可以预览该配置PCB 板示意图。
第5步，单击“下一步”按钮，弹出如图7.22所示自定义电路板对话框。
在该对话框中可以设置电路板的形状和尺寸等几何参数，还可以根据需要设置导线宽度和布线规则等。
第6步，单击“下一步”按钮，弹出选择电路板层对话框，分别设定信号层和内电层的层数，如图7.23所示。
这里我们分别设定为2层。
第7步，单击“下一步”按钮，弹出如图7.24所示对话框，用来设置过孔类型。
有“通孔”和“盲孔或埋过孔”两种类型。
如果是双面板则应选择“通孔”，这里选择“通孔”。
第8步，单击“下一步”按钮，弹出选择元件和布线逻辑对话框，如图7.25所示。
该对话框用于确定电路板选用的 元件是表面贴装元件为主还是通 孔元件为主，右侧为示意图。
如 果是表面贴装元件选择是否要将 元件放置在电路板两面；如果是图7.23 选择电路板层图7.24 选择过孔风格通孔元件，则设置邻近焊盘间导线数。
第9步，单击“下一步”按钮，弹出选择默认导线和过孔尺寸对话框，如图7.26所示。
设置PCB 板的最小导线 尺寸、过孔尺寸及导线 之间的间距。
图示为默 认设置。
第10步，单击“下一步”按钮，弹出如图7.27所示PCB 板向导完成画面。
第11步，单击“完成”按钮，系统生成一个默认名为“PCB1.PcbDoc ”的文件，同时进入了PCB 编辑环境，在工作区内显示PCB1板轮廓，如图7.28所示。
最后将文件保存并重命名，至此，完成了新建PCB 文件。
练习：1、（1）利用PCB向导建立一个PCB文件，命名为PCBSJ.PcbDoc （2）印刷板尺寸为3500mil×3000mil,采用双面电路板，采用插针式元件，布线边界与板边界距离为100mil.最小导线尺寸10mil，最小过孔宽45mil，最小过孔孔径30mil，导线间的最小间距10mil。
2、利用PCB向导建立一个PCB文件，命名为练习.PcbDoc，为76.2mm×65mm, 布线边界与板边界距离为 1.54mm.最小导线尺寸1.3mm，最小过孔宽1.5mm，最小过孔孔径0.8mm，导线间的最小间距1.54mm。