pcb基本设计理念

合集下载

PCB线路板设计技巧总结5篇

PCB线路板设计技巧总结5篇

PCB线路板设计技巧总结5篇第一篇:PCB线路板设计技巧总结PCB线路板设计技巧总结~~~发表于:2009-01-26 13:23:53元件布局技巧:1.基本布局:(1)尽可能缩短高频元件之间的连线,设法减小其分布参数和相互之间的电磁干扰,易于相互干扰的元器件不能离得太近,输入和输出应尽量远离。

(2)当元件或导线之间可能有较高电位差时,应该加大其距离,以免放电击穿,引起短路。

(3)重15g以上的元件不能只靠导线焊盘来固定,应用支架或卡子固定。

(4)电位器、可变电容、可调电感线圈或微动开关等可调元件,应考虑整机的结构要求。

若是机外调节,其位置应考虑调节旋钮在机箱面板上的位置,若是机内调节,应考虑放在印刷板上能方便调节的地方。

(5)留出PCB板固定支架,定位螺孔和连接插座所用的位置。

2.按电路功能单元,对电路的全部器件布局:(1)通常按信号的流向逐个安排电路单元的位置,以便与主信号流通方向保持一致。

(2)以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它布局。

元件应均匀,整齐,紧凑地排列在PCB上,尽量减少和缩短各单元之间的引线和连线。

(3)在高频下工作的电路,要考虑元件之间的分布参数,一般电路的元件应尽可能平行排列,这样不仅美观,还可以使装焊方便,易于批量生产。

(4)位于边上的元器件,应离PCB板边缘至少2mm。

PCB板的最佳形状是矩形(长宽为3:2或4:3),板面尺寸大于200mm*150mm时,应考虑PCB板所受的机械强度。

布线技巧:(1)输入、输出的导线应尽量避免相邻或平行,最好加线间地线,以免发生反馈。

高电平信号和低电平电路不要相互平行,特别是高阻抗、低电平信号电路,应尽可能靠近低电位。

PCB板两面的导线宜相互垂直,斜交或弯曲走线,应避免平行,以减小寄生耦合。

(2)在安装电源走线时,每1-3个TTL集成电路,2-6个CMOS 集成电路,都应在靠近集成块地方设旁路电容。

(3)PCB板导线的最小宽度主要由导线与绝缘基板间的粘附强度和流过其电流值决定。

PCB设计基本概念

PCB设计基本概念

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板设计》课件

《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。
THANKS
感谢观看
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设计基本概念

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。

关于pcb设计的方法与技巧

关于pcb设计的方法与技巧

关于pcb设计的方法与技巧PCB(Printed Circuit Board)设计是电子产品开发过程中至关重要的一环。

在设计一块高质量的PCB时,需要综合考虑电路功能、性能指标、尺寸限制、成本等诸多因素。

本文将围绕PCB设计的方法与技巧展开讨论,帮助您更好地理解与掌握这一领域的知识。

1. 初始设计前的准备工作在开始进行PCB设计前,我们需要明确项目需求并对电路原理进行充分的了解。

这包括对电子原件的选择、电路拓扑结构的优化以及信号完整性的考虑等。

了解板子的层次结构和尺寸要求对于后续的设计过程也至关重要。

2. 合理规划与布局PCB设计中,合理的规划与布局对于电路性能和电磁兼容性具有重要影响。

在进行布局时,应将耦合效应和信号完整性等考虑在内,避免信号跳线、干扰以及EMC(Electromagnetic Compatibility)问题的产生。

合理安排组件的位置和方向,有助于提高电路的可靠性和维修性。

3. 运用规范和设计原则PCB设计有许多规范和设计原则可供借鉴。

走线的宽度和间距应符合电流需求和阻抗控制要求;引脚的布线尽量采取最短路径,减少信号延迟;分析电路中的高频和低频信号,采取相应的技术手段提高信号完整性等。

通过遵循这些规范和原则,可以降低电路故障和性能问题的风险。

4. 选择合适的层数和堆叠方式在设计多层PCB时,选择合适的层数和堆叠方式对于电路性能和EMC效果具有重要影响。

通过合理的分层规划可以减小信号回流路径,提高信号完整性;通过模拟和数字信号的分层设计,可以有效隔离干扰和减小串扰。

在设计时需要根据具体应用场景和电路需求选择合适的层数和堆叠方式。

5. 考虑散热和线宽线距等参数PCB中的散热和线宽线距等参数直接影响着电路的性能和稳定性。

在设计中,要根据电流负载、环境温度和散热条件等因素合理设置散热凸起,并设计适当大小的散热孔;对于高速信号线,要根据信号频率和阻抗要求来选择合适的线宽线距以保证信号完整性。

印制电路板(PCB板)设计

印制电路板(PCB板)设计

PCB设计一、 过孔:板厚和过孔比最好应大于3:1。

二、 焊盘尺寸:非过孔最小焊盘尺寸:D-d=1.0mm过孔最小焊盘尺寸:D-d=0.5mm过孔:D/d=1.5~2其中:D为焊盘直径,d为孔直径。

三、 测试方面的考虑:测试点可以考虑用方形来取代一般的圆形,以增加接触的可靠性,如果精度不是问题,也可以考虑用六或八边形的测试点,以便与辨认区别。

四、 布线:1、输入端与输出端的边线应避免相邻平行,以免产生反射干扰,必要时应加地线隔离,两相邻层的布线需互相垂直,平行容易产生寄生耦合。

2、众所周知的去噪方法是在电源、地线之间加上去耦电容,尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线宽>电源线宽>信号线宽,通常信号线宽为0.2~0.3mm,最精细宽度可达0.05~0.07mm,电源线为1.2~2.5mm。

3、大面积导体中连接引脚的处理:在大面积的接地电中,兼顾电气性能与工艺需要,做成十字花焊盘,称之为热隔离,俗称热焊盘。

4、对于高频信号线最好用地线屏蔽。

多层板走线要求相邻两层印制板的线条应尽量相互垂直,或走斜线、曲线;大面积的电源层和大面积的地线层要相邻,实际上在电源和地之间形成了一个电容,能够起到滤波作用。

五、 焊盘设计控制(SMT):1、焊盘长度:焊盘可靠性主要取决与长度而不是宽度,一般长取0.5mm。

2、焊盘宽度:对于0805以上的阻容元件,或引脚脚间距在1.27mm以上的SO、SOJ等IC芯片,焊盘宽度一般是在元器件引脚宽度的基础上加一个数值,数值的范围在0.1~0.25mm之间;而对于0.65mm(包括0.65mm)脚间距以下的IC芯片,焊盘宽度应等于引脚的宽度;对于细间距的QFP,有的时候焊盘宽度相对于引脚来说还要适当减小。

3、过孔的处理:过孔与焊盘边缘之间的距离大于1mm。

六、 PCB生产工艺对设计的要求:1、单面板实验表明,当铜箔厚度为50um,导线宽度为1~1.5mm,通过2A电流时,温升很小。

PCB设计技巧(PPT45页)

PCB设计技巧(PPT45页)

R105
+
1K
E2 1000uF 16V
R1084.7k L03X
Q12
R109
SSS7N80A
1k
R114 1k
C25 104 DC+
R1104.7k
IC1 UC3842
18 27 36 45
R112 177k
L04X M11X
D26
HER108
2
1 B04S
R115
C28
1
D102K 1KV
R116 + E5
CEM-3
组成及用途 纸基,环氧树脂,难燃 玻璃布,环氧树脂,一般用途 玻璃布,环氧树脂,难燃 玻璃布,环氧树脂,高温用途 玻璃布,环氧树脂,高温并难燃 玻璃席,聚脂类,难燃
两外层是玻璃布,中间是木浆纸纤维,环氧树脂, 难燃 两外层是玻璃布,中间是玻璃短纤所组成的席,环 氧树脂,难燃
第一章: PCB 概述
第一章: PCB 概述
三、PCB的材料分类
1、刚性:
(1)、酚醛纸质层压板 (2)、环氧纸质层压板 (3)、聚酯玻璃毡层压板 (4)、环氧玻璃布层压板
2、挠性
(1)、聚酯薄膜 (2)、聚酰亚胺薄膜 (3)、氟化乙丙烯薄膜
第一章: PCB 概述
四、PCB基板材料种类及用途:
基板种类 FR-3 G-10 FR-4 G-11 FR-5 FR-6 CEM-1
第三章:PCB Layout 设计技巧
3、旁路电容或去耦电容
电源接口 电源接口
IC电源输入
IC电源输入
第三章:PCB Layout 设计技巧
4、布局规划
模拟电路放置在线路的末端
第三章:PCB Layout 设计技巧

印制电路板(PCB)的设计与制作精选全文完整版

印制电路板(PCB)的设计与制作精选全文完整版

PCB的应用
PCB是英文(Printed Circuit Board) 印制线路板的简称。
汽车
航天 计算机
通信 家用电器
苹果手机 iPhone4S
苹果手机 iPhone4S 拆解图
其它零配件
前盖
后盖
电池
电路板
苹果手机 iPhone4S 拆解图
液晶屏
主板A面
16G内存
光传感器和 LED指示灯
主板B面
苹果笔记本MacBook Air
苹果笔记本MacBook Air
苹果笔记本MacBook Air
液晶屏
底盖
键盘
电路板等 零部件
电池
整机拆解图
苹果笔记本MacBook Air
PCB板
电池
拆解图
苹果笔记本MacBook Air
散热片
内存
主板
扬声器
输入输出接口
硬盘
如何将原理图设计成PCB图?
原理图
(一)工厂批量生产(双面)
3. 打孔
目的: 使线路板层间产生通孔,达到连通层间的作用。
流程: 配刀 钻定位孔 上销钉 钻孔 打磨披锋。
流程原理: 据工程钻孔程序文件,利用数控钻机,钻出所用的孔。
注意事项: 避免钻破孔、漏钻孔、钻偏孔、检查孔内的毛刺。
(一)工厂批量生产(双面示器 端口
内存插槽 硬盘端口
电源端口
PCI插座 软驱端口
电源开关、指示灯等端口
3. 确认元器件安装方式
① 表面贴装 ② 通孔插装
4. 阅读分析原理图
① 线路中是否有高压、大电流、高频电路, 对于元器件之间、线与线之间通常耐压200V/mm; 印制板上的铜箔线载流量,一般可按1A/mm估算; 高频电路需注意电磁兼容性设计以避免产生干扰。

pcb设计的可制造性

pcb设计的可制造性

面向制造约束的优化策略
总结词
根据制造工艺和制造成本等因素进行优化, 提高制造效率和产品质量。
详细描述
在PCB设计中,应考虑制造工艺和制造成本 等因素。不同的制造工艺和材料选择会影响 制造成本和产品质量。在面向制造约束的优 化时,应考虑制造流程、材料选择、加工精 度等因素,以实现高效、稳定的PCB制造。 同时,应尽量减少制造过程中的废料和不良
流程优化
对流程中可能存在的瓶颈和问题进行分析和优化,提高生产效率。
流程监控
对制造流程进行实时监控,确保产品质量和生产计划的执行。
制造约束分析
尺寸限制
01
分析PCB板材的尺寸、厚度、孔径等参数,以满足产品的规格
要求。
制造能力限制
02
根据供应商的制造能力,分析产品的可制造性,避免制造过程
中的问题。
材料限制
选择符合制造要求的元件封装, 以确保PCB制造的可行性和可靠
性。
PCB尺寸和形状
根据产品需求和制造能力,确定 PCB的尺寸和形状,以提高制造
效率和降低成本。
定位孔和标识
在PCB上设置合适的定位孔和标 识,以确保PCB在制造过程中的
准确定位和识别。
03
pcb设计的可制造性分析
制造可行性分析
板材选择
THANKS
感谢观看
案例二:高速数字电路pcb的可制造性设计
要点一
总结词
要点二
详细描述
高速数字电路pcb的可制造性设计需要考虑信号的完整性和 时序性,以及如何优化布线和元件布局。
高速数字电路pcb设计需要关注信号的完整性和时序性, 以确保信号在传输过程中不失真或畸变。为了优化信号的 完整性和时序性,需要考虑布线和元件布局的优化。例如 ,合理安排信号线的长度和走向,以减少信号反射和延迟 ;合理安排元件的排列和连接方式,以减少信号干扰和噪 声。

PCB电路板设计基本原理分析

PCB电路板设计基本原理分析

PCB电路板设计基本原理分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。

虽然电路板厂的工程师不参与设计电路板,而是由客户出原始设计资料再制成公司内部的PCB电路板制作资料,但通过多年的实践经验,工程师们对PCB电路板的设计早已有所积累,总结如下仅供参考:1.如果设计的电路系统中包含FPGA器件,则在绘制原理图前必需使用Quartus II软件对管脚分配进行验证。

(FPGA中某些特殊的管脚是不能用作普通IO的)。

2.4层电路板从上到下依次为:信号平面层、地、电源、信号平面层;6层电路板从上到下依次为:信号平面层、地、信号内电层、信号内电层、电源、信号平面层。

6层以上板(优点是:防干扰辐射),优先选择内电层走线,走不开选择平面层,禁止从地或电源层走线(原因:会分割电源层,产生寄生效应)。

3.多电源系统的布线:如FPGA+DSP系统做6层电路板,一般至少会有3.3V+1.2V+1.8V+5V。

3.3V一般是主电源,直接铺电源层,通过过孔很容易布通全局电源网络;5V一般可能是电源输入,只需要在一小块区域内铺铜。

且尽量粗(你问我该多粗——能多粗就多粗,越粗越好);1.2V和1.8V是内核电源(如果直接采用线连的方式会在面临BGA器件时遇到很大困难),布局时尽量将1.2V与1.8V分开,并让1.2V或1.8V内相连的元件布局在紧凑的区域,使用铜皮的方式连接总之,因为电源网络遍布整个PCB电路板,如果采用走线的方式会很复杂而且会绕很远,使用铺铜皮的方法是一种很好的选择!4.邻层之间走线采用交叉方式:既可减少并行导线之间的电磁干扰(高中学的哦),又方便走线。

PCB布局思路与原理解析

PCB布局思路与原理解析

PCB布局思路与原理解析PCB布局是指在设计电路板时,将电子元件合理地布置在电路板上,以满足电路性能和功能需求的过程。

优秀的PCB布局不仅可以提高电路性能,减少电磁干扰,还能提高生产效率和降低成本。

下面是对PCB布局的思路和原理进行解析。

1.功能分区布局:将电路板划分为不同的功能区域,如电源区、信号处理区、通讯接口区等,不同的区域安置不同的电子元件。

这种布局方式可以降低电路之间的相互干扰,提高整体布局的可读性和可维护性。

2.信号和电源分离:将信号线和电源线分离布局,尽量避免交叉和平行走线,减少互相干扰的可能性。

同时,在布局时尽量将信号线和地线相邻布局,以减小回路环路面积,降低电磁辐射和接收到的噪声。

3.确定元件布局:根据电路的功能需求和电子元件的特性,合理确定元件的布局位置。

一般而言,将大型元件和高功率元件靠近电源端,小型元件和低功率元件靠近信号端,有助于布线的简化和信号的稳定。

4.优化布线路径:从布局开始,尽量避免走线的交叉和穿越,减少信号线长度,尽量将信号线沿着规则的路径布线,如减小走线面积、缩减走线长度等。

此外,尽量避免走线沿着边缘走,以减少边缘效应和电磁辐射。

5.保留足够间距:在布局时要保留足够的间距,以便进行合适的走线和元件布置。

元件之间和元件与外围的间距要满足安规要求,以确保电路工作的可靠性和安全性。

6.地线布局:在布局时需要考虑地线的布局。

一般地,地线应该尽量靠近信号线和电源线,减小回路面积。

尽量避免大电流通过地线引起的电位差,避免影响信号的传输和引入电磁干扰。

7.理性使用层次:对于多层PCB,合理使用不同的层次布局,将信号层、电源层和地层分开布局,以最大程度减少干扰。

在布局时,要避免信号和电源层之间近距离平行布局,减少耦合和互相干扰。

8.引脚布局:对于引脚较多的元件,要注意引脚的布局。

尽量将引脚按照功能分布在周边,以减少引脚之间的连线长度和走线困难。

9.布局与冷却:对于高功率电子元件,要合理布局,并考虑散热问题。

PCB的设计与制作PPT课件

PCB的设计与制作PPT课件
互干扰。 3 .电磁干扰及抑制
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。

印刷电路板的基本设计方法和原则要求

印刷电路板的基本设计方法和原则要求

印刷电路板的基本设计方法和原则要求印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)是电子设备中的重要组成部分,它起到了电子元器件的安装、连接和支撑作用。

在印刷电路板的基本设计中,需要考虑一系列的方法和原则要求。

以下是关于印刷电路板的基本设计方法和原则要求的详细介绍。

一、电路板的尺寸和形状设计方法和原则要求:1.尺寸设计:在设计电路板尺寸时,需要根据具体的应用需求来确定。

同时,也需要考虑到电路板的组装和安装方便性,以及电磁兼容性等因素。

2.形状设计:常见的电路板形状包括矩形、方形、圆形等。

形状设计需要与设备的外壳和周围空间相匹配,以确保电路板能够完美地安装和连接。

二、电路板层数和布局方法和原则要求:1.层数设计:电路板的层数是指电路板上的金属层的数量,通常有单面板、双面板和多层板。

在设计时,需要根据电路复杂性和布局的要求来决定电路板的层数。

2.布局设计:电路板的布局设计是非常重要的环节。

在布局过程中,应合理安排各个元器件的位置和电路的走线,以最大程度地减少电磁干扰和信号串扰,并实现电路的紧凑布局。

三、电路板原理图和元器件选型方法和原则要求:1.原理图设计:原理图是电路板设计的基础,需要准确地反映电路的功能和连接关系。

在设计原理图时,需要符合标准的电路图符号和约定,以方便后续的布线和制板工作。

2.元器件选型:在选择元器件时,需要根据电路的需求来进行选型。

选型时需要考虑元器件的性能指标、尺寸、工作温度、可靠性等因素,以保证电路的正常工作和长期稳定性。

四、电路板布线和走线方法和原则要求:1.布线设计:布线设计是电路板设计中最重要的步骤之一、在布线时,需要根据原理图的要求,合理地安排信号线和电源线的布置,以最小化信号串扰和电磁干扰的影响。

2.走线原则:在进行走线时,需要遵循以下原则:(1)尽量使用直线走线,减少走线的弯曲和交叉;(2)多层板应合理利用内层的走线空间;(3)保持走线的等长性,避免信号的传输时间差;(4)对重要信号线和高频信号线进行隔离和屏蔽。

PCB板设计制作大纲(课程标准)

PCB板设计制作大纲(课程标准)

PCB板设计制作大纲(课程标准)***************电子CAD及PCB板制作课程标准课程代号:107102学时数:64 理论教学时数:0 实践教学时数:64 适用对象:应用电子技术专业学生开课单位:编写人:编写时间:一、课程概述(一)课程性质本课程是应用电子技术专业的职业基础课,该课程以“电路分析基础”“数字电子技术”、“模拟电子技术”课程的学习为基础,通过本课程的学习,让学生掌握电路原理图绘制、原理图库编辑与管理、布局、布线、印制电路板(PCB)封装库编辑与管理的基本方法,使学生熟悉PCB板制作的工艺流程,能按照相关要求和标准绘制电路原理图,能根据要求绘制相应的印刷板图,能根据印刷板图制作电气功能完整的PCB板。

从而为培养学生电子产品设计与制作技能打下基础。

本课程是进一步学习“微控制器的选择与应用”、“小型智能电子产品开发”等课程的基本保障。

(二)课程基本理念本课程教学的指导思想是:采用任务驱动法的教学方式,以任务为主线,教师为主导,学生为主体,将学生的学习活动与任务相结合,围绕任务展开学习,以任务的完成情况作为检验的重要依据,使学生主动探究、实践、思考后,运用相关知识解决问题的综合能力。

本课程要求使Protel DXP 2004为设计工具,完成PCB板的设计、布局、布线规划;然后在PCB制板实训室里,采用相应仪器,通过曝光、显影、蚀刻、打扎、焊接、检验测试等工艺完成PCB板的制作与检测。

(三)课程设计思路本课程是依据“PCB设计与制作工程师”工作领域设置的。

其总体设计思路是采用任务驱动教学模式,突出工业应用领域的电子技术特色,使学生掌握电路原理图设计绘制的基本方法,掌握电路原理图库编辑与管理的基本方法,掌握PCB布局的基本方法与规则,掌握PCB布线的基本方法与规则,掌握PCB封装库编辑与管理的基本方法,使得学生能按照相关要求和标准绘制电路原理图;能根据要求绘制相应的印刷板图;能根据印刷板图制作PCB 板,且电气功能完整。

PCB设计基本概念

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布线的直角走线、差分走线和蛇形线基础理论

PCB布线的直角走线、差分走线和蛇形线基础理论

PCB 布线的直角走线、差分走线和蛇形线基础理论2009-04-20 10:52布线(Layout)是PCB设计工程师最基本的工作技能之一。

走线的好坏将直接影响到整个系统的性能,大多数高速的设计理论也要最终经过 Layout 得以实现并验证,由此可见,布线在高速 PCB 设计中是至关重要的。

下面将针对实际布线中可能遇到的一些情况,分析其合理性,并给出一些比较优化的走线策略。

主要从直角走线,差分走线,蛇形线等三个方面来阐述。

1. 直角走线直角走线一般是PCB布线中要求尽量避免的情况,也几乎成为衡量布线好坏的标准之一,那么直角走线究竟会对信号传输产生多大的影响呢?从原理上说,直角走线会使传输线的线宽发生变化,造成阻抗的不连续。

其实不光是直角走线,顿角,锐角走线都可能会造成阻抗变化的情况。

直角走线的对信号的影响就是主要体现在三个方面:一是拐角可以等效为传输线上的容性负载,减缓上升时间;二是阻抗不连续会造成信号的反射;三是直角尖端产生的EMI。

传输线的直角带来的寄生电容可以由下面这个经验公式来计算:C=61W(Er)[size=1]1/2[/size]/Z0在上式中,C 就是指拐角的等效电容(单位:pF),W指走线的宽度(单位:inch),εr指介质的介电常数,Z0就是传输线的特征阻抗。

举个例子,对于一个4Mils的50欧姆传输线(εr为4.3)来说,一个直角带来的电容量大概为0.0101pF,进而可以估算由此引起的上升时间变化量:T10-90%=2.2*C*Z0/2 = 2.2*0.0101*50/2 = 0.556ps通过计算可以看出,直角走线带来的电容效应是极其微小的。

由于直角走线的线宽增加,该处的阻抗将减小,于是会产生一定的信号反射现象,我们可以根据传输线章节中提到的阻抗计算公式来算出线宽增加后的等效阻抗,然后根据经验公式计算反射系数:ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0)一般直角走线导致的阻抗变化在7%-20%之间,因而反射系数最大为0.1左右。

车载产品的PCB设计要求

车载产品的PCB设计要求

车载产品的PCB设计要求设计理念:在线路和PCB设计阶段需要和生产工艺结合起来,避免由于设计不规范而造成无法加工或增加加工难度和成本,最重要的是如果PCB需要重新设计或改动很大,那在这一次试生产中所做的各项可靠性试验就没有意义,不能反映最终产品的生产要求;设计要求:1,每一个元件都必须备有详细规格书,在线路设计时需要核对该器件是否满足车规要求,是否有无铅的型号,PCB设计时需要检查焊接温度曲线是否满足生产要求,如果不能满足需要寻找相同规格的替代品,焊盘尺寸大小和元件封装需要按照元件生产厂家推荐的尺寸去做,避免不规范的设计造成加工困难;2,贴片电阻电容的焊盘尺寸在标准的基础上再相应加大,具体尺寸参见文档要求,目的是为了保证焊接充分,汽车上的要求更高,避免长期震动而导致脱焊和虚焊;3,插件元件的过孔和焊盘需要统一要求,严格按照生产厂家的规格书来设计,如果规格书上没有相关内容,那需要要求生产厂家提供书面的参考尺寸;4,贴片铝电解电容放在只回流焊一次的那一面,如果回流焊两次会对铝电解造成损伤;5,回流焊工艺的元器件之间的间隙:≧,以最外面尺寸计算;6,插件元件与贴片元件之间的间隙:≧3mm,方便手工补焊或局部回流焊;7,大的和重的元件放在只回流焊一次的一面,防止二次回流焊造成脱落和虚焊;8,加工工艺边5mm以内不能放置元件,3mm内不能放置测试点,可以走线但需要在走线上涂上保护用的白釉,避免加工时刮伤走线;9,元件高度需要根据加工机器(贴片机/回流焊机)来确定最高范围,避免元件太高而不能加工;10,靠近会流焊一边的10-20mm内的元件尽量分开摆放,避免由于元件太密集而造成焊接不充分;11,尺寸大的元件不要紧靠在一起,造成修理不便,回流焊热量不均造成焊接不良;12,插件元件尽可能放在同一面,方便加工;13,有极性的元件(铝电容/钽电容/二极管等)方向尽量按照同一个方向排列,便于目测检查,如果出于性能上的考虑不能这样放置,那也必须局部方向一致;14,元件的位号标志要清晰,每块板子的书写规范要一致,同一类型的元件要一致,方便修理和测试;15,ICT测试用的焊盘为,每一个网络都需要有测试点,在线路设计时就需要加上去,如果某一局部确实元件太密集而不能放置测试点,这需要线路设计师和PCB设计师一起讨论决定哪一些是必须的,不能随意修改;16,需要加胶水固定的元件,在线路设计时就必须标明,让PCB设计和工厂加工人员在设计和加工时提前考虑对策;17,手插元件的焊接面需要用白色标记范围,让操作人员明白只能在该区域内焊接,也方便目测人员快速找到要检查的位置;18,同一元件尽量放在同一面,比如需要10个该型号的元件,不要9个放在A面,1个放在B面,给贴片配料时增加负担;19,V-CUT的边缘4mm内不要放置元件;20,连接器的选择要求:容易插,也要容易拔;补充:1,PCB的铜箔厚度为35um,在设计走线时必须考虑线上过电流的大小,原则按照1:1的关系来设计,即电流1A线宽1mm,为了保证加工,最小线宽定为,设计者在走线时需要参考电流消耗文档确保能够在规定之上走线,普通信号线过孔,电流较大的过孔可以设计成,同时可以考虑放置多个过孔,具体视电流而定。

《PCB设计与制作》 第1章 PCB设计的基础知识

《PCB设计与制作》 第1章 PCB设计的基础知识

1.1.1 印制电路板的分类
根据PCB的电路层数,可分为: 1. 单面板 2. 双面板 3. 多层板
根据PCB板材的软硬进行分类,可分为: 1. 刚性PCB 2. 柔性PCB 3. 软硬结合板
1.1.1 印制电路板的分类
单面板(Single-SidedBoards)
单面板是指只有一面敷铜的电路板,有元件面(顶层Top Layer)和焊 接面(底层Bottom Layer)两个概念。
元件类型+焊盘距离(或焊盘数)+元件外形尺寸。 电阻电容的贴片封装:
英制单位的名称为“0402”,表示元件的外形长×宽 为0.04×0.02inch,如图所示 。
公制单位的名称为“RESC1005L ”表示元件的外形 长×宽为1.0×0.5mm,如图所示
1.1.3 常见元器件及其封装
铜箔宽度 (mm)
2.50 2.00 1.50 1.20 1.00 0.80 0.60 0.50 0.40 0.3 0.20 0.15
铜箔厚度/电流值 70μm 50μm 35μm 6.00A 5.10A 4.50A 5.10A 4.30A 4.00A 4.20A 3.50A 3.20A 3.60A 3.00A 2.70A 3.20A 2.60A 2.30A 2.80A 2.40A 2.00A 2.30A 1.90A 1.60A 2.00A 1.70A 1.35A 1.70A 1.35A 1.10A 1.30A 1.10A 0.80A 0.90A 0.70A 0.55A 0.70A 0.50A 0.20A
pcblib142pcb作业学生文件夹工程1文件夹工程n文件夹原理图文件1pcb文件1原理图文件npcb文件n注意每个工程都要建立一个文件夹以存放工程中的所有文档注意每个工程都要建立一个文件夹以存放工程中的所有文档新建工程文件newpriject?创建一个项目文件夹在project面板中选中点右键保存为
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

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.一、过孔的概念过孔(via)是多层PCB的重要组成部分之一,钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。

简单的说来,PCB上的每一个孔都可以称之为过孔。

从作用上看,过孔可以分成两类: 1、用作各层间的电气连接。

2、用作器件的固定或定位。

如果从工艺制程上来说,这些过孔一般又分为三类,即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。

盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面,具有一定深度,用于表层线路和下面的内层线路的连接,孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。

埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔,它不会延伸到线路板的表面。

上述两类孔都位于线路板的内层,层压前利用通孔成型工艺完成,在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。

第三种称为通孔,这种孔穿过整个线路板,可用于实现内部互连或作为元件的安装定位孔。

由于通孔在工艺上更易于实现,成本较低,所以绝大部分印刷电路板均使用它,而不用另外两种过孔。

以下所说的过孔,没有特殊说明的,均作为通孔考虑。

从设计的角度来看,一个过孔主要由两个部分组成,一是中间的钻孔(drill hole),二是钻孔周围的焊盘区,见下图。

这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。

很显然,在高速,高密度的PCB设计时,设计者总是希望过孔越小越好,这样板上可以留有更多的布线空间,此外,过孔越小,其自身的寄生电容也越小,更适合用于高速电路。

但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加,而且过孔的尺寸不可能无限制的减小,它受到钻孔(drill)和电镀(plating)等工艺技术的限制:孔越小,钻孔需花费的时间越长,也越容易偏离中心位置;且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时,就无法保证孔壁能均匀镀铜。

比如,现在正常的一块6层PCB板的厚度(通孔深度)为50Mil左右,所以PCB厂家能提供的钻孔直径最小只能达到8Mil。

二、过孔的寄生电容过孔本身存在着对地的寄生电容,如果已知过孔在铺地层上的隔离孔直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,板基材介电常数为ε,则过孔的寄生电容大小近似于:C=1.41εTD1/(D2-D1)过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间,降低了电路的速度。

举例来说,对于一块厚度为50Mil的PCB板,如果使用内径为10Mil,焊盘直径为20Mil的过孔,焊盘与地铺铜区的距离为32Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致是:C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF,这部分电容引起的上升时间变化量为:T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps 。

从这些数值可以看出,尽管单个过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显,但是如果走线中多次使用过孔进行层间的切换,设计者还是要慎重考虑的。

三、过孔的寄生电感同样,过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感,在高速数字电路的设计中,过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。

它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献,减弱整个电源系统的滤波效用。

我们可以用下面的公式来简单地计算一个过孔近似的寄生电感:L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指过孔的电感,h是过孔的长度,d是中心钻孔的直径。

从式中可以看出,过孔的直径对电感的影响较小,而对电感影响最大的是过孔的长度。

仍然采用上面的例子,可以计算出过孔的电感为:L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH 。

如果信号的上升时间是1ns,那么其等效阻抗大小为:XL=πL/T10-90=3.19Ω。

这样的阻抗在有高频电流的通过已经不能够被忽略,特别要注意,旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通过两个过孔,这样过孔的寄生电感就会成倍增加。

四、高速PCB中的过孔设计通过上面对过孔寄生特性的分析,我们可以看到,在高速PCB设计中,看似简单的过孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应。

为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响,在设计中可以尽量做到:1.从成本和信号质量两方面考虑,选择合理尺寸的过孔大小。

比如对6-10层的内存模块PCB设计来说,选用10/20Mil(钻孔/焊盘)的过孔较好,对于一些高密度的小尺寸的板子,也可以尝试使用8/18Mil的过孔。

目前技术条件下,很难使用更小尺寸的过孔了。

对于电源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸,以减小阻抗。

2.上面讨论的两个公式可以得出,使用较薄的PCB板有利于减小过孔的两种寄生参数。

3.PCB板上的信号走线尽量不换层,也就是说尽量不要使用不必要的过孔。

4.电源和地的管脚要就近打过孔,过孔和管脚之间的引线越短越好,因为它们会导致电感的增加。

相关文档
最新文档