工艺部(PCB)设计流程..

课程主要内容
一、互连设计的基本概念与部门职能
1）什么是互连设计？ 2）互连设计的常见形式
二、互连设计中基本概念介绍 三、PCB设计规范的流程：
1）系统分析阶段 2）布局阶段 3）布线阶段 4）测试和验证阶段
布局阶段
理解设计要求并制定设计计划
1) 仔细审读原理图和功能框图，在与原理图设计者充分 交流的基础上，确认PCB设计的电气性能要求。 2) 在与原理图设计者交流的基础上制定出单板的PCB设 计计划，填写设计记录表，计划要包含设计过程中原 理图调入、预布局、仿真分析、布局完成、布局评审、 布线完成、布线评审、光绘完成等关键检查点的时间 要求。设计计划应由PCB设计者和原理图设计者双方 签字认可。如果出现由于种种原因导致设计计划推迟 的情况，要制定相应的调整计划，而且需注明原因并 由相关人员签字确认。
8、盲孔（blind via）：来自TOP面或BOTTOM面，而
不穿过整个印制电路板的过孔。 9、埋孔（埋入孔，buried via）：完全被包在板内层
的孔。从任何表面都不能接近它。
10、盘中孔（Via in pad）：在焊盘上的过孔或盲孔。
二、设计中基本概念介绍：
11、波峰焊（wave soldering）：印制板与连续循环的
一、PCB工程师的职能及业务
1）什么叫互连设计？ 2）互连设计的常见形式 • 3）PCB工程师的职能：
PCB设计 参于提供PCB设计方案 原理图封装制作及原理图库的维护 PCB封装库的制作及PCB封装库的维护 PCB在生产中问题解决处理
1）、什么是互连设计？
• PCB设计也可称互连设计，互连设计就是解决芯片之间、模块之间、板与板 之间和框与框之间的信号传输的物理实现问题，提供满足产品设计要求的 互连解决方案。 • 我们所熟悉的PCB设计工程师、LAYOUT工程师等就是专门从事互连设计方面 的工作。
系统分析阶段
2) 若预测单板布线密度很大，采用常规的通孔设计方法 无法在有限的PCB信号层内完成布线时，可考虑使用 埋盲孔设计方法。 注：是否采用这种方法需要考虑单板工艺、采购的综合 成本和生产加工等因素再决定。因为，由于目前国内 PCB加工厂家的加工工艺有限，同时我们的测试手段 也受限制，所以采用埋盲孔设计的单板，加工直通率 相对较低，若预计今后单板批量生产量较大时，应尽 量避免使用这些非常规设计方法。
布局阶段
预布局
1) 参考原理图和功能框图根据信号流向放置重要的单元 电路和核心器件。
– – 直接布局：普通小板（器件数<300,PIN<1000） 模块布局：大板（器件数>500,PIN>1000）
布局阶段
布局的基本原则一:
1) 与相关人员沟通以满足结构、SI、DFM、EMC等方面 的特殊要求。 2) 根据结构要素图，放置接插件、安装孔、指示灯等需 要定位的器件，并给这些器件赋予不可移动属性， 并 进行尺寸标注。 3) 根据结构要素图和某些器件的特殊要求，设置禁止布 线区、禁止布局区域。 4) 综合考虑PCB性能和加工的效率选择工艺加工流程 （优先为单面SMT；单面SMT+插件；双面SMT；双面 SMT+插件），并根据不同的加工工艺特点布局。
波峰状流动焊料接触的焊接过程。
12、回流焊（reflow soldering）：是一种将零、部件的 焊接面涂覆焊料后组装在一起，加热至焊料熔 融，再使焊接区冷却的焊接方式。 13、材料清单（BOM－Bill of materials）：装备部件的格式化清 单。 15、光绘GERBER（photoplotting）：由绘图仪产生电路板工艺图的 过程，绘图仪使胶片曝光从而将被绘制部分制成照片
三、工艺部的工作流程
• 2.P 结构导入建立新PCB文件（命名格式为V1.0.0）
• 3.布局审核 PCB工程师邮件通知硬件申请人进行布局审核 PCB工程师邮件通知结构人员进行结构核对
三、工艺部的工作流程
• 功能部分：
– 主控制模块->显示功能->按键功能等
系统分析阶段
关键元器件选型建议:
• 1) 从信号完整性分析的角度，分析相同功能的不同器件， 在相同的工作条件下，根据仿真波形，根据信号质量的不 同，给出优选器件。对于只有一种器件的情况，也可仿真 出不同条件下（高、低温，单负载或多负载等）的信号波 形，分析其接口性能，给出该器件是否满足系统要求的选 型建议。 • 2) 若同一器件有多种封装，应该结合当前我们的供应商 的技术水平和我们生产的工艺水平，选择易于设计和实现 的PCB封装形式，给出选型建议。
• 4.PCB走线设计 按《单板驱动规则表》要求进行 间隔层交叉走线 • 5.走线设计审核 PCB工程师邮件通知硬件申请人进行布局审核 PCB工程师邮件通知结构人员进行结构核对
三、工艺部的工作流程
• 6.提交设计文档 设计文档放入VSS 在Trac系统中建立，CR IR号进行评审邀请
1、印制电路板（PCB－printed circuit board）：在绝缘 基材上，按预定设计形成印制器件或印制线路以及两者结 合的导电图形的印制板。 2、原理图（schematic diagram）：电路原理图，用原理 图设计工具绘制的、表达硬件电路中各种器件之间的连接 关系的图 3、网络表（Schematic Netlist）：由原理图设计工具自 动生成的、表达元器件电气连接关系的文本文件，一般包 含元器件封装、网络列表和属性定义三部分。 4、背板（backplane board）：用于互连更小的单板的电 路板。`
布局阶段
布局阶段
布局阶段
布局的基本原则四:
10)根据信号质量、EMC的要求，合理的确定布线层设置， 完成电源地分割。 11 布完局后所有器件必须放置在PCB板内。 12) 布完局后打印出装配图供原理图设计者检查器件封装 的正确性，并且确认单板、背板和接插件的信号对应 关系。 13 布完局后经工艺人员、EMC人员、热设计、结构、安 规等人员确认无误，或走Trac流程评审意见修改后方 可开始布线。
工艺部（PCB）设计流程
工艺部：马小青
2013-03-20
本课程的目的
1、了解PCB工程师的职能及其主要 业务 2.掌握工艺部的工作流程 3、掌握PCB设计的基本理论及规范
课程主要内容
一、PCB工程师的职能及其主要业务 二、设计中基本概念介绍 三、工艺部工作流程 四、PCB设计规范的流程： 1）系统分析阶段 2）布局阶段 3）布线阶段 4）测试和验证阶段
布局阶段
5) 根据原理图和PCB设计工具的特性，选用正确的网络 表格式，创建符合要求的网络表。 6) 根据结构要素图或对应的标准板框， 创建PCB设计文 件。 坐标原点必须为选择单板左边、下边的延长线交 汇点。 7) 板框四周倒圆角，倒角半径5mm/197mil。特殊情况 参考结构设计要求。
布局阶段
系统分析阶段
物理实现关键技术分析:
• 物理实现即PCB设计实现方案。根据系统中不同的信号特 性，可选择从如下几个方面进行分析。
– 当系统中有高速总线时，如果需要在PCB板上传输较长的距离， 且收发器对传输中的信号抖动、损耗有严格要求；或者信号要求 有较高的传输线特征阻抗，预计用普通FR4材料设计单板将严重 超出结构要求的厚度。这时可考虑使用低损耗、低介电常数的材 料。 – 小信号低噪声的要求：也需要从材料、布局、布线考虑
越来越强的电路功能(SOC)
物理实现难度加大
越来越强的市场竞争
设计周期缩短
pA级小信号处理要求
低噪声的要求
课程主要内容
一、PCB工程师的职能及其主要业务 二、设计中基本概念介绍 三、工艺部工作流程 四、PCB设计规范的流程： 1）系统分析阶段 2）布局阶段 3）布线阶段 4）测试和验证阶段
二、设计中基本概念介绍：
布局阶段
对于模拟小信号的要求:
. 就模拟信号而言本身就容易受到其他信号的干扰，一 般要求远离干扰源，回流路径连续； . 对于信号电流电压较小时，在布局布线方面更应该重 点考虑。 . 设计原则：路径短采用带状线。
对于高速信号的要求:
. 假如信号的上升沿时间小于６倍的信号传输延时时，
我们可视它为高速信号。这时我们必须用传输线的方 法和手段来分析。高速信号的特点要求我们在设计中 必须对关键的信号制定约束规则，由约束规则驱动布 局布线。
布局阶段
创建网络表和板框
1) 对于改板、归档或套用板框的PCB文件必须由研发提 供VSS路径或版本号从文档室申请。 2) 对原理图的规范性进行检查，积极协助原理图设计者 排除错误，保证网络表的正确性和完整性。 3) 协助原理图设计者根据器件编码与封装对应相关数据 库确定器件的封装。 4) 对于新器件或新模型，将器件的封装资料或模型资料 提供给相关的建库人员或模型验证人员。
– 考虑模拟数字电源地的划分
7)
相同电路部分尽可能采用对称式模块化布局。
布局阶段
布局的基本原则三:
8) 布局设置建议栅格为 50mil ，IC 器件布局，栅格建议 为25 25 25 25 mil。布局密度较高时，小型表面贴装器 件，栅格设置建议不少于5mil。布局时，考虑fanout和 测试点的位置，以器件中心点参考移动，考虑在两个 过孔中间走两根走线，如下图：
• 7.设计评审
PCB工程师预定会议室及通知相关人员
评审人员进行硬件原理及结构核查填写相关表单 PCB工程师提交PCB检视要素表存档
三、工艺部的工作流程
• 8.硬件调试 研发人员下单给采购，由采购从配置库中领取资 料进行外协打样 研发人员进行调试。
课程主要内容
一、PCB工程师的职能及其主要业务 二、设计中基本概念介绍 三、工艺部工作流程 四、PCB设计规范的流程： 1）系统分析阶段 2）布局阶段 3）布线阶段 4）测试和验证阶段
布局阶段