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1、PCB及其 设计技巧,http:/ 录,第一章：PCB 概述 第二章：PCB 设计流程 及PCB Layout 设计 第三章： PROTEL 常用操作 第四章： PCB Layout 技巧,http:/ 概述,http:/ PCB 概述,一、PCB： Printed Circuit Board印刷电路板 二、PCB板的质量的决定因素： 基材的选用； 组成电路各要素的物理特性。,http:/ 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）、
2、氟化乙丙烯薄膜,http:/ PCB 概述,四、PCB基板材料种类及用途：,http:/ A、单面板（单面、双面丝印） B、双面板（单面、双面丝印） C、四层板（两层走线、电源、GND） D、六层板（四层走线、电源、GND） E、八层及以上多层板（n-2层走线、电源、GND） F、雕刻板,第一章： PCB 概述,http:/ PCB 概述,注：单层和双面PCB的基本工艺流程比多层工艺流程更简单，是在其基础上减除内层部分流程（即去除虚线框部分）。,http:/ 设计流程及 PCB Layout 设计,http:/ 设计流程及PCB Layout 设计,一、设计准备：对原理图进行分析和DRC检查；
3、建立标准元件库；建立特殊元器件；印制板设计文件的建立；转网表。 二、网表输入：将转换好的网表进行输入。 三、规则设置：按照成品规格书的要求，将线宽、线距、层定义、过孔、全局参数等相关参数设置好。 四、手工布局：根据印制板安装结构尺寸要求画出边框，参照原理图，结合机构进行布局，检查布局。 五、手工布线：参照原理图进行预布线，检查布线是否符合电路模块要求；修改布线，并符合相应要求。 （自动布线：根据原理图和已设置好的规则，进行自动布线。要求原理图无差错、规则设置无误方可进行。） 六、检查完善： PCB制作初步完成，“铺铜”与“补铜”，进行连线、连通性、间距、“孤岛”、文字标识检查，并对其进行修改，
4、使其符合要求。 七、CAM输出：检查无误后，生成底片，到此PCB板制作完成。,http:/ 设计流程及PCB Layout 设计,一、设计准备：对原理图进行分析和DRC检查；建立标准元件库；建立特殊元器件；印制板设计文件的建立；转网表。,http:/ 检验： 1、原理图使用模块化方式绘制，这样利于读原理图，又利于模块化布局。 2、原理图大部分的PCB封装要确认下来，个别器件没有封装，作个标志，利于我们建库、添加封装。 3、原理图的DRC检验（见右图）。,第二章：PCB 设计流程及PCB Layout 设计,http:/ 设计流程及PCB Layout 设计,三、规则设置：按照成品规格书的要求，
5、将线宽、线距、层定义、过孔、全局参数等相关参数设置好。,PCB布局的一般规则：,a、信号流畅，信号方向保持一致； b、核心元件为中心； c、在高频电路中，要考虑元器件的分布参数； d、特殊元器件的摆放位置； e、要考虑批量生产时，波峰焊及回流焊的锡流方向及加工传送PCB的工艺因素。,http:/ a、画出边框； b、定位孔和对接孔进行位置确认； c、板内元件局部的高度控制； d、重要网络的标志。,第二章：PCB 设计流程及PCB Layout 设计,四、手工布局：根据印制板安装结构尺寸要求画出边框，参照原理图，结合机构进行布局，检查布局。,2、PCB布局的顺序： a、固定元件； b、有条件限制
6、的元件； c、关键元件； d、面积比较大元件； e、零散元件。,http:/ 4、布局检查： A、检查元件在二维、三维空间上是否有冲突。 B、元件布局是否疏密有序，排列整齐。 C、元件是否便于更换，插件是否方便。 D、热敏元件与发热元件是否有距离。 E、信号流程是否流畅且互连最短。 F、插头、插座等机械设计是否矛盾。 G、元件焊盘是否足够大。,第二章：PCB 设计流程及PCB Layout 设计,http:/ 设计流程及PCB Layout 设计,1、走线规律： A、走线方式: 尽量走短线，特别是小信号。 B、走线形状: 同一层走线改变方向时，应走斜线。 C、电源线与地线的设计: 40100m
7、il，高频线用地线屏蔽。 D、多层板走线方向: 相互垂直，层间耦合面积最小；禁止平行走线。 E、焊盘设计的控制 2、布线: 首先，进行预连线，看一下项目的可连通性怎样，并根据原理图及实际情况进行器件调整，使其更加有利于走线。,http:/ (1)、间距是否合理，是否满足生产要求。 (2)、电源线和地线的宽度是否合适，电源与地线之间是否紧耦合（低的波阻抗）。 (3)、对于关键的信号线是否采取了最佳措施，输入线及输出线要明显地分开。 (4)、模拟电路和数字电路部分，是否有各自独立的地线。 (5)、后加在PCB中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短路。 (6)、对一些不理想的线形进行修改。 (7)
8、、在PCB上是否加有工艺线？阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志是否压在器件焊盘上，以免影响电装质量。 (8)、多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小，如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。,第二章：PCB 设计流程及PCB Layout 设计,http:/ 设计流程及PCB Layout 设计,绘制完毕后的PCB图,http:/ PCB制作初步完成，“铺铜”与“补铜”，进行连线、连通性、间距、“孤岛”、文字标识检查，并对其进行修改，使其符合要求。,第二章：PCB 设计流程及PCB Layout 设计,检查线路，进行铺铜和补铜处理，重新排列元件标识；通过检查窗口，对项目进行间距
9、、连通性检查。,http:/ 1、检查线路设计是否与原理图设计思想一致。 2、检查定位孔与PCB的大小，以及固定键安装位置是否与机构相吻合。 3、结合EMC知识，看PCB 是否有不符合EMC常规的线路。 4、检查PCB封装是否与实物相对应。,第二章：PCB 设计流程及PCB Layout 设计,http:/ 最后的CAM350检查无误后， PCB设计就完成了，就可以送底片了。,第二章：PCB 设计流程及PCB Layout 设计,http:/ 常用操作,http:/ 常用操作,1、PCB 设计常用快捷键：,Page Up ：以鼠标为中心放大 Page Down ：以鼠标为中心缩小 G：锁定栅格
10、大小的选择设置 Q ：mm（毫米）与mil（密尔）的单位切换 L ：打开Document(设计)Options(选项)对话框中的Layers标签 * ：顶层与底层之间层的切换 + （-） 逐层切换：“+”与“-”方向相反 JC ：查找器件 SN ：选取网络 EEA：取消全部选择 End 或 VR ： 刷新画面 Ctrl + PageDown ：显示整板 Alt删除键（回车上面的键）：撤消 Ctrl + Delete ： 删除选中的,http:/ 常用操作,2、原理图设计常用快捷键,PageUP：以光标当前位置为中心进行放大 PageDown：以光标当前位置为中心进行缩小 End 或 VR：刷新
11、工作区 Ctrl + Delete ：删除 Ctrl + F： 查找元件 Ctrl + PageDown： 显示整图 Ctrl + 鼠标左键 ：显示所有图件 Shift + 鼠标左键 ： 显示所有图件,http:/ 常用操作,3、PROTEL 常用问题：,复制电路图到word文档 tools-preferences-Graphical Editing，取消Add Template to Clipboard，然后复制。 取消备份DDB文件减肥： “File”菜单左边一个向下的灰色箭头 取消备份：preferencecreate backup files 压缩文件：design utilities
12、perform compact after closing 常用rule设置： Clearance Constraint：不同两个网络的间距； Routing Via Style：设置过孔参数，具体含义在属性里有图； Width Constraint:导线宽度设置； 原理图导入PCB时常见问题处理： footprint not found：确保所有的器件都指定了封装； node not found：确认没有“footprint not found” 类型的错误； 编辑PCBlib，将对应引脚名改成没有找到的那个node Net already exist：常见在原理图有多张的情况 design
13、-creat netlist-net labels and port global,http:/ Layout 设计技巧,http:/ 将模拟地平面和数字地平面分开； 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（电流的波动变化率。如果在电路中的di/dt过大 会导致某些敏感器件的误导通 比如IGBT管的控制极）。,第四章：PCB Layout 设计技巧,1、为确保正确实现电路，应遵循的设计准则：,分隔开的地平面有时比连续的地平面有效,http:/ 应避免地环路 如果不能采用地平面，应采用星形连接策略 数字电流不应流经模拟器件 高
14、速电流不应流经低速器件,第四章：PCB Layout 设计技巧,2、无地平面时的电流回路设计,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,http:/ Layout 设计技巧,在电源走线时，尽可能的降低环路面积；在条件允许的情况下，铺设地平面层 尽可能保证每个电源输入端都有一个去耦电容 去耦电容应加在电源输入的两端，于电源的正端直接连接,http:/ Layout 设计技巧,模拟电路放置在线路的末端,http:/ Layout 设计技巧,实际使用中，为了保证散热等因素，印在该基础上增加2倍左右的宽度,http:/ Layout 设计技巧,8 Layer,10 Layer,6 L
15、ayer,4 Layer,S,G,P,S,S,G,S,S,G,P,S,S,G,S,S,G,S,S,G,P,S,S,G,P,S,G,G,S,S：信号层 G：底层 P：电源层,http:/ 的布线的注意事项： 专用地线、电源线宽度应大于1mm。 其走线应成“井”字型排列。 某些元器件或导线可能有较高的电位差，应加大它们的间距，避免放电引起意外短路。 尽量加大电源线宽度，减少环路电阻，电源线、地线的走向和数据传递方向一致，有助于增强抗干扰能力。 当频率高于100k时，趋附效应就十分严重，高频电阻增大。,第四章：PCB Layout 设计技巧,http:/ Layout 设计技巧,8、高频数字电路PC
16、B布线规则： 高频数字信号线要用短线。 主要信号线集中在pcb板中心。 时钟发生电路应在板的中心附近，时钟扇出应采用菊链式和并联布线。 电源线应远离高频数字信号线，或用地线隔开，电路布局必须减少电流回路，电源的分布必须是低感应的 输入与输出之间的导线避免平行。,http:/ 的布线的常见问题及处理办法：,第四章：PCB Layout 设计技巧,1、端接分串行端接和并行端接，并行端接主要是上下拉用电阻，串行端接主要为了减少反射。 2、阻尼电阻：根据电阻在电路中作用命名，主要为了防止回路构成等幅震荡，通过在线路中串联或并联电阻来实现,http:/ 中过孔设计的注意事项： 过孔的计算方法： 寄生电容
17、：C=1.41TD1/(D2-D1) 隔离孔直径D2，过孔焊盘的直径D1，PCB板的厚度T，板基材介电常数为 寄生电感：L=5.08hln(4h/d)+1 L指过孔的电感，h是过孔的长度，d是中心钻孔的直径 电容引起的上升时间变化量：T10-90=2.2C(Z0/2) Z0基材的特性阻抗 等效阻抗：XL=L/T10-90=3.19 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。 使用较薄的PCB板有利于减小过孔的两种寄生参数。 PCB板上的信号走线尽量不换层，尽量不要使用不必要的过孔。 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。 在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔，以便为信号提供最近的回路。,第四章：PCB Layout 设计技巧,http:/