《单双面电路板设计与制备工艺 毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单双面电路板设计与制备工艺 毕业论文.docx（49页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、郑州航空工业管理学院毕 业 论 文（设 计） 2013 届 通信工程 专业 0913072 班级题 目 单双面电路板设计与制备工艺 姓 名 学号 指导教师 职称 二一 三 年 五 月 二十七 日 内 容 提 要在现代电子设备中,印刷电路板(Printed Circuit Board)发挥着越来越重要的作用,其质量的好坏在一定程度上决定了电子产品的性能。印刷电路板（Printing Circuit Board, PCB）是电子产品中电路元件的支撑件，它提供了电路元件和元件之间的电气连接。印刷电路板(Printed Circuit Board)在电子领域中有着广泛的应用，是电子信息制造业的重要基础
2、和组成部分。近年来,PCB的制作层数越来越多、密度越来越高,性能越来越强，其发展趋势也越来越可观。本文对印刷电路板的发展趋势、印刷电路板的基础知识介绍、印刷电路板的功能及基本使用、人工作电路板及基本制作流程、手工制板过程中的注意事项作出了较全面的介绍，本文最后通过实例制作电子技术实验板，总结了制作过程中出现的问题。同时具体介绍了电路板的功能及使用。全论文的特点是“易懂、实用”，主要介绍了Altium Designer 6.9的各种基本功能和一些应用技巧。论文共分为5章，详细介绍了印制电路板的设计规则与制作要点，Altium Designer 6.9印制电路板设计系统，人工设计印制电路板的基本流
3、程，并详细讲解了实例的设计过程和布局、布线全过程。 关键字发展趋势; 性能要求; 制作流程; 串口通信; 单片机控制 Single double-sided circuit board design and production processAuthor: Yanxueguang Tutor:ZhaochengAbstract In modern electronic equipment, printed circuit board (Printed Circuit Board) plays a more and more important role, its quality determ
4、ines the performance of electronic products in a certain extent. Printed circuit board (Printing Circuit Board, PCB) is a support circuit components in electronic products, it provides the electrical connection between circuit elements and element. Printed circuit board (Printed Circuit Board) has b
5、een widely used in electronic field, is the most important parts of electronic information manufacturing industry. In recent years, making more and more layers, more and more high density PCB, more powerful, and its development trend is also more and more considerable. Basic knowledge of the develop
6、ment trend of printed circuit board, printed circuit board, printed circuit board function and basic use, people working circuit board and the basic production processes, process of handmade board notes made more comprehensive introduction, at the end of this paper, through the production of electro
7、nic technology experiment board example, summarizes the making the problems in the process of. And introduced the function and use of circuit board. The whole thesis is characteristic of easy, practical, mainly introduces the basic function of 6.9 Altium Designer and some application skills. The pap
8、er is divided into 4 chapters, introduces the design rules and the production of printed circuit board, Altium Designer 6.9 and printed circuit board design system, the basic process of manual design of printed circuit board, and explain in detail the design process and layout, wiring process instan
9、ce. Keywords development trend; performance requirement; The production process Serial; communication SCM control 目 录第一章 PCB印刷电路板基础知识11.1 印刷电路板概述11.1.1 PCB介绍11.2印制电路板的分类21.2.1印制电路板分类2第二章 PCB印刷电路设计基础42.1 印刷电路板设计要求42.1.1电路板设计的基本要求及走线要求42.1.2印制导线间距及接地的设置52.2 PCB设计流程62.2.1电路原理图的设计72.2.2 布线的原则9第三章 人工设计PC
10、B电路板123.1如何设计一款好的电路板123.2定义电路板123.2.1设置电路板层及电路板边缘尺寸133.3 人工制PCB电路板设计指导143.4 手工布线规则设置163.4.1安全间距及走线163.5 EMC和EMI18第四章 PCB电路板设计实例194.1电路板工作原理分析194.1.1电路板原理图分析194.1.2 PCB电路板实例204.2 PCB电路版图设计的常见问题：22第五章 PCB电路板制作实例255.1 手工制作流程255.1.1 打印输出255.1.2曝光285.1.3显影285.1.4蚀刻295.1.5钻孔305.2 PCB印刷线路板在工厂的制作流程31致谢36参考文
11、献37附录37单双面电路板设计与制备工艺091307234 燕学广 指导教师 赵成 讲师第一章 PCB印刷电路板基础知识1.1 印刷电路板概述印刷电路板（Printed Circuit Board, 简称PCB）又称印制板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。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。1.1.1 PCB介绍PCB是电子产品的重要部件之一
12、，几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机、通信电子设备、自动化控制系统，只要存在电子元器件、它们之间的电气互连就要使用PCB。在电子产品的研发过程中，影响电子产品成功的最基本因素之一是该产品的PCB的设计和制造，PCB的设计和制造质量直接影响到整个电子产品的质量和成本，甚至影响电子产品在市场竞争中的竞争力。在电子技术发展早期，元件都是用导线连接的，而元件的固定是在空间中立体进行的。电路由电源、导线、开关和元器件构成，就像实验室里电工实验电路那样。单面敷铜板的发明，成为电路板设计与制作新时代的标志。布线设计和制作技术都已发展成熟。先在敷铜板上用模板印刷防腐蚀膜图，然后再腐蚀刻线，这种
13、技术就像在纸上印刷那么简便，“印刷电路板”因此得名，英文Printed Circuit Board,简称PCB。随着技术进步，人们又发明了双面板，即在板子两面都敷铜，两面都可腐蚀刻线。1.2印制电路板的分类根据电路层数分类：分为单面板、双面板和多层板。常见的多层板一般为4层板或6层板，复杂的多层板可达十几层。1.2.1印制电路板分类一、单面板单面板（Single-Sided Boards） 在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面，所以这种PCB叫作单面板（Single-sided）。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制（因为只有一面，布线间不能
14、交叉而必须绕独自的路径），所以只有早期的电路才使用这类的板子。二、双面板与多层板双面板（Double-Sided Boards） 这种电路板的两面都有布线，不过要用上两面的导线，必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的“桥梁”叫做导孔（via）。导孔是在PCB上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍，而且因为布线可以互相交错（可以绕到另一面），它更适合用在比单面板更复杂的电路上。多层板（Multi-Layer Boards） 为了增加可以布线的面积，多层板用上了更多单或双面的布线板。用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作
15、外层的印刷线路板，通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印刷线路板就成为四层、六层印刷电路板了，也称为多层印刷线路板。第二章 PCB印刷电路设计基础2.1 印刷电路板设计要求2.1.1电路板设计的基本要求及走线要求一、印制电路板设计中的基本要求:1 印制线路板上的元器件放置的通常顺序： （1） 放置与结构有紧密配合的固定位置的元器件，如电源插座、指示灯、开关、连接件之类。（2）放置线路上的特殊元件和大的元器件，如发热元件、变压器、集成电路等； （3） 放置小器件，例如阻容器件、二极管等。 2 元器件离板边缘的距离：可能的话所有的元器件均放置在离板的边缘3mm以内或至
16、少大于板厚。 二、印制电路板的布线： 1. 印制导线的线长：印制导线的布设应尽可能的短，在高频回路中更应如此；印制导线的拐弯应成圆角，而直角或尖角在高频电路和布线密度高的情况下会影响电气性能；当两面板布线时，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；作为电路的输入及输出用的印制导线应尽量避免相邻平行，在这些导线之间最好加接地线。 2.印制导线的宽度：铜膜线的宽度应以能满足电气性能要求而便于生产为准则，它的最小值取决于流过它的电流，但是一般不宜小于0.2mm.只要板面积足够大，铜膜线宽度和间距最好选择0.3mm。一般情况下11.5mm的线宽，能够流过2A的电流，例如地
17、线和电源线最好选用大于1mm的线宽。在集成电路座焊盘之间走两根线时，焊盘直径为50mil,线宽和线间隔都是10mil，当焊盘之间走一根线时，焊盘之间为64mil，线宽与线距都为12mil（1mil=0.0254mm）.2.1.2印制导线间距及接地的设置1、印制导线的间距相邻导线间距必须能满足电气安全要求，而且为了便于操作和生产，间距也应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压。这个电压一般包括工作电压、附加波动电压以及其它原因引起的峰值电压。如果有关技术条件允许导线之间存在某种程度的金属残粒，则其间距就会减小。因此设计者在考虑电压时应把这种因素考虑进去。在布线密度较低时，信号线的间距可适当地加
18、大，对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距。 2、印制导线的屏蔽与接地印制导线的公共地线，应尽量布置在印制线路板的边缘部分。在印制线路板上应尽可能多地保留铜箔做地线，这样得到的屏蔽效果，比一长条地线要好，传输线特性和屏蔽作用将得到改善，另外起到了减小分布电容的作用。印制导线的公共地线最好形成环路或网状，这是因为当在同一块板上有许多集成电路，特别是有耗电多的元件时，由于图形上的限制产生了接地电位差，从而引起噪声容限的降低，当做成回路时，接地电位差减小。另外，接地和电源的图形尽可能要与数据的流动方向平行，这是抑制噪声能力增强的秘诀；多层印制线路板可采取其中若干层作屏蔽层，电源层、地线层均可
19、视为屏蔽层，一般地线层和电源层设计在多层印制线路板的内层，信号线设计在内层和外层。 3、 焊盘的直径和内孔尺寸焊盘的内孔尺寸必须从元件引线直径和公差尺寸、孔径公差、孔金属化电镀层厚度等方面考虑，焊盘的内孔一般不小于0.6mm，因为小于0.6mm的孔开模冲孔时不易加工，通常情况下以金属引脚直径值加上0.2mm作为焊盘内孔直径，如电阻的金属引脚直径为0.5mm时，其焊盘内孔直径对应为0.7mm，焊盘直径取决于内孔直径，如表2-1： 表2-1 孔径及焊盘直径孔直径（mm）0.40.50.60.81.01.21.62.0焊盘直径（mm）1.52.02.02.53.03.54.02.2 PCB设计流程印
20、制电路板的设计主要为六个步骤：1、原理图绘制与参数的精确计算。2、网络表的生成与调入。3、确定好板形尺寸、板间结构及定位安装。4、PCB板的布局设计，并注意板上线的调配。5、PCB的布线设计，关键信号线的画法及接地、铺铜处理。6、PCB的检查、评审和输出。2.2.1电路原理图的设计1.电路原理图的设计是印制电路板设计中三大步骤的第一步，也是非常重要的一步，电路原理图设计的好坏将直接影响到后面的工作。首先原理图的正确性是最基本的要求，因为在一个错误的基础上所进行的工作是没有意义的。其次，原理图应该布局合理，这样不仅可以尽量避免出错，也便于读图、便于查找和纠正错误，当元器件较多时，可以考虑采用层次
21、原理图画图；最后，在满足正确性和布局合理的前提下应力求原理图的美观。同时要确保电路原理图元件图形与实物相一致和电路原理图中网络连接的正确性。2.对于所设计的电子设备能有效地工作，要求电子设备既能抑制各种外来的干扰，使电子设备在特定的电磁环境中能够正常工作，同时又能减少电子设备本身对其它电子设备的电磁干扰。在电子设备中，接地是控制干扰的重要方法。在设计印制电路板时，为了提高电路的抗干扰能力，增强系统的可靠性，往往需要将电源和接地线加宽。如果地线采用很细的导线，接地电位随电流的变化，使抗噪性能降低。因此加粗接地线，在模拟电路和模/数混合电路中尤为重要。同时也要选择合适的接地电路，单点接地和多点接地
22、；将接地线构成闭环路，这样也可以提高抗噪声能力。若能将接地和屏蔽正确结合起来使用，可解决大部分干扰问题。在直流电源回路中，负载的变化会引起电源噪声，配置去耦电容就可以抑制因负载变化而产生的噪声。因此，PCB的设计中一般常规在印制电路板上配置适当的去耦电容。例如对于抗干扰能力弱、关断电源变化大的元件应在该元件的电源线和地线之间接入去耦电容。去耦电容的引线不能过长，特别是高频旁路电容不能带引线。3.印制电路板的布局是设计印制电路板的关键，它直接影响到整个印刷电路板的安装、可靠性、通风散热、布线的成功率以及电路板的性能。如高频元件应尽量按照电路图结构紧凑地放置，使得连线缩短，以减小分布参数的影响；数
23、字器件应远离模拟器件，以减小数字信号对模拟信号的干扰。优先要考虑印制电路板尺寸大小，如果尺寸过大会使印制线条长，阻抗增加，不仅抗噪声能力下降，成本也高；但尺寸过小，则散热不好，同时易受临近线条干扰。要求其尺寸要适中。因此，设计电路板首先对PCB的大小和外形，给出一个合理的定位。再确定特殊元件的位置和单元电路等，要按电路的流程把整个电路分为几个单元电路或模块，并以每个单元电路的核心元件(如集成电路)为中心，其它的元件要按一定的顺序均匀、整齐紧凑地排列在PCB板上，但不要太靠近这些大的元件，要有一定的距离，特别一些比较大、比较高的元件周围要保持一定的距离，这样有助于焊接和返修。一些开关、微调元件等
24、应该放在易于操作的地方。同一块印制板上的器件应尽可能按其发热量大小及散热程度分区排列，发热量小或耐热性差的器件(如小信号晶体管、小规模集成电路、电解电容等)放在冷却气流的最上流(入口处)，发热量大或耐热性好的器件放在冷却气流最下游。在同频电路中应考虑元器件之间的分布参数，一般高频电路中应考虑元器件之间的分布参数，一般电路尽可能使元器件平行排列，这样不但美观，而且易于装焊，同时易于批量生产。4.完成元件布局工作后，接下来就是布线，导线的布置是设计PCB板的主要工作2.2.2 布线的原则一、元件的位置确定了，根据它们的距离进行布线，要遵守以下的原则：1.选择合理的导线宽度，导线宽度主要由导线与绝缘
25、层基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定。导线宽度不要突变。不过，我们尽可能的用宽线，特别是PCB板上的电源线和地线，提高抗干扰性。2.尽量减少印制导线的不连续性，但导线的拐角应大于90度且禁止环状走线。 3电源去耦电容要用导线连接到需要去耦电源的管脚上。4相领层间的走线不要平行。5.同一信号的输入与输出线不要相邻平行。6.避免布出电源环路和地环路或线环路。7.模拟地与数字地要分开布，采用一点相连接。8.注意线宽，线间路与最小过孔及其孔径比。二、连接地线的方法在电子设备中，接地是控制干扰的重要方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用，可解决大部分干扰问题。电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地（
26、屏蔽地）、数字地（逻辑地）和模拟地等。在地线设计中应注意以下几点：1.正确选择单点接地与多点接地在低频电路中，信号的工作频率小于1MHz，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地。当信号工作频率大于10MHz时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就近多点接地。当工作频率在110MHz时，如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长的1/20，否则应采用多点接地法。2. 数字电路与模拟电路的共地处理现在有许多PCB不再是单一功能电路(数字或模拟电路),而是由数字电路和模拟电路混合构成的.因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题,特别是地线
27、上的噪音干扰.数字电路的频率高,模拟电路的敏感度强,对信号线来说,高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件,对地线来说,整人PCB对外界只有一个结点,所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题,而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连,只是在PCB与外界连接的接口处(如插头等).数字地与模拟地有一点短接,请注意,只有一个连接点.也有在PCB上不共地的,这由系统设计来决定.。3.尽量加粗接地线 若接地线很细，接地电位则随电流的变化而变化，致使电子设备的定时信号电平不稳，抗噪声性能变坏。因此应将接地线尽量加粗，使它能通过三位于印制电路板的允许电流。如有可能，接地线的宽度应大于3mm
28、。4.将接地线构成闭环路设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时，将接地线做成闭环路可以明显的提高抗噪声能力。其原因在于：印制电路板上有很多集成电路元件，尤其遇有耗电多的元件时，因受接地线粗细的限制，会在地结上产生较大的电位差，引起抗噪声能力下降，若将接地结构成环路，则会缩小电位差值，提高电子设备的抗噪声能力。5.同一级电路的接地点应该尽可能靠近，并且本级电路的电源滤波电容也应该接在本级的接地点上。6. 大面积导体中连接腿的处理在大面积的接地(电)中,常用元器件的腿与其连接,对连接腿的处理需要进行综合的考 虑,就电气性能而言,元件腿的焊盘与铜面满接为好,但对元件的焊接装配就存在一些不良 隐
29、患如:焊接需要大功率加热器.容易造成虚焊点.所以兼顾电气性能与工艺需要,做 成十字花焊盘,称之为热隔离(heat shield)俗称热焊盘(Thermal),这样,可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少.多层板的接电(地)层腿的处理相同。 第三章 人工设计PCB电路板3.1如何设计一款好的电路板 对于设计来讲，设计者的设计思想十分关键，换句话说，你要了解这个板要干什么用及你想通过这个板给使用者传递什么信息，想让人家看到什么，学到什么。如果你都不知道一个板的设计意图是什么，那可能设计不出一款好的电路板。想设计出一款好的电路板还要对整个电路图把握好，就是电路图一定不能出错，一旦电路
30、图出错，那电路板画得再好，也成了废品，因此电路图需要设计者必须精确到位，这就需要他们有很好的电路功底。 还有就是电路图需要自己画出来，这样在电路板布局上，你就对每个部件了然于胸，也就自然知道他是谁的元件，应该和谁最近，放置的好坏能否影响电路板的电气特性。 再有就是布局，这是整个电路板美观好看的最关键点，当然装在壳中的电路板，可能对布局的美观不要求那么完美，但有些板卡类的东西，就需要在布局上秀秀了，布局的讲究是很多的。 3.2定义电路板在实际设计电路板的过程中，经常要直接定义电路板的板层和尺寸大小。板层一般设置成单层、双层、四层、六层双数层。板层是成对出现的。电路板的最佳形状是矩形，长度比为3：
31、2或4：3。当电路板的尺寸大于200mm150mm时，应该考虑电路板机械强度。3.2.1设置电路板层及电路板边缘尺寸一、设置电路板层首先建立一个设计数据库文件，使用菜单File/New,建立新的电路板文件，这样建立的电路板文件是具有如下板层属性的双层板。板层的增减可以使用Design/Layer Stack Manager菜单操作。Silk Screen (Top/Bottom Overlay):丝网层。用于印刷标识元件的名称、参数和形状。Solder Mask (Top/Bottom):阻焊层。Paste Mask (Top/Bottom):锡膏层。用于把表面元件（SMD）粘贴到电路板上。T
32、op:顶层，又称元件层。Bottom:底层，又称焊接层。Drill Guide(Drill Drawing):钻孔层。用于标识钻孔的位置和尺寸类型。Keep Out Layer:禁止布线层，用于设置电路板边缘。Mechanical Layer1:机械层，用于放置电路板尺寸。Multi Layer:多层。二、设置电路板边缘尺寸将板层切换到Keep Out Layer，使用画线工具画一个框，该框的大小就是电路板的大小。若是没有确切的电路板尺寸，随便画一个框就可以了。等布完线再重新画框定义电路板边缘。需要注意的是电路板的电气外形尺寸一定得在Keep Out层中定义。而机械外形尺寸应该在Mechani
33、cal Layer层中定义。三、定义单层电路板使用Design/Layer Stack Manager菜单，然后单击左下脚的Menu按钮，在弹出的菜单中选择Example Layer Stacks子菜单，然后选择Single Layer,这时可以应该在屏幕底层观察到Top Layer标签变换成Component Side标签，而Bottom Layer标签变成了Solder Side标签。四、定义多层电路板使用Design/Layer Stack Manager菜单，然后单击左下脚的Menu按钮，在弹出的菜单中选择Example Layer Stacks子菜单，然后选择你想要定义的层数，或者等
34、你导入网络表后，再在Design/Layer Stack Manager状态栏中单击Add layer增加信号层层数，单击Add plane增加内层（电源层/地层）层数。利用Move up和Move down按钮将某一层上下移动。已达到将电路板设计成最适合的布板布线状态。点中某一层，可以单击Delete按钮，删除该选中层。这些功能的设置也可以通过Design/Layer Stack Manager菜单，然后单击左下脚的Menu按钮进行设置。然后选择OK即可。这样多层电路板设置就完成了。3.3 人工制PCB电路板设计指导1. 电源部分设计时，一定要在电源入口加100uF或以上的电解/钽电容（去耦
35、作用），及0.1uF的陶瓷电容。2.铜膜线与板边最小距离为0.5mm,元件与板边最小距离为5.0mm。3.一般通孔安装元件的焊盘的大小(直径)为孔的两倍, 制作焊盘时，孔径的大小一般为元件的引脚直径加0.2mm,（如有标准元件库，则以标准元件库为准）。4.电解电容不可触及发热元件,如大功率电阻,热敏电阻,变压器,散热器等.电解电容与散热器的间隔最小为10.0mm,其它元件到散热器的间隔最小为2.0mm。5.螺丝孔半径5.0mm内不能有铜箔(除要求接地外)及元件。(或按结构图要求).6.每一个三极管必须在丝印上标出e,c,b脚。7.布线方向为水平或垂直，由垂直转入水平要走45度进入。元件的安放为
36、水平或垂直。8.若与焊盘连接的铜膜较细时，则需加泪滴可使焊盘不易剥离。如图3-1所示：图 3-19.布线尽可能短，特别注意时钟线、低电平信号线及所有高频回路布线要更短。10.模拟电路及数字电路的地线及供电系统要完全分开。11.PCB板上的保险管、保险电阻、交流220V的滤波电容、变压器等元件位置附近,面丝印上应有 符号及该元件的标称值. 12. 时钟线，要遵守3W原则（为了减少线间串扰，应保证线间距足够大，当线中心距不少于3倍线宽时，则可保持70%的电场不互相干扰，成为3W规则），其它线要离时钟线3倍的线宽。晶振走线，如果能在一层完成，最好不要换层。13. 布线先走总线再走VCC,GND.布线
37、时，电源线、地线、晶振线要尽量粗些，串口线、距离远的线可以稍粗一些。同一芯片上的线要一样粗。14.器件间保持合理的间距，实际器件不要出现安装不上、或相碰。15.电源转换器要放在靠近电源的边缘处，使之能良好散热而不影响其他电路。放置于底层的元器件、字应做镜像处理,以免混淆层面。3.4 手工布线规则设置布线规则是设置布线的各个规范（例如：使用层面、安全间距、过孔间距、各组线宽等部分的规则，可通过Design/Rules 的Menu 处从其它板导出后，再导入这块板,还可以根据电路板自行规定其值）这个步骤不必每次都要设置，按个人的习惯，设定一次就可以。 3.4.1安全间距及走线一、安全间距(Routi
38、ng标签的Clearance Constraint) 它规定了板上不同网络的走线焊盘过孔等之间必须保持的距离。一般双层板子最小间距可设为8mil，推荐值为8mil,而对于多层电路板：线与线之间的间距可设置范围5mil6mil，推荐值为6mil。0.1mm 以下是绝对禁止的。 走线层面和方向（Routing标签的Routing Layers） 此处可设置使用的走线层和每层的主要走线方向。请注意贴片的单面板只用顶层，直插型的单面板只用底层。二、过孔形状及走线线宽过孔形状（Routing标签的Routing Via Style） 它规定了手工和自动布线时自动产生的过孔的内、外径，均分为最小、最大和首
39、选值，其中首选值是最重要的。过孔外径内径比值一般为21，对于双层板：内径设置范围15mil18mil,外径设置范围30mil35mil,推荐值内径为16mil,外径为32mil. 对于多层板：过孔内径设置范围8mil10mil,外径设置范围10mil20mil,推荐值内径为10mil,外径为20mil。走线线宽（Routing标签的Width Constraint） 它规定了手工和自动布线时走线的宽度。对于双层板：最小线宽可设置成6mil,对于多层板：最小线宽可设置成3mil.其值均为推荐值，如若想使用更小值，请联系制版厂咨询。另添加一些网络或网络组（Net Class）的线宽设置，如地线、+
40、5 伏电源线、交流电源输入线、功率输出线和电源组等。网络组可以事先在Design-Netlist Manager中定义好，地线一般可选40mil宽度，各种电源线一般可选2040mil 宽度，印板上线宽和电流的关系大约是每毫米线宽允许通过1安培的电流。当线径首选值太大使得SMD（表面贴装器件） 焊盘在自动布线无法走通时，它会在进入到SMD 焊盘处自动缩小成最小宽度和焊盘的宽度之间的一段走线，其中Board 为对整个板的线宽约束，它的优先级最低，即布线时首先满足网络和网络组等的线宽约束条件。 3.5 EMC和EMIEMI（ElectronicMagnetic Interference）即电磁干扰，
41、EMC（ElectronicMagnetic Compatibility）即电磁兼容。当数字系统家电运行时，会对周围环境辐射电磁波，这种电磁波会对系统的其他电路或者其他系统产生干扰。电磁兼容是对电子系统电磁干扰 特性方面的要求：不干扰其他系统；对其他系统的电磁发射不敏感；对系统本身不产生干扰。减小EMI的方法有：屏蔽、滤波、消除电流环路，可能时降低器件速度。EMI的抑制方法：避免人造环路，确保各信号线路上任意两点之间只有一个路径。尽可能情况下采用电源层方案。地层会自动生成最小的自然电流环路。采用地线层时，一定要保证信号返回线路路径的通畅。一般不推荐在信号线上使用滤波，只有在无法消除信号噪音时，
42、才在信号线上考虑滤波。滤波有三种选择：旁路电容、EMI滤波器和磁珠。在满足系统速度要求的情况下尽量选用跳变沿速度较慢的器件可以减少信号的高频能量辐射。第四章 PCB电路板设计实例4.1电路板工作原理分析该电路板是在单片机最小系统的基础上添加提供实时时钟控制功能的DS1302芯片构成应用系统电路，在软件上实现时间、日期设定读取、数据转换及串行数据通信等功能，实现年、月、日、时、分、秒、星期等信息计时。4.1.1电路板原理图分析实时时钟系统电路原理图如图4-1所示，主要由三部分组成：最小系统部分，DS1302驱动部分及串行通信接口。图4-1 实时时钟系统电路原理图最小系统部分由单片机AT89C40
43、51构成，包括系统复位电路，晶振电路，电源等。DS1302驱动部分采用双电源供电，主电源为+5V，备份电源采用3V电池。外接32.768KHz晶振，并将三线接口的引脚连接单片机的P1端口的P1.5(nRST)、P1.6（I/O）、P1.7（SCLK）。串行口通信接口采用RS232标准接口，电平转换芯片使用SP232，电路连接如图所示。通过串行通信接口，一方面将传送日历/时钟信息到上位机，另一方面，上位机需要通过这部分电路下载程序到单片机。 4.1.2 PCB电路板实例图4-2 PCB单面板图图4-3PCB双面板图本电路板规则参数设置如下：Clearance Constraint （安全间距）：
44、10milWidth Constraint (线宽) ：GND网络最小值为20mil,最大值为100mil,使用值为30mil;+5V 网络最小值为20mil,最大值为100mil,使用值为30mil;+3V 网络最小值为20mil,最大值为100mil,使用值为30mil;Board网络(信号线线宽)最小值为10mil,最大值为100mil,使用值为20mil。 4.2 PCB电路版图设计的常见问题：1.调网络表时，网络表出错主要原因是：（1）在原理图中未定义元件封装形式错误描述：Footprint not found in Library错误原因：(1)在电路原理图中，元件没有指定封装形式
45、；(2)在PCB编辑器中没有添加含有所需封装元件的元件库；处理方式：(1)打开网络表文件查看哪些元件未定义封装，并直接在网络表中对该元件增加封装，或者在原理图中找到相应的元件，双击该元件，在弹出的属性对话框中的Footprint栏中填入相应的元件封装；(2)在PCB编辑器中，执行菜单命令DesignAddRemove Library，在弹出的对话框中，指定所需的PCB元件库，将它添加到当前的PCB编辑器中。（2）PCB封装定义的名称不存在错误描述：Footprintnot found in Library错误原因：(1)PCB元件库中没有对应元件的封装图。如PCB FootprintLib中就
46、没有小型发光二极管LED可用的元件封装；(2)原理图中将元件的封装形式写错了。如将极性电容Electrol的封装形式写作“RB0204”。处理方式：(1)编辑PCB FootprintLib文件，创建LED的元件封装，然后执行更新PCB命令；(2)返回原理图，仔细核对原理图中元件封装名称是否和PCB元件库中的名称一致。（3）没有找到元件错误描述：Component not found错误原因：Advpcbddb文件包内的PCB FootprintLib文件中包含了绝大多数元件封装，但如果原理图中某个元件封装形式特殊，PCB FootprintLib文件库找不到，需装入非常用元件封装库处理方式：在设计文件管理器窗口内，单击PCB文件图标，进入PCB编辑状态，通过“AddRemove”命令装入相应元件封装库。（4）没有找到结点错误描述：Node not found错误原因：(1)指定网络中多了并不存在的节点；(2)元件管脚名称和PCB库中封装的管脚名称不同；(3)原理图中给定的元件封装和对应的PCB封装名称不同。处理方式：对于(1)、(3)可回到原理图中删除多余节点、将原理图中的元件封装修改成和对应的PCB封装名称一致。对于(2)由于原理图中元件库定义的元件管脚名称与PCB封装定义