PCB版图设计

PCB设计与技巧主讲：李良荣主讲：李良荣PCB概述PCB设计流程PCBLayout设计PCBLayout技巧EMC知识附录A、B内容提要主讲：李良荣PCB概述1、PCB中文－印刷电路板英文－PrintedCircuitBoard2、PCB板的质量由基材的选用，组成电路各要素的物理特性决定的。主讲：李良荣PCB概述3、PCB的材料分类（刚性、挠性）A、酚醛纸质层压板B、环氧纸质层压板C、聚酯玻璃毡层压板D、环氧玻璃布层压板E、聚酯薄膜F、聚酰亚胺薄膜G、氟化乙丙烯薄膜主讲：李良荣PCB概述4、PCB基板材料A、FR－4B、聚酰亚氨C、聚四氟乙烯D、(G10)E、FR5(G11)主讲：李良荣PCB概述5、组成PCB的物理特性A、导线（线宽、线距）B、过孔C、焊盘D、槽E、表面涂层主讲：李良荣PCB概述6、PCB板按层数来分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、雕刻板主讲：李良荣PCB概述7、PCB的基本制作工艺流程：A、下料B、丝网漏印C、腐蚀D、去除印料E、孔加工F、印标记G、涂助焊剂H、成品主讲：李良荣第二部分PCB设计流程主讲：李良荣PCB设计流程设计准备网表输入规则设置手工布局手工布线项目检查CAM输出主讲：李良荣PCB设计流程•拿到原理图，进行分析，进行DRC检查。标准元件库的建立，特殊元器件的建立，具体印制板设计文件的建立，转网表。•网表的输入。•规则设置：进行线宽、线距、层定义、过孔、全局参数的设置等。主讲：李良荣PCB设计流程•根据印制板结构尺寸画出边框，参照原理图，结合机构进行布局，检查布局。•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。主讲：李良荣PCB设计流程•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。•检查无误后，生成底片，到此PCB板制作完成。主讲：李良荣第三部分PCBLayout设计主讲：李良荣PCBLayout设计一、设计准备原理图分析，DRC检查。标准元件库的建立，特殊元器件的建立，印制板设计文件的建立，转网表。主讲：李良荣PCBLayout设计R1141k开关电源R1084.7kB04SLT112J3123C23F103Z1KVR1165.6kR11322kLF11423R1051K+E11000uF16VC30472C24IC1UC384212345687C25104D241N400712M11XVDD_12VD26HER10812R112177kQ12SSS7N80A123R1091kD221N400712+E4C29104+E5100uF50VM11XD251N400712+E21000uF16VR1104.7kR10739kD211N400712DC+Q9C92M123L03XNB04SD23HER10812LL04XB113425687109R1151DC+R11130C28D102K1KV主讲：李良荣PCBLayout设计LED212C11VDD_5VPWM输入反馈电路R103200热敏电阻/LEDR1049kQ10817C1234D11L03XTM4TM3A11LED112+E31uF50VB11L04XLED412VDD_12VTM1Q11KA431123VR21K132R103200R1062kLED312TM2TEMP11R1261k主讲：李良荣PCBLayout设计CON2A_1PPWMVDD_5VQ4213PAD5_5PR233D112PWMR4PAD5123456接口电路+C712BAT4L1充电电压产生电路CON2A_4PCON3A_5CON3A_3CON3A_6CON3A_4VDD_12VCON3A12341234CON2A_2PC6CON2A_3PVDD_12VGNDQ1443512345678SSSGDDDDCON2A12341234PAD5_5P5号/7号选择J412J51243主讲：李良荣PCBLayout设计Q8213BAT1R3100kCON3A_4PAD5_5PR13100KBAT4CON2A_4PPAD5_5PR17100kCON2A_3PCON3A_3BAT411R18100kBAT3BAT2R11510Q6213BAT211BAT4D212CON2A_2PD412R1610KR46510BAT3BAT111VDD_12VBAT2+11R10510Q360ND021234567812345678Q260ND021234567812345678R10210KVDD_12VD312BAT3+11BAT1BAT4+11充电电路BAT2VDD_12VQ5213CON2A_1PR1510KBAT1+11VDD_12VR11D512R1410K充电控制电路Q7213R12510CON3A_5BAT3BAT1BAT2CON3A_6BAT311主讲：李良荣PCBLayout设计二、网表输入将生成的网表转换到PCB设计中。三、规则设置进行线宽、线距、层定义、过孔、全局参数的设置等。主讲：李良荣PCBLayout设计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；批量生产时，要考虑波峰焊及回流焊的锡流方向及加工工艺传送边。主讲：李良荣PCBLayout设计四、手工布局根据印制板结构尺寸画出边框，参照原理图，结合机构进行布局。并进行检查。主讲：李良荣PCBLayout设计一、布局前的准备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。主讲：李良荣PCBLayout设计二、PCB布局的顺序：a、固定元件b、有条件限制的元件c、关键元件d、面积比较大元件e、零散元件主讲：李良荣PCBLayout设计三、参照原理图，结合机构，进行布局主讲：李良荣PCBLayout设计四、布局检查：1、检查元件在二维、三维空间上是否有冲突。2、元件布局是否疏密有序，排列整齐。3、元件是否便于更换，插件是否方便。4、热敏元件与发热元件是否有距离。5、信号流程是否流畅且互连最短。6、插头、插座等机械设计是否矛盾。7、元件焊盘是否足够大。主讲：李良荣PCBLayout设计五、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。主讲：李良荣PCBLayout设计一、走线规律：1、走线方式尽量走短线，特别是小信号。12mil。2、走线形状同一层走线改变方向时，应走斜线。3、电源线与地线的设计40－100mil，高频线用地线屏蔽。4、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。5、焊盘设计的控制主讲：李良荣PCBLayout设计二、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。主讲：李良荣PCBLayout设计三、检查走线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。主讲：李良荣PCBLayout设计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、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。主讲：李良荣PCBLayout设计六、项目检查PCB制作初步完成，“铺铜”与“补铜”,连线、连通性、间距、“孤岛”、文字标识主讲：李良荣PCBLayout设计对线路进行检查，进行补铜处理，重新排列元件标识；通过检查窗口，对项目进行间距、连通性检查。主讲：李良荣PCBLayout设计七、CAM输出检查无误后，生成底片，并作CAM350检查。主讲：李良荣PCBLayout设计到此，PCB设计就完成了，最后CAM350检查，无误后，就可以送底片了。项目完了，作存档记录。主讲：李良荣第四部分PCB设计技巧主讲：李良荣PCB设计技巧1、为确保正确实现电路，遵循的设计准则：(1)尽量采用地平面作为电流回路(2)将模拟地平面和数字地平面分开(3)如果地平面被信号走线隔断，为降低对地电流回路的干扰，应使信号走线与地平面垂直；(4)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。主讲：李良荣PCB设计技巧分隔开的地平面有时比连续的地平面有效主讲：李良荣PCB设计技巧2、无地平面时的电流回路设计(1)如果使用走线，应将其尽量加粗(2)应避免地环路(3)如果不能采用地平面，应采用星形连接策略(4)数字电流不应流经模拟器件(5)高速电流不应流经低速器件主讲：李良荣PCB设计技巧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主讲：李良荣PCB设计技巧旁路或去耦电容电源入口，IC芯片电源输入主讲：李良荣PCB设计技巧旁路或去耦电容电源入口，IC芯片电源输入主讲：李良荣PCB设计技巧布局规划模拟电路放置在线路的末端主讲：李良荣PCB设计技巧印制导线宽度与容许电流主讲：李良荣PCB设计技巧3、高频数字电路pcb布线规则如下：（1）高频数字信号线要用短线。（2）主要信号线集中在pcb板中心。（3）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。（4）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（多路设计)（5）输入与输出之间的导线避免平行。主讲：李良荣PCB设计技巧4.布线的注意事项：（1）专用地线、电源线宽度应大于1mm。（2）其走线应成“井”字型排列，以便是分部电流平衡。（3）尽可能的缩短高频器件之间的连线，设法减少它们之间地分布参数和相互间的信号干扰。主讲：李良荣PCB设计技巧(4)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。(5)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。(6)当频率高于100k时，趋附效应就十分严重了，高频电阻增大主讲：李良荣第五部分EMC知识主讲：李良荣EMC知识1、电磁兼容（ElectromagneticCompatibility--EMC）是指设备或系统在其电磁环境中正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。两个含义：（1）“污染”；（2）防御。主讲：李良荣EMC知识电磁噪声耦合途径电磁噪声耦合途径传导辐射直接传导公共阻抗传导近场耦合远场耦合电导性耦合电容性耦合电感性耦合公共地阻抗耦合公共电源阻抗耦合{{{{{转移阻抗传导主讲：李良荣EMC知识电磁噪声传播途径示意图干扰源被干扰对象电源公共地阻抗耦合转移阻抗耦合直接传导耦合辐射耦合公共电源阻抗耦合发射天线接收天线主讲：李良荣EMC知识Ic共Ic共Ic共V共V共I差I差V差共模干扰差模干扰主讲：李良荣EMC知识接地按主要功能划分：A、安全地B、信号地C、机壳地D、屏蔽地安全接地子系统:A、防止设备漏电的安全接地B、防止雷击的安全接地系统接地主讲：李良荣A、防止设备漏电的安全接地机壳U1Z1Z2寄生阻抗AC机壳绝缘击穿EMC知识主讲：李良荣B、防止雷击的安全接地使用高建筑物避雷针技术防雷保护面积：9πh2h：避雷针离地面的高度EMC知识主讲：李良荣•信号地系统的几种形式：单点接地系统、多点地网或地平面接地系统、复合接地系统、浮地。•单点信号地系统电路1电路2电路3Z2Z3Z1I2+I3I1I2I3I1+I2+I3电路1电路2电路3Z2Z3Z1I1I2I3EMC知识主讲：李良荣多点地网和地平面信号系统•多用