CB及其設(shè)計技巧培訓課件

PCB及其設(shè)計技巧目錄第一章：PCB

概述第二章：PCB

設(shè)計流程及PCBLayout

設(shè)計第三章：PCBLayout

技巧第四章：EMC

基本知識第一章：PCB

概述第一章：PCB

概述一、PCB： PrintedCircuitBoard——印刷電路板

二、PCB板的質(zhì)量的決定因素：基材的選用；組成電路各要素的物理特性。第一章：PCB

概述三、PCB的材料分類1、剛性：

（1）、酚醛紙質(zhì)層壓板（2）、環(huán)氧紙質(zhì)層壓板（3）、聚酯玻璃氈層壓板（4）、環(huán)氧玻璃布層壓板

2、撓性

（1）、聚酯薄膜（2）、聚酰亞胺薄膜（3）、氟化乙丙烯薄膜

基板種類

組

成

及

用

途

FR-3

紙基，環(huán)氧樹脂，難燃

G-10

玻璃布，環(huán)氧樹脂，一般用途

FR-4

玻璃布，環(huán)氧樹脂，難燃

G-11

玻璃布，環(huán)氧樹脂，高溫用途

FR-5

玻璃布，環(huán)氧樹脂，高溫并難燃

FR-6

玻璃席，聚脂類，難燃

CEM-1

兩外層是玻璃布，中間是木漿紙纖維，環(huán)氧樹脂，難燃

CEM-3

兩外層是玻璃布，中間是玻璃短纖所組成的席，環(huán)氧樹脂，難燃

第一章：PCB

概述四、PCB基板材料種類及用途：五、PCB板的種類：

A、單面板（單面、雙面絲?。〣、雙面板（單面、雙面絲印）C、四層板（兩層走線、電源、GND）D、六層板（四層走線、電源、GND）E、八層及以上多層板（n-2層走線、電源、GND）F、雕刻板第一章：PCB

概述

六、多層PCB的基本制作工藝流程：

第一章：PCB

概述下料內(nèi)層鉆孔內(nèi)層線路曝光內(nèi)層蝕刻內(nèi)層檢修內(nèi)層測試棕化(黑化)壓合外層鉆孔黑孔一次銅干膜線路二次銅去膜蝕刻測試防焊印刷噴錫文字印刷成型測試成品

注：單層和雙面PCB的基本工藝流程比多層工藝流程更簡單，是在其基礎(chǔ)上減除內(nèi)層部分流程（即去除虛線框部分）。

第二章：PCB

設(shè)計流程及PCBLayout設(shè)計第二章：PCB

設(shè)計流程及PCBLayout設(shè)計一、設(shè)計準備：對原理圖進行分析和DRC檢查；建立標準元件庫；建立特殊元器件；印制板設(shè)計文件的建立；轉(zhuǎn)網(wǎng)表。二、網(wǎng)表輸入：將轉(zhuǎn)換好的網(wǎng)表進行輸入。三、規(guī)則設(shè)置：按照成品規(guī)格書的要求，將線寬、線距、層定義、過孔、全局參數(shù)等相關(guān)參數(shù)設(shè)置好。四、手工布局：根據(jù)印制板安裝結(jié)構(gòu)尺寸要求畫出邊框，參照原理圖，結(jié)合機構(gòu)進行布局，檢查布局。五、手工布線：參照原理圖進行預布線，檢查布線是否符合電路模塊要求；修改布線，并符合相應(yīng)要求。（自動布線：根據(jù)原理圖和已設(shè)置好的規(guī)則，進行自動布線。要求原理圖無差錯、規(guī)則設(shè)置無誤方可進行。）六、檢查完善：

PCB制作初步完成，“鋪銅”與“補銅”，進行連線、連通性、間距、“孤島”、文字標識檢查，并對其進行修改，使其符合要求。七、CAM輸出：檢查無誤后，生成底片，到此PCB板制作完成。圖例：：第二章章：PCB設(shè)計流流程及及PCBLayout設(shè)計一、設(shè)設(shè)計準準備：：對原理理圖進進行分分析和和DRC檢檢查；；建立立標準準元件件庫；；建立立特殊殊元器器件；；印制制板設(shè)設(shè)計文文件的的建立立；轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)網(wǎng)表表。圖例：：第二章章：PCB設(shè)計流流程及及PCBLayout設(shè)計Q8213BAT1R3100kCON3A_4PAD5_5PR13100KBAT4CON2A_4PPAD5_5PR17100kCON2A_3PCON3A_3BAT411R18100kBAT3BAT2R11510Q6213BAT211BAT4D212CON2A_2PD412R1610KR46510BAT3BAT111VDD_12VBAT2+11R10510Q360ND021234567812345678Q260ND021234567812345678R10210KVDD_12VD312BAT3+11BAT1BAT4+11充電電路BAT2VDD_12VQ5213CON2A_1PR1510KBAT1+11VDD_12VR11D512R1410K充電控控制電電路Q7213R12510CON3A_5BAT3BAT1BAT2CON3A_6BAT311圖例：：第二章章：PCB設(shè)計流流程及及PCBLayout設(shè)計CON2A_1PPWMVDD_5VQ4213PAD5_5PR233D112PWMR4PAD5123456接口電路+C712BAT4L1充電電壓產(chǎn)生電路CON2A_4PCON3A_5CON3A_3CON3A_6CON3A_4VDD_12VCON3A12341234CON2A_2PC6CON2A_3PVDD_12VGNDQ1443512345678SSSGDDDDCON2A12341234PAD5_5P圖例：：第二章章：PCB設(shè)計流流程及及PCBLayout設(shè)計LED212C11VDD_5VPWM輸入反饋電路R103200熱敏電阻/LEDR1049kQ10817C1234D11L03XTM4TM3A11LED112+E31uF50VB11L04XLED412VDD_12VTM1Q11KA431123VR21K132R103200R1062kLED312TM2TEMP11R1261k原理圖圖規(guī)范范分析析及DRC檢檢驗：：1、原原理圖圖使用用模塊塊化方方式繪繪制，，這樣樣利于于讀原原理圖圖，又又利于于模塊塊化布布局。。2、原原理圖圖大部部分的的PCB封封裝要要確認認下來來，個個別器器件沒沒有封封裝，，作個個標志志，利利于我我們建建庫、、添加加封裝裝。3、原原理圖圖的DRC檢驗驗（見見右圖圖）。。第二章章：PCB設(shè)計流流程及及PCBLayout設(shè)計二、網(wǎng)網(wǎng)表輸輸入：：將轉(zhuǎn)換換好的的網(wǎng)表表進行行輸入入。第二章章：PCB設(shè)計流流程及及PCBLayout設(shè)計三、規(guī)規(guī)則設(shè)設(shè)置：：按照成成品規(guī)規(guī)格書書的要要求，，將線線寬、、線距距、層層定義義、過過孔、、全局局參數(shù)數(shù)等相相關(guān)參參數(shù)設(shè)設(shè)置好好。PCB布局局的一一般規(guī)規(guī)則：：a、信信號流流暢，，信號號方向向保持持一致致；b、核核心元元件為為中心心；c、在在高頻頻電路路中，，要考考慮元元器件件的分分布參參數(shù)；；d、特特殊元元器件件的擺擺放位位置；；e、要要考慮慮批量量生產(chǎn)產(chǎn)時，，波峰峰焊及及回流流焊的的錫流流方向向及加加工傳傳送PCB的工工藝因因素。。1、布布局前前的準準備：：a、畫出邊邊框；；b、定定位孔孔和對對接孔孔進行行位置置確認認；c、板板內(nèi)元元件局局部的的高度度控制制；d、重重要網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的的標志志。第二章：：PCB設(shè)計流程程及PCBLayout設(shè)計四、手工工布局：：根據(jù)印制制板安裝裝結(jié)構(gòu)尺尺寸要求求畫出邊邊框，參參照原理理圖，結(jié)結(jié)合機構(gòu)構(gòu)進行布布局，檢檢查布局局。2、PCB布局局的順序序：a、固定定元件；；b、有條條件限制制的元件件；c、關(guān)鍵鍵元件；；d、面積積比較大大元件；；e、零散散元件。。3、參照原理理圖，結(jié)結(jié)合機構(gòu)構(gòu)，進行行布局。。4、布局局檢查：：A、檢查查元件在在二維、、三維空空間上是是否有沖沖突。B、元件件布局是是否疏密密有序，，排列整整齊。C、元件件是否便便于更換換，插件件是否方方便。D、熱敏敏元件與與發(fā)熱元元件是否否有距離離。E、信號號流程是是否流暢暢且互連連最短。。F、插頭頭、插座座等機械械設(shè)計是是否矛盾盾。G、元件件焊盤是是否足夠夠大。第二章：：PCB設(shè)計流程程及PCBLayout設(shè)計五、手工工布線：：參照原理理圖進行行預布線線，檢查查布線是是否符合合電路模模塊要求求；修改改布線，，并符合合相應(yīng)要要求。第二章：：PCB設(shè)計流程程及PCBLayout設(shè)計1、走線線規(guī)律：：A、走線線方式:盡量量走短線線，特別別是小信信號。B、走線線形狀:同一一層走線線改變方方向時，，應(yīng)走斜斜線。C、電源源線與地地線的設(shè)設(shè)計:40－－100mil，高頻頻線用地地線屏蔽蔽。D、多層層板走線線方向:相互互垂直，，層間耦耦合面積積最小；；禁止平平行走線線。E、焊盤盤設(shè)計的的控制2、布線線:首先，進進行預連連線，看看一下項項目的可可連通性性怎樣，，并根據(jù)據(jù)原理圖圖及實際際情況進進行器件件調(diào)整，，使其更更加有利利于走線線。3、布線線檢查：：(1)、、間距是是否合理理，是否否滿足生生產(chǎn)要求求。(2)、、電源線線和地線線的寬度度是否合合適，電電源與地地線之間間是否緊緊耦合（（低的波波阻抗））。(3)、、對于關(guān)關(guān)鍵的信信號線是是否采取取了最佳佳措施，，輸入線線及輸出出線要明明顯地分分開。(4)、、模擬電電路和數(shù)數(shù)字電路路部分，，是否有有各自獨獨立的地地線。(5)、、后加在在PCB中的圖圖形（如如圖標、、注標））是否會會造成信信號短路路。(6)、、對一些些不理想想的線形形進行修修改。(7)、、在PCB上是是否加有有工藝線線？阻焊焊是否符符合生產(chǎn)產(chǎn)工藝的的要求，，阻焊尺尺寸是否否合適，，字符標標志是否否壓在器器件焊盤盤上，以以免影響響電裝質(zhì)質(zhì)量。(8)、、多層板板中的電電源地層層的外框框邊緣是是否縮小小，如電電源地層層的銅箔箔露出板板外容易易造成短短路。第二章：：PCB設(shè)計流程程及PCBLayout設(shè)計附：自動布線線：根據(jù)原理理圖和已已設(shè)置好好的規(guī)則則，進行行自動布布線。要要求原理理圖無差差錯、規(guī)規(guī)則設(shè)置置無誤方方可進行行。一般只要要原理圖圖和規(guī)則則設(shè)置好好后，自自動布線線一旦成成功，基基本上設(shè)設(shè)計的電電氣方面面不會有有太大的的問題，，但有些些地方的的布線位位置及走走線方向向可能還還需要進進行手工工調(diào)整。。第二章：：PCB設(shè)計流程程及PCBLayout設(shè)計六、檢查查完善：：PCB制制作初步步完成，，“鋪銅銅”與““補銅””，進行行連線、、連通性性、間距距、“孤孤島”、、文字標標識檢查查，并對對其進行行修改，，使其符符合要求求。第二章：：PCB設(shè)計流程程及PCBLayout設(shè)計檢查線路路，進行行鋪銅和補銅處理理，重新新排列元元件標識識；通過過檢查窗窗口，對對項目進進行間距距、連通通性檢查查。PCB檢檢查：1、檢查查線路設(shè)設(shè)計是否否與原理理圖設(shè)計計思想一一致。2、檢查查定位孔孔與PCB的大大小，以以及固定定鍵安裝裝位置是是否與機機構(gòu)相吻吻合。3、結(jié)合合EMC知識，，看PCB是是否有有不符合合EMC常規(guī)的的線路。。4、檢查查PCB封裝是是否與實實物相對對應(yīng)。第二章：：PCB設(shè)計流程程及PCBLayout設(shè)計雙列插裝元件七、CAM輸出出：檢查無誤誤后，生生成底片片，并作作CAM350檢查。。到此PCB板板制作完完成。最后的CAM350檢檢查無誤誤后，PCB設(shè)計就就完成了了，就可可以送底底片了。。設(shè)計完成成，記得得存檔。。第二章：：PCB設(shè)計流程程及PCBLayout設(shè)計第三章：：PCBLayout設(shè)計技巧巧盡量采用用地平面面作為電電流回路路；將模擬地地平面和和數(shù)字地地平面分分開；如果地平平面被信信號走線線隔斷，，為降低低對地電電流回路路的干擾擾，應(yīng)使使信號走走線與地地平面垂垂直；模擬電路路盡量靠靠近電路路板邊緣緣放置，，數(shù)字電電路盡量量靠近電電源連接接端放置置，這樣樣做可以以降低由由數(shù)字開開關(guān)引起起的di/dt效應(yīng)。第三章：：PCBLayout設(shè)計技巧1、為確保正正確實現(xiàn)電路路，應(yīng)遵循的的設(shè)計準則：：分隔開的地平平面有時比連連續(xù)的地平面面有效如果使用走線線，應(yīng)將其盡盡量加粗應(yīng)避免地環(huán)路路如果不能采用用地平面，應(yīng)應(yīng)采用星形連連接策略數(shù)字電流不應(yīng)應(yīng)流經(jīng)模擬器器件高速電流不應(yīng)應(yīng)流經(jīng)低速器器件第三章：PCBLayout設(shè)計技巧2、無地平面面時的電流回回路設(shè)計如果不能采用用地平面，可可以采用“星星形”布線策策略來處理電電流回路3、旁路電容容或去耦電容容第三章：PCBLayout設(shè)計技巧IC電源輸入電源接口電源接口IC電源輸入4、布局規(guī)劃劃第三章：PCBLayout設(shè)計技巧模擬電路放置置在線路的末末端5、印制導線線寬度與容許許電流：第三章：PCBLayout設(shè)計技巧6、高頻數(shù)字字電路PCB布線規(guī)則：：高頻數(shù)字信號號線要用短線線。主要信號線集集中在pcb板中心。時鐘發(fā)生電路路應(yīng)在板的中中心附近，時時鐘扇出應(yīng)采采用菊鏈式和和并聯(lián)布線。。電源線應(yīng)遠離離高頻數(shù)字信信號線，或用用地線隔開，，電路布局必必須減少電流流回路，電源源的分布必須須是低感應(yīng)的的（多路設(shè)計計)輸入與輸出之之間的導線避避免平行。7、布線的注注意事項：專用地線、電電源線寬度應(yīng)應(yīng)大于1mm。其走線應(yīng)成“井”字型排列，以以便是分部電電流平衡。盡可能的縮短短高頻器件之之間的連線，，設(shè)法減少它它們之間地分分布參數(shù)和相相互間的信號號干擾。某些元器件或或?qū)Ь€可能有有較高的電位位差，應(yīng)加大大它們的間距距，避免放電電引起意外短短路。盡量加大電源源線寬度，減減少環(huán)路電阻阻，電源線、、地線的走向向和數(shù)據(jù)傳遞遞方向一致，，有助于增強強抗干擾能力力。當頻率高于100k時，，趨附效應(yīng)就就十分嚴重，，高頻電阻增增大。第三章：PCBLayout設(shè)計技巧第四章：EMC基本知識一、電磁兼容（ElectromagneticCompatibility--EMC））是指設(shè)備或系系統(tǒng)在其電磁磁環(huán)境中正常常工作且不對對該環(huán)境中的的任何事物構(gòu)構(gòu)成不能承受受的電磁干擾擾的能力。兩個含義：1、“污染”，2、防御。電磁噪聲耦合合途徑第四章：EMC基本知識電磁噪聲傳播播途徑干干擾第四章：EMC基本知識Ic共Ic共Ic共V共V共共模干擾I差I(lǐng)差V差差模干擾二、系統(tǒng)接接地接地按主要功功能劃分：安全地信信號地機殼地屏屏蔽地地1、安全接地地子系統(tǒng):A、防止設(shè)備備漏電的安全全接地（見右右圖）；B、防止雷擊擊的安全接地地：使用高建筑物物避雷針技術(shù)術(shù)。防雷保護面積積：9πh2（h：避雷針針離地面的高高度）第四章：EMC基本知識2、信號地子子系統(tǒng)：信號地系統(tǒng)的的幾種形式：：單點接地系系統(tǒng)、多點地地網(wǎng)或地平面面接地系統(tǒng)、、復合接地系系統(tǒng)、浮地。。（1）、單點點接地系統(tǒng)：：第四章：EMC基本知識（2）、多點點地網(wǎng)或地平平面接地系統(tǒng)統(tǒng)：多用于高頻（（>10MHz）電路。。3、機殼接地地子系統(tǒng)：第四章：EMC基本知識比較大型設(shè)備備機殼接地4、集中控制組組合裝置接接地系統(tǒng)在控制裝置置與功率變變換裝置中中，專門設(shè)設(shè)置了噪聲聲地線，一一般為繼電電器、接觸觸器、馬達達專用，兩兩裝置之間間的控制與與反饋電路路均采用屏屏蔽電纜連連接，并與與功率變換換輸出電纜纜及電力電電纜盡量遠遠離，其屏屏蔽層屏蔽蔽層正確接接地，系統(tǒng)統(tǒng)分布范圍圍通常以15m為限限制為佳。。第四章：EMC基本知識5、大型分分散組合系系統(tǒng)的接地地系統(tǒng)此接法基于于地平面及及地柵網(wǎng)具具有優(yōu)良接接地性能地地優(yōu)點；計算機集中中監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)必須配置置專用的計計算機接地地系統(tǒng)，禁禁止也與其其他系統(tǒng)接接地相連，，并保持足足夠遠的距距離；信號傳送必必須經(jīng)過信信號隔離與與良好的屏屏蔽。第四章：EMC基本知識6、計算機機集中監(jiān)控控室的接地地系統(tǒng)交流進線部部分用EMI濾波器器，將電網(wǎng)網(wǎng)與系統(tǒng)的的瞬態(tài)及高高頻噪聲加加以有效地地隔離；供電柜的電電源變壓器器采用雙屏屏蔽，將變變壓器的原原副邊繞組組之間的漏漏電容減少少到幾個pf左右，，保證電網(wǎng)網(wǎng)任何瞬態(tài)態(tài)噪聲均不不會進入計計算機主控控電源；監(jiān)控室的IN/OUT信號線線，均采用用屏蔽電纜纜，屏蔽層層正確接地地。第四章：EMC基本知識三、屏蔽蔽1、屏蔽技技術(shù)術(shù)屏蔽電場的的條件：完完善的屏蔽蔽及屏蔽體體良好接地地。2、磁場技技術(shù)術(shù)（1）、采采用高磁導導率材料地地屏蔽體進進行磁屏蔽蔽（2）、采采用反向磁磁場抵消的的辦法，實實現(xiàn)磁屏蔽蔽第四章：EMC基本知識A圖可以屏屏蔽高頻干干擾源磁場場，W》》Wc時，，