《CB设计技巧》PPT课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,PCB及其,设计技巧,目 录,第一章：PCB,概述,第二章：PCB,设计流程,及,PCB Layout,设计,第三章：PCB Layout,技巧,第四章：EMC,基本知识,第一章：,PCB,概述,第一章：,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。,第一章：,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）、氟化乙丙烯薄膜,基板种类,组,成,及,用,途,FR-3,纸基，环氧树脂，难燃,G-10,玻璃布，环氧树脂，一般用途,FR-4,玻璃布，环氧树脂，难燃,G-11,玻璃布，环氧树脂，高温用途,FR-5,玻璃布，环氧树脂，高温并难燃,FR-6,玻璃席，聚脂类，难燃,CEM-1,两外层是玻璃布，中间是木浆纸纤维，环氧树脂，难燃,CEM-3,两外层是玻璃布，中间是玻璃短纤所组成的席，环氧树脂，难燃,第一章：,PCB,概述,四、PCB基板材料种类及用途：,五、PCB板的种类：,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,六、多层PCB的基本制作工艺流程：,第一章：,PCB,概述,下料,内层钻孔,内层线路曝光,内层蚀刻,内层检修,内层测试,棕化(黑化),压合,外层钻孔,黑孔,一次铜,干膜线路,二次铜,去膜蚀刻,测试,防焊印刷,喷锡,文字印刷,成型,测试,成品,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）。,第二章：,PCB,设计流程及,PCB Layout,设计,第二章：,PCB,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。,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，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。,图例：,第二章：,PCB,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。,图例：,第二章：,PCB,设计流程及,PCB Layout,设计,Q8,2,1,3,BAT1,R3,100k,CON3A_4,PAD5_5P,R13,100K,BAT4,CON2A_4P,PAD5_5P,R17,100k,CON2A_3P,CON3A_3,BAT4,1,1,R18,100k,BAT3,BAT2,R11,510,Q6,2,1,3,BAT2,1,1,BAT4,D2,1,2,CON2A_2P,D4,1,2,R16,10K,R46,510,BAT3,BAT1,1,1,VDD_12V,BAT2+,1,1,R10,510,Q3,60ND02,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,Q2,60ND02,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,R102,10K,VDD_12V,D3,1,2,BAT3+,1,1,BAT1,BAT4+,1,1,充电电路,BAT2,VDD_12V,Q5,2,1,3,CON2A_1P,R15,10K,BAT1+,1,1,VDD_12V,R1,1,D5,1,2,R14,10K,充电控制电路,Q7,2,1,3,R12,510,CON3A_5,BAT3,BAT1,BAT2,CON3A_6,BAT3,1,1,图例：,第二章：,PCB,设计流程及,PCB Layout,设计,CON2A_1P,PWM,VDD_5V,Q4,2,1,3,PAD5_5P,R2,33,D1,1,2,PWM,R4,PAD5,1,2,3,4,5,6,接口电路,+,C7,1,2,BAT4,L1,充电电压产生电路,CON2A_4P,CON3A_5,CON3A_3,CON3A_6,CON3A_4,VDD_12V,CON3A,1,2,3,4,1,2,3,4,CON2A_2P,C6,CON2A_3P,VDD_12V,GND,Q1,4435,1,2,3,4,5,6,7,8,S,S,S,G,D,D,D,D,CON2A,1,2,3,4,1,2,3,4,PAD5_5P,图例：,第二章：,PCB,设计流程及,PCB Layout,设计,LED2,1,2,C,1,1,VDD_5V,PWM 输入反馈电路,R103,200,热敏电阻/LED,R104,9k,Q10,817C,1,2,3,4,D,1,1,L03X,TM4,TM3,A,1,1,LED1,1,2,+,E3,1uF 50V,B,1,1,L04X,LED4,1,2,VDD_12V,TM1,Q11,KA431,1,2,3,VR2,1K,1,3,2,R103,200,R106,2k,LED3,1,2,TM2,TEMP,1,1,R126,1k,原理图规范分析及DRC 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,二、网表输入：,将转换好的网表进行输入。,第二章：,PCB,设计流程及,PCB Layout,设计,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。,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。,1、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,。,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、有条件限制的元件；,c、关键元件；,d、面积比较大元件；,e、零散元件。,3、,参照原理图，结合机构，进行布局。,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,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。,第二章：,PCB,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:40100mil，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。,3、布线检查：,(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)、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,附：,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。,一般只要原理图和规则设置好后，自动布线一旦成功，基本上设计的电气方面不会有太大的问题，但有些地方的布线位置及走线方向可能还需要进行手工调整。,第二章：,PCB,设计流程及,PCB Layout,设计,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，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、连通性检查。,PCB检查：,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,双列插装元件,七、CAM输出：,检查无误后，生成底片，并作CAM350检查。到此PCB板制作完成。,最后的CAM350检查无误后，PCB设计就完成了，就可以送底片了。,设计完成，记得存档。,第二章：,PCB,设计流程及,PCB Layout,设计,第三章：,PCB Layout,设计技巧,尽量采用地平面作为电流回路；,将模拟地平面和数字地平面分开；,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；,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。,第三章：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,如果使用走线，应将其尽量加粗,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,高速电流不应流经低速器件,第三章：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,3、旁路电容或去耦电容,第三章：PCB Layout,设计技巧,IC电源输入,电源接口,电源接口,IC电源输入,4、布局规划,第三章：PCB Layout,设计技巧,模拟电路放置在线路的末端,5、印制导线宽度与容许电流：,第三章：PCB Layout,设计技巧,6、高频数字电路PCB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（多路设计,),输入与输出之间的导线避免平行。,7、布