PCB设计前知识总结教材.ppt

1、PCB培训,一、PCB设计流程 二、PCB设计常用术语 三、PCB制板常规需求 四、PCB制板前优化操作及注意事项 五、各软件输出Gerber操作步骤,一、PCB设计流程,常用PCB设计软件介绍(可以根据文件后缀就知道是用什么软件打开) 1、Protel、DXP、Altium Designer(AD)、PADS Layout（Power Pcb）、Cadence Allegro（Orcad）、Mentor EE（Expedition PCB）、Zuken等等，输出Gerber文件名称见附件。 A、Protel：适合比较简单的PCB设计，一般常用于单面和双面层低端产品的PCB设计。PCB文件对应

2、后缀名.pcb/.ddb。 B、DXP：一般常用于2-6层板，低中端产品的PCB设计。PCB文件对应后缀名.pcb C、Altium Designer(AD)：功能比DXP多些，提供了全新FPGA 设计的功能，一般常用于2-8层板带BGA封装的中端产品的PCB设计。PCB文件对应后缀名.PcbDoc。 D、PADS Layout（Power Pcb）：一般常用于2-12层板，HDI（盲埋孔）手机板比较常用，适合中小企业及中高端产品的PCB设计。PCB文件对应后缀名.pcb,一、PCB设计流程,E、Cadence Allegro（Orcad）：一般常用于2-42层板，是PCB设计软件中功能最强大

3、的一款式PCB设计软件，一般高速复杂多层高端产品都用这款软件，有自带算阻抗，仿真等功能，市场使用率很高，中小大企业都用的这款，如华为，海康，大华等大企业。PCB文件对应后缀名.brd。 F、Mentor EE（Expedition PCB）：市场使用率较低，比Cadence好用些，像三星公司一般用这款。 G、Zuken（CR5000、CR8000、Cadstar、Altimum）：日本公司用的比较多，国内很少用。 2、常用PCB设计辅助软件：Polar Si9000（算阻抗）、CAM350、CAD、Genesis、AutoCAD（结构尺寸图），这些软件的基本操作后续再讲解。 3、常用PCB仿真

4、软件：Sigrity、hyperlynx、Pspice、ADS、Power SI、CST、Icx、Signalvision、XTK、Speectraquest、Ansys、SIwave、HFSS、Ansoft、Feko，仿真目的是保证SI、PI、EMC性，提高电路信号完整性，保证信号质量好等等，最终提高PCB设计成功率,一、PCB设计流程图,二、PCB设计常用术语,如果你懂PCB设计的一些专业术语，跟客户确认EQ用专业术语指出问题，客户会觉得你很专业，觉得你懂PCB设计这块，才放心在我们公司制板，因为大部分EQ问题都是PCB设计工程师答复处理的，PCB设计工程师与制板厂更贴近，所以比电子工程师

5、更专业，如下： 1、PCB（PrintedCircuitBoard）：印制电路板是由导电材料和绝缘基材一起组成的印制板，实现了所设计电路的信号连接，并且装配电路所需的所有元件。 2、单层PCB：只有一面上进行信号走线的PCB。双面PCB：两面都进行信号走线的PCB。 3、多层PCB：有许多导电走线层和绝缘材料层一起粘接，层间的信号走线可以实现互连PCB。 4、印制电路PrintedCirtuit：在绝缘基材上，按设计生成的印制原件或印制电路以及两者结合的信号传输电路。 5、层Layer：PCB上由铜箔组成的导电层，包括传输信号层和电源或地层,二、PCB设计常用术语,6、内电层InnerLaye

6、r：内电层是PCB一种负片层，主要作用是电源或地层。 7、信号层SignalLayer：信号层是PCB一种正片层，主要用作信号传输和走线。 8、单层PCB：只有一面上进行信号走线的PCB。 9、母板MotherBoard：可以安装一块或多块PCB组件的主PCB。 10、背板Backplane：一面提供了多个连接器插座，用于点间电气互连PCB。点间电气互连可以是印制电路。 11、元件：实现电路功能基本单元，比如电容、电感、电阻、集成电路芯片等。 12、元件封装Footprint：元件封装是指元件焊接到电路板时所指的外观和焊盘位置。既然原件封装只是元件的外观和焊盘位置，那么纯粹的元件封装只是空间的

7、概念，因此，不同的元件可以共用同一个元件封装。 13、焊盘（Pad）：用于连接元件引脚和PCB上走线的电气焊接点，通常由铜层、镀铜和焊锡流组成，其周围还会有阻焊层,二、PCB设计常用术语,14、过孔（Via）：为连通各层之间的线路，在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔。 15、盲孔（BlindVia）：从中间层延伸到PCB一个表面层的过孔。 16、埋孔（BuriedVia）：从一个中间到另一个中间之间的过孔，不会延伸到PCB表面层。 17、安全距离（Clearance、Space、）：防止信号之间出现短路的最小距离，是PCB布线的重要设置参数。 18、布局（Layout）：根据设计要求以

8、及电路的特性，将元件恰当的放置在PCB上的操作。它是实现布线的一个重要步骤，好的布局可以有效的实现PCB所有信号的布通。 19、网络表（NetList）：表示PCB上元件引脚之间的连接关系的数据表，它描述了PCB上所有的电气连接。 20、布线（Routing）：在布局完成后，根据网络表和设计要求，将所有电气连接用实际的走线连接起来的操作。 21、No-plate非金属化孔，无电气属性；Plate金属化孔，有电气属性的通孔,二、PCB设计常用术语,Line/Trace走线、Shape/Copper铜皮、Smd贴片焊盘、Hole:安装定位孔、Mirro:镜像，一般Bottom为反面镜像面、SMT表

9、贴焊盘、Solder Mask阻焊、Paste Mask 钢网/锡膏、Power电源、Hole Size孔径大小、Length长度、Placement布局、Electrical电气、Clearance/Gap安全间距、short-circuit短路、UnroutedNet未布线网络、UnconnectedPin未连线引脚、RoutingTopology走线拓扑布局、Routing Priority布线优先级、Routing Layers板层布线、Component元件/器件、Impedance阻抗、Net网络、Testpoint测试点、Power电源、Gnd地、Rules规则、DRC错误报错、

10、Through通孔、Decal/FootPrint器件封装、Diameter孔焊盘直径、Drill Size孔直径、Pad/Pin焊盘、Text字符、Board/Outline/Keepout板板框、Locked锁住、Hide隐藏、Width线宽、Impedence阻抗、Thru Pin带通孔的焊盘（如异形焊盘）、Overlay丝印层、Connection连线、Multilayer所有层、Drill钻孔、Pad Holes通孔焊盘 PCB板种类分为FPC板（软板）、刚柔板(软硬结合板)、硬板、HDI板（PCB上有盲埋孔的），客户没有特别要求注明的一般按硬板制作，如下图工业摄像机图刚柔板,二、P

11、CB设计常用术语,Line/Trace走线、Shape/Copper铜皮、Smd贴片焊盘、Hole:安装定位孔、Mirro:镜像，一般Bottom为反面镜像面、Gap:缺口,间隔,间隙、SMT表贴焊盘、Solder Mask阻焊、Paste Mask 钢网/锡膏、Power电源、Hole Size孔径大小、Length长度、Placement布局、Electrical电气、Clearance安全间距、short-circuit短路、UnroutedNet未布线网络、UnconnectedPin未连线引脚、RoutingTopology走线拓扑布局、Routing Priority布线优先级、R

12、outing Layers板层布线、Component元件/器件、Impedance阻抗、Net网络、Testpoint测试点、Power电源、Gnd地、Rules规则、DRC错误报错、Through通孔、Decal/FootPrint器件封装、Diameter孔焊盘直径、Drill Size孔直径、Pad/Pin焊盘、Text字符、Board/Outline/Keepout板板框、Locked锁住、Hide隐藏、Width线宽、Impedence阻抗、Thru Pin带通孔的焊盘（如异形焊盘）、Overlay丝印层、Connection连线、Multilayer所有层、Drill钻孔、Pad

13、 Holes通孔焊盘、PP半固化片、Core芯板 PCB板种类分为FPC板（软板）、刚柔板(软硬结合板)、硬板、HDI板（PCB上有盲埋孔的），客户没有特别要求注明的一般按硬板制作，如下图工业摄像机图刚柔板,工业摄像机图刚柔板,二、PCB设计常用术语,1.Board Parameters ：PCB初始参数设置 2.Align Object：对齐器件或VIA等 3.Symbol Snap To Grid：移动器件到格点上 4.Cut Cline：切割CLINE 5.Change Vias Net：更改VIA网络 6.Replace Vias：替换VIA类型 7.Find&Change Cline

14、 Width：查找或更改指定宽度的CLINE 8.Via Snap To Grid：移动VIA到格点上 9.NetList Compare：网表对比报告 10.Set Grid By Pin&Via：根据所选PIN或VIA间隔设置格点 11.Align Text：对齐文字 12.Rotation All Refdes：自动旋转位号方向 13.Move All Refdes To Center：自动移动位号到器件中心位置 14.Add Multiline Text：添加多行文字 15.RefDes Misplacement Check：位号摆放错误辅助检查 16.DRC Check：DRC错误浏

15、览 17.DangLing Cline&Via Check：Dangling Cline Via检查 18.Cross Plane Check：跨切割线辅助检查 19.Add Films：自动添加光绘层面,二、PCB设计常用术语,20.Drill Tools：钻孔批处理工具 21.Load BMP File：绘制BMP图像 22.Decompose Shape：将SHAPE轮廓转换成线段 23.Resize Shape:缩放SHAPE尺寸 24.Cut Shape:切割SHAPE 25.Draw Drill Hole:绘制钻孔直径示意SHAPE 26.Quick Layer View:快速层面

16、浏览切换 27.Dump Lib By Select:提取指定器件封装 28.Unit Convert:单位换算工具 29.Rename Pin Number:批量重命名PIN NUMBER 30.Add Ref&Value:快速添加封装所需文字 31.Grid Set:快速格点设置 类似命令: G 5 5 32.Auto Resize Extent:自动调整PCB图纸尺寸，使PCB处于图纸中心位置 33.Import RefDes Placement:同步其它PCB中的REFDES布局信息，可用于丝印调整的多人协作。 34.Find Object:按条件快速查找SYMBOL, PIN, VI

17、A, TEXT。 35.Color Setup:快速设置层面色彩。 36.Auto Resize Extent:自动将设计区域居中,PCB设计常用术语,PCB板上常用器件丝印标号术语 C电容 R电阻, L电感 Z滤波器 FB磁珠 Y晶体 X晶振 J连接器 JP接插件 T变压器 K继电器 D：二极管 Q三极管 LED LED灯 FPC贴片座子 U芯片 CE电解电容，T/TS/TPTEST测试点 RP/RN排阻 RV压敏电阻 RT热敏电阻 C无极性电容、大片容 CD铝电解 CT钽电容 F保险丝 FV过压保护器 GB/BAT电池 HOLE螺丝孔 H定位孔 RV可调电阻 RW手插功率电阻 CAP手插瓷

18、介电容 DZ稳压管 TV TVS管 TH防雷管 MQ标准MOS管 SW开关 IR接收头 B蜂鸣器 HS散热片 常规PCB器件封装术语： 1 、BGA(ball grid array):球形触点陈列，贴片器件封装 2 、QFP(quad flat package)四侧引脚扁平封装。贴片器件封装 QFN(quad flat non-leaded package)四侧无引脚扁平封装。贴片器件封装 3、FPC座：贴片座子 4、电阻、电容、电感、二极管、三极管、LED灯 DIP(dual in-line package)双列直插式封装。插件器件型封,三、PCB制板常规需求,1、符合：PCB加工艺要求内容

19、，见附件制版工艺文件1， 2、表面处理具有抗氧化能力强 3、能够直接指出PCB文件里不足，可以更加优化， 如封装问题、开短路问题、过孔塞孔盖油问题、 4、如何从PCB文件看出电流大致大小，看线粗线，铜皮宽度，过孔大小，线和铜皮开窗露铜等等这些都识辨电流大小依据 A 电流大于0.5A及以上，Via大小至少0.5mm以上，保证载流量 B 电流大于3A及以上有铜厚要求，一般2OZ以上，保证载流量 C 电流大于4A及以上粗线与铜皮一般都会开窗露铜，保证载流量 . 5、高速信号对PCB板材要求高，有能够跑10GHz以内的板材 6、高速板对阻抗要求高，PP种类不能太少，最好多些。 A 常规单端阻抗有40欧

20、姆，50欧姆等等 B 常规差分阻抗有80欧姆，85欧姆，90欧姆，92欧姆，100欧姆等 C 制板厂能够提供阻抗计算能力（有专业MI方面的工程师处理）。 7、字符清楚，大小偏差范围小,三、PCB制板常规需求,8、焊盘焊接能力强，而且要不容易脱落，其他铜皮，线也一样不易脱落。 9、线，孔，焊盘偏差精度小，这样有利于结构定位精准 10、线宽/孔径/间距能做到较精密，最小线宽/字符3mil,线距/孔径4mil等 11、PCB所有的焊盘表面热风整平，光板上看起来干净清爽舒心。 12、PCB设计，制板，钢网，器件，贴片能够一体化，直接PCBA到工程师手上进行调试，测试，验证等等 13、有公司自己的叠层推

21、荐建议，阻抗要求建议最小线宽和线距或推荐线宽线距等等，见附件：4-20层阻抗常见叠层 14、板子能做的层数在1-20层以内，这样适合大部分客户 15、公差尽量精准小些，如板厚,孔径,线宽,SMT,BGA,外形尺寸,翘曲度等 16、能够提供公司PCB制板工艺以及生产加工能力要求文档 17、规则板子，四周制板时希望能够导圆弧角，这样不易伤手、划割等 18、能够加上无铅，防静电等环保丝印标识 19、能够提供飞测试及测试报告、提供阻抗报告 20、提供叠层及阻抗结构文件回传确认。如下图：,叠层及阻抗结构,如下图4层板叠层及阻抗结构,叠层及阻抗结构,如下图4层板,叠层及阻抗结构,如下图12层板,叠层及阻抗

22、结构,如下图12层板,四、PCB制板前优化操作及注意事项,PCB制板出Gerber前，要进行自检。这样可以避免减少客诉，退单，退款，做不了等等现象。（技术审单和CAM工程师需要做的） 以后客户有PCB工程文件给我们，CAM工程师下述A检查后，尽量花一分钟时间将出的Gerber文件与PCB工程文件核对，特别是板上需要开孔的地方，看看有没有漏掉等等。 注：高频PCB板对板材有严格要求的，如果客户订单中有信号频率1GHz以上的要求，我们就要了解公司板材是否在这个范围之内,目前公司只有TG140中2116,7628两种PP，板材只适合跑1GHz以下,这个要特别注意。 TU-768板材适合1-3GHz,

23、TU-862板材适合3-5GHz. 捷配制程能力如最小线宽5mil,最小间距6mil,最小过孔10mil等等。见捷配工艺能力文件。 按下Q键，点一下你需要修改的线条，查看它的属性。举个例子，比如这条线的D码是45，线宽为2MM。我现在要把它改成3MM。按下A键，查看D码，把D码表拉到最下面，双击最后一个选项，即新建一个D码。右边可以看到，可以自己设置大小了。输入3，记住新建的这个D码的序号，比如是D46，记住它。点OK.。现在，进入编辑菜单，依次为Edit-change-Dcode，选中需要的修改的2MM宽的线（可框选和单选），选中线之后，点右键。拉到之前新建的D码即D46，单击即可,线宽就由

24、之前的2MM改成3MM了。CAM修改线宽。 Polar Si9000（计算阻抗软件）、CAM350、CAD、Genesis、AutoCAD（2D结构软件）等，这些软件的基本操作及拼板方式后续再讲解,四、PCB制板前优化操作及注意事项,Prote软件.pcb/ddb（打开PCB文件演示操作） 1、Design Check:检查客户PCB设计文件是否有开短路问题，如下操作： A 检查：T+D-RUN DRC，有开短路或不能确定DRC报错需与客户确认 B 规则：D+R-双击Clearance Congstranint数值修改为捷配制程能力内（最小线宽5mil,间距6mil） C Via操作：D+R-

25、双击Routing Via Style 弹出对话框修改为捷配最小孔径及孔环(最小0.25-0.3mm/10-12mil) 2、再重新进行A检查，有DRC报错，违反规则的线，孔，焊盘，铜皮等等，可以自己调整移开，进行优化，如下为优化PCB文件常用的快捷键：优化PCB文件常用的快捷键：T+D检查、D+R规则设置、重新走线右键选中第一个命令、Via直接选中移动、双击铜皮点OK直接重新铺铜，如果改动大可以与客户确认。 违反安全间距的铜皮重新铺铜，步骤：双击选中每层铜皮点OK依次进行重新铺铜，如果改动大可以与客户确认。 3、最后再次进行A检查，确保没有DRC报错，全部为0，然后再出Gerber制板文件，

26、CAM工程师出Gerber文件前，也要进行至少一次A检查，无DRC再出Gerber文件 4、出Gerber文件操作步骤见：各软件输出Gerber操作及文件名称见附件,四、PCB制板前优化操作及注意事项,AD软件.PcbDoc（打开PCB文件演示操作） 1、Design Check:检查客户PCB设计文件是否有开短路问题，如下操作： A 检查：T+D-Run Design Rule Check(右边Manufacturing这栏点开全部不勾选)，有开短路或不能确定的DRC报错需与客户确认 B 规则：D+R-双击Clearance 右边框数值修改为捷配制程能力内（最小线宽5mil,间距6mil）

27、C Via操作：D+R-双击Routing Via Style-RoutingVias 右边对话框修改为捷配最小孔径及孔环(最小0.25-0.3mm/10-12mil) D 检查keepout是否处于解锁状态，多个去掉解锁操作步骤：Shift f选中，弹出对话框，选择相同same的点确定OK，然后再找到keepout这栏把勾去掉，然后点确定OK。 2、再重新进行A检查，有DRC报错，违反规则的线，孔，焊盘，铜皮等等，可以自己调整移开，进行优化，优化PCB文件常用的快捷键：mm/mil公英制单位切换按q、选中走线拖动就可以进行移动走线、Via直接选中移动、双击铜皮点OK直接重新铺铜、图层显示窗口

28、按L、规则检查按TDR、只显示单层Shift S、T+D检查、D+R规则设置、E+D删除，如果改动大可以与客户确认。 违反安全间距有DRC的铜皮重新铺铜，步骤：双击选中每层铜皮点OK依次进行重新铺铜，如果改动大可以与客户确认。 3、最后再次进行A检查，确保没有DRC报错，全部为0，然后再出Gerber制板文件，CAM工程师出Gerber文件前，也要进行至少一次A检查，无DRC再出Gerber文件。 4、出Gerber文件操作步骤见：各软件输出Gerber操作及文件名称见附件,四、PCB制板前优化操作及注意事项,PADS软件.pcb（打开PCB文件演示操作） 1、Design Check.:检查

29、客户PCB设计文件是否有开短路问题，如下操作： A 检查：Tools-Vetify Design-Check-Clearance(间距)/Connecivity（开短路）-Start，有开短路或不能确定的DRC报错需与客户确认 B 规则：Setup-Design Rules-Default-Clearance-数值修改为捷配制程能力内（最小线宽5mil,间距6mil） C Via操作：Setup-Pad Stacks-Via找出最小,然后修改为捷配最小孔径及孔环(最小0.25-0.3mm/10-12mil) 2、再重新进行A检查，有DRC报错，违反规则的线，孔，焊盘，铜皮等等，可以自己调整移开

30、，进行优化，如下为优化PCB文件常用的快捷键：mm/mil公英制单位切换按um/umm、格点设置g+数字、移孔CTRL+E、移线Shift+S、实心与虚心显示输入O、铜皮外框显示输入PO、R1(mil)/R0.01(mm)线粗细显示，如果改动大可以与客户确认。 违反安全间距的铜皮重新铺铜，步骤：Tools-Pour Manager-Flood ALL(正反面铜皮)/Plane Connect Select All-Start ，如果改动大可以与客户确认。 3、最后再次进行A检查，确保没有DRC报错，全部为0，然后再出Gerber制板文件，CAM工程师出Gerber文件前，要进行至少一次A检查，

31、无DRC再出Gerber文件 4、出Gerber文件操作步骤见：各软件输出Gerber操作及文件名称见附件,四、PCB制板前优化操作及注意事项,Cadence Allegro软件.brd（打开PCB文件演示操作） 1、Design Check.:检查客户PCB设计文件是否有开短路问题，如下操作： A 检查：Display-Status-第一栏全部为0，查看PCB上DRC显示，有开短路或不能确定的DRC报错需与客户确认。（见附件） B 规则：点击Cmgr图标-数值修改为捷配制程能力内（最小线宽5mil,间距6mil） C Via操作：Setup-Pad Stacks-Via找出最小,然后修改为捷

32、配最小孔径及孔环(最小0.25-0.3mm/10-12mil) 2、再重新进行A检查，有DRC报错，违反规则的线，孔，焊盘，铜皮等等，可以自己调整移开，进行优化，如下为优化PCB文件常用的快捷键：mm/mil公英制单位切换在Setup里切换、格点设置右键Grid、移孔Move、移线Slide,如果改动大可以与客户确认。 违反安全间距的铜皮重新铺铜，步骤：Setup-Status-Shape-Update to Smooth ，如果改动大可以与客户确认。 3、最后再次进行A检查，确保没有DRC报错，全部为0，然后再出Gerber制板文件，CAM工程师出Gerber文件前，要进行至少一次A检查，无

33、DRC再出Gerber文件 4、出Gerber文件操作步骤见：各软件输出Gerber操作及文件名称见附件,四、PCB制板前优化操作及注意事项,二、问题实例见附件PCB1，PCB2，PCB3，PCB4，打开PCB文件演示 PCB1：打开有些文字字符缺少，与客户原稿不一样，原因是因为客户用的电脑要Win10操作系统，而且我们用的是Win7操作系统，由于操作系统的问题AD软件导致文字字体不全，从而出现缺少丢失。因为这类似问题是很难发现，所以尽量用最新操作系统。 PCB2：打开客户文件，由于PADS软件要重新铺铜，重新铺铜导致铜与其他信号线短路。从而导致客诉退款等等问题。解决方法是执行上述A检查Design Check操作，就能发现短路的地方有DRC报错，从而进行优化，这样就可以避免这些类似开短路问题 PCB3：打开客户文件因为几条线，孔等间距太近，不知道怎么去优化PCB文件，从而得出做不了，从而导致