CB及其设计技巧培训课件

PCB及其设计技巧目录第一章：PCB

概述第二章：PCB

设计流程及PCBLayout

设计第三章：PCBLayout

技巧第四章：EMC

基本知识第一章：PCB

概述第一章：PCB

概述一、PCB： PrintedCircuitBoard——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PCBLayout设计第二章：PCB

设计流程及PCBLayout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：：第二章章：PCB设计流流程及及PCBLayout设计一、设设计准准备：：对原理理图进进行分分析和和DRC检检查；；建立立标准准元件件库；；建立立特殊殊元器器件；；印制制板设设计文文件的的建立立；转转网表表。图例：：第二章章：PCB设计流流程及及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充电控控制电电路Q7213R12510CON3A_5BAT3BAT1BAT2CON3A_6BAT311图例：：第二章章：PCB设计流流程及及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_5P图例：：第二章章：PCB设计流流程及及PCBLayout设计LED212C11VDD_5VPWM输入反馈电路R103200热敏电阻/LEDR1049kQ10817C1234D11L03XTM4TM3A11LED112+E31uF50VB11L04XLED412VDD_12VTM1Q11KA431123VR21K132R103200R1062kLED312TM2TEMP11R1261k原理图图规范范分析析及DRC检检验：：1、原原理图图使用用模块块化方方式绘绘制，，这样样利于于读原原理图图，又又利于于模块块化布布局。。2、原原理图图大部部分的的PCB封封装要要确认认下来来，个个别器器件没没有封封装，，作个个标志志，利利于我我们建建库、、添加加封装装。3、原原理图图的DRC检验验（见见右图图）。。第二章章：PCB设计流流程及及PCBLayout设计二、网网表输输入：：将转换换好的的网表表进行行输入入。第二章章：PCB设计流流程及及PCBLayout设计三、规规则设设置：：按照成成品规规格书书的要要求，，将线线宽、、线距距、层层定义义、过过孔、、全局局参数数等相相关参参数设设置好好。PCB布局局的一一般规规则：：a、信信号流流畅，，信号号方向向保持持一致致；b、核核心元元件为为中心心；c、在在高频频电路路中，，要考考虑元元器件件的分分布参参数；；d、特特殊元元器件件的摆摆放位位置；；e、要要考虑虑批量量生产产时，，波峰峰焊及及回流流焊的的锡流流方向向及加加工传传送PCB的工工艺因因素。。1、布布局前前的准准备：：a、画出边边框；；b、定定位孔孔和对对接孔孔进行行位置置确认认；c、板板内元元件局局部的的高度度控制制；d、重重要网网络的的标志志。第二章：：PCB设计流程程及PCBLayout设计四、手工工布局：：根据印制制板安装装结构尺尺寸要求求画出边边框，参参照原理理图，结结合机构构进行布布局，检检查布局局。2、PCB布局局的顺序序：a、固定定元件；；b、有条条件限制制的元件件；c、关键键元件；；d、面积积比较大大元件；；e、零散散元件。。3、参照原理理图，结结合机构构，进行行布局。。4、布局局检查：：A、检查查元件在在二维、、三维空空间上是是否有冲冲突。B、元件件布局是是否疏密密有序，，排列整整齐。C、元件件是否便便于更换换，插件件是否方方便。D、热敏敏元件与与发热元元件是否否有距离离。E、信号号流程是是否流畅畅且互连连最短。。F、插头头、插座座等机械械设计是是否矛盾盾。G、元件件焊盘是是否足够够大。第二章：：PCB设计流程程及PCBLayout设计五、手工工布线：：参照原理理图进行行预布线线，检查查布线是是否符合合电路模模块要求求；修改改布线，，并符合合相应要要求。第二章：：PCB设计流程程及PCBLayout设计1、走线线规律：：A、走线线方式:尽量量走短线线，特别别是小信信号。B、走线线形状:同一一层走线线改变方方向时，，应走斜斜线。C、电源源线与地地线的设设计:40－－100mil，高频频线用地地线屏蔽蔽。D、多层层板走线线方向:相互互垂直，，层间耦耦合面积积最小；；禁止平平行走线线。E、焊盘盘设计的的控制2、布线线:首先，进进行预连连线，看看一下项项目的可可连通性性怎样，，并根据据原理图图及实际际情况进进行器件件调整，，使其更更加有利利于走线线。3、布线线检查：：(1)、、间距是是否合理理，是否否满足生生产要求求。(2)、、电源线线和地线线的宽度度是否合合适，电电源与地地线之间间是否紧紧耦合（（低的波波阻抗））。(3)、、对于关关键的信信号线是是否采取取了最佳佳措施，，输入线线及输出出线要明明显地分分开。(4)、、模拟电电路和数数字电路路部分，，是否有有各自独独立的地地线。(5)、、后加在在PCB中的图图形（如如图标、、注标））是否会会造成信信号短路路。(6)、、对一些些不理想想的线形形进行修修改。(7)、、在PCB上是是否加有有工艺线线？阻焊焊是否符符合生产产工艺的的要求，，阻焊尺尺寸是否否合适，，字符标标志是否否压在器器件焊盘盘上，以以免影响响电装质质量。(8)、、多层板板中的电电源地层层的外框框边缘是是否缩小小，如电电源地层层的铜箔箔露出板板外容易易造成短短路。第二章：：PCB设计流程程及PCBLayout设计附：自动布线线：根据原理理图和已已设置好好的规则则，进行行自动布布线。要要求原理理图无差差错、规规则设置置无误方方可进行行。一般只要要原理图图和规则则设置好好后，自自动布线线一旦成成功，基基本上设设计的电电气方面面不会有有太大的的问题，，但有些些地方的的布线位位置及走走线方向向可能还还需要进进行手工工调整。。第二章：：PCB设计流程程及PCBLayout设计六、检查查完善：：PCB制制作初步步完成，，“铺铜铜”与““补铜””，进行行连线、、连通性性、间距距、“孤孤岛”、、文字标标识检查查，并对对其进行行修改，，使其符符合要求求。第二章：：PCB设计流程程及PCBLayout设计检查线路路，进行行铺铜和补铜处理理，重新新排列元元件标识识；通过过检查窗窗口，对对项目进进行间距距、连通通性检查查。PCB检检查：1、检查查线路设设计是否否与原理理图设计计思想一一致。2、检查查定位孔孔与PCB的大大小，以以及固定定键安装装位置是是否与机机构相吻吻合。3、结合合EMC知识，，看PCB是是否有有不符合合EMC常规的的线路。。4、检查查PCB封装是是否与实实物相对对应。第二章：：PCB设计流程程及PCBLayout设计双列插装元件七、CAM输出出：检查无误误后，生生成底片片，并作作CAM350检查。。到此PCB板板制作完完成。最后的CAM350检检查无误误后，PCB设计就就完成了了，就可可以送底底片了。。设计完成成，记得得存档。。第二章：：PCB设计流程程及PCBLayout设计第三章：：PCBLayout设计技巧巧尽量采用用地平面面作为电电流回路路；将模拟地地平面和和数字地地平面分分开；如果地平平面被信信号走线线隔断，，为降低低对地电电流回路路的干扰扰，应使使信号走走线与地地平面垂垂直；模拟电路路尽量靠靠近电路路板边缘缘放置，，数字电电路尽量量靠近电电源连接接端放置置，这样样做可以以降低由由数字开开关引起起的di/dt效应。第三章：：PCBLayout设计技巧1、为确保正正确实现电路路，应遵循的的设计准则：：分隔开的地平平面有时比连连续的地平面面有效如果使用走线线，应将其尽尽量加粗应避免地环路路如果不能采用用地平面，应应采用星形连连接策略数字电流不应应流经模拟器器件高速电流不应应流经低速器器件第三章：PCBLayout设计技巧2、无地平面面时的电流回回路设计如果不能采用用地平面，可可以采用“星星形”布线策策略来处理电电流回路3、旁路电容容或去耦电容容第三章：PCBLayout设计技巧IC电源输入电源接口电源接口IC电源输入4、布局规划划第三章：PCBLayout设计技巧模拟电路放置置在线路的末末端5、印制导线线宽度与容许许电流：第三章：PCBLayout设计技巧6、高频数字字电路PCB布线规则：：高频数字信号号线要用短线线。主要信号线集集中在pcb板中心。时钟发生电路路应在板的中中心附近，时时钟扇出应采采用菊链式和和并联布线。。电源线应远离离高频数字信信号线，或用用地线隔开，，电路布局必必须减少电流流回路，电源源的分布必须须是低感应的的（多路设计计)输入与输出之之间的导线避避免平行。7、布线的注注意事项：专用地线、电电源线宽度应应大于1mm。其走线应成“井”字型排列，以以便是分部电电流平衡。尽可能的缩短短高频器件之之间的连线，，设法减少它它们之间地分分布参数和相相互间的信号号干扰。某些元器件或或导线可能有有较高的电位位差，应加大大它们的间距距，避免放电电引起意外短短路。尽量加大电源源线宽度，减减少环路电阻阻，电源线、、地线的走向向和数据传递递方向一致，，有助于增强强抗干扰能力力。当频率高于100k时，，趋附效应就就十分严重，，高频电阻增增大。第三章：PCBLayout设计技巧第四章：EMC基本知识一、电磁兼容（ElectromagneticCompatibility--EMC））是指设备或系系统在其电磁磁环境中正常常工作且不对对该环境中的的任何事物构构成不能承受受的电磁干扰扰的能力。两个含义：1、“污染”，2、防御。电磁噪声耦合合途径第四章：EMC基本知识电磁噪声传播播途径干干扰第四章：EMC基本知识Ic共Ic共Ic共V共V共共模干扰I差I差V差差模干扰二、系统接接地接地按主要功功能划分：安全地信信号地机壳地屏屏蔽地地1、安全接地地子系统:A、防止设备备漏电的安全全接地（见右右图）；B、防止雷击击的安全接地地：使用高建筑物物避雷针技术术。防雷保护面积积：9πh2（h：避雷针针离地面的高高度）第四章：EMC基本知识2、信号地子子系统：信号地系统的的几种形式：：单点接地系系统、多点地地网或地平面面接地系统、、复合接地系系统、浮地。。（1）、单点点接地系统：：第四章：EMC基本知识（2）、多点点地网或地平平面接地系统统：多用于高频（（>10MHz）电路。。3、机壳接地地子系统：第四章：EMC基本知识比较大型设备备机壳接地4、集中控制组组合装置接接地系统在控制装置置与功率变变换装置中中，专门设设置了噪声声地线，一一般为继电电器、接触触器、马达达专用，两两装置之间间的控制与与反馈电路路均采用屏屏蔽电缆连连接，并与与功率变换换输出电缆缆及电力电电缆尽量远远离，其屏屏蔽层屏蔽蔽层正确接接地，系统统分布范围围通常以15m为限限制为佳。。第四章：EMC基本知识5、大型分分散组合系系统的接地地系统此接法基于于地平面及及地栅网具具有优良接接地性能地地优点；计算机集中中监控系统统必须配置置专用的计计算机接地地系统，禁禁止也与其其他系统接接地相连，，并保持足足够远的距距离；信号传送必必须经过信信号隔离与与良好的屏屏蔽。第四章：EMC基本知识6、计算机机集中监控控室的接地地系统交流进线部部分用EMI滤波器器，将电网网与系统的的瞬态及高高频噪声加加以有效地地隔离；供电柜的电电源变压器器采用双屏屏蔽，将变变压器的原原副边绕组组之间的漏漏电容减少少到几个pf左右，，保证电网网任何瞬态态噪声均不不会进入计计算机主控控电源；监控室的IN/OUT信号线线，均采用用屏蔽电缆缆，屏蔽层层正确接地地。第四章：EMC基本知识三、屏蔽蔽1、屏蔽技技术术屏蔽电场的的条件：完完善的屏蔽蔽及屏蔽体体良好接地地。2、磁场技技术术（1）、采采用高磁导导率材料地地屏蔽体进进行磁屏蔽蔽（2）、采采用反向磁磁场抵消的的办法，实实现磁屏蔽蔽第四章：EMC基本知识A图可以屏屏蔽高频干干扰源磁场场，W》》Wc时，，