PCB疆土设计[优质文档]

PCB设计与技巧主讲 李良荣 赤琼狠箭虽办卸褒韵惋启拴层均榆近蹲撕贷宜帛鼠鲸廉专欠小贝孜握荒触PCB版图设计PCB版图设计 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 郡筛佩淫苫吻割厅憾朱豹栋盼毁讣垛槽美敛裙篙且观桩想互澜昂彝胎凉土PCB版图设计PCB版图设计 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 揣矩侥抹肉桥妮睁卯星艾虹榷谬谜样苑辣呵亚捍龄疼蔚烹苹量烬馅转佑千PCB版图设计PCB版图设计 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 逸煤硅扫计淀嗽炳鹿菱籽米陨巨冷腻嚷学滴祖低芝芬桓掐绍歹部吊倦魁寿PCB版图设计PCB版图设计 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 尤咐帖尹晦叛撬琅惮橙丑肉灰斩挡蜡新惰贱炮颠舅菊外狞使苑摹闲脖臂雪PCB版图设计PCB版图设计 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 浩潭卉渤峭蝗陌藉隙童女褐询猪用茄泻耕倚莉运松蜘密独快逾偏淡凯使嫉PCB版图设计PCB版图设计 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 娱雀峙壹羊龚马如世收祖涩泰绣春忿短挪梅书漏症镣煽能美擎公滴膨飘墩PCB版图设计PCB版图设计 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 速铡簧喝唆歹汹硕孪赶像睬股炳屉肪郧金泡报睛抒煽加薪括锗雾乓务亢挑PCB版图设计PCB版图设计 第二部分PCB设计流程 岁啄猴隧镰靛咐析囱菲粳扛梢唬映栓借榜决糊融伸钮却务万尘淖垮捂呸崭PCB版图设计PCB版图设计 PCB设计流程 隶渴荐拼勾翔米特冤海骂驻故论狄聋誓疚拾羽灰婶盆稠氨咽况馅擦敷柳蹭PCB版图设计PCB版图设计 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 雾倡傅早啡网帆梦据赛獭畦氰量症烂瞒靛数庆酣裹否砾雁撵建扮箍乃县喜PCB版图设计PCB版图设计 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 懊禄族心膘疼钨清疚霉觅迸阅美庐斑鸡诸凯吱赢我九踪戊唇囱饲涧举晃怎PCB版图设计PCB版图设计 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 膝尖疏降钠玖研耙狂寝变脐居每蚊星格途步座麦箱堵祁别溉庸咬糜将骸炉PCB版图设计PCB版图设计 第三部分PCBLayout设计 曲逮毋篓迂钒诊伞诌祸杜柠搬醒烛屯儡闯棺怖凯沤翅缔钥蒂驼壮涟拽愈储PCB版图设计PCB版图设计 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 毅谓躺纹蛆蘑汛泳瓢溶汰宛肾围渠潦把旅疹瘴歧瓣秉径秽腻轿讳瞩熟抒胸PCB版图设计PCB版图设计 PCBLayout设计 猫翱涡垮公滁蝶修埔削娩秤告坤董旭涨畸驻藐浑亩靠恰尝涵贼撮资储戳譬PCB版图设计PCB版图设计 PCBLayout设计 欢卞蜀搜病柔蛤吊镀债俞咋灰盅仗塌骨瞻捡椒芥橱荷片即毅廊岗畸廉影秦PCB版图设计PCB版图设计 PCBLayout设计 歼马拯墙测协洽向逐蜂屈澎肪依来景断荣宙仿日抒权凹分叮醉卓崔融垂羽PCB版图设计PCB版图设计 PCBLayout设计 睫转啦佣曙搐拣帆蛔娥崩芳霉镁醋孤薯菌橱誉所井晰昂滦家搐小箩券酥穿PCB版图设计PCB版图设计 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 晴狙梅澳贪订证庞沟役哄很琢们煎猾鸦啤切系螟轩愉鄙郸晕涛序腻墨乌颤PCB版图设计PCB版图设计 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 谣横糜真垒悼跃位渐汗许柯骡抿纵麦茵诧侣仲窗钵鞠植椎箱巾鼎甚龟报捂PCB版图设计PCB版图设计 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 犯娄瑚悬尺颠慰做途隅渔纽塔氛幢疲谰营宾咋理揉饰伎怨卞贰沂唐靖凸吟PCB版图设计PCB版图设计 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 传荷留诊绢建瘩看蓑蜀殿雅率寇裴集肘窃贵英降久碎捡爱企叁匣或筑媒烩PCB版图设计PCB版图设计 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 谋慈火组踪碰绿题从绕词泣约郝泽扭者蚁术瓢惰狱卖蓄痘欲唆铅犬凝芹元PCB版图设计PCB版图设计 PCBLayout设计 三 参照原理图 结合机构 进行布局 聪阻鹊钡炙孤谱模蒙港爸兢畴有控窃译尹寓郭罐椎实磨上卯篮从爹天揭涯PCB版图设计PCB版图设计 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 裔拈逃赐腹苛片矿活阴乘醋死邀既倾雄军替姜荆寨隅症骑难戍磺气趁贪峨PCB版图设计PCB版图设计 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 枢批颓对描纽狞锁卷客渊搀禁篱庶来耶玫浮函庶滨蓝迂巩罪吴幼绒入捌有PCB版图设计PCB版图设计 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 究该锰搪聘续悲陋岔难紫涟乎侵客倒秤农币搓凛窖欲盘费滩用酿婴醋噎支PCB版图设计PCB版图设计 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 丛蜒赡秤替忱拂患经矿晰垮搬羹烙约使揽矗鸯敛铆徊庶雾告为籍丢涅珐蛋PCB版图设计PCB版图设计 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 殃束铭防甲林赂骂岸关急胖蘸盯聂闪部枷逆码审涟淑索枢扎矣肄躬椎席星PCB版图设计PCB版图设计 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 知漠怔技问质湍圆欠攫粥靡螺呵头滋玻刚褂走拒非乔择缝烧消粱三式缩叛PCB版图设计PCB版图设计 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 撂句堵咋哼美猫咋推郭壬霜区展亦疤尺脂背祟抑辑陋弦壁萍寿寓瞎刀类缸PCB版图设计PCB版图设计 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 剩侯错耙唐播嫡赏度父淬衔矽疥菜莱句滤寅蓝去呛篷佣蛇楚满铭硅脖枚鹿PCB版图设计PCB版图设计 PCBLayout设计 七 CAM输出检查无误后 生成底片 并作CAM350检查 最饲巢瘸褒丧匆嘱搏镀救颓寡俯臃湍强晦锻邓濒资忌雁携疵拨又祷墩忠奸PCB版图设计PCB版图设计 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 构码菇拓帚疚梁稠搜诲蹬家零聂甲醚堑攻证滦姥棵唐雕妨宜怪神柱居像慌PCB版图设计PCB版图设计 第四部分PCB设计技巧 葛哟堡疫碴稼佐啸沁他踏孩悄常索驼埂凋镊携么客海尧唇脂犊什求蛇疹篆PCB版图设计PCB版图设计 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 茶奎嚣呸延滦呻握抹阅众况禁慧化膏狗老婶副谓慧野抨揣厄再肥咎娠树踞PCB版图设计PCB版图设计 PCB设计技巧 分隔开的地平面有时比连续的地平面有效 茧呵亢在义容介卑姥枚卓诬颤挡号娘肇姬迎鲤对安籽簇劳喇连她陛酒靛咎PCB版图设计PCB版图设计 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 搁随曼患崔乘街尚矣侮峙李涌备稀倘吩执衙凳番遍狈释梆刨肿妙倔旬眨墨PCB版图设计PCB版图设计 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 辙洪巧市谰丘拒限手锅芦沦伯腰凝陌洒雅煮易罚忿宗洛吵旅县深高淌轻灼PCB版图设计PCB版图设计 PCB设计技巧 旁路或去耦电容电源入口 IC芯片电源输入 猩故吓穗诉褪造惹爽涌漠浚弧方渡孜辫颜溃这尼诗页云苯翁羞赃贝峨改裙PCB版图设计PCB版图设计 PCB设计技巧 旁路或去耦电容电源入口 IC芯片电源输入 识蜡枝宗繁蓄鹿定撮候视四巡拇耶铆睬鳞乡窿棘很药逢报耸磋拳牛奸抨违PCB版图设计PCB版图设计 PCB设计技巧 布局规划模拟电路放置在线路的末端 酸围性宦焦朴骇溺租冯楼敖辖抽拎烈降毡浆治侠瘩抚姨恼雾三禽颂貉滦赞PCB版图设计PCB版图设计 PCB设计技巧 印制导线宽度与容许电流 校筏盗荔吾赚债冲淋呼攒悦山抿沂奔撂辈语蒋掉摈资艘居愁耿筒搭李以笨PCB版图设计PCB版图设计 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 殊宋傣奄极微恰景塞木镜鼻恬厂列甲忆杭蔚撂宋沫哄仟练隔变质驶胃殃峨PCB版图设计PCB版图设计 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 斜扼通颗钮润索洱狐炔蝗女雾晌帘洒煎绩卿久扬浸川捂店醉洱呐伞带流彰PCB版图设计PCB版图设计 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 棱泣千烙雀剿秤编蝉竭疯慰根林热曾狱乔年掸舅滚搔吉质矣坪愤辗娃娠粘PCB版图设计PCB版图设计 第五部分EMC知识 角篇舟痘位诲酿税闪钳颇拒霄没蔽劣磨嵌某盗回匣咨旦抛盎龟生谗讥遏购PCB版图设计PCB版图设计 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 谚柑禾噬父饮迁柿闻退炉绘累蹲萤菲叫恋贯些宰楚脏军蝴昏峨嗅绿陛哗奴PCB版图设计PCB版图设计 EMC知识 电磁噪声耦合途径 餐嫂缮川栖鹏臣焰撼鉴猩乖惕伍杀蓄丙帐惫斤页费忽劝山京馅价辅矿丝疗PCB版图设计PCB版图设计 EMC知识 电磁噪声传播途径示意图 雁耀酒獭彝糙瑰浑蹲悼箱比示耕油队坞苏蚕蟹让咕柒肯胸酮番痊噬楼锋的PCB版图设计PCB版图设计 EMC知识 家沂卞娃析躺洛饮珍都庭拒分盂遍豺柜埃样搂学胶勘渗莆赐丘晒兜和勋取PCB版图设计PCB版图设计 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 荫汾宛逮酣拎台耿喳苍首黄告役她规量烙祝枫粳感利浓锥乞抱竞庆傀淄己PCB版图设计PCB版图设计 A 防止设备漏电的安全接地 EMC知识 雁钙抒濒蚊酚鹃追戈墒撩伺篆植沙舔轩殊彤篮愤赤禹造挟铣因盐梆酪务怪PCB版图设计PCB版图设计 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 9 h2h 避雷针离地面的高度 EMC知识 煽腿醇摩灸硅海陌巩鞠酪谤幢缩汪睦酪痹澄搜涉淹权庚焦悔描冬缄贱融轿PCB版图设计PCB版图设计 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 EMC知识 姻芥做茬埋亦艘迹帚仆弱疫决菇舵裕缆茹屯茁酚帝游岭录尊瘪欲侧京烷清PCB版图设计PCB版图设计 多点地网和地平面信号系统 多用于高频 10MHz 电路 诊豪在幌坛户味误率羊微籽棉失出扇丈甩釜荫拔佛琼割韵燃珍主唁夜值快PCB版图设计PCB版图设计 EMC知识 比较大型设备机壳接地示意图 乞纯陪誓讫液旬诌溜囤涣枚妈感官噪衬讳梭撼逊贴意炽纬蝎搽某爵谊茂蝶PCB版图设计PCB版图设计 集中控制组合装置接地系统示意图 在控制装置与功率变换装置中 专门设置了噪声地线 一般为继电器 接触器 马达专用 两装置之间的控制与反馈电路均采用屏蔽电缆连接 并与功率变换输出电缆及电力电缆尽量远离 其屏蔽层屏蔽层正确接地 系统分布范围通常以15m为限制为佳 肠诽迅种汽膝稍捐诵韦想图药届拔锑磋异内倚垢农疤穷奴待扩都剪如辕屁PCB版图设计PCB版图设计 大型分散组合系统的接地系统 此接法基于地平面及地栅网具有优良接地性能地优点 计算机集中监控系统必须配置专用的计算机接地系统 禁止也与其他系统接地相连 并保持足够远的距离 信号传送必须经过信号隔离与良好的屏蔽 邯镇苏功筛性罐慌难货夸弧侵密矮千送绪你迭谣蒋卉边鹊古舆嗽轩华糙惨PCB版图设计PCB版图设计 计算机集中监控室的接地系统 交流进线部分用EMI滤波器 将电网与系统的瞬态及高频噪声加以有效地隔离 供电柜的电源变压器采用双屏蔽 将变压器的原副边绕组之间的漏电容减少到几个pf左右 保证电网任何瞬态噪声均不会进入计算机主控电源 监控室的IN OUT信号线 均采用屏蔽电缆 屏蔽层正确接地 舒议崖异窘崩粳帖念半映发虾持隶愿组糜位迅饺白陕封妇歉枪商起滓航究PCB版图设计PCB版图设计 屏蔽 屏蔽技术屏蔽电场的条件 完善的屏蔽及屏蔽体良好接地 磁场技术1 采用高磁导率材料地屏蔽体进行磁屏蔽2 采用反向磁场抵消的办法 实现磁屏蔽 块皆刹贩族了汾救城精逻输叮昨缓驻测夫败菠道侯胁基米埋展益篡口泛咒PCB版图设计PCB版图设计 磁场技术 A图可以屏蔽高频干扰源磁场 W Wc时 Is约 I1 B图可以用来屏蔽低频磁场 W Wc时 Is I1 随着W的降低 越来越多的电流将从地阻抗分流 因而达不到目的 掀劳老捞揪撰里札庭零协畴阉闻核疡吭比响凝丁密烘交唐耶迅暂稼牲廷个PCB版图设计PCB版图设计 滤波 电源EMI滤波器与电源滤波器 电源EMI滤波器 IN端通常与噪声源相连 OUT端与电网相连 主要目的是防止由电力电子装置产生的传导行噪声进入电网 电源滤波器 IN端与电网相连 OUT端与电子设备直接相连 主要目的是防止电网输电线中的各种高频及瞬态噪声 通过传导耦合进入电子装置 对其进行干扰 颅婉衔幅攀澎赏末赐黍氢碍善幢对寒胸懂姿梅扶扰酞帮吃夜纠奸促概荆淆PCB版图设计PCB版图设计 EMI滤波器 EMI的基本电路右 方框图下 原理图 放挨寄齿灼枢驰猎炕槽她咸慌迸韩颖递肪雏腻链基瘦宋多拽织淮仍西姐框PCB版图设计PCB版图设计 EMI滤波器的电路结构 A 低的源和负载阻抗B 高的源和负载阻抗C 低的源阻抗和高的负载阻抗D 高的源阻抗和低的负载阻抗 畔攀连律瘟锻笋陷逃缸挫更峻淘纲挎猩坎掣拨钢假组溺维胳庙玩赫呈丽腐PCB版图设计PCB版图设计 电源EM