pcb布局布线规则ppt课件

PART1 基础理论与知识 PCB板层 PrintingCircuitBoard silkscreen Topoverlay 丝印层solderMask Top Bottom 阻焊层PasteMask Top Bottom 锡膏层Top 顶层是元件层Bottom 底层是焊接层DrillGuide DrillDrawing 钻孔层Keepoutlayer 禁止布线层 用于设置PCB边缘MechanicalLayer 机械层用于放置电路板尺寸MultiLayer 穿透层VccLayer 中间电源层GndLayer 中间地层 PCB整体布局 例子 PCB的各种钻孔 PCB有非镀铜孔 NPTH 镀铜孔 PTH 过孔 VIA 埋孔 Buried 盲孔 Blind 等 1 镀通孔 PTH 孔壁镀覆金属来连接中间层和外层导电图形的孔 2 非镀通孔 NPTH 孔壁不镀覆金属来机械安装和机械固定组件的孔 如螺丝孔 3 导通孔 VIA 用于PCB不用层之间的电气连接 如盲孔和埋孔 不能插装组件引脚或其他增强材料的镀通孔 盲孔 Buried 用于多层PCB内层和外层之间的电气连接 埋孔 Blind 用于多层PCB内层和内层之间的电器连接 NPTH 盲孔 埋孔 PCB的尺寸单位 1 PCB中有两种单位 分别为英制 Imperial 和公制 Metric 各单位的换算如下 1米 m 3 28英尺1英尺 12英寸 inch 1英寸 1000密尔 mil 2 54cm1mm 39 37mil 40mil1mil 0 0254mm1um 39 37微英寸 mill 1盎司 35微米 um 此单位表示铜箔的厚度2 此单位也可表示TV和Monitor的尺寸例如对于37英寸 42英寸的TV 其尺寸是指TV对角线的长度 可表示为 37inch 2 54 37 93 98cm 42inch 2 54 42 106 68cm PCB高频电路布线 1 合理选择PCB层数 用中间的电源层 vcclayer 和地层 Gndlayer 可以起到屏蔽作用 有效降低寄生电感和寄生电容 也可大大缩短布线的长度 减少信号间的交叉干扰 2 走线方式 必须按照45 的拐角方式 不要用90 的拐角 如图 正确布线 错误布线 1 层间布线方向 应该互相垂直 顶层是水平方向 则底层为垂直方向 可以减少信号间的干扰 2 包地 对重要的信号进行包地处理 可以显著提高该信号的抗干扰能力 也可以多干扰信号进行包地 使其不能干扰其他信号 3 加去耦电容 在IC的电源端加去耦电容 4 高频扼流 当有数字地和模拟地等公共接地时 要在它们之间加高频扼流器件 一般可以用中心孔穿有导线的高频铁氧体磁珠 5 铺铜 增加接地的面积也可减小信号的干扰 6 走线长度 走线长度越短越好 特别是两根线平行时 特殊元件的布线 1 高频元件 高频元件之间的连线越短越好 设法减小连线的分布参数和相互之间的电干扰 容易干扰的元器件不能距离太近 2 具有高电位差的元件 应加大具有高电位差元器件和连线之间的距离 以免出现意外短路损坏元器件 为避免爬电现象的发生 一般要求2000V电位差之间的铜箔线距离应大于2mm 3 重量大的元件 重量过重的元器件应该有支架固定 4 发热与热敏元件 注意发热元件应远离热敏元件 PCB设计的重要参数 1 铜箔线 Track 线宽 单面板0 3mm 双面板0 2mm 2 铜箔线之间最小间隙 单面板0 3mmm 双面板0 2mm 3 铜箔线距PCB板边缘最小1mm 元件距PCB板边缘最小5mm 焊盘距PCB板边缘最小4mm 4 一般通孔安装元件的焊盘直径是焊盘内径直径的2倍 5 电解电容不可靠近发热元件 例如大功率电阻 变压器 大功率三极管 三端稳压电源和散热片等 电解电容与这些元件的距离不小于10mm 6 螺丝孔半径外5mm内不能有铜箔线 除接地外 及元件 7 在大面积的PCB设计中 超过500cm2以上 为防止过锡炉时PCB弯曲 应在PCB中间留一条5mm至10mm宽的空隙不放置元件 以用来放置防止PCB弯曲的压条 8 每一块PCB应用空心的箭头标出过锡炉的方向 9 布线时 DIP封装的IC摆放方向应与过锡炉的方向垂直 尽量不要平行 以避免连锡短路 10 布线方向由垂直转入水平时 应该从45 方向进入 11 PCB上有保险丝 保险电阻 交流220V的滤波电容 变压器等元件的附近应在顶层丝印上警告标记 12 交流220V电源部分的火线和零线间距应不小于3mm 220V电路中的任何一根线与低压元件和pad Track之间的距离应不小于6mm 并丝印上高压标记 弱电和强电之间应该用粗的丝网线分开 一警告维修人员小心操作 PART2 PCB板设计准则 进行PCB设计时应遵循的规则 地线回路规则 信号线与其回路构成的环面积要尽可能小 环面积越小 对外的辐射越少 接收外界的干扰也越小 在双层板设计中 在为电源留下足够空间的情况下 应该将留下的部分用参考地填充 且增加一些必要的孔 将双面地信号有效连接起来 对一些关键信号尽量采用地线隔离对一些频率较高的设计 需特别考虑其他地平面信号回路问题 建议采用多层板在地平面分割时 要考虑到地平面与重要信号的走线分布 防止由于地平面开槽带来的问题 进行PCB设计时应遵循的规则 地线回路规则 进行PCB设计时应遵循的规则 串扰控制规则 克服串扰的措施 1 加大平行线间的间距 使平行线中心间距是线宽的3倍 2 在平行线间插入接地的隔离线起屏蔽作用 3 减小布线层与地平面的距离 串扰 CrossTalk 是指PCB板上不同网络之间因较长的平行走线引起的相互干扰 主要是由于平行线间存在分布电容和分布电感的作用 进行PCB设计时应遵循的规则 屏蔽保护规则 对应地线回路规则 实际上也是为了尽量减小信号的回路面积在重要信号线周围用铺铜的方式把该信号与其他信号隔离开 此处铺的铜应有效的接地 这样做也可以使该信号的回流选择最短的回流路径 进行PCB设计时应遵循的规则 走线的方向规则 在相邻层走线的方向成正交结构 避免将不同的信号在相邻层之间走成同一方向 减少不必要的层间串扰 当不能避免该情况时 特别是高频率信号 应考虑用地平面隔开各布线层 用地信号隔离 信号线 不允许出现一端浮空的布线 因为浮空的布线会形成天线效应 对周围的信号产生干扰 另外一些器件不用的管脚 也要进行接地或者就近接电源处理 走线的开环检查规则 进行PCB设计时应遵循的规则 阻抗匹配检查规则 同一网络的布线宽度应保持一致 线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀 当传输的速度较高时会产生反射 应在设计中避免这种情况在某些情况下 如接插件引出线 BGA封装的引出线类似的结构时 可能无法避免线宽的变化 尽量减小走线的长度 走线闭环检查规则 避免信号线在不同层间形成闭环 以免形成环形天线 造成干扰 进行PCB设计时应遵循的规则 走线长度控制规则 即短线规则 在设计时应该让布线长度尽量短 以减少由于走线过长带来的干扰问题 特别是一些重要的信号线 如时钟线 务必将其振荡器放在离元器件很近的地方 对驱动多个器件的情况 应根据具体情况决定采用何种网络拓扑结构 倒角规则 PCB设计中尽量避免产生锐角和直角 以免产生不必要的辐射 对于一根信号线 在需要弯曲时尽量使用45度角的规则 对于三叉信号 采用120度规则布线 进行PCB设计时应遵循的规则 器件的去耦规则 在印制板上增加必要的去耦电容 滤除电源信号上的干扰信号 使电源信号稳定 在双层板中 一般应使电流先经过滤波电容再供期间使用 在一根信号线连接多个器件时 采用总线结构会比较好 在设计时 还应考虑到由于传输距离过长而带来的电压跌落给器件造成的影响 必要时增加一些电源滤波环路 避免产生电位差 就近原则 去耦电容要尽量靠近IC电源管脚电源滤波要尽量靠近电源输入或输出局部功能模块的滤波要靠近模块的入口对外接口的滤波要尽量靠近接插件 进行PCB设计时应遵循的规则 器件布局分区 分层规则 为了避免不同工作频率的模块之间的相互干扰 同时尽量缩短高频部分的布线长度 通常将高频的部分布设在接口部分以减少布线长度 这样的布局仍然要考虑到低频信号可能受到的干扰 还要考虑到高 低频部分地平面的分割问题 通常采用将二者的地分割 再在接口处单点相接 对混合电路 也有将模拟与数字电路分别布置在PCB板的两面 分别使用不同的层布线 中间用地平面隔开 进行PCB设计时应遵循的规则 电源与地线层的完整性规则 对于导通孔密集的区域 要注意避免孔在电源和地层的挖空区域相互连接 形成对平面层的分割 从而破坏平面层的完整性 并进而导致信号线在地层的回路面积增大 进行PCB设计时应遵循的规则 重叠电源与地线层规则 不同电源层在空间上要避免重叠 主要是为了减少不同电源之间的干扰 特别是一些电压相差很大的电源之间 电源平面的重叠问题一定要设法避免 难以避免的中间用地层隔离 进行PCB设计时应遵循的规则 3W规则 为了减少线间串扰 应保证线间距足够大 当线中心间距不小于3倍线宽时 则可保持70 的电场不相互干扰 称为3W规则如要达到98 的电场不互相干扰 可用10W的间距 进行PCB设计时应遵循的规则 20H规则 由于电源层与地层之间的电场是变化的 在板的边缘会向外辐射电磁干扰 称为边沿效应 解决办法是将电源层内缩 使得电场只在接地层的范围内传导 以一个H 电源与地之间的介质厚度 为单位 若内缩在20H则可以将70 的电场限制在接地层边沿内 内缩100H则可以将98 的电场限制在内 01 02 03 04 PUTYOURTEXTHEREPUTYOURTEXTHEREPUTYOURTEXTHEREPUTYOURTEXTHERE PUTYOURTEXTHEREPUTYOURTEXTHEREPUTYOURTEXTHEREPUTYOURTEXTHERE PUTYOURTEXTHEREPUTYOURTEXTHEREPUTYOURTEXTHEREPUTYOURTEXTHERE PUTYOURTEXTHEREPUTYOUR