PCB设计的基础知识课件

——《电子线路CAD》PCB设计的基础知识PCB的基本常识

1PCB设计的基本原则

2PCB编辑器的启动

3PCB编辑器及参数

41PCB的基本常识1.1印制电路板的结构可以分为：单面板（SignalLayerPCB）双面板（DoubleLayerPCB）和多层板（MultiLayerPCB）1PCB的基本常识

不同的元件有相同的封装，同一个元件也可以有不同的封装。所以在取用焊接元件时，不仅要知道元件的名称，还要知道元件的封装。（1）元件封装的分类针脚式元件封装表贴式（SMT）封装1.2PCB元件封装1PCB的基本常识（2）元件封装的名称元件封装的名称原则为：元件类型+焊盘距离（焊盘数）+元件外形尺寸1PCB的基本常识（1）电容类封装有极性电容类（RB5-10.5～RB7.6-15）非极性电容类（RAD-0.1～RAD-0.4）1.3常用元件的封装1PCB的基本常识（2）电阻类封装电阻类（AXIAL-0.3～AXIAL-1.0）可变电阻类（VR1～VR5）1PCB的基本常识（2）晶体管类封装晶体三极管（BCY-W3）1PCB的基本常识（4）二极管类封装二极管类（DIODE-0.5～DIODE-0.7）1PCB的基本常识（5）集成电路封装集成电路DIP-xxx封装、SIL-xxx封装1PCB的基本常识（6）电位器封装可变电阻类（VR1～VR5）1PCB的基本常识（1）铜膜导线与飞线

铜膜导线是敷铜板经过加工后在PCB上的铜膜走线，又简称为导线，用于连接各个焊点。

飞线只是形式上表示出网络之间的连接，没有实际的电气连接意义。1.4PCB的其他术语1PCB的基本常识（2）焊盘和导孔焊盘是用焊锡连接元件引脚和导线的PCB图件可分为3种：1PCB的基本常识

导孔，也称为过孔。是连接不同板层间的导线的PCB图件可分为3种：从顶层到底层的穿透式导孔从顶层通到内层或从内层通到底层的盲导孔内层间的屏蔽导孔1PCB的基本常识（3）网络、中间层和内层

网络和导线是有所不同的，网络上还包含焊点，因此在提到网络时不仅指导线而且还包括和导线连接的焊盘、导孔。

中间层是指用于布线的中间板层，该层中布的是导线

内层是指电源层或地线层，该层一般不布线，它是由整片铜膜构成的电源线或地线1PCB的基本常识（4）安全距离

为了避免导线、导孔、焊盘之间相互干扰，必须在它们之间留出一定的间隙，即安全距离。（5）物理边界与电气边界电路板的形状边界称为物理边界，在制板时用机械层来规范。

用来限定布线和放置元件的范围称为电气边界，它是通过在禁止布线层绘制边界来实现的。2PCB设计的基本原则2.1PCB设计的一般原则首先，要考虑PCB尺寸大小再确定特殊组件的位置最后对电路的全部零件进行布局1）按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。2）以每个功能电路的核心组件为中心，围绕它来进行布局。（1）布局2PCB设计的基本原则3）在高频信号下工作的电路，要考虑零件之间的分布参数。4）位于电路板边缘的零件，离电路板边缘一般不小于2mm。5）时钟发生器、晶振和CPU的时钟输入端应尽量相互靠近且远离其他低频器件6）电流值变化大的电路尽量远离逻辑电路。7）印制板在机箱中的位置和方向，应保证散热量大的器件处在正上方。2PCB设计的基本原则（2）特殊组件1）尽可能缩短高频器件之间的连线，减少它们的电磁噪声。2）应加大电位差较高的某些器件之间或导线之间的距离，以免意外短路。3）质量超过15g的器件，应当用支架加以固定，然后焊接。4）对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调组件的布局应考虑整机的结构要求。5）应留出印制电路板定位孔及固定支架所占用的位置。2PCB设计的基本原则（3）布线1）输入/输出端用的导线应尽量避免相邻平行2）印制电路板导线间的最小宽度主要是由导线与绝缘基板间的黏附强度和流过它们的电流值决定的。3）功率线、交流线尽量布置在和信号线不同的板上，否则应和信号线分开走线。2PCB设计的基本原则（4）焊点

焊点中心孔要比器件引线直径稍大一些，焊点太大易形成虚焊。（5）电源线尽量加粗电源线宽度2PCB设计的基本原则（6）地线1）正确选择单点接地与多点接地。2）将数字电路电源与模拟电路电源分开。3）尽量加粗接地线。4）将接地线构成死循环路。2PCB设计的基本原则（7）去耦电容配置1）电源输入端跨接一个10～100μF的电解电容器。2）每个集成芯片的VCC和GND之间跨接一个0.01～0.1μF的陶瓷电容。3）对抗噪声能力弱、关断电流变化大的器件及ROM、RAM，应在VCC和GND间接去耦电容。4）在单片机复位端“RESET”上配以0.01μF的去耦电容。5）去耦电容的引线不能太长。6）开关、继电器、按钮等产生火花放电，必须采用RC电路来吸收放电电流。2PCB设计的基本原则（8）电路板的尺寸

印制电路板大小要适中，过大时印制线条长，阻抗增加，不仅抗噪声能力下降，成本也高；过小，则散热不好，同时易受临近线路干扰。（9）热设计

从有利于散热的角度出发，印制电路板最好是直立安装，板与板之间的距离一般不应小于2cm，而且组件在印制板上的排列方式应遵循一定的规则2PCB设计的基本原则（9）热设计

对于采用自由对流空气冷却的设备，最好是将集成电路（或其他组件）按纵长方式排列。

对于采用强制空气冷却的设备，最好是将集成电路（或其他组件）按横长方式排列。2PCB设计的基本原则（1）抑制干扰源

常用措施如下：1）继电器线圈增加续流二极管。2）在继电器接点两端并接火花抑制电路。3）给电机加滤波电路。4）布线时避免90°折线。5）晶闸管两端并接RC抑制电路。1.2.2PCB的抗干扰设计原则2PCB设计的基本原则（2）切断干扰传播路径

常用措施如下：1）充分考虑电源对单片机的影响。2）如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件，在I/O口与噪声源之间应加隔离。3）注意晶振布线。4）电路板合理分区，如强、弱信号，数字、模拟信号，尽可能把干扰源与敏感器件远离。2PCB设计的基本原则PCB可测性设计包括两个方面的内容：结构的标准化设计和应用新的测试技术。（1）结构的标准化设计1）进行模块划分。可按以下方法进行划分：①根据功能划分（功能划分）；②根据电路划分（物理划分）；③根据逻辑系列划分；④按电源电压的分隔划分。2）测试点和控制点的选取。3）尽可能减少外部电路和反馈电路。2.3PCB可测性设计2PCB设计的基本原则（2）应用新的测试技术

常用的可测性设计技术有扫描通道、电平敏感扫描设计、边界扫描等。3PCB编辑器的启动（1）在AltiumDesigner中，执行【File】/【New】/【PCB】命令，启动PCB编辑器。3PCB编辑器的启动（2）PCB文件的保存与文件名的更改。执行菜单命令【File】/【SaveAs】。

4PCB编辑器及参数PCB编辑器参数设置主要设定编辑操作的意义、显示颜色、显示精度等项目。执行菜单命令【Tools】/【Preferences】。

4PCB编辑器及参数4.1常规参数设置常规参数设置主要用于PCB设计中的各类操作模式的选取。在系统参数对话框中点击“General”。

4PCB编辑器及参数1）“OnlineDRC”——在线检查2）“SnapToCenter”——捕获到中心3）“ClickClearsSelection”——单击清除选择4）“DoubleClickRunsInspector”——启动检查面板5）“RemoveDuplicates”——删除标号重复的图件6）“ConfirmGlobalEdit”——修改提示信息7）“ProtectLockedObject”——修改警告信息

（1）编辑选项（EditingOpions）4PCB编辑器及参数（2）自动位移功能（AutopanOptions）1）“style”——移动方式：屏幕自动移动方式2）“StepSize”——移动步长3）“ShiftStep”——快速移动步长（3）多边形敷铜（4）其它选项——（Other）4PCB编辑器及参数4.2显示参数设置在系统参数对话框中点击“Disply”（1）高亮选项（HighlightingOptions）主要用于设置PCB区中以高亮显示内容。（2）显示选项（ShowOptions）1）“重绘层”选项用于设置是否在每次切换板层时自动重回板层内容；2）“使用字母混合”用于是否显示重叠图件。（3）显示精度（DraftThresholds）4PCB编辑器及参数4.3交互式布线参数设置在系统参数对话框中点击“InteractiveRouting”。

4PCB编辑器及参数4.4默认参数设置

在系统参数对话框中点击“Default”（1）默认设置主要设置电气符号放置到PCB图编辑区时的初始状态，用户可以将目前使用最多的值设置为默认值。（2）系统的默认属性设置的结果存放在安装路径下的\system\ADVPCB.DFT文件中。（3）用户在修改完某（些）项属性之后，可以自己指定路径，单击按钮将这些设置存放到*.DFT文件中。

4PCB编辑器及参数（4）单击按钮，则恢复系统默认值。（5）对某一种电气符号的属性进行修定，可以先用鼠标在列表框中选择该项电气符号，然后单击按钮，则可弹出该电气符号的设置属性对话框，这样就可以修改其设置了。（6）要恢复某一种电气符号以前的默认值，也是先用鼠标在列表框中选择该项电气符号，单击按钮即可完成。4PCB编辑器及参数4.5工作层颜色参数设置在系统参数对话框中点击“LayersColors”

4PCB编辑器及参数

（1）

工作层面的类型1）一般工作层面2）信号层3）内垫层4）机械层5）其他工作层面6）颜色层4PCB编辑器及参数（2）工作层设置执行菜单命令【Design】/【BoardLayers&Colors】，弹出PCB编辑窗口配置对话框1）机械层的层数设置

2）防护层、丝印层、其他层和颜色体系栏中的某些层3）各层显示颜色的设置4PCB编辑器及参数显示颜色设置对话框4PCB编辑器及参数4.6板层及板层设置（1）板层堆栈管理器1）执行菜单命令【Design】/【LayerStackManager】,弹出的板层堆栈管理器设置对话框。4PCB编辑器及参数2）将鼠标移动到板层堆栈管理器的右上角,用鼠标单击下拉按钮,弹出一个板层堆栈管理器工作模式菜单4PCB编辑器及参数3）板层堆栈管理器为用户提供阻抗计算帮助，点击键，弹出阻抗公式编辑器对话框4PCB编辑器及参数4）若采用编辑方式，在图中点击键，弹出查询助手对话框。4PCB编辑器及参数（2）板层设置1)执行菜单命