PCB設(shè)計有什么技巧?PCB設(shè)計基礎(chǔ)知識

PCB設(shè)計基礎(chǔ)知識

  印制電路板的設(shè)計是以電路原理圖為根據(jù)，實現(xiàn)電路設(shè)計者所需要的功能。印刷電路板的設(shè)計主要指版圖設(shè)計，需要考慮外部接口、內(nèi)部的電磁保護、散熱等因素布局。我們常用的設(shè)計軟件有Altium Designer 、Cadence Allegro、PADS等等設(shè)計軟件。如果是初學者建議學習Altium Designer軟件。做為一名PCB設(shè)計工程師我們有必要熟練二個軟件。在高速設(shè)計中，可控阻抗板和線路阻抗的連續(xù)性是非常重要的問題。常見的阻抗單端50歐，差分100歐，如何保證信號完整性呢?我們常用的方式，信號線的相鄰層都有完整的GND平面，或者是電源平面。我們做用單片機做產(chǎn)品，一般情況下我們是沒必要做阻抗，它工作的頻率一般都是很低。

  1. 設(shè)置技巧

  設(shè)計在不同階段需要進行不同的設(shè)置，在布局階段可以采用大格點進行器件布局;對于IC、非定位接插件等大器件，可以選用50~100mil的格點精度進行布局，而對于電阻電容和電感等無源小器件，可采用25mil的格點進行布局。大格點的精度有利于器件的對齊和布局的美觀。在高速布線時，我們一般來用毫米mm為單位，我們大多采用米爾mil為單位。

  2. PCB布局規(guī)則

  1、在通常情況下，所有的元件盡量布置在電路板的同一面上，只有當頂層元件過密時，才能將一些高度有限并且發(fā)熱量小的器件，如貼片電阻、貼片電容、貼片芯片等放在底層。

  2、在保證電氣性能的前提下，元件應(yīng)放置在柵格上且相互平行或垂直排列，以求整齊、美觀;元件排列要緊湊，元件在整個版面上應(yīng)分布均勻、疏密一致。

  3、器件盡量離電路板邊緣一般不小于2MM，工藝為器件離5MM，當不足5mm時，我們應(yīng)該加工藝邊。當然也要考慮電路板所能承受的機械強度。

  3. 布局技巧

  在PCB的布局設(shè)計中要分析電路板的單元，依據(jù)起功能進行布局設(shè)計，對電路的全部元器件進行布局時，要符合以下原則：

  1、按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的方向。

  2、以每個功能單元的為主元器件為中心，圍繞它來進行布局。元器件應(yīng)均勻、整體、緊湊的排列在PCB上，盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。當接口固定時，我們應(yīng)由接口，再到接著以為主元器件布局。高速信號蕞短為原則。

  3、在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。低頻與高頻線電路要分開，數(shù)字與模擬電路要分開設(shè)計。

  4. 布局設(shè)計

  在PCB中，特殊的元器件是指高頻部分的關(guān)鍵元器件、電路中的為主元器件、易受干擾的元器件、帶高壓的元器件、發(fā)熱量大的元器件，以及一些異性元器 件，這些特殊元器件的位置需要仔細分析，做帶布局合乎電路功能的要求及生產(chǎn)的需求。不恰當?shù)姆胖盟麄兛赡墚a(chǎn)生電路兼容問題、信號完整性問題，從而導致 PCB設(shè)計的失敗。

  5. 放置順序

  1、放置與結(jié)構(gòu)有緊密配合的元器件，如電源插座、指示燈、開關(guān)、連接器等。

  2、放置特殊元器件，如大的元器件、重的元器件、發(fā)熱元器件、變壓器、IC等。

  3、放置小的元器件。

  6. 布局檢查

  1、電路板尺寸和CAD圖紙要求加工尺寸是否相符合。

  2、元器件的布局是否均衡、排列整齊、是否已經(jīng)全部布完。

  3、各個層面。如元器件、外框、連接器是否合理。

  4、常用到的元器件是否方便維修與安裝。如開關(guān)、插件板插入設(shè)備、須經(jīng)常更換的元器件等。

  5、熱敏元器件與發(fā)熱元器件距離是否合理。

  6、散熱性是否良好。

  7、線路的干擾問題是否需要考慮。

  7. 布線原則

  1、避免在PCB邊緣安排重要的信號線，如時鐘和復位信號等。

  2、機殼地線與信號線間隔至少為2毫米

  3、高速信號盡量小打過孔，信號保證完整性。

  4、數(shù)、模信號是否分開。高頻與低頻信號是否分開。

  5、大面積敷銅設(shè)計時敷銅上應(yīng)有開窗口，加散熱孔，并將開窗口設(shè)計成網(wǎng)狀。

  6、振晶，變壓器下面是否走線。這些入門基礎(chǔ)知識只有我們勤勞練習才能日日進步。

  8. 絲印擺放

  1、絲印位號不上阻焊，放置絲印生產(chǎn)之后缺失。

  2、絲印位號清晰，推薦字寬/字高尺寸為4/25mil、5/30mil、6/45mil。

  3、保持方向統(tǒng)一性，一般一塊PCB上不要超過兩個方向擺放，推薦字母在左或在下

  9. 網(wǎng)絡(luò)DRC檢查及結(jié)構(gòu)檢查

  質(zhì)量控制是PCB設(shè)計流程的重要組成部分，一般的質(zhì)量控制手段包括：設(shè)計自檢、設(shè)計互檢、專家評審會議、專項檢查等。

  原理圖和結(jié)構(gòu)要素圖是蕞基本的設(shè)計要求，網(wǎng)絡(luò)DRC檢查和結(jié)構(gòu)檢查就是分別確認PCB設(shè)計滿足原理圖網(wǎng)表和結(jié)構(gòu)要素圖兩項輸入條件。

  10. 規(guī)則裝配

  在設(shè)計中，從PCB板的裝配角度來看，要考慮以下參數(shù)：

  1、孔的直徑要根據(jù)蕞大材料條件( MMC) 和蕞小材料條件(LMC) 的情況來決定。一個無支撐元器件的孔的直徑應(yīng)當這樣選取，即從孔的MMC 中減去引腳的MMC ，所得的差值在0.15 -0. 5mm 之間。而且對于帶狀引腳，引腳的標稱對角線和無支撐孔的內(nèi)徑差將不超過0.5mm ，并且不少于0.15mm。

  2、合理放置較小元器件，以使其不會被較大的元器件遮蓋。

  3、阻焊的厚度應(yīng)不大于0.05mm。

  4、絲網(wǎng)印制標識不能和任何焊盤相交。

  5、電路板的上半部應(yīng)該與下半部一樣，以達到結(jié)構(gòu)對稱。因為不對稱的電路板可能會變彎曲。

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