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【转】pcb设计布线工程师谈_Detective_ALong_新浪博客

时间:2022-10-10 16:00:00 f7丝印二极管丝印6y1二极管drc3p48b411r继电器

一般pcb基本设计流程如下:前期准备->pcb结构设计->pcb布局->布线->布线优化和丝印->网络和drc检查和结构检查->制版。

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第一:前期准备。这包括准备元件库和
原理图。工欲善其事,必先利其器,要做好板子,不仅要设计好原理,还要画好。正在进行中pcb设计前,首先要做好准备原理图sch的元件库和pcb的元件库。可使用元件库peotel 自带库,但一般情况下很难找到合适的,最好根据所选设备的标准尺寸数据自行制作组件库。原则上先做pcb的元件库,再做sch的元件库。pcb部件库要求高,直接影响板的安装;sch只要注意管脚属性的定义和与pcb组件的对应关系就行了。ps:注意标准库中隐藏的管脚。之后就是原理图设计完成后,准备开始pcb设计了。6 U& f$ L$ S' F$ k$ V' ~

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4 v9 r t$ p5 { 第二:pcb结构设计。这一步是基于已确定的电路板尺寸和各种机械定位pcb 在设计环境下绘制pcb板面应按定位要求放置所需的插件、按钮/开关、螺孔、装配孔等。并充分考虑和确定布线区域和非布线区域(如螺孔周围的非布线区域)。
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第三:pcb布局。说白了,布局就是把装置放在板子上。这时,如果前面提到的准备工作都做好了,就可以了原理图生成网络表(design-> create netlist),之后在pcb将网络表导入图上(design->load nets)。我看到所有的设备都堆了起来,管脚之间有飞线提示连接。然后设备就可以布局了。一般布局按以下原则进行: 3 t& s5 [$ j8 C" T6 ^
. 一般分为数字电路区(即怕干扰,又产生干扰)、模拟电路区(怕干扰)、功率驱动区(干扰源);
. i0 A5 [9 g1 ^ ]7 J/ T# w . 完成相同功能的电路应尽可能靠近放置,并调整各部件,以确保连接最简单;同时,调整功能块之间的相对位置,使功能块之间的连接最简单;
7 q% \! N& d( O . 高质量元件应考虑安装位置和强度;加热元件应与温度敏感元件分开放置,必要时应考虑热对流措施; 2 K1 k# B# Y@$ a. {
. i/o驱动器件应尽可能靠近印刷板的边缘和引出插件;
, \7 \4 @( _( h: pq . 时钟产生器(如晶振或钟振)应尽可能靠近使用时钟的器件; ! w6 f, `W! U% p
. 在每个集成电路在输入脚和地面之间增加一个去耦电容(一般采用高频性能好的独石电容);当电路板空间密集时,也可以有几个集成电路周围加一个钽电容 ) y' d1 T8 R- {. K! N
. 继电器线圈处加放电二极管(1n4148即可);
3 d- n, X1 R5 e! e6 f . 布局要求均衡,密度有序,不能头重脚轻或头沉 : w% f0 g! l# }) S
—— 需要特别注意的是,在放置元器件时,必须考虑元器件的实际尺寸(面积和高度)以及元器件之间的相对位置,以确保电路板的电气性能和生产安装的可行性和便利性。同时,在保证上述原则能够体现的前提下,应适当修改装置的摆放,使其整洁美观,同一装置应摆放整齐,方向一致,不得分散 。 5 s4 c$ M. Q; s/ xJ: u
这一步与板的整体形象和下一步布线的难度有关,所以我们需要付出很大的努力来考虑。布局时,可以对不确定的地方进行初步布线,并充分考虑。
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第四:布线。布线是整个布线。pcb最重要的设计过程。这将直接影响pcb板的性能好坏pcb在设计过程中,布线一般有三个境界:一是布通,此时pcb最基本的设计要求。
线路都没布通,搞得到处是飞线,那将是一块不合格的板子,可以说还没入门。其次是电器性能的满足。这是衡量一块印刷电路板是否合格的标准。这是在布通之后,认真调整布线,使其能达到最佳的电器性能。接着是美观。假如你的布线布通了,也没有什么影响电器性能的地方,但是一眼看过去杂乱无章的,加上五彩缤纷、花花绿绿的,那就算你的电器性能怎么好,在别人眼里还是垃圾一块。这样给测试和维修带来极大的不便。布线要整齐划一,不能纵横交错毫无章法。这些都要在保证电器性能和满足其他个别要求的情况下实现,否则就是舍本逐末了。布线时主要按以下原则进行:

$ B1 }0 S" p1 e& e       ① .一般情况下,首先应对电源线和地线进行布线,以保证电路板的电气性能。在条件允许的范围内,尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最细宽度可达0.05~0.07mm,电源线一般为1.2~2.5mm。对数字电路的 pcb可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地则不能这样使用) $ ?" o+ L: n0 X7 W" V, ?( Q8 P4 k3 S
      ② . 预先对要求比较严格的线(如高频线)进行布线,输入端与输出端的边线应避免相邻平行,以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离,两相邻层的布线要互相垂直,平行容易产生寄生耦合。 7 u8 D; A# D' E: S( Z
      ③ 振荡器外壳接地,时钟线要尽量短,且不能引得到处都是。时钟振荡电路下面、特殊高速逻辑电路部分要加大地的面积,而不应该走其它信号线,以使周围电场趋近于零;
, b& d+ }; |4 F, m1 T1 ~# I  r       ④ . 尽可能采用45o的折线布线,不可使用90o折线,以减小高频信号的辐射;(要求高的线还要用双弧线) # L! g3 K. L3 R, i+ x
      ⑤ . 任何信号线都不要形成环路,如不可避免,环路应尽量小;信号线的过孔要尽量少;
. z( E3 S* q, T( A( P: A0 Q8 d& H. F       ⑥ . 关键的线尽量短而粗,并在两边加上保护地。 # C* I: g) g" B# b$ Q7 r, {1 M6 U2 q
      ⑦ . 通过扁平电缆传送敏感信号和噪声场带信号时,要用“地线-信号-地线”的方式引出。 ' j, C. `' v* \' V; d% \
      ⑧ . 关键信号应预留测试点,以方便生产和维修检测用 , o, j1 l7 d" G6 B6 s' t
      ⑨ 原理图布线完成后,应对布线进行优化;同时,经初步网络检查和drc检查无误后,对未布线区域进行地线填充,用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板,电源,地线各占用一层。 ' Y9 q9 e9 r. q0 a3 r
      ——pcb布线工艺要求
( B; L8 i/ M7 m0 I' H       ① . 线 & T2 N0 w9 ^0 Y1 n" q
一般情况下,信号线宽为0.3mm(12mil),电源线宽为0.77mm(30mil)或1.27mm(50mil);线与线之间和线与焊盘之间的距离大于等于0.33mm(13mil),实际应用中,条件允许时应考虑加大距离;
% ^9 P, D, t; w8 o) C& x 布线密度较高时,可考虑(但不建议)采用ic脚间走两根线,线的宽度为0.254mm(10mil),线间距不小于0.254mm(10mil)。特殊情况下,当器件管脚较密,宽度较窄时,可按适当减小线宽和线间距。 / {6 [  ~, P" r7 I) }$ e
      ②. 焊盘(pad)
- S  S; m* }5 d/ _) F 焊盘(pad)与过渡孔(via)的基本要求是:盘的直径比孔的直径要大于0.6mm;例如,通用插脚式电阻电容集成电路等,采用盘/孔尺寸 1.6mm/0.8mm(63mil/32mil),插座、插针和二极管1n4007等,采用1.8mm/1.0mm(71mil/39mil)。实际应用中,应根据实际元件的尺寸来定,有条件时,可适当加大焊盘尺寸; ) n5 ?. O( n6 v
pcb 板上设计的元件安装孔径应比元件管脚的实际尺寸大0.2~0.4mm左右。
$ ]3 Y4 r3 w3 d, Y- S0 O/ F5 `       ③. 过孔(via)
/ V! Z7 G2 j6 v 一般为1.27mm/0.7mm(50mil/28mil); 5 ]. Q$ @3 v8 N) C
当布线密度较高时,过孔尺寸可适当减小,但不宜过小,可考虑采用1.0mm/0.6mm(40mil/24mil)。 1 D8 N& T( E$ Z: j2 j
      ④. 焊盘、线、过孔的间距要求
: S. U0 B. {/ G  w" o  F$ [. K pad and via   : ≥ 0.3mm(12mil)
9 u5 Z& N$ R) i pad and pad   : ≥ 0.3mm(12mil) ' e1 f  O0 U9 W; `! \' n
pad and track   : ≥ 0.3mm(12mil) 8 a. U$ t5 E% @2 Y
track and track   : ≥ 0.3mm(12mil) - I- u' T' B+ v" w& E: G
密度较高时: # ?) D8 Z8 n1 r8 R2 b
pad and via   : ≥ 0.254mm(10mil)
" p  t& s4 K2 N6 N0 u pad and pad   : ≥ 0.254mm(10mil)
. c* u: q$ E  w* z% h( _ pad and track   : ≥  0.254mm(10mil) $ d; J5 s4 K/ j3 c) t
track and track   : ≥  0.254mm(10mil)
( s  D" v  _* E/ q- d% H# H1 |3 W, J       1 C4 k8 u# J) {3 K
   
第五:布线优化和丝印。“没有最好的,只有更好的”!不管你怎么挖空心思的去设计,等你画完之后,再去看一看,还是会觉得很多地方可以修改的。一般设计的经验是:优化布线的时间是初次布线的时间的两倍。感觉没什么地方需要修改之后,就可以铺铜了(place->polygon plane)。铺铜一般铺地线(注意模拟地和数字地的分离),多层板时还可能需要铺电源。时对于丝印,要注意不能被器件挡住或被过孔和焊盘去掉。同时,设计时正视元件面,底层的字应做镜像处理,以免混淆层面。
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第六:网络和drc检查和结构检查。首先,在确定
电路原理图设计无误的前提下,将所生成的pcb网络文件与原理图网络文件进行物理连接关系的网络检查(netcheck),并根据输出文件结果及时对设计进行修正,以保证布线连接关系的正确性;
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网络检查正确通过后,对pcb设计进行drc检查,并根据输出文件结果及时对设计进行修正,以保证pcb布线的电气性能。最后需进一步对pcb的机械安装结构进行检查和确认。 & c) F7 |4 d) b& X, z4 v3 Q

' a5 X3 n+ X' y/ D, ]: Y第七:制版。在此之前,最好还要有一个审核的过程。

% F8 l$ ^$ a. _5 Y pcb 设计是一个考心思的工作,谁的心思密,经验高,设计出来的板子就好。所以设计时要极其细心,充分考虑各方面的因数(比如说便于维修和检查这一项很多人就不去考虑),精益求精,就一定能设计出一个好板子。
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