PCB設(shè)計_09PCB設(shè)計基礎(chǔ)

1、 本章將介紹PCB的結(jié)構(gòu)、與PCB設(shè)計相關(guān)的知識、PCB設(shè)計的原則、PCB編輯器的啟動方法及界面。9.1 PCB的基本常識9.2 PCB設(shè)計的基本原則9.3 PCB編輯器的啟動9.1.1 印制電路板的結(jié)構(gòu)可以分為：單面板（Signal Layer PCB）雙面板（Double Layer PCB）和多層板（Multi Layer PCB） 不同的元件有相同的封裝，同一個元件也可以有不同的封裝。所以在取用焊接元件時，不僅要知道元件的名稱，還要知道元件的封裝。1元件封裝的分類（1）針腳式元件封裝（2）表貼式（SMT）封裝 不同的元件有相同的封裝，同一個元件也可以有不同的封裝。所以在取用焊接元件時，

2、不僅要知道元件的名稱，還要知道元件的封裝。2元件封裝的名稱元件封裝的名稱原則為：元件類型+焊盤距離（焊盤數(shù)）+元件外形尺寸1電容類封裝有極性電容類（RB5-10.5RB7.6-15）非極性電容類（RAD-0.1RAD-0.4）2電阻類封裝電阻類（AXIAL-0.3AXIAL-1.0）可變電阻類（VR1VR5）3晶體管類封裝晶體三極管（BCY-W3）4二極管類封裝二極管類（DIODE-0.5DIODE-0.7）5集成電路封裝集成電路DIP-xxx封裝、SIL-xxx封裝6電位器封裝可變電阻類（VR1VR5）1銅膜導(dǎo)線與飛線銅膜導(dǎo)線是敷銅板經(jīng)過加工后在PCB上的銅膜走線，又簡稱為導(dǎo)線，用于連接各個

3、焊點飛線只是形式上表示出網(wǎng)絡(luò)之間的連接，沒有實際的電氣連接意義2焊盤和導(dǎo)孔焊盤是用焊錫連接元件引腳和導(dǎo)線的PCB圖件可分為3種：圓形（Round）方形（Rectangle）八角形（Octagonal）2焊盤和導(dǎo)孔導(dǎo)孔，也稱為過孔。是連接不同板層間的導(dǎo)線的PCB圖件可分為3種：從頂層到底層的穿透式導(dǎo)孔從頂層通到內(nèi)層或從內(nèi)層通到底層的盲導(dǎo)孔和內(nèi)層間的屏蔽導(dǎo)孔3網(wǎng)絡(luò)、中間層和內(nèi)層 網(wǎng)絡(luò)和導(dǎo)線是有所不同的，網(wǎng)絡(luò)上還包含焊點，因此在提到網(wǎng)絡(luò)時不僅指導(dǎo)線而且還包括和導(dǎo)線連接的焊盤、導(dǎo)孔中間層和內(nèi)層是兩個容易混淆的概念中間層是指用于布線的中間板層，該層中布的是導(dǎo)線內(nèi)層是指電源層或地線層，該層一般不布線，它是

4、由整片銅膜構(gòu)成的電源線或地線4安全距離為了避免導(dǎo)線、導(dǎo)孔、焊盤之間相互干擾，必須在它們之間留出一定的間隙，即安全距離5物理邊界與電氣邊界電路板的形狀邊界稱為物理邊界，在制板時用機械層來規(guī)范用來限定布線和放置元件的范圍稱為電氣邊界，它是通過在禁止布線層繪制邊界來實現(xiàn)的9.2.1 PCB設(shè)計的一般原則首先，要考慮PCB尺寸大小再確定特殊組件的位置最后對電路的全部零件進(jìn)行布局原則（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）以每個功能電路的核心組件為中心，圍繞它來進(jìn)行布局。9.2.1 PCB設(shè)計的一般原則原則（3）在高頻信號下工作的電路，要考

5、慮零件之間的分布參數(shù)。（4）位于電路板邊緣的零件，離電路板邊緣一般不小于2mm。（5）時鐘發(fā)生器、晶振和CPU的時鐘輸入端應(yīng)盡量相互靠近且遠(yuǎn)離其他低頻器件（6）電流值變化大的電路盡量遠(yuǎn)離邏輯電路。（7）印制板在機箱中的位置和方向，應(yīng)保證散熱量大的器件處在正上方。9.2.1 PCB設(shè)計的一般原則2. 特殊組件（1）盡可能縮短高頻器件之間的連線，減少它們的電磁噪聲。（2）應(yīng)加大電位差較高的某些器件之間或?qū)Ь€之間的距離，以免意外短路。（3）質(zhì)量超過15g的器件，應(yīng)當(dāng)用支架加以固定，然后焊接。（4）對于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動開關(guān)等可調(diào)組件的布局應(yīng)考慮整機的結(jié)構(gòu)要求。（5）應(yīng)留出印制電路

6、板定位孔及固定支架所占用的位置。9.2.1 PCB設(shè)計的一般原則3布線（1）輸入/輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行（2）印制電路板導(dǎo)線間的最小寬度主要是由導(dǎo)線與絕緣基板間的黏附強度和流過它們的電流值決定的。（3）功率線、交流線盡量布置在和信號線不同的板上，否則應(yīng)和信號線分開走線。9.2.1 PCB設(shè)計的一般原則4焊點焊點中心孔要比器件引線直徑稍大一些，焊點太大易形成虛焊5電源線盡量加粗電源線寬度9.2.1 PCB設(shè)計的一般原則6地線（1）正確選擇單點接地與多點接地。（2）將數(shù)字電路電源與模擬電路電源分開。（3）盡量加粗接地線。（4）將接地線構(gòu)成死循環(huán)路。9.2.1 PCB設(shè)計的一般原則7去耦電

7、容配置（1）電源輸入端跨接一個10100F的電解電容器（2）每個集成芯片的VCC和GND之間跨接一個0.010.1F的陶瓷電容（3）對抗噪聲能力弱、關(guān)斷電流變化大的器件及ROM、RAM，應(yīng)在VCC和GND間接去耦電容（4）在單片機復(fù)位端“RESET”上配以0.01F的去耦電容。（5）去耦電容的引線不能太長（6）開關(guān)、繼電器、按鈕等產(chǎn)生火花放電，必須采用RC電路來吸收放電電流9.2.1 PCB設(shè)計的一般原則8電路板的尺寸印制電路板大小要適中，過大時印制線條長，阻抗增加，不僅抗噪聲能力下降，成本也高；過小，則散熱不好，同時易受臨近線路干擾。9熱設(shè)計從有利于散熱的角度出發(fā)，印制電路板最好是直立安裝，

8、板與板之間的距離一般不應(yīng)小于2cm，而且組件在印制板上的排列方式應(yīng)遵循一定的規(guī)則9.2.1 PCB設(shè)計的一般原則9熱設(shè)計對于采用自由對流空氣冷卻的設(shè)備，最好是將集成電路（或其他組件）按縱長方式排列對于采用強制空氣冷卻的設(shè)備，最好是將集成電路（或其他組件）按橫長方式排列1抑制干擾源常用措施如下：（1）繼電器線圈增加續(xù)流二極管。（2）在繼電器接點兩端并接火花抑制電路。（3）給電機加濾波電路。（4）布線時避免90折線。（5）晶閘管兩端并接RC抑制電路。2切斷干擾傳播路徑常用措施如下：（1）充分考慮電源對單片機的影響。（2）如果單片機的I/O口用來控制電機等噪聲器件，在I/O口與噪聲源之間應(yīng)加隔離。（

9、3）注意晶振布線。（4）電路板合理分區(qū)，如強、弱信號，數(shù)字、模擬信號，盡可能把干擾源與敏感器件遠(yuǎn)離。PCB可測性設(shè)計包括兩個方面的內(nèi)容：1結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和應(yīng)用新的測試技術(shù)。（1）進(jìn)行模塊劃分?？砂匆韵路椒ㄟM(jìn)行劃分：根據(jù)功能劃分（功能劃分）；根據(jù)電路劃分（物理劃分）；根據(jù)邏輯系列劃分；按電源電壓的分隔劃分。（2）測試點和控制點的選取。（3）盡可能減少外部電路和反饋電路。PCB可測性設(shè)計包括兩個方面的內(nèi)容：2應(yīng)用新的測試技術(shù)結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和應(yīng)用新的測試技術(shù)。常用的可測性設(shè)計技術(shù)有掃描通道、電平敏感掃描設(shè)計、邊界掃描等。9.3.1 利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器Pick a task欄內(nèi)選擇【Printed Circuit Board Design】命令在設(shè)計界面中，單擊PCB Documents欄最下部的【PCB Board Wizard】命令新電路板生成向?qū)Ф攘繂挝辉O(shè)置PCB模板的選擇PCB模板的選擇PCB外形尺寸設(shè)定對話框PCB的結(jié)構(gòu)（層數(shù)）設(shè)置對話框?qū)Э讟邮皆O(shè)置對話框表貼式元件設(shè)置對話框?qū)Ь€和過孔屬性設(shè)置對話框PCB生成向?qū)гO(shè)置完成對話框執(zhí)行【File】/【New】/【