PCB設(shè)計(jì)與技巧課件

PCB

設(shè)計(jì)與技巧報(bào)告內(nèi)容PCB

概述PCB

設(shè)計(jì)流程PCBLayout

設(shè)計(jì)PCBLayout

技巧EMC

知識(shí)附錄A、B第一部分

PCB

概述PCB

概述3、PCB的材料分類（剛性、撓性）A、酚醛紙質(zhì)層壓板B、環(huán)氧紙質(zhì)層壓板C、聚酯玻璃氈層壓板D、環(huán)氧玻璃布層壓板E、聚酯薄膜F、聚酰亞胺薄膜G、氟化乙丙烯薄膜

PCB

概述4、PCB基板材料A、FR－4B、聚酰亞氨C、聚四氟乙烯D、(G10)E、FR5(G11)PCB

概述5、組成PCB的物理特性A、導(dǎo)線（線寬、線距）B、過(guò)孔C、焊盤D、槽E、表面涂層PCB

概述7、PCB的基本制作工藝流程：A、下料 B、絲網(wǎng)漏印C、腐蝕 D、去除印料E、孔加工 F、印標(biāo)記G、涂助焊劑 H、成品第二部分

PCB設(shè)計(jì)流程PCB設(shè)計(jì)流程PCB

設(shè)計(jì)流程根據(jù)印制板結(jié)構(gòu)尺寸畫出邊框，參照原理圖，結(jié)合機(jī)構(gòu)進(jìn)行布局，檢查布局。參照原理圖進(jìn)行預(yù)布線，檢查布線是否符合電路模塊要求，修改布線，并符合相應(yīng)要求。PCB

設(shè)計(jì)流程PCB制作初步完成，“鋪銅”與“補(bǔ)銅”，進(jìn)行連線、連通性、間距、“孤島”、文字標(biāo)識(shí)檢查，并對(duì)其進(jìn)行修改，使其符合要求。檢查無(wú)誤后，生成底片，到此PCB板制作完成。第三部分

PCBLayout設(shè)計(jì)PCBLayout設(shè)計(jì)PCBLayout設(shè)計(jì)PCBLayout設(shè)計(jì)PCBLayout設(shè)計(jì)

二、網(wǎng)表輸入將生成的網(wǎng)表轉(zhuǎn)換到PCB設(shè)計(jì)中。三、規(guī)則設(shè)置進(jìn)行線寬、線距、層定義、過(guò)孔、全局參數(shù)的設(shè)置等。 PCBLayout設(shè)計(jì)PCB布局的一般規(guī)則：a、信號(hào)流暢，信號(hào)方向保持一致b、核心元件為中心c、在高頻電路中，要考慮元器件的分布參數(shù)d、特殊元器件的擺放位置；批量生產(chǎn)時(shí)，要考慮波峰焊及回流焊的錫流方向及加工工藝傳送邊。

PCBLayout設(shè)計(jì)

四、手工布局根據(jù)印制板結(jié)構(gòu)尺寸畫出邊框，參照原理圖，結(jié)合機(jī)構(gòu)進(jìn)行布局。并進(jìn)行檢查。PCBLayout設(shè)計(jì)二、PCB布局的順序： a、固定元件 b、有條件限制的元件 c、關(guān)鍵元件 d、面積比較大元件 e、零散元件PCBLayout設(shè)計(jì)

三、參照原理圖，結(jié)合機(jī)構(gòu)，進(jìn)行布局PCBLayout設(shè)計(jì)四、布局檢查：1、檢查元件在二維、三維空間上是否有沖突。2、元件布局是否疏密有序，排列整齊。3、元件是否便于更換，插件是否方便。4、熱敏元件與發(fā)熱元件是否有距離。5、信號(hào)流程是否流暢且互連最短。6、插頭、插座等機(jī)械設(shè)計(jì)是否矛盾。7、元件焊盤是否足夠大。PCBLayout設(shè)計(jì)一、走線規(guī)律：1、走線方式盡量走短線，特別是小信號(hào)。12mil。2、走線形狀同一層走線改變方向時(shí)，應(yīng)走斜線。3、電源線與地線的設(shè)計(jì)40－100mil，高頻線用地線屏蔽。4、多層板走線方向相互垂直，層間耦合面積最??；禁止平行走線。5、焊盤設(shè)計(jì)的控制

PCBLayout設(shè)計(jì)

二、布線首先，進(jìn)行預(yù)連線，看一下項(xiàng)目的可連通性怎樣，并根據(jù)原理圖及實(shí)際情況進(jìn)行器件調(diào)整，使其更加有利于走線。PCBLayout設(shè)計(jì)

三、檢查走線1、間距是否合理，是否滿足生產(chǎn)要求。2、電源線和地線的寬度是否合適，電源與地線之間是否緊耦合（低的波阻抗）。3、對(duì)于關(guān)鍵的信號(hào)線是否采取了最佳措施，輸入線及輸出線要明顯地分開(kāi)。4、模擬電路和數(shù)字電路部分，是否有各自獨(dú)立的地線。

PCBLayout設(shè)計(jì)5、后加在PCB中的圖形（如圖標(biāo)、注標(biāo)）是否會(huì)造成信號(hào)短路。6、對(duì)一些不理想的線形進(jìn)行修改。7、在PCB上是否加有工藝線？阻焊是否符合生產(chǎn)工藝的要求，阻焊尺寸是否合適，字符標(biāo)志是否壓在器件焊盤上，以免影響電裝質(zhì)量。8、多層板中的電源地層的外框邊緣是否縮小，如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路。

PCBLayout設(shè)計(jì)

六、項(xiàng)目檢查 PCB制作初步完成，“鋪銅”與“補(bǔ)銅”,連線、連通性、間距、“孤島”、文字標(biāo)識(shí)PCBLayout設(shè)計(jì)

對(duì)線路進(jìn)行檢查，進(jìn)行補(bǔ)銅處理，重新排列元件標(biāo)識(shí)；通過(guò)檢查窗口，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行間距、連通性檢查。PCBLayout設(shè)計(jì)

七、CAM輸出檢查無(wú)誤后，生成底片，并作CAM350檢查。PCBLayout設(shè)計(jì)

到此，PCB設(shè)計(jì)就完成了，最后CAM350檢查，無(wú)誤后，就可以送底片了。

項(xiàng)目完了，作存檔記錄。

第四部分

PCB設(shè)計(jì)技巧PCB設(shè)計(jì)技巧1、為確保正確實(shí)現(xiàn)電路，遵循的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：盡量采用地平面作為電流回路將模擬地平面和數(shù)字地平面分開(kāi)如果地平面被信號(hào)走線隔斷，為降低對(duì)地電流回路的干擾，應(yīng)使信號(hào)走線與地平面垂直；模擬電路盡量靠近電路板邊緣放置，數(shù)字電路盡量靠近電源連接端放置，這樣做可以降低由數(shù)字開(kāi)關(guān)引起的di/dt效應(yīng)。PCB設(shè)計(jì)技巧

分隔開(kāi)的地平面有時(shí)比連續(xù)的地平面有效PCB設(shè)計(jì)技巧2、無(wú)地平面時(shí)的電流回路設(shè)計(jì)

1、如果使用走線，應(yīng)將其盡量加粗 2、應(yīng)避免地環(huán)路

3、如果不能采用地平面，應(yīng)采用星形連接策略 4、數(shù)字電流不應(yīng)流經(jīng)模擬器件 5、高速電流不應(yīng)流經(jīng)低速器件PCB設(shè)計(jì)技巧如果不能采用地平面，可以采用“星形”布線策略來(lái)處理電流回路PCB設(shè)計(jì)技巧旁路或去耦電容電源入口，IC芯片電源輸入PCB設(shè)計(jì)技巧旁路或去耦電容電源入口，IC芯片電源輸入PCB設(shè)計(jì)技巧布局規(guī)劃模擬電路放置在線路的末端PCB設(shè)計(jì)技巧印制導(dǎo)線寬度與容許電流PCB設(shè)計(jì)技巧高頻數(shù)字電路pcb布線規(guī)則如下：1、高頻數(shù)字信號(hào)線要用短線。2、主要信號(hào)線集中在pcb板中心。3、時(shí)鐘發(fā)生電路應(yīng)在板的中心附近，時(shí)鐘扇出應(yīng)采用菊鏈?zhǔn)胶筒⒙?lián)布線。4、電源線應(yīng)遠(yuǎn)離高頻數(shù)字信號(hào)線，或用地線隔開(kāi)，電路布局必須減少電流回路，電源的分布必須是低感應(yīng)的（多路設(shè)計(jì))5、輸入與輸出之間的導(dǎo)線避免平行。PCB設(shè)計(jì)技巧布線的注意事項(xiàng)：1、專用地線、電源線寬度應(yīng)大于1mm。2、其走線應(yīng)成“井”字型排列，以便是分部電流平衡。3、盡可能的縮短高頻器件之間的連線，設(shè)法減少它們之間地分布參數(shù)和相互間的信號(hào)干擾。PCB設(shè)計(jì)技巧4、某些元器件或?qū)Ь€可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們的間距，避免放電引起意外短路。5、盡量加大電源線寬度，減少環(huán)路電阻，電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞方向一致，有助于增強(qiáng)抗干擾能力。6、當(dāng)頻率高于100k時(shí)，趨附效應(yīng)就十分嚴(yán)重了，高頻電阻增大

第五部分

EMC知識(shí)EMC知識(shí)電磁兼容（ElectromagneticCompatibility--EMC）

是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中正常工作且不對(duì)該環(huán)境中的任何事物構(gòu)成不能承受的電磁干擾的能力。兩個(gè)含義：1、“污染”，2、防御。EMC知識(shí)電磁噪聲耦合途徑EMC知識(shí)電磁噪聲傳播途徑示意圖EMC知識(shí)系統(tǒng)接地EMC知識(shí)接地按主要功能劃分：A、安全地 B、信號(hào)地C、機(jī)殼地 D、屏蔽地安全接地子系統(tǒng):A、防止設(shè)備漏電的安全接地B、防止雷擊的安全接地A、防止設(shè)備漏電的安全接地EMC知識(shí)B、防止雷擊的安全接地使用高建筑物避雷針技術(shù)防雷保護(hù)面積：9πh2H：避雷針離地面的高度EMC知識(shí)信號(hào)地系統(tǒng)的幾種形式：?jiǎn)吸c(diǎn)接地系統(tǒng)、多點(diǎn)地網(wǎng)或地平面接地系統(tǒng)、復(fù)合接地系統(tǒng)、浮地。單點(diǎn)信號(hào)地系統(tǒng)EMC知識(shí)多點(diǎn)地網(wǎng)和地平面信號(hào)系統(tǒng)多用于高頻（>10MHz)電路。EMC知識(shí)比較大型設(shè)備機(jī)殼接地示意圖集中控制組合裝置接地系統(tǒng)示意圖

在控制裝置與功率變換裝置中，專門設(shè)置了噪聲地線，一般為繼電器、接觸器、馬達(dá)專用，兩裝置之間的控制與反饋電路均采用屏蔽電纜連接，并與功率變換輸出電纜及電力電纜盡量遠(yuǎn)離，其屏蔽層屏蔽層正確接地，系統(tǒng)分布范圍通常以15m為限制為佳。大型分散組合系統(tǒng)的接地系統(tǒng)此接法基于地平面及地柵網(wǎng)具有優(yōu)良接地性能地優(yōu)點(diǎn)；計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控系統(tǒng)必須配置專用的計(jì)算機(jī)接地系統(tǒng)，禁止也與其他系統(tǒng)接地相連，并保持足夠遠(yuǎn)的距離；信號(hào)傳送必須經(jīng)過(guò)信號(hào)隔離與良好的屏蔽。計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控室的接地系統(tǒng)交流進(jìn)線部分用EMI濾波器，將電網(wǎng)與系統(tǒng)的瞬態(tài)及高頻噪聲加以有效地隔離；供電柜的電源變壓器采用雙屏蔽，將變壓器的原副邊繞組之間的漏電容減少到幾個(gè)pf左右，保證電網(wǎng)任何瞬態(tài)噪聲均不會(huì)進(jìn)入計(jì)算機(jī)主控電源；監(jiān)控室的IN/OUT信號(hào)線，均采用屏蔽電纜，屏蔽層正確接地。屏蔽屏蔽技術(shù)屏蔽電場(chǎng)的條件：完善的屏蔽及屏蔽體良好接地。磁場(chǎng)技術(shù)1、采用高磁導(dǎo)率材料地屏蔽體進(jìn)行磁屏蔽2、采用反向磁場(chǎng)抵消的辦法，實(shí)現(xiàn)磁屏蔽磁場(chǎng)技術(shù)A圖可以屏蔽高頻干擾源磁場(chǎng)，W》Wc時(shí)，Is約＝I1。B圖可以用來(lái)屏蔽低頻磁場(chǎng)。W<Wc時(shí)，Is<I1,隨著W的降低，越來(lái)越多的電流將從地阻抗分流，因而達(dá)不到目的。濾波電源EMI濾波器與電源濾波器電源EMI濾波器：IN端通常與噪聲源相連，OUT端與電網(wǎng)相連，主要目的是防止由電力電子裝置產(chǎn)生的傳導(dǎo)行噪聲進(jìn)入電網(wǎng)；電源濾波器：IN端與電網(wǎng)相連，OUT端與電子設(shè)備直接相連，主要目的是防止電網(wǎng)輸電線中的各種高頻及瞬態(tài)噪聲，通過(guò)傳導(dǎo)耦合進(jìn)入電子裝置，對(duì)其進(jìn)行干擾。EMI濾波器EMI的基本電路右：方框圖下：原理圖EMI濾波器的電路結(jié)構(gòu)

A:低的源和負(fù)載阻抗B:高的源和負(fù)載阻抗C:低的源阻抗和高的負(fù)載阻抗D:高的源阻抗和低的負(fù)載阻抗電源EMI濾波器允許的最大串聯(lián)電感：Lmax=△Umax/2πfmIm△Umax:允許電感器上的電壓降Lmax:允許串連電感的數(shù)值Fm:電網(wǎng)頻率Im:網(wǎng)測(cè)額定工作電流電源EMI濾波器允許的最大濾波電容：Cy=Ig/(Um*2πfm)Cy:最大濾波電容Ig:接地漏電流Um:電網(wǎng)電壓fm:電網(wǎng)頻率對(duì)于小功率電子設(shè)備：LmaxCmax＝100uHuF附A：原理圖規(guī)范

1、原理圖使用模塊化方式繪制，這樣利于讀原理圖，又利于模塊化布局。