印刷电路板设计
印刷电路板(PCB)设计规范20(03518)

印刷电路板(PCB)设计规范1范围本设计规范规定了印制电路板设计中的基本原则、技术要求。
本设计规范适用于电子科技有限公司的电子设备用印刷电路板的设计。
2引用文件下列文件中的条款通过在本规范中的引用成为本规范的条款。
凡是注日期引用的文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用本规范。
GB 4588.3~88中华人民共和国国家标准:《印刷电路板设计和使用》QJ 3103-99 中国航天工业总公司《印刷电路板设计规范》3定义本标准采用GB2036的术语定义4一般要求4.1印制板类型根据结构,印制板分为单面印制电路板、双面印制电路板、多层印制电路板,板材主要分为纸质板(FR-1),半玻璃纤维板(CEM-1),环氧树脂玻璃纤维板(FR-4)。
有防火要求的器具用的印制板应有阻燃性和符合相应的UL标准。
4.2印制板设计的基本原则在进行印制板设计时,应考虑本规范所述的基本原则。
4.2.1电气连接的准确性印制板上印制导线的连接关系应与电原理图导线连接关系相一致,电原理图设计应符合原理图设计规范,并尽量调用原理图库中的功能单元原理图,印制板和原理图上元件序号应一一对应;如因结构、电气性能或其它物理性能要求不宜在印制板上布设的导线,应在相应文件(如电原理图上)上做相应修改。
4.2.2可靠性印制板应符合其产品要求的相应EMC规范和安规要求,并留有余量,以减小日益严重的电磁环境的影响。
影响印制板可靠性的因素很多,印制板的结构、基材的选用、印制板的制造和装配工艺以及印制板的布线、导线宽度和间距等都会影响到印制板的可靠性。
设计时必须综合考虑以上的因素,按照规范的要求,并尽可能的保留余量,以提高可靠性。
4.2.3工艺性设计电路板时应考虑印制板的制造工艺和装配工艺要求,尽可能有利于制造、装配和维修,各具体要求请严格遵守QG/MK03.04-2003V的工艺规范。
4.2.4经济性印制板设计应充分考虑其设计方法、选择的基材、制造工艺等成本最低的原则,满足使用的安全性和可靠性要求的前提下,力求经济实用。
pcb设计流程及注意事项

pcb设计流程及注意事项PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是电子产品中的一部分,它是将电子元器件连接在一起的重要组成部分。
在设计PCB 时,需要遵循一定的流程并注意一些关键点。
1. 硬件需求分析:了解电路板的主要功能和应用场景,确定所需的电路板规格和性能要求。
2. 电路图设计:根据硬件需求分析,绘制电路原理图。
确保元器件的正确连接和合适的布局,避免信号冲突和干扰。
3. 元器件选型:根据电路图,选择合适的元器件。
考虑元器件的性能、尺寸、价格和供货情况等因素。
4. PCB 布局设计:根据电路图,在 PCB 上布置元器件的位置。
重要原则是尽量缩短信号线的长度,减少信号损耗和干扰。
5. PCB 绘制:使用 PCB 设计软件,根据布局设计绘制 PCB。
确保电路板布线合理、电流通畅,避免出现短路和开路现象。
6. 网络板连接:布局完成后,将每个元器件用导线连接起来,形成电路。
布线应遵循信号和电源线与地线的分离原则,减少干扰。
7. 电源设计:设计合适的电源电路,提供稳定的电源给电路板中的元器件。
避免电源噪声和浪涌,保证电路的正常工作。
8. 差分对布局:对于高速信号线,应使用差分对布局。
差分对布局能够减少信号的串扰和干扰,提高信号的传输质量。
9. 地线布局:设计合理的地线布局,减少地线回流干扰。
地线应尽量宽厚,减小地线电阻,降低信号的共模干扰。
10. 线宽和间距:根据电流、阻抗和信号速度等需求,确定线宽和间距。
合适的线宽和间距能够减小线路电阻和电容,提高信号传输能力。
11. 焊盘和引脚设计:为每个元器件设计合适的焊盘,以确保元器件的稳定焊接,并保证充分接触。
注意引脚的数量、间距和尺寸。
12. 引脚交叉和走线规划:在合适的位置设计引脚交叉和走线规划,避免引脚交叉和走线冲突,减少电路板的复杂性。
13. DRC 检查:在设计完成后,进行设计规则检查(Design Rule Check)。
检查是否有连线问题、信号冲突、孔径大小等错误。
第11章 印刷电路板的布线设计

21
11.规则设置向导 在PCB编辑器内,执行【设计】|【规则向导】命令,即可启动规则向导,如图所示。
【规则向导】命令 启动后的规则向导画面如图所示
22
例:利用【规则向导】建立Routing Topology规则
本例中,我们将以为GND网络新建一个Routing Topology规则为例,介绍 设计规则向导的功能及操作过程。
都是在【约束】区域内完成,如图所示。
3.导线宽度规则及优先级的设置
针对不同的目标对象,在规则中可以定义同类型的多重规则,系统将使用预定义等级 来决定将哪一规则具体应用到哪一对象上。在上述导线宽度规则定义中,设计者可以定 义一个适用于整个PCB板的导线宽度约束规则(即所有的导线都必须是这个宽度), 但由于希望接地网络的导线与一般的连接导线不同,需要尽量地粗一些,因此,设计者 还需要定义一个宽度约束规则,该规则将忽略前一个规则
③单击新建的Width导线宽度规则,打开设置标签页。
④选中Where The Object Matches选项区域中下拉列表的Custom Query选项,此时会激活
按钮
。单击此按钮,将启动Query Helper对话框。此时,在Query Helper区域中显示的内容为InNet(’GND’)。
⑤单击Query Helper中部按钮栏中的
【PCB规则及约束编辑器】对话窗
2
1.电气规则设置
打开【PCB规则及约束编辑器】对话框,在左边标签页中,单击Electrical Rules(电气规则)前面
的
图标按钮,可以看到需要设置的电气子规则有6项
( 1 ) Clearance ( 安 全 间 距 ) 子 规 则
印刷电路板设计

9
PCB概述(四)
5、组成PCB的物理特性 A、导线 Track(线宽、线距) B、过孔 Via C、焊盘 Pad(园、方、菱形) D、槽 E、表面涂层及覆铜
10
PCB概述(五)
6、PCB板按层数来分 A、单面板(单面走线、双面丝印) Signal Layer PCB B、双面板(双面走线、双面丝印) Double Layer PCB C、四层板(两层走线、电源、GND) D、六层板(四层走线、电源、GND) Multi Layer PCB E、雕刻板
14
PCB元件封装形式(二)
2、电容 RAD 0.1 100mil RAD RAD 0.3 300mil RAD RB .2/.4 200mil RB .3/.6 300mil RB .4/.8 400mil RB .5/1.0 500mil
0.2 200mil 0.4 400mil 400mil 600mil 800mil 1000mil
13
PCB元件封装形式(一)
1、电阻 AXIAL 0.3 AXIAL 0.5 AXIAL 0.7 AXIAL 0.9 AXIAL 1.0
300mil AXIAL 0.4 400mil 500mil AXIAL 0.6 600mil 700mil AXIAL 0.8 800mil 900mil 1000mil
36
PCB设计技巧(八)
布线的注意事项:
1、专用地线、电源线宽度应大于1mm。
2、其走线应成“井”字型排列,以便是分 部电流平衡。
3、尽可能的缩短高频器件之间的连线,设 法减少它们之间地分布参数和相互间的信号 干扰。
12
PCB概述(续六)
《PCB板设计》课件

电源线与地线布线
电源线设计
根据电路的功耗和电压需求,合理规 划电源线的宽度和布局,确保电源供 应的稳定性和可靠性。
地线设计
地线是PCB板的重要参考平面,应合 理规划地线的布局和连接方式,降低 电磁干扰和ห้องสมุดไป่ตู้号失真。
信号线布线
信号分类
根据信号的特性和重要性,将信号线 分为高速信号、低速信号和模拟信号 等,以便采取不同的布线策略。
要点一
总结词
防震设计是提高PCB板抗机械冲击能力的重要措施,对于 可能受到机械震动或冲击的应用场景尤为重要。
要点二
详细描述
通过在PCB板的关键元件和结构处增加防震垫、加强PCB 板的结构强度等措施,可以有效减小机械震动对PCB板的 影响。此外,还可以采用特殊的封装方式和材料来提高 PCB板的抗冲击能力。
电源和接地线宽
根据电流大小选择合适的 线宽,以满足电源和接地 的需求。
电源和接地层设置
多层PCB板应设置专门的 电源和接地层,以减小层 间干扰和节约空间。
信号线布局
信号线分类
信号线可分为高速信号线、低速信号线和模拟信号线等,应根据 不同类型的信号线采取不同的布局策略。
信号线走向
信号线应尽量减少弯曲和交叉,以减小信号损失和干扰。
THANKS
感谢观看
信号完整性考虑
在布线过程中,应考虑信号的反射、 串扰、时序等因素,采取措施减小这 些影响,保证信号的完整性。
差分信号布线
差分信号的特点
差分信号是传输速率高、抗干扰能力强的信号,通过在PCB 板上合理布线,可以减小电磁干扰和共模噪声的影响。
布线要点
在差分信号线的布线过程中,应保持线宽、间距等参数一致 ,避免交叉和锐角转弯,同时采用对称的布局方式,以提高 信号的传输质量。
印制电路板的设计与制作培训课件

4.元器件排列方式 不规那么排列:指元器件轴线方向不一致,在板上的排 列顺序无规那么。其优点是印制导线短而少,减小了印 制电路板间的分布参数,抑制了干扰。尤其是对于高频 电路有利。但看起来杂乱无章,不太美观。
规那么排列:是指元器件轴线方向排列一致,并与印 制电路板的四周垂直或平行。其优点是元器件排列标 准,板面美观整齐,安装、调试、维修方便。但导线 布设较为复杂,印制导线相应增多。
一、设计印制电路板的准备工作
1.印制电路板的设计前提 ➢确定设计方案,完成电路设计; ➢元器件的选择; ➢仿真验证; ➢电路方案试验; ➢对电路试验结果的分析及对电路设计的改进; ➢考虑整机的机械结构和安装使用。
2. 印制电路板的设计目标 ➢ 准确性:元器件和印制导线的连接关系必须符合印制
板的电气原理图。 ➢ 可靠性:印制电路板的可靠性是影响电子设备可靠性
5. 元器件焊盘的定位 ➢焊盘的中心(即引线孔的中心)距离印制板的边缘不 能太近,一般距离应在2.5mm以上,至少应该大于板 的厚度。 ➢焊盘的位置一般要求落在正交网格的交点上,如图415所示。在国际IEC标准中,正交网格的标准格距为 2.54mm(0.1in);国内的标准是2.5mm。
§4.3 印制电路板上的焊盘及导线
四、印制导线的抗干扰和屏蔽
1. 地线布置引起的干扰
原因:
I1
I2
如印制导线AB长为10cm
要尽可能防止异形孔,以便降低加工本钱。
2. 焊盘的外径
密度的单面电路板: Dmin=d+1mm
双面电路板: Dmin≥2d
D
3. 焊盘的形状
岛形焊盘:
适用于元器件密集、不规那 么排列的电子产品。由于焊盘 面积大,抗剥离强度增大,可 以降低覆铜板的档次。
印制电路板(PCB)的设计与制作

Rb1
Rc
C2
V C1
ebc
C3
Rb2 Re1
C2
元器件图形
印制板图
2. 印制电路板发展过程
印制电路板随着电子元器件的发展而发展, 由此可以分为下面几个发展阶段:
● 电子管分立器件
导线连接
● 半导体分立器件
单面印刷板
● 集成电路
双面印刷板
● 超大规模集成电路
多层印刷板
2. 印制电路板发展过程
电子管体积大、重量重、耗电高,使用 导线连接。
1. PCB的分类
按孔导通状态分:埋孔板,盲孔板,通孔板
盲孔 Blind Via 盲孔 Blind Via
埋孔 Buried Via
通孔 Drilled Through Via
1. PCB的分类
按成品软硬区分 :
▪ 硬板 Rigid PCB (刚性板) ▪ 软板 Flexible PCB (挠性板) 见左下图 ▪ 软硬板 Rigid-Flex PCB (刚挠结合板)见右下图
电解电容
电阻 接线端子
2. 印制电路板发展过程
相对于电子管,半导体器件体积小、重量 轻、耗电小、排列密集适用于单面印制板
电子管
三极管
电阻
电解电容
2. 印制电路板发展过程
焊接面(底层)
单面板
元件面(顶层)
2. 印制电路板发展过程
集成电路的出现使布线更加复杂,此时单面 板已经不能满足布线的要求,由此出现了双面 板——双面布线。
显示器 端口
内存插槽 硬盘端口
电源端口
PCI插座 软驱端口
电源开关、指示灯等端口
3. 确认元器件安装方式
① 表面贴装 ② 通孔插装
PCB设计

1、放置与结构有紧密配合的元器件,如电源插座、指示灯、开关、连接器等。 2、放置特殊元器件,如大的元器件、重的元器件、发热元器件、变压器、IC等。 3、放置小的元器件。
1、电路板尺寸和图纸要求加工尺寸是否相符合。 2、元器件的布局是否均衡、排列整齐、是否已经全部布完。 3、各个层面有无冲突。如元器件、外框、需要丝印的层面是否合理。 3、常用到的元器件是否方便使用。如开关、插件板插入设备、须经常更换的元器件等。 4、热敏元器件与发热元器件距离是否合理。 5、散热性是否良好。 6、线路的干扰问题是否需要考虑。
设计步骤
放置顺序
布局设计
布局检查
在PCB中,特殊的元器件是指高频部分的关键元器件、电路中的核心元器件、易受干扰的元器件、带高压的 元器件、发热量大的元器件,以及一些异性元器件,这些特殊元器件的位置需要仔细分析,做带布局合乎电路功 能的要求及生产的需求。不恰当的放置他们可能产生电路兼容问题、信号完整性问题,从而导致 PCB设计的失败。
Pad
焊盘是PCB设计中最常接触也是最重要的概念,但初学者却容易忽视它的选择和修正,在设计中千篇一律地 使用圆形焊盘。选择元件的焊盘类型要综合考虑该元件的形状、大小、布置形式、振动和受热情况、受力方向等 因素。Protel在封装库中给出了一系列不同大小和形状的焊盘,如圆、方、八角、圆方和定位用焊盘等,但有时 这还不够用,需要自己编辑。例如,对发热且受力较大、电流较大的焊盘,可自行设计成“泪滴状”,在大家熟 悉的彩电PCB的行输出变压器引脚焊盘的设计中,不少厂家正是采用的这种形式。一般而言,自行编辑焊盘时除 了以上所讲的以外,还要考虑以下原则:
特殊性
Protel封装库内有大量SMD封装,即表面焊装器件。这类器件除体积小巧之外的最大特点是单面分布元引脚 孔。因此,选用这类器件要定义好器件所在面,以免“丢失引脚(Missing Plns)”。另外,这类元件的有关文 字标注只能随元件所在面放置。
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PCB设计(三)
8、手动布线
9、自动布线:选取主菜单命令Auto Route
ALL 全部 All Route
10、DRC 设计规则检查 选取主菜单命令 Tools下
Design Rule Check
11、覆铜 覆铜就是将电路板中空白的地方铺满铜膜, 板的抗干扰能力。
目的是提高电路
选择主菜单项 Place\Polygon Plane 命令
PCB设计技巧(二)
PCB设计技巧(三)
2、无地平面时的电流回路设计 1)、 如果使用走线,应将其尽量加粗 2)、应避免地环路 3)、如果不能采用地平面,应采用星形连接策略 4)、数字电流不应流经模拟器件 5)、高速电流不应流经低速器件
PCB设计技巧(四) 如果不能采用地平面,可以采用“星形”布线策略来处理电流回路
94 120 128 136 144 160 196 (25mil)
PCB 设计流程
设计准备 网表输入 规则设置 手工布局 手工布线 项目检查 CAM输 出
PCB设计(一)
1、新建一个PCB设计文件(New File)
Байду номын сангаас
PCB Decument *.PCB
2、在禁止布线层(KeepoutLaycr)上,
40-100mil,高频线用地线屏蔽。 4、多层板走线方向相互垂直,层间耦合面积最小;禁止平行走线。 5、焊盘设计的控制
PCB设计(续三)
检查走线 1、间距是否合理,是否满足生产要求。 2、电源线和地线的宽度是否合适,电源与地线之间是否紧耦合(低的波阻抗)。 3、对于关键的信号线是否采取了最佳措施,输入线及输出线要明显地分开。 4、模拟电路和数字电路部分,是否有各自独立的地线。
PCB设计(续三)
检查走线
5、后加在PCB中的图形(如图标、注标)是否会造成信号短路。 6、对一些不理想的线形进行修改。 7、在PCB上是否加有工艺线?阻焊是否符合生产工艺的要求,阻焊尺寸是否合适,字符
标志是否压在器件焊盘上,以免影响电装质量。 8、多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小,如电源地层的铜箔露出板外容易造成短
称和序号隐藏。它还有一个加快布局速度的选项,即Quick Component Placement。 Statistical Placer:统计方式布局,它是以使得飞线的长度最短为标准。
PCB设计(续二)
PCB布局的一般规则:
a、信号流畅,信号方向保持一致
b、核心元件为中心
c、在高频电路中,要考虑元器件的
路。
PCB设计技巧(一)
1、为确保正确实现电路,遵循的设计准则: 尽量采用地平面作为电流回路 将模拟地平面和数字地平面分开 如果地平面被信号走线隔断,为降低对地电流回路的干扰,应使信号走线与地平面垂直; 模拟电路尽量靠近电路板边缘放置,数字电路尽量靠近电源连接端放置,这样做可以降低
由数字开关引起的di/dt效应。
PCB概述(续六)
7、Protel99 se Layers 标签页 选取Design Options 菜单命令进行设置
(Keepout Layer) 禁止布线层 16个信号层(Signal Layer) 电气布线层 Top(顶层) Bottom(底层) Mid1----Mid14(中间信号层)
PCB元件封装形式(三)
3、晶体管 DIODE0.4 400mil DIODE0.7 700mil TO92B 50mil TO126 TO220 100mil
4、可变电阻 VR1 VR2 VR3 VR4 VR5
PCB元件封装形式(四)
5、集成电路 DIP4、6、8、14、16、18、20、22、24、28、32、40、48、52、64(100mil) ILEAD4、6、8、14、16、18、20、22、24、28 SIP2、3、--- 9、10、12、16、20 (100mil) CFP14、16、20、24、48、56 (50mil) JEDECA28、44、52、68 (50mil) LCC16、18、18ECA、18ECB、20、20ECD、24、 28、32、44、52、68、84、100、124、156 LCCC68、84 (50mil)
PCB概述(六)
7、Protel99 se Laycrs 标签页 选取Design Options 菜单命令进行设置
16个信号层(Signal Layer)电气布线 4个内部层(Internal Layer)电源和接地线 4个机械层(Mechanical Layer)说明作用 2个钻孔导引层(Drill Layer)辅助钻孔 2个防焊层(Solder Mask Layer)防焊锡溢出 2个锡膏层(Paste Mask Layer)粘贴表贴零件 2个丝印层(Silkscreen Layer)印刷说明文字
分布
参数
d、特殊元器件的摆放位置;批量生产时,要考虑波峰焊及回流焊的锡流方向及加
工工艺传送边。
PCB布局的顺序: a、固定元件 b、有条件限制的元件 c、关键元件 d、面积比较大元件 e、零散元件
PCB设计(续二)
PCB设计(续二)
布局检查:
1、检查元件在二维、三维空间上是否有冲突。 2、元件布局是否疏密有序,排列整齐。 3、元件是否便于更换,插件是否方便。 4、热敏元件与发热元件是否有距离。 5、信号流程是否流畅且互连最短。 6、插头、插座等机械设计是否矛盾。 7、元件焊盘是否足够大。
谢谢
PCB概述(四)
5、组成PCB的物理特性 A、导线 Track(线宽、线距) B、过孔 Via C、焊盘 Pad(园、方、菱形) D、槽 E、表面涂层及覆铜
PCB概述(五)
6、PCB板按层数来分 A、单面板(单面走线、双面丝印) Signal Layer PCB B、双面板(双面走线、双面丝印) Double Layer PCB C、四层板(两层走线、电源、GND) D、六层板(四层走线、电源、GND) Multi Layer PCB E、雕刻板
PCB设计技巧(五) 旁路或去耦电容
电源入口,IC芯片电源输入
PCB设计技巧(六) 印制导线宽度与容许电流
PCB设计技巧(七)
➢高频数字电路pcb布线规则如下: 1、高频数字信号线要用短线。 2、主要信号线集中在pcb板中心。 3、时钟发生电路应在板的中心附近,时钟扇出应采用菊链式和并联布线。 4、电源线应远离高频数字信号线,或用地线隔开,电路布局必须减少电流回路,电源的分布 必须是低感应的(多路设计) 5、输入与输出之间的导线避免平行。
PCB元件封装形式(续四)
MO-00310、00314、00410、00414、00416 MO-01840、01924、01928、02036、02040 MO-02116、 02124、02136、02220、02242 MO-02336、02350 (50mil)
MPLCC84、100、132、164、196、44 (20mil)
用Track线绘制印刷电路板边框。
3、选取主菜单命令Design/Options,设置各活动层。
4、通过板层切换标签,将Top(顶层)设置为当前活动层。
5、选取主菜单命令Design/Netlist,调入网络表文件。(Execute)
PCB设计(二)
6、手动布局 7、自动布局:选取主菜单命令 Tools/Auto place Cluster P1acer;组群方式布局。它是以布局面积最小为标准。同时可以将零件名
12、泪滴 泪滴的主要作用是在钻孔时,避免在导线与焊点的接触点处出现应力集中 而使接触处断裂。
选择主菜单栏的菜单项 Tools\Tear Drop\Add 命令。
PCB设计(续三)
走线规律: 1、走线方式
尽量走短线,特别是小信号。12mil。 2、走线形状
同一层走线改变方向时,应走斜线。 3、电源线与地线的设计
印刷电路板设计
电路原理图(SCH)设计四个要素
元件 连线 结点 网络标号
电路原理图设计(一)
启动Protel99 SE
新建一个设计库文件(New Design) MyDesign.ddb
新建一个原理图设计文件 (New File)
Schematic Decument *.SCH
添加元件库 (Add/Remove)
PCB概述(二)
3、PCB的材料分类(刚性、挠性) A、酚醛纸质层压板 B、环氧纸质层压板 C、聚酯玻璃毡层压板 D、环氧玻璃布层压板 E、聚酯薄膜 F、聚酰亚胺薄膜 G、氟化乙丙烯薄膜
PCB概述(三)
4、PCB基板材料 A、 FR-4 B、聚酰亚氨 C、聚四氟乙烯 D、 (G10) E、FR5 (G11)
PFP14 18 20 28 (50mil)
PGA52×9、64×10、68×10、58×11、PGA84×10、84×11、84×12、84×13 PGA88×13、100×10、 114×13、120×13 PGA124×13、128×13、132×13、168.17 PGA170×18、208×17 (100mil)
电路原理图设计(四)
ERC 电气规则检查(*.ERC) 修改设计错误 Create Netlist 创建网络表(*.NET) Save 存盘
PCB概述(一)
1、PCB 中文-印刷电路板 英文-Printed Circuit Board
2、PCB板的质量由基材的选用、 组成电路各要素的物理特性决定的。
PCB设计技巧(八)
➢布线的注意事项: 1、专用地线、电源线宽度应大于1mm。 2、其走线应成“井”字型排列,以便是分部电流平衡。 3、尽可能的缩短高频器件之间的连线,设法减少它们之间地分布参数和相互间的信号干扰。
PCB设计技巧(九)
4、某些元器件或导线可能有较高的电位差,应加大它们的间距,避免放电引起意外短路。 5、尽量加大电源线宽度,减少环路电阻,电源线、地线的走向和数据传递方向一致,有助于增强 抗干扰能力。 6、当频率高于100k时,趋附效应就十分严重了,高频电阻增大