PCB设计基础知识培训教材
PCB基础知识学习-经典ppt课件
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▪ 绘出PCB的电路原理图
▪ 概图中要表示出各元器件间的相互连接细节。 所有系统中的PCB都必须要描出来，现今大多采 用CAD(计算机辅助设计，Computer Aided Design)的方式。
▪ 下面就是使用CircuitMakerTM设计的范例。
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PCB的电路概图
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▪ 电路模拟
一面上，这种技术称为“插入式(Through Hole Technology，THT)”安装。
▪ 这种安装方式，元器件需要占用大量的空间， 并且要为每只接脚钻一个洞，它们的接脚也要占 掉两面的空间，而且焊点也比较大。
▪
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▪ 但另一方面，THT元器件和SMT(表面安装技 术)元器件比起来，与PCB连接的构造比较好，像 是排线的插座，需要能耐压力，所以通常它们都 是THT封装。
THT元器件(焊接在底部)
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2. 表面安装技术(SMT )
▪ 使用表面安装技术(SMT : Surface Mounted Technology)的元器件，接脚是焊在与元器件同 一面。
▪ 这种安装技术避免了像THT那样需要用为每个 接脚的焊接都要PCB上钻洞的麻烦。另一方面， 表面安装的元器件，还可以在PCB的两面上同时 安装，这也大大提高了PCB面积的利用率。
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▪ 换言之，EMC规定的目的就是要将电磁辐射 控制在一定范围内。不过，从理论上讲，这是一 项很难解决的问题，现实应用中大多会通过使用 电源和地线层，或是将PCB放进金属盒子当中以 解决这些问题。电源和地线层可以防止讯号层受 干扰，金属盒的效用也差不多，能够起到一定的 屏蔽作用。
▪
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PCB设计培训课件
PCB文件输出
输出PCB板的Gerber文件、IPC文件等相关文件。
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pcb设计培训课件
xx年xx月xx日
目录
• pcb设计概述 • pcb设计软件及工具 • pcb设计规范及标准 • pcb布线设计技巧 • pcb电磁兼容性设计 • pcb设计实践与案例分析
01
pcb设计概述
pcb基本概念及作用
PCB（Printed Circuit Board）是一种用于将电子元器件连 接在一起的基板，通常由绝缘材料制成。
pcb电磁兼容性概述
PCB电磁兼容性定义
PCB电磁兼容性是指PCB在一定环境中，既能正常运行，又能抵抗各种电磁干扰，从而保证电路正常工作的能力。
PCB电磁兼容性的重要性
随着电子设备的广泛应用，PCB作为电子设备的基板，其电磁兼容性对设备的性能和安全性具有重要影响。
PCB电磁兼容性的基本要素
PCB电磁兼容性的基本要素包括：电磁骚扰、电磁敏感度和电磁干扰。
pcb电磁兼容性设计的基本原则和技巧
• PCB电磁兼容性设计的基本原则：主要包括：抑制骚扰源、切断传播途径和增强设备抗干扰能力。 • PCB电磁兼容性设计技巧：主要包括以下几点 • 合理布置电源和地线 • 优化元件布局和排列 • 适当增加滤波器等元件 • 利用屏蔽技术和隔离措施 • 设计合理的信号线
封装库、集成库，方便设计者调用和管理。
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PCB仿真软件
PCB仿真软件可以对设计的PCB板进行电路仿真，检查电路性能和正
确性，常用的如Multisim等。
03
PCB板测试工具
PCB板测试工具用于检测PCB板的实际性能和指标是否达标，如示波
器、万用表等。
pcb基础知识培训教材
pcb基础知识培训教材一、什么是PCB？PCB即印刷电路板（Printed Circuit Board）的缩写，是一种用于连接和支持电子组件的导电板。
二、PCB的优势1. 紧凑性：PCB可以将电子元件布局在小空间内，提高电路的紧凑性，节省空间。
2. 可靠性：通过专业设计和制造，PCB可以提供稳定可靠的电路连接，减少故障率。
3. 重复使用性：PCB可以进行批量生产，实现大规模制造，使得电子产品的复制和扩展更加方便。
4. 高频性能：PCB可以在高频率下保持良好的电路性能，适用于各种通信和射频应用。
5. 降低成本：相比传统的点对点布线，PCB可以降低成本，提高制造效率。
三、PCB设计流程1. 确定电路需求：根据电子产品的功能需求和电路特性，明确电路设计的目标和要求。
2. 原理图设计：使用电路设计软件，绘制出电路的原理图。
确保电路间的连接正确无误。
3. PCB布局设计：将电路元件按照一定规则布局在PCB板上，以确保信号的传输和电路的稳定性。
4. 连接布线：根据原理图和布局设计，进行电路的连线布线。
确保信号传输的可靠性和稳定性。
5. 贴片元件布置：将贴片元件精确地贴在PCB板上，保证元件与PCB的良好接触。
6. 生成Gerber文件：将PCB设计转化为Gerber文件，用于后续的PCB制造。
7. PCB制造：根据Gerber文件，进行PCB板的制造，包括镀金、刻蚀、焊接等工艺步骤。
8. 完成PCB组装：将元件和PCB板进行焊接和组装，形成最终的印刷电路板。
四、PCB常见问题和解决方法1. 短路问题：如果PCB上出现短路，可以通过重新布线或者更换元件位置来解决。
2. 热点问题：在高功率电路中，可能出现热点问题。
可以通过增加散热器、优化布局等方法进行解决。
3. 电磁干扰问题：电子产品中容易受到电磁干扰，可以通过优化接地设计、增加滤波电路等方式减少电磁干扰。
4. 焊接问题：焊接不良可能会导致接触不良或者短路等问题。
Expedition_PCB基础培训教材
Expedition PCB基础培训教程Copyright(c) Mentor Graphics Corporation 2010All rights reserved本文档记录的信息属于Mentor Graphics公司所有，未经Mentor Graphics公司书面许可，严禁以任何方式复制其中的任何章节或全文内容。
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目 录第一章 库的使用 (9)第二章 焊盘的创建 (13)第三章 创建Cell (20)第四章 创建Symbol (34)第五章 创建Part (46)第六章 创建Template (56)第七章 DxDesigner的使用 (61)第八章 PCB Editor的使用 (80)第九章 PCB设计设定 (98)第十章 创建Board Geometries (108)第十一章 布局 (117)第十二章 Layout 设定 (127)第十三章 布线 (143)第十四章 测试点 (156)第十五章 生成Plane (160)第十六章 设计检查 (170)第十七章 生成丝印 (177)第十八章 生成Gerber和Drill (185)第十九章 尺寸标注与文件编制设计 (193)关于本书本书是Expedition PCB Introduction的培训教程,书中介绍了熟练使用Mentor Graphics Expedition PCB工具进行印刷电路板的设计需要掌握的相关概念。
读者该培训课程,主要面向使用Mentor Graphics Expedition PCB工具来设计和编辑印刷电路板,并具有以下预备知识的设计师和工程师。
课程特点z本课程关注Expedition PCB在设计流程中的使用，而不是对Expedition PCB的所有功能进行详尽介绍；z阐述印刷电路板技术及其设计方法，也不是本课程的重点。
预备知识●用户应该掌握基本的PCB布局布线设计思想。
PCB基础知识培训( 45页)PPT课件
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中国线路板的发展 • 1960年代刚起步，前三十年发展缓慢。 • 1970年代末，年度总量仅有30万m2。 • 2003年中国大陆的生产量只在日本之后，
超过美国排世界第二位。 • 中国目前的线路板企业90%以上集中在
广东、江苏、浙江、上海等省份。
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线路板的基本概念
常用的单位换算： 1英尺（foot）=12英寸（inch） 1英寸（inch）=1000密尔（mil） 1英寸（inch）≈2.54厘米（cm） 1密尔（mil） ≈25.4微米（μm） 1盎司(OZ) ≈ 35微米(μm） 1/2盎司 (OZ) ≈ 18微米(μm） 1/3盎司 (OZ) ≈ 12微米(μm） 1平方英尺（ft2）=12inch*12inch=0.093m2
降低线路间特别是通孔之间的相互影响据出现了盲孔。 • 本工序包括将开窗和激光钻孔；共有前处理、贴膜、曝 光、显影、蚀刻、激光钻的岗。
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1. L-DR＆ CFM(减铜) 2.L-DR＆ CFM(贴膜)
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3.L-DR＆ CFM(曝光) 4.L-DR＆ CFM(显影)
• 钻孔工序是为PCB安装和层间连接，在印制版按客
户要求及生产需要钻出各种导通孔、安装孔、工具孔 、散热孔。 • 本工序包括将钻孔、空位分析及磨钻咀等相关辅助 性岗位。24 1.机械钻孔铝片 电木板
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激光钻房及盲孔开窗工序简介（LDR & CFM ）
• 随着PCB的发展，线路板的线路密度大幅度提高，为了
1.压板(棕化) 2.压板(树脂塞孔)
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3.压板(热熔) 4.压板(排版)
LAYER 1 LAYER 2 LAYER 3
PCB设计培训课件
案例三：低功耗设计案例
总结词
低功耗设计案例是一个针对便携式电子 设备的PCB设计案例，重点讲解了如何在 保证性能的前提下降低功耗、如何优化 电源设计和芯片选型等内容。
VS
详细描述
本案例首先介绍了低功耗设计的基本原理 ，包括电源转换效率、功耗分析和节能策 略等。然后，我们通过实际案例分析了如 何优化电源设计和芯片选型，以降低系统 功耗。同时，我们还介绍了低功耗设计中 的自动化工具和技术，如功耗仿真软件、 电源管理芯见问题及解决方法
信号完整性问题
通过优化PCB设计，如增加去耦电容、调整参考平面等措施，解 决信号完整性问题。
热设计问题
通过合理规划PCB布局和散热设计，解决热设计问题。
PCB板可靠性问题
选用高可靠性元器件和材料，避免长期使用过程中出现故障。
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pcb设计案例分析
案例一：高密度fpga板设计案例
，以避免热岛效应。
布局实践技巧
利用软件工具进行布局优化
可以借助专业的PCB设计软件进行布局优化，以实现更好的信号 完整性。
合理使用接插件
在布局时需要考虑接插件的放置位置和连接方式，以保证接插件的 性能和可维护性。
考虑可维修性和可维护性
在布局时需要考虑到设备的可维修性和可维护性，以便于设备的升 级和维护。
电路设计和布线过程。
信号完整性问题
在布线过程中，可能会出现信号完 整性问题，如信号抖动、反射等， 需要调整布线参数和布局。
EMC问题
在布线过程中，可能会出现电磁兼 容性问题，如电磁辐射、电磁干扰 等，需要采取相应的措施提高电路 板的电磁兼容性能。
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pcb设计优化
优化原则
减少信号传输延迟
增强信号完整性
PCB基础知识培训
PCB基础知识培训目录一、PCB简介 (2)1.1 什么是PCB (3)1.2 PCB的分类 (4)1.3 PCB的应用领域 (5)二、PCB的基本结构 (7)2.1 PCB的组成部分 (8)2.2 PCB的层数 (9)2.3 PCB的尺寸和厚度 (10)三、PCB设计基本原则 (11)3.1 设计流程 (12)3.2 布局规划 (14)3.3 布线设计 (16)3.4 规则检查与优化 (17)四、PCB材料及选择 (18)4.1 PCB常用材料 (19)4.2 材料的选择与应用 (20)五、PCB制造过程 (21)5.1 制造流程 (23)5.2 生产工艺 (24)5.3 质量控制 (25)六、PCB测试与检验 (26)6.1 功能测试 (28)6.2 表面检查 (29)6.3 其他测试方法 (30)七、PCB维修与保养 (31)7.1 维修方法 (33)7.2 常见故障及排除 (34)7.3 定期保养 (35)八、PCB发展趋势与新技术 (35)8.1 发展趋势 (37)8.2 新技术介绍 (38)一、PCB简介印制电路板（Printed Circuit Board，简称PCB）是电子设备中至关重要的组成部分。
它是一个承载电子元器件并连接这些元器件以实现特定功能的基板。
在电子设备中，PCB担当着桥梁的角色，负责为各种电子部件提供物理连接和电气连接。
PCB由几个主要部分组成，包括基板、电路、元件等。
基板是PCB 的核心部分，通常由绝缘材料制成，如玻璃纤维或环氧板等。
电路则是由铜箔或其他导电材料构成的线路，这些线路通过蚀刻或印刷的方式被刻在基板上。
元器件则通过焊接或者其他方式连接到这些线路之上，从而形成一个完整的电路系统。
PCB具有高密度、高精度和高可靠性等特点，能够实现复杂的电路设计和布局。
随着电子技术的飞速发展，PCB的设计和制造已经成为一项高度专业化的技术。
从手机、计算机到汽车和工业设备，几乎所有的电子产品都需要依赖PCB来实现各种功能。
PCB基础知识
盐而被溶解，而发生交联反
应部分油墨则不参与反应而
得以保存。
关键设备：显影机
关键物料：
A、碳酸钠（Na2CO3）
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PCB应知应会培训教材
4) 显影
.关键控制：
喷淋压力：
上喷1.6-2.3kg/cm2
下喷1.2-1.8kg/cm2
显影速度：3.5-4.0m/min
药水浓度：0.8-1.2%
随着整个科技水平，工业水平的提高，印制板行业 得到了
蓬勃发展。
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印制电路板分类
PCB分类
结构
硬度性能
双
多
面
面
层
板
板
板
硬
软
板
板
软
埋
盲
通
硬
孔
孔
孔
板
板
板
板
喷 镀 沉
碳 金 沉 沉
锡 金 金
油 手 锡 银
板 板 板 板 板 指 板 板
板
ENTEK
单
表面制作
孔的导通状态
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B. 以成品软硬区分
硬板 Rigid PCB
软板 Flexible PCB
软硬板 Rigid-Flex PCB
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PCB应知应会培训教材
C. 以结构分
a.单面板
b.双面板
c.多层板
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D.依表面制作分
Hot Air Levelling 喷锡
Gold finger board 金手指板
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➟手工调整 ➟存盘及打印输出
3.3 PCB自动布局和布线
——新建PCB文件（方法一）
挂接器件库
挂接器件库
3.3 PCB自动布局和布线
——新建PCB文件（方法二）
3.3 PCB自动放布置局有关和制信布作号及线层中－的参顶层数T设op和置底
装配信息，如层尺Bo寸t内to部m主电要源用和于接放地置层元
3. 导线宽度
导线宽度没有统一要求，其最小值应能承受通 过这条导线的最大电流值。
一般大于10mil，要求美观则应尽量一致；
地线和电源线应尽量宽一些， 一般可取20－50mil。
3.1.4 PCB设计常用标准
4. 导线间距
导线间距没有统一要求，应考虑电气安全和美观, 在IC的管脚之间一般只能设计一根导线；条件允许时，
IBM标准： 短卡,附可折断标签页
IBM标准： 长卡,附可折断标签页
3.3 PCB自动布局和布线－举例1
3. 选择2层板
镀孔双层板
不镀孔双层板
3.3 PCB自动布局和布线－举例1
4. 选择导孔的风格
只采用 穿透式导孔
只采用 隐藏式和半隐藏式
导孔
3.3 PCB自动布局和布线－举例1
5. 选择元件的主要封装方式
7. 通孔 Via Hole也称为“中继孔” 用于导线电气连接，不焊接。
8. 坐标网络 Grid也称为“格点”
两组等距平行正交而成的网格，用于元器件 在PCB上的定位，一般 要求元件的管脚必须位于 网格的交点上，导线不一定按网格定位。
3.1.4 PCB设计常用标准
1. 网络尺寸 分为英制Imperial和公制Metric两种
3.38.P装C入B自网络动表布De局sig和n Lo布ad线Ne－ts…举例1
然后将元件手动拖曳到合适的位置
9. 自动布局
运 行 设 置 结 果
10. 修改布线规则
布线结果
11. 调整电源线和地线的宽度
最终布线结果
12. 铺铜Place/Polygon Plane… OK
1. 工作层标设记置、孔洞信息件和布P线lan，e中1~间4 层
Mid1~14用于布线
若两两定定面两个义义两禁均个阻元P个止放都C两焊件B丝布置需个边层放印线元打防界置层层件开锡时区。，，膏打域用则层开，于
代表信号层， 所有全通过孔和 焊盘放在此层
钻孔说明和钻孔制图，
制板用时于提在供设钻计孔时信方息
公制最基本的Grid为2.5mm, 当需要更小时 可采用1.25mm,0.625mm
英制是国外IC的生产规范，DIP的管脚间距 为2.54mm(十分之一英寸即100mil)
3.1.4 PCB设计常用标准
2. 孔径和焊盘尺寸 实际制作中，最小孔径受工艺水平的
限制，目前一般选0.8mm以上
3.1.4 PCB设计常用标准
6. 集成运放: 原理图用名OP-07, 741, 常用封装为 DIP8
NE5534等
7. 电源稳压器：
78系列: 7805, 7806, 7809, 7812, 7815, 7818 79系列: 7905, 7906, 7909, 7912, 7915, 7918
两种封装形式:
8. 石英晶体： 原理图名称XTAL1… 封装名 XTAL1
2. 转弯时避免出现锐角；
121.. .12（同345元..（数...水先按一件有 地 除 整水字布平层设信面利 线 地 齐平地线o上的计号于 和 线 、o和r设垂地r的导垂加 电 和 均公流模直线计导线直双强 源 电 匀拟共向）设线要和）面导 线 源 、地通 布计方焊点板线尽线美分路 线要向接布和可外观：别求的尽面线焊能，。设：量导的要盘宽导置一导线求的；线；致线：附的(地；相着宽线互力度垂和； 和直线电；距源应线) 32. .3两.地保个线持层尽面良量上好宽导的；线导的线连形接状必须通过“通孔”
第3章 PCB设计基础
3.1 PCB的基本知识 3.2 常用元件封装介绍 3.3 PCB自动布局和布线
3.1 PCB的基本知识
3.1.1 PCB的种类 3.1.2 元件的封装形式 3.1.3 PCB设计常用术语 3.1.4 PCB设计的常用标准 3.1.5 PCB的布局设计 3.1.6 PCB的布线设计
应尽量安排在便于操作的位置。
3. 整洁、清晰，尽量减少PCB的面积。 导线尽可能短。因导线存在电阻、电容和电感。
3.1.5 PCB的布局设计
PCB走线的基本原则：
1）走线最好与元件放在不同的两个面 TOP/BOTTOM LAYER
2）走线的间距应尽可能大些，拐弯尽量少 3）电源和地线可以用填充按钮绘制大面积覆铜区
3.1.5 PCB的布局设计
布局时需要考虑的相关问题：
1. 合理选择PCB的层数 考虑器件多少、连线密度、成本、体积等因素
双 孔层将在几板 元满条使 件足 线布 面要 无线 和求 法的 焊时在灵 接尽焊活面量接性的采面大导用布为线单通提连层时高接板，，起，可由来当 采于，有 用金使跳少属导线数化线 的附着力增强，目前用的最多
导线间距应尽可能宽一些。 多条导线平行时，各导线之间的距离应均匀一致。
5. 焊盘形状
常用的焊盘形状有四种： 方形、圆形、长圆形和椭圆形， 最常用的是圆形焊盘。
3.1.5 PCB的布局设计
布局的基本原则：
1. 保证电路的电气性能 考虑分布电容，磁场耦合等因素。
2. 便于实际元件的安放、焊接及整机调试和检查 需要调测的有关元件和测试点，在布局时
3.3 PCB自动布局和布线－举例1
2. 选择模板
MY_8255.pcb
英制
公制
IBM标准： 生生成成I两B66M排22标pp金iinn准金和手：手3指6指pin
3.3 PCB自动布局和布线－举例1
2. 选择模板
3.3 PCB自动布局和布线－举例1
2. 选择模板
IBM标准： 长卡
IBM标准： 短卡
3.1.5 PCB的布局设计
2. 选尽择量单将元元电件路放的置位在置元件面； 单排元列电整路齐的、位均置匀应；按信号的传输关系来安排； 模管拟脚电要路顺与；数调字节电方路便尽；量远离； 大功功率率器与件小和功V率LS电IC路散尽热量；远离； 在PCB边缘板面空白处尽量布上地线；
3. 元件的排列
31..1导.6线的P长C度B良最的好短导布；线线的标设准：计
3. 丝印层 Overlay, Top Overlay 在印 PC制B上在放元置件元面件上库的中一的种元不件导时电，的其图管形脚；的有封时装
形状焊会接自面动上放也到可丝印印丝上印。层，如即果B在otPtoCBm的O两ve面rla放y置 元件主，要需用要于将绘两制个器丝件印外层形都轮打廓开和。符号元，件标序注号元必件须 标注的在安丝装印位层置，否(绝则缘可白能色引涂起料不)必要的电气连接。
以表面贴式元件 为主
元件安装在PCB 的两面？
以针脚式元件 为主
3.3 PCB自动布局和布线－举例1
6. 选择走线规则
最小走线宽度
最小导孔宽度 最小导孔 钻孔直径
走线安全距离
3.3 PCB自动布局和布线－举例1
7. PCB的物理边界完成
3.3 PCB自动布局和布线－举例1
单层板可以关掉一些层Design/Options…
1/4~1/2瓦特电阻
1瓦特电阻
0.9英寸
2.电容器: 原理图用名CAP(无极性) ELECRO1 (有极性), CAPVAR(可变电容)
管脚封装名：RAD 无极性陶瓷电容
扁平包装方式
0.4英寸 0.8英寸
管脚封装名：RB 有极性电解电容
圆筒包装方式
3. 电位器(三只引脚可变电阻器): 原理图用名：POT1… 管脚封装名：VR1～VR5
(2)单层、双层和多层印刷电路版
单层PCB上只有一面有铜模，只能在该面布线； 双层PCB的正反两面都可以进行布线和放置元件； 多层PCB除了正反两面之外，还有中间层(实际布线层)
和电源层及接地层。
单层和双层PCB比较常用，多层PCB用在VLSIC 的装配上，例如微机的主板。生成多层板时，先将 组成各个分层的单面板按设计要求生成出来，再将 各个分层的单面板压合在一起，然后打孔及孔金属 化，通过金属化孔将各层连接起来。
3.1.2 元件的封装形式
（1）分离式封装 （2）双列直插式封装 （3）针阵式封装 （4）表面贴装器件（SMD）
SMD：Surface Mount Device 表面贴装器件
3.1.3 PCB设计常用术语
1. 元件面 Component Side 大多数元件都安装在朝上的一面。
2. 焊接面 Solder Side 与元件面相对的那一面。
4. 二极管: 原理图用名 DIODE（普通管） DIODE SCHOTTKY（肖特基二极管） DIODE TUNNEL（隧道二极管） ZENER1～3（稳压二极管） 管脚封装名 DIODE 小功率
大功率
5. 三极管: 原理图用名BJT有NPN和PNP JFET N, JFET P, MOSFET N, MOSFET P 管脚封装名:TO-18至TO-220
一种封装形式:
9. 连接器： (例1)原理图名CON26,
封装名IDC26
9. 连接器： (例2)金手指：原理图名CONAT, 封装名ECN－IBMXT
3.3 PCB自动布局和布线
PCB布线流程：
规划电路板 ➟设置参数 设电置路参板数规包划括包：括：➟装入网络表及元件封装 元P采C件用B层的的数布连、置接物、器理板和尺层各寸和元；布➟件线的布等封置装元形件式； ➟自动布线
3.1.1 PCB的种类
(1)刚性与挠性印刷电路板
刚性印刷电路板 是指由不易变形的刚性基材制成 的PCB，在使用时处于平展状态，一般电子 设备中使用的都是刚性PCB。