U盘电路的PCB板设计教案(PPT95页)
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PCB设计技巧ppt课件
11 1
2 CON3A_4 1 1
R13 100K
R18 100k
BAT3
BAT3 1 1 1 D5
BAT4+ 2 CON3A_3 1 1
BAT4 11
BAT4
R1
R17
1
100k
充电控制电路
BAT3 VDD_12V
R16 10K
3
CON2A_2P
R12 510 2
Q7
Q3
60ND02
1
2 3
1 2
25
第三章：PCB Layout 设计技巧
1、为确保正确实现电路，应遵循的设计准则：
❖ 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
五、PCB板的种类：
A、单面板（单面、双面丝印） B、双面板（单面、双面丝印） C、四层板（两层走线、电源、GND） D、六层板（四层走线、电源、GND） E、八层及以上多层板（n-2层走线、电源、GND） F、雕刻板
7
第一章： PCB 概述
六、多层PCB的基本制作工艺流程：
下料 内层钻孔 内层线路曝光 内层蚀刻
数字开关引起的di/dt效
应。
分隔开的地平面有时比连续的地平面有效
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第三章：PCB Layout 设计技巧
2、无地平面时的电流回路设计
❖ 如果使用走线，应将 其尽量加粗
❖ 应避免地环路 ❖ 如果不能采用地平面，
应采用星形连接策略 ❖ 数字电流不应流经模
PCB设计制作PPT课件
29
初学者设计时需掌握的基本原则是：
1. 板面允许的情况下，导线尽量粗一些。 2. 导线与导线之间的间距不要过近。 3. 导线与焊盘的间距不得过近。 4. 板面允许的情况下，焊盘尽量大一些。
30
（三）常见错误
① 可挽回性错误
多余连接——切断 丢失连线——导线连接
② 不可挽回性错误
IC引脚顺序错误 元件安装方向、外形尺寸、引脚方向错误。
34
送厂家加工印制板的工艺要求：
1. 板材厚度 板材的平整度 2. 印制板实际尺寸 3. 阻焊 4. 丝印 5. 镀铅锡 镀金 6. 通孔测试（针床测试、非针测试） 7. 厂家测试报告等
35
训练、大赛、科研需要手工制作印制板,请 到清华大学科教仪器厂电子实习基地, 使 用印制板快速制作系统设备。
转印机
高速视频台转
高速组合台转
36
特点:
快捷————30分钟，立等可取 廉价————0.01～0.05元/ cm2 优质————手工操作，专业水平 精密————线宽≥0.2mm
37
谢谢
38
16
3. 确认元器件安装方式
① 表面贴装 ② 通孔插装
17
4. 阅读分析原理图
① 线路中是否有高压、大电流、高频电路，
对于元器件之间、线与线之间通常耐压200V/mm； 印制板上的铜箔线载流量，一般可按1A/mm估算； 高频电路需注意电磁兼容性设计以避免产生干扰。
18
4. 阅读分析原理图
② 找出干扰源
热压铜箔(厚度35μm)
单面板
基板（材料、厚度有多种规格）
13
热压铜箔(厚度35μm) 双面板
基板（材料、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ度有多种规格）
初学者设计时需掌握的基本原则是：
1. 板面允许的情况下，导线尽量粗一些。 2. 导线与导线之间的间距不要过近。 3. 导线与焊盘的间距不得过近。 4. 板面允许的情况下，焊盘尽量大一些。
30
（三）常见错误
① 可挽回性错误
多余连接——切断 丢失连线——导线连接
② 不可挽回性错误
IC引脚顺序错误 元件安装方向、外形尺寸、引脚方向错误。
34
送厂家加工印制板的工艺要求：
1. 板材厚度 板材的平整度 2. 印制板实际尺寸 3. 阻焊 4. 丝印 5. 镀铅锡 镀金 6. 通孔测试（针床测试、非针测试） 7. 厂家测试报告等
35
训练、大赛、科研需要手工制作印制板,请 到清华大学科教仪器厂电子实习基地, 使 用印制板快速制作系统设备。
转印机
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高速组合台转
36
特点:
快捷————30分钟，立等可取 廉价————0.01～0.05元/ cm2 优质————手工操作，专业水平 精密————线宽≥0.2mm
37
谢谢
38
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3. 确认元器件安装方式
① 表面贴装 ② 通孔插装
17
4. 阅读分析原理图
① 线路中是否有高压、大电流、高频电路，
对于元器件之间、线与线之间通常耐压200V/mm； 印制板上的铜箔线载流量，一般可按1A/mm估算； 高频电路需注意电磁兼容性设计以避免产生干扰。
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4. 阅读分析原理图
② 找出干扰源
热压铜箔(厚度35μm)
单面板
基板（材料、厚度有多种规格）
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热压铜箔(厚度35μm) 双面板
基板（材料、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ度有多种规格）
U盘PCB板设计方案
U盘PCB板设计方案1. 引言U盘是一种常见的便携式存储设备，广泛应用于个人电脑及其他设备之间的数据传输。
为了满足不同用户的需求，设计一款高性能、可靠性和易用性的U盘至关重要。
本文档将介绍U盘PCB板的设计方案，包括硬件设计、PCB布局和连接方式等方面。
2. 硬件设计2.1 主控器U盘的主控器是整个设备的核心。
主控器通常通过USB接口与计算机或其他设备进行数据传输。
在选择主控器时，需要考虑其处理器性能、存储容量和数据传输速度等因素。
2.2 存储芯片U盘的存储芯片用于存储和读取数据。
常见的存储芯片包括闪存芯片和DRAM芯片。
选择存储芯片时，需要考虑容量、读写速度和稳定性等因素。
2.3 电源管理U盘的电源管理模块用于向主控器和存储芯片提供电源。
电源管理模块需要满足低功耗和稳定的电压输出要求，以确保设备的正常运行。
2.4 连接器U盘的连接器用于与计算机或其他设备进行物理连接。
常见的连接器类型包括USB-A、USB-C和Micro-USB等。
在选择连接器时，需要考虑设备的兼容性和易用性。
3. PCB布局在进行PCB布局时，需要考虑以下几个因素：3.1 尺寸和形状根据U盘的设计要求和功能，确定PCB板的尺寸和形状。
通常情况下，U盘的PCB板应该尽可能小巧轻便，以方便携带和使用。
3.2 信号和电源线路分离为了避免信号干扰和电源噪声，应该将信号线路和电源线路分离布局。
通过合理的布局方式，可以最大限度地降低信号串扰和电源噪声对设备性能的影响。
3.3 地线布局地线是保证信号完整性和设备稳定运行的重要因素。
在PCB布局时，应该合理安排地线的走向和布局，减少地线的长度和回路面积，以降低地线电阻和电磁干扰。
3.4 组件布局在PCB板上合理布置组件，以提高电路的可靠性和抗干扰能力。
应该根据信号链路和电路功能的关系，将相关的组件集中布局，以缩短信号路径和减少干扰。
4. 连接方式U盘的连接方式取决于其连接器类型和计算机的接口。
PCB线路板基础知识讲义PPT学习教案
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图1
单面板与双面板结构图
图2
四层板结构图
返回
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5.2 印刷电路板的专用名词
➢ 信号层（Signal Layers）:主要用于放置连接数字或模拟信号的铜膜走线。 ➢ 层电源/接地层（Internal Plane）:主要用于布置电源线及接地线。 ➢ 机械层（Mechanical Layers）：主要用于放置各种指示和说明文字，如电路
（2）某些元件或导线间有较高的电位差，应加大距离，以免放电。带高压的元 器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。
（3）易互相干扰的元器件不能靠得太近，输入输出元器件应尽可能远离，避免 反馈干扰。
（4）高频元器件为减小分布参数，一般就近安放（不规则排列），一般电路 （低频电路）应因规则排列，便于装焊。
板尺寸。 ➢ 阻焊层（Solder Mask）：Top/Bottom Solder Mask为顶/底层阻焊层， 主要用
于丝网漏印版，将不需要焊接的地方涂上阻焊剂。 ➢ 丝印层（Silksreen）:用于印刷标识元件的名称、参数和形状。有Top/Bottom
Overlay顶/底层丝印层 ➢ 穿透层(Multi Layer)：用于放置所有穿透式焊盘和过孔。 ➢ 禁止布线层(Keep Out)：用于设置布线范围和电路板尺寸。 ➢ 安全间距(Clearance)是铜线与铜线、铜线与焊盘、焊盘与焊盘、焊盘与过孔
第15页/共18页
1. 进入SCH编辑环境，输入原理图，并生成网络表文件。 2. 进入PCB编辑环境，设置好工作环境参数，规划电路板。 3. 添加所需的元件封装库，选择元件面，利用前面生成的网络表自
动调入所有元件的封装。 4. 手工布局或自动布局后，再适当调整元件位置。 5. 设置布线规则，确定自动布线时必须遵守的各种电气规范，使计
图1
单面板与双面板结构图
图2
四层板结构图
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5.2 印刷电路板的专用名词
➢ 信号层（Signal Layers）:主要用于放置连接数字或模拟信号的铜膜走线。 ➢ 层电源/接地层（Internal Plane）:主要用于布置电源线及接地线。 ➢ 机械层（Mechanical Layers）：主要用于放置各种指示和说明文字，如电路
（2）某些元件或导线间有较高的电位差，应加大距离，以免放电。带高压的元 器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。
（3）易互相干扰的元器件不能靠得太近，输入输出元器件应尽可能远离，避免 反馈干扰。
（4）高频元器件为减小分布参数，一般就近安放（不规则排列），一般电路 （低频电路）应因规则排列，便于装焊。
板尺寸。 ➢ 阻焊层（Solder Mask）：Top/Bottom Solder Mask为顶/底层阻焊层， 主要用
于丝网漏印版，将不需要焊接的地方涂上阻焊剂。 ➢ 丝印层（Silksreen）:用于印刷标识元件的名称、参数和形状。有Top/Bottom
Overlay顶/底层丝印层 ➢ 穿透层(Multi Layer)：用于放置所有穿透式焊盘和过孔。 ➢ 禁止布线层(Keep Out)：用于设置布线范围和电路板尺寸。 ➢ 安全间距(Clearance)是铜线与铜线、铜线与焊盘、焊盘与焊盘、焊盘与过孔
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1. 进入SCH编辑环境，输入原理图，并生成网络表文件。 2. 进入PCB编辑环境，设置好工作环境参数，规划电路板。 3. 添加所需的元件封装库，选择元件面，利用前面生成的网络表自
动调入所有元件的封装。 4. 手工布局或自动布局后，再适当调整元件位置。 5. 设置布线规则，确定自动布线时必须遵守的各种电气规范，使计
PCB设计与工艺规范培训课件(PPT 96张)
主要内容
PCBA制造工艺 PCB基板板材要求 PCB布局要求 PCB走线要求 电源和地线（层）设计 PCB字符、丝印及相关层（Layer）规定 PCB拼版要求 PCB工艺边设计 贴片器件标准化的要求 波峰焊的标准化要求 自动插件(AI)要求 手插件标准化要求 ICT测试点设计要求
PCB字符、丝印及相关层规定
接线端子（比如插座、排线、程序烧录座等）， 需用合适大小字符标示出电源、地及其它相关功 能名，以便于软硬件调试及产品测试。 PCB上同类型插座两个或以上如有不同颜色，需 标示出相应颜色英文或汉字字符，以方便生产及 产品组装。
PCB字符、丝印及相关层规定
PCB设计中相关层（Layer）规定： Mechanical1（机械1层）规定为板框外形层，用 于除开孔焊盘、过孔开孔外的所有PCB的开孔或 开槽及板框确定，PCB的板框尺寸标注也可放于 此层；Mechanical2、3（机械2、3层）用于辅助 定位，比如按键、LED灯等对位置有要求的器件 ；Mechanical4（机械4层）用于铜箔开破锡槽； Keep-Out Layer为禁止布线层，用于禁止区域内 走线或敷铜，严禁用于PCB板框外形。Drill Drawing为钻孔图形标注层，用于输出PDF文件 时用图形标注各钻孔孔径，孔径图形标注（ .Legend）需放置在板框外合理位置，使其输出 PDF文件时孔径信息不被拼板板框层覆盖。
PCBA制造工艺
THT和SMT工艺 THT：通孔插装技术（Through Hole Technology） SMT：表面贴装技术（Surface Mounted Technology） SMT典型工艺 波峰焊工艺 回流焊工艺
SMT典型工艺
锡膏印刷 目前多采用模板印刷方式 点胶 适用于波峰焊的SMD器件、双面回流焊的大重 量器件 对于standoff较大的元件，可能造成掉件。 贴片工艺 基板处理系统：传送基板，定位 贴片头：真空拾放元件 供料系统 元件对中系统
《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。
《PCB板设计》课件
PCB元件的布局
介绍PCB元件布局的关键原则和 技巧，如电磁兼容性、热管理 和机械强度等。
PCB元件的位和布局 设计
讨论PCB元件在板上的位置和布 局，如靠近输入和输出引脚、 信号分组和地孔方案等。
PCB的设计规则和约束
1
PCB的设计规则
介绍PCB设计的一些基本规则，如间距、走线宽度和最小孔径等。
分享实际项目中遇到的PCB设计 问题，并提供相应的解决方案和 经验。
展望未来PCB板设计的趋势 和发展
探讨未来PCB板设计的趋势，如 高速信号、灵活电路和碳基材料 等。
《PCB板设计》PPT课件
# PCB板设计 PPT课件 大纲 ## 介绍PCB板设计 - 什么是PCB板设计 - PCB板设计的基础知识 - PCB板设计的应用场景
PCB板设计的工具和环境
PCB设计软件
介绍常用的PCB设计软件， 如Altium Designer、Eagle、 PADS等，并推荐适合不同项 目的软件选择。
分享PCB设计中的一些标准和良好的设计习惯，以确保PCB的质量和可靠性。
3 PCB的质量控制和测试
探讨PCB制造过程中的质量控制和测试方法，如AOI、ICT和总结PCB板设计在电子产品 开发中的重要作用和广泛应用。
分享实践中遇到的问题和 解决方案
PCB设计流程
探讨PCB设计的一般流程， 包括原理图设计、布局设计、 布线设计和生成Gerber文件 等。
PCB设计人员需要具备 的技能
分析PCB设计人员需要具备 的技能和能力，如电路设计、 机械设计和信号完整性分析 等。
PCB的布局和设计
PCB的布局技巧
介绍PCB布局的关键技巧，如分 区布局、信号完整性和EMC设计 考虑等。
《U盘电路设计》课件
案例一：高速U盘电路设计
总结词
高效电源管理
详细描述
为了支持高速数据传输，高效的电源管理至关重要。设计应优化电源分配，采用低功耗的元件和电路，确保稳定 的供电，降低能耗。
案例一：高速U盘电路设计
总结词
先进接口技术
详细描述
采用先进的接口技术，如USB3.0、USB3.1等，提高数据传输带宽，降低信号衰减，实现高速、稳定 的数据传输。
案例三：低功耗U盘电路设计
总结词：节能环保
详细描述：低功耗U盘电路设计主要关注节能环保。通过优 化电源管理和采用低功耗元件，降低U盘的待机功耗和读写 功耗，减少能源浪费。
案例三：低功耗U盘电路设计
总结词：长寿命
详细描述：低功耗设计有助于延长U盘的使用寿命。低功 耗电路产生的热量较少，降低了元件的损耗和故障率，延 长了U盘的整体寿命。
总结词
优化传输速度
详细描述
高速U盘电路设计主要关注提高数据传输速度。通过采用高性能的存储芯片和接 口技术，优化数据读写路径，降低延迟，实现更快的数据传输。
案例一：高速U盘电路设计
总结词：高可靠性
详细描述：高速U盘电路设计需确保高可靠性，采用稳定的电源管理和抗干扰技 术，降低故障率，确保数据在高速传输过程中的完整性。
电路设计
原理图设计
使用专业软件绘制U盘电路的原理图 ，确保各个元件之间的连接正确无误 。
PCB板设计
根据原理图，设计U盘的印刷电路板 ，考虑元件布局、布线规则和信号完 整性。
仿真测试
功能仿真
通过软件模拟U盘的各项功能，如数 据读写、控制逻辑等，确保电路设计 正确。
性能测试
对U盘的存储性能、传输速率、功耗 等进行实际测试，验证是否满足设计 目标。
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晶体振荡器Y1的外形和封装
11.1.3 添加元件引脚封装
U盘所需的封装库
2. 利用全局修改为各类元件添加封装
由于U盘元件很多，而且大部分元件的 封装都采用贴片封装形式，而不是采用 原原理图元件中的默认封装，所以如果 采用逐个修改的方法，工作量将会很大， 可以采取全局修改的方法。下面以全局 修改电阻的封装为例。
11.4.2 设置布局参数
1. 修改图纸参数 执行菜单命令【Design】/【Options…】，
将弹出如图所示的PCB图纸选项，将光 标移动栅格【Snap Grid】和元件栅格 【Component Grid】均修改为5mil，并 将电气栅格【Electrical Grid】修改为 5mil。
USB ZZSW
封装库 Miscellaneous Devices.IntLib
Chip Capacitor - 2 Contacts.PcbLib SOT 23 - 5 and 6 Leads.PcbLib FQFP (0.5mm Pitch, Square) - Corner Index.PcbLib TSOP (0.5mm Pitch) .PcbLib
自制封装库UPAN.PcbLib
1. 确定AT1201的封装
2. 确定IC1114的封装
3. 确定存储器K9F0BDUDB的封装
存储器U3的封装TSSO12X20-G48/P.5
2.5 2 2.5 1.25
4.5
11.1.2自制元件封装
1 2 3 4
2.54
USB接口J1的外形和引脚封装
写保护开关SW1的外形和引脚封装
元件封装
电阻R
C102
发光二极管 DSO-F2/D6.1
有极性电容 CC1608-0603
U1（AT1201） SO-G5/Z3.6
U2（IC1114） F-QFP7X7-
G48/X.3N
U3 （K9F0BDUD B）
USB接口J1
写保护开关 SW1
TSSO12X20G48/P.5
11.1 确定和添加元件封装
因为U盘体积非常小巧，电路板面积很 小，所以电路板中的元件绝大部分采用 SMD元件，以节省电路板面积。根据前 面章节的介绍，并结合元件的实际外形 和管脚排列情况，而且部分元件还参考 了元件供应商提供的技术和封装参数， 确定合适的元件封装如表所示。
数码抢答器元件封装表
元件类型
11.2 新建PCB文件并绘制电路板边框
根据设计的要求和U盘外壳的限制，确定电路的长、 高尺寸。经过分析，确定本电路板长、高参考尺寸 为：45×15mm，并且受外壳固定柱的限制，中间有 一个半径为1mm的半圆形的缺口，便于该电路板固 定于U盘外壳中，如图所示。
11.2.1 利用向导制作U盘PCB板
单击【File】标签，将出现文件操作栏，选择 【PCB Board Wizards …】，将出现如图所示的 PCB板向导欢迎界面。
尺寸单位选择对话框
PCB板类型选择对话框
PCB板用户自定义对话框
自动完成单 位转换
适当减小禁止 布线框离电路 板边框的距离
信号层、内电源层选择对话框
过孔类型选择对话框
层堆栈管理器对话框
修改内电层1的网络属性
双击层堆栈管理器对话框中的【Internal Plane1】 层，弹出如图所示的层属性对话框，在【Net name】下拉列表框中选“VCC”，将该层作为电源 VCC内电层。
设置好网络属性的内电层
11.4 多层板元件布局调整
元件载入PCB板后，就可以根据元件 的布局规律进行布局，由于U盘电路板 面积小元件多，元件密度很高，所以 在布局前，必须仔细规划好元件的布 局方案，U盘布局是否合理是整个项目 的关键，它关系到U盘电路板布线是否 成功以及整个电路的稳定性，因为本 项目采用四层板，布线已经不是我们 关注的首要问题。
U盘电路的PCB板设计教案(PPT95页)
中等职业学校教学用书（电子技术专业）
电子教案
《电子CAD－Protel DXP 电路设计》
任富民 编著
U盘电路的PCB板设计教案(PPT95页)
第11章
U盘PCB板设计
本章学习目标
本章以制作U盘PCB板为例，介绍SMT多层板的制作技 巧和编辑修改方法，以达到以下学习目标： 理解多层板的含义，掌握多层板的创建方法。 理解内电层的含义，内电层的属性设置和分割方法 掌握常用SMT元件的引脚封装。 掌握SMT元件引脚封装的制作方法。 掌握手工修改导线的常用方法。
全局修改电阻的封装
（1）将光标移到U盘原理图中的
任意一个电阻上，单击鼠标右键，
在弹出的对话框中选菜
单
，弹出如图所
示的查找相似对象对话框，在
【Resistor】项后选择【Same】，
表示将选中图纸中所有的电阻。
查 找 所 有 电
阻
修改电阻封装
可以看到图纸中所 有电阻均处于选中 状态，此时点击工 作区右下方的 【Inspect】按钮， 弹出如图所示的 Inspect面板，将 【Current Footprint】 栏修改为“C1005 －0402”，按回车键 确认输入。
元件类型选择对话框
导线、过孔、安全间距设置对话框
PCB板向导完成对话框
PCB板向导完成的电路板
修改尺寸标注显示单位
修改后的尺寸标注
11.2.2 手工修改PCB板轮廓
11.3.1 载入元件引脚封装
11.3.2 设置内电层的网络属性
1. 如图所示，执行【Design】/【Layer Stack Manager…】，弹出如下页图所示的层堆栈管理器 对话框。
11.4.1 确定布局方案
在高密度电路板中，是否需要双面放置元件是 设计者首先要考虑的问题。一般情况下，如果 在顶层能够完成元件的布局，尽量不要将元件 放置在底层，因为一方面会提高电路板的设计 难度和成本，另一方面也会增加元件装配的工 序和难度。但对于U盘电路板而言，如果直接 将元件放置在顶层，由于电路板太小，部分元 件连放置的位置都没有，所以必须采取双面放 置元件的办法。仔细分析原理图可以知道，U 盘主要由以U2（IC1114）为核心的控制器电路 和以U3（K9F0BDUDB）组成。所以可以考虑 将二部分电路分别放置在顶层和底层，具体将 U3（K9F0BDUDB）为核心的存储器电路放置 在顶层元件面，而将U2（IC1114）为核心的控 制器电路放置在底层的焊接面。