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PCB设计基础知识

发布时间 :2021-07-14 16:53 阅读 : 来源 :技术文章责任编辑 :深圳宏力捷PCB设计部
深圳宏力捷电子是一家专业从事电子产品电路板设计(layout布线设计)的PCB设计公司,主要承接多层,高密度的PCB设计画板及电路板设计打样业务。接下来为大家介绍PCB设计基础知识。
 
PCB设计基础知识
印制电路板的设计是以电路原理图为根据,实现电路设计者所需要的功能。印刷电路板的设计主要指版图设计,需要考虑外部接口,内部的电磁保护,散热等因素布局。我们常用的设计软件有Altium Designer ,Cadence Allegro,PADS等等设计软件。如果是初学者建议学习Altium Designer软件。做为一名PCB设计工程师我们有必要熟练二个软件。
 
 
在高速设计中,可控阻抗板和线路阻抗的连续性是非常重要的问题。常见的阻抗单端50欧,差分100欧,如何保证信号完整性呢?我们常用的方式,信号线的相邻层都有完整的GND平面,或者是电源平面。我们做用单片机做产品,一般情况下我们是没必要做阻抗,它工作的频率一般都是很低。
 
1. 设置技巧
设计在不同阶段需要进行不同的设置,在布局阶段可以采用大格点进行器件布局;对于IC,非定位接插件等大器件,可以选用50~100mil的格点精度进行布局,而对于电阻电容和电感等无源小器件,可采用25mil的格点进行布局。大格点的精度有利于器件的对齐和布局的美观。在高速布线时,我们一般来用毫米mm为单位,我们大多采用米尔mil为单位。
 
2. PCB布局规则
1,在通常情况下,所有的元件尽量布置在电路板的同一面上,只有当顶层元件过密时,才能将一些高度有限并且发热量小的器件,如xpj娱乐电阻,xpj娱乐电容,xpj娱乐芯片等放在底层。
2,在保证电气性能的前提下,元件应放置在栅格上且相互平行或垂直排列,以求整齐,美观;元件排列要紧凑,元件在整个版面上应分布均匀,疏密一致。
3,器件尽量离电路板边缘一般不小于2MM,工艺为器件离5MM,当不足5mm时,我们应该加工艺边。当然也要考虑电路板所能承受的机械强度。
 
3. 布局技巧
在PCB的布局设计中要分析电路板的单元,依据起功能进行布局设计,对电路的全部元器件进行布局时,要符合以下原则:
1,按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向。
2,以每个功能单元的核心元器件为中心,围绕它来进行布局。元器件应均匀,整体,紧凑的排列在PCB上,尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。当接口固定时,我们应由接口,再到接着以核心元器件布局。高速信号最短为原则。
3,在高频下工作的电路,要考虑元器件之间的分布参数。低频与高频线电路要分开,数字与模拟电路要分开设计。
 
4. 布局设计
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。
 
5. 放置顺序
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。
 
6. 布局检查
1,电路板尺寸和CAD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,连接器是否合理。
4,常用到的元器件是否方便维修与安装。如开关,插件板插入设备,须经常更换的元器件等。
5,热敏元器件与发热元器件距离是否合理。
6,散热性是否良好。
7,线路的干扰问题是否需要考虑。
 
7. 布线原则
1,避免在PCB边缘安排重要的信号线,如时钟和复位信号等。
2,机壳地线与信号线间隔至少为2毫米
3,高速信号尽量小打过孔,信号保证完整性。
4,数,模信号是否分开。高频与低频信号是否分开。
5,大面积敷铜设计时敷铜上应有开窗口,加散热孔,并将开窗口设计成网状。
6,振晶,变压器下面是否走线。这些入门基础知识只有我们勤劳练习才能日日进步。
 
8. 丝印摆放
1,丝印位号不上阻焊,放置丝印生产之后缺失。
2,丝印位号清晰,推荐字宽/字高尺寸为4/25mil,5/30mil,6/45mil。
3,保持方向统一性,一般一块PCB上不要超过两个方向摆放,推荐字母在左或在下
 
9. 网络DRC检查及结构检查
质量控制是PCB设计流程的重要组成部分,一般的质量控制手段包括:设计自检,设计互检,专家评审会议,专项检查等。
 
原理图和结构要素图是最基本的设计要求,网络DRC检查和结构检查就是分别确认PCB设计满足原理图网表和结构要素图两项输入条件。
 
10. 规则装配
在设计中,从PCB板的装配角度来看,要考虑以下参数:
1,孔的直径要根据最大材料条件( MMC) 和最小材料条件(LMC) 的情况来决定。一个无支撑元器件的孔的直径应当这样选取,即从孔的MMC 中减去引脚的MMC ,所得的差值在0.15 -0. 5mm 之间。而且对于带状引脚,引脚的标称对角线和无支撑孔的内径差将不超过0.5mm ,并且不少于0.15mm。
2,合理放置较小元器件,以使其不会被较大的元器件遮盖。
3,阻焊的厚度应不大于0.05mm。
4,丝网印制标识不能和任何焊盘相交。
5,电路板的上半部应该与下半部一样,以达到结构对称。因为不对称的电路板可能会变弯曲。
 
 
深圳宏力捷PCB设计能力
最高信号设计速率:10Gbps CML差分信号;
最高PCB设计层数:40层;
最小线宽:2.4mil;
最小线间距:2.4mil;
最小BGA PIN 间距:0.4mm;
最小机械孔直径:6mil;
最小激光钻孔直径:4mil;
最大PIN数目:;63000+
最大元件数目:3600;
最多BGA数目:48+。
 
 
PCB设计服务流程
1. 客户提供原理图咨询PCB设计;
2. 根据原理图以及客户设计要求评估报价;
3. 客户确认报价,签订合同,预付项目定金;
4. 收到预付款,安排工程师设计;
5. 设计完成后,提供文件截图给客户确认;
6. 客户确认OK,结清余款,提供PCB设计资料。


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