PCB手工布局与手工布线
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一般PCB基本设计流程............................................................................................................ - 1 - PCB布线工艺要求 ............................................................................................................. - 2 - 用PROTEL99制作印刷电路版的基本流程 ........................................................................... - 4 - 一、元件布局基本规则.............................................................................................................. - 9 - PCB布局 .................................................................................................................................. - 10 - PCB元器件通用布局要求....................................................................................................... - 11 - PCB板布局原则....................................................................................................................... - 11 - 华为PCB布局原则.................................................................................................................. - 12 - PCB布线 .................................................................................................................................. - 13 - PCB布线经验(一) ................................................................................................................. - 15 - PCB布线经验(二) ................................................................................................................. - 16 - 板的布局: ............................................................................................................................... - 18 - 总结几个常用的操作技巧:.................................................................................................... - 20 - 如何提高抗干扰能力和电磁兼容性........................................................................................ - 20 - 滤波电容、去耦电容、旁路电容作用.................................................................................... - 23 -一般PCB基本设计流程前期准备->PCB结构设计->PCB布局->布线->布线优化和丝印->网络和DRC检查和结构检查->制版。
号线的放置和布线过程 该约束管理系统是完全集成到PCB 编辑器中 而约束可以随着设计过程的进行而被实时地确认 确认过程的结果是用图形化的方式表示约束条件是否满足 满足约束用绿色显示 不满足约束就用红色显示 这可使设计师可以及时地看到设计的进度 以及因电子数据表中任何设计变动而产生的影响 布图规划与布局约束和规则驱动的方法有利于强大而灵活的布局功能 包括互动和自动的元件布局 工程师或设计师可以在设计输入或布图规划阶段将元件或支电路分配到特定的 区域 可以通过REF 封装方式 相关信号名 零件号码或原理图表/页面号码来过滤或选择元件 当今的电路板上有成千上万种元器件 需要精确的管理 通过实时的器件装配分析和反馈 得以实现器件装配时从整体上来考虑并满足EMS 规则 以提高设计师的设计速度和效率 DFA(可装配型设计)分析 Allegro PCB Design XL 和GXL 有提供 实现了在互动式元件放置时 实时地进图1 Cadence PCB 设计解决方案集成了从简单到复杂PCB 设计所需的所有工具 行DFA 规则检查 基于一个器件类型和封装排列的二维电子表格 DFA 可以实时地检查器件的边到边 边到端或端到端的距离是否违反最小要求 使得PCB 设计师可以同步地放置元器件以实现最优的可布线性 可生产性和信号时序要求 战略规划和设计意图 GRE global rounting environment 由总线互联主导的高度约束 高密度设计可能会花大量时间用于战略性规划和布线 加上当今元件的密度问题 新的信号标准和特定的拓扑结构要求 传统的CAD 工具和技术已经不足以满足捕捉设计师的特定布线意图要求动态铺铜动态铺铜技术提供了实时灌注/修复功能Shape 参数可以被适用于三个不同的方面参数可以被添加到全局shape, 同类shape以及单个shape 中 走线 导孔和元件添加到动态铜皮中 将会按照其形状自动连接或避让 当物体被移去时 形状会自动填充回去 在编辑完成后 动态铺铜不需要批量自动避让 也不需要其它的后期加工步骤RF 设计RF 设计要求包括要比以往更快 更精确地解决高性能/高频率电路 RF/复合信号技术为PCB RF 设计提供了一种完整的 从前端到后端 从原理图到布局到制造的解决方案 RF 技术包含了高级的RF 性能 包括参数化创建和编辑RF 器件的智能布局功能以及一种灵活的图形编辑器 一种双向的IFF 界面提供了RF 电路数据的快速而有效地图3 动态推挤功能让交互式布线非常容易 即便是在最尖端的设计上PCB 制造可以进行全套底片加工 裸板装配和测试输出 包括各种格式的Gerber 274x NC drill 和裸板测试 更重要的是 Cadence 通过其Valor ODB++界面 还包含Valor Universal Viewer 支持业界倡导的Gerber-less 制造 ODB++数据格式可创建精确而可靠的制造数据 进行高质量的Gerber-less 制造 PCB 自动布线器技术自动化的互联环境设计复杂度 密度和高速布线约束的提高使PCB 的手动布线既困难又耗时 复杂的互联布线问题通过强大的 自动化的技术得以解决 这种强大的 经实践证明的自动布线器含有一种批量布线模式 含有众多的用户可定义的布线策略 以及自动的策略调整 互动的布线环境 具有实时互动走线推挤特性 有助于对走线的快速编辑 具有广泛的布图规划功能和完整的元件放置特点的互动式放置环境 使得无需切换应用程序就可以进行放置变更 优化布线 通过使用自动交互式布图规划和放置功能 设计师可以提高布线质量和效率 这与元件布局直接相关 此外 广泛的规则集让设计师可以控制范围广泛的约束 从默认的板级规则到按照线路种类的规则 再到区域规则 Allegro 产品提供的高速布线能力能图4 PCB RF 设计完整的从前端到后端型解决方案图5 高级自动布线技术有效地解决密集型 高约束设计图6 布局编辑器容许你在布线过程的所有阶段评估空间 逻辑流程和拥挤度文档Cadence工具提供了用户向导 前后关联帮助 F1 参考指南 在线教程和多媒体演示等一系列的文档这些文档可以帮助你•通过搜索在线帮助系统寻找你所需要的。
PCB布局、布线基本规则(PCB)又被称为印刷电路板(Printed Circuit Board),它可以实现(电子元器件)间的线路连接和功能实现,也是(电源电路)设计中重要的组成部分。
今天就将以本文来介绍PCB板布局布线的基本规则。
元件布局基本规则按电路模块进行布局,实现同一功能的相关电路称为一个模块,电路模块中的元件应采用就近集中原则,同时(数字电路)和(模拟)电路分开;2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件,螺钉等安装孔周围3.5mm(对于M2.5)、4mm(对于M3)内不得贴装(元器件);卧装电阻、电感(插件)、电解(电容)等元件的下方避免布过孔,以免波峰焊后过孔与元件壳体短路;元器件的外侧距板边的距离为5mm;贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm;金属壳体元器件和金属件(屏蔽盒等)不能与其它元器件相碰,不能紧贴印制线、焊盘,其间距应大于2mm。
定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm;发热元件不能紧邻导线和热敏元件;高热器件要均衡分布;(电源)插座要尽量布置在印制板的四周,电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。
特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间,以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。
电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔;其它元器件的布置:所有IC元件单边对齐,有极性元件极性标示明确,同一印制板上极性标示不得多于两个方向,出现两个方向时,两个方向互相垂直;10、板面布线应疏密得当,当疏密差别太大时应以网状铜箔填充,网格大于8mil(或0.2mm);11、贴片焊盘上不能有通孔,以免焊膏流失造成元件虚焊。
重要(信号)线不准从插座脚间穿过;12、贴片单边对齐,字符方向一致,封装方向一致;13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。
元件基本布线规则1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内,以及安装孔周围1mm内,禁止布线;2、电源线尽可能的宽,不应低于18mil;信号线宽不应低于12mil;(cpu)入出线不应低于10mil(或8mil);线间距不低于10mil;3、正常过孔不低于30mil;4、双列直插:焊盘60mil,孔径40mil;1/4W电阻:51*55mil(0805表贴);直插时焊盘62mil,孔径42mil;无极电容:51*55mil(0805表贴);直插时焊盘50mil,孔径28mil;5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状,以及信号线不能出现回环走线。
PCB设计布局规则1. 根据结构图设置板框尺寸,按结构要素布置安装孔、接插件等需要定位的器件,并给这些器件赋予不可移动属性。
按工艺设计规范的要求进行尺寸标注。
2. 根据结构图和生产加工时所须的夹持边设置印制板的禁止布线区、禁止布局区域。
根据某些元件的特殊要求,设置禁止布线区。
3. 综合考虑PCB性能和加工的效率选择加工流程。
加工工艺的优选顺序为:元件面单面贴装--元件面贴、插混装(元件面插装焊接面贴装一次波峰成型)--双面贴装--元件面贴插混装、焊接面贴装。
4.布局操作的基本原则A. 遵照“先大后小,先难后易”的布置原则,即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局.B. 布局中应参考原理框图,根据单板的主信号流向规律安排主要元器件.C. 布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短,关键信号线最短;高电压、大电流信号与小电流,低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信号分开;高频元器件的间隔要充分.D. 相同结构电路部分,尽可能采用“对称式”标准布局;E. 按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局;F. 器件布局栅格的设置,一般IC器件布局时,栅格应为50--100 mil,小型表面安装器件,如表面贴装元件布局时,栅格设置应不少于25mil。
G. 如有特殊布局要求,应双方沟通后确定。
5. 同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。
同一种类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致,便于生产和检验。
6. 发热元件要一般应均匀分布,以利于单板和整机的散热,除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。
7. 元器件的排列要便于调试和维修,亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元、器件周围要有足够的空间。
8. 需用波峰焊工艺生产的单板,其紧固件安装孔和定位孔都应为非金属化孔。
当安装孔需要接地时, 应采用分布接地小孔的方式与地平面连接。
9. 焊接面的贴装元件采用波峰焊接生产工艺时,阻、容件轴向要与波峰焊传送方向垂直,阻排及SOP(PIN间距大于等于1.27mm)元器件轴向与传送方向平行;PIN间距小于1.27mm(50mil)的IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免用波峰焊焊接。
PCB布线规则与技巧PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)布线是电子产品设计中非常重要的一项工作,它决定了电路的性能和可靠性。
正确的布线可以确保信号传输的稳定性,降低噪音干扰,提高产品的工作效率和可靠性。
下面将介绍一些常用的PCB布线规则与技巧。
1.保持信号完整性:信号完整性是指信号在传输过程中不受噪音、串扰等干扰影响,保持原有的稳定性。
为了保持信号完整性,应尽量减少信号线的长度和走线面积,减少信号线与功率线、地线等的交叉和平行布线。
同时,在高速信号线上使用传输线理论进行布线,如匹配阻抗、差分信号布线等。
2.分离高频和低频信号:为了避免高频信号的干扰,应将高频信号线与低频信号线分开布线,并保持一定的距离。
例如,在布线时可以采用地隔离层将不同频率的信号线分离或者采用地隔离孔将不同频率的信号线连接到不同的地层。
这样可以减少高频信号的串扰和干扰。
3.合理布局:布线时应合理规划电路板的布局,将功率线和地线尽量靠近,以减少电磁干扰。
同时,尽量避免信号线与功率线、地线等平行布线,减少互穿引起的干扰。
在设计多层板时,还要考虑到信号引线的短暂电容和电感,尽量减小信号线长度,以减少信号传输时的延迟。
4.适当使用扩展板和跳线:在复杂的PCB布线中,有时无法直接连接到目标位置,这时可以使用扩展板或跳线来实现连接。
扩展板是一个小型的PCB板,可以将需要连接的器件布线到扩展板上,再通过导线连接到目标位置。
跳线可以直接用导线连接需要的位置,起到连接的作用。
但是,在使用扩展板和跳线时要注意保持信号完整性,尽量缩短导线长度,避免干扰。
5.优化地线布局:地线是电路中非常重要的部分,它不仅提供回路给电流,还能减少电磁干扰和噪音。
在布线时应保证地线的连续性和稳定性,地线应尽量靠近功率线,对于高频信号,还应采用充足的地平面来隔离。
同时,地线的走线应尽量短且直,减少环状或绕圈的走线。
6.合理规划电源线:电源线的布线要尽量靠近负载,减小电流环形和接地环形。
第11章PADSLayout的元器件的布线PADSLayout采用自动和交互式的布线方法,采用先进的目标连接与嵌入(OLE)自动化功能,有机地集成了前后端的设计工具,包括最终的测试、准备和生产制造过程。
PADSLayout布线有自动布线和手工布线两种方式。
本章将从布线规则开始,对如何利用PADS2007软件实现元件布线进行详细的介绍。
11.1布线规则(RoutingRules)介绍设计规则(Designrules)允许将设计中的约束(Constraints)直接输入到PADS-Layout中去。
设计规则(Designrules)包括:(1)安全间距规则(ClearanceRules):设置设计目标之间最小的空间距离。
(2)布线规则(RoutingRules):设置过孔类型、长度最短化类型和当前层。
(3)高速电路规则(HighspeedRules):设置高级规则,如平行、延时、电容和阻抗值。
这些规则能在原理图中设置,也能在PCB中设置再反向传送到原理图中。
下面主要从过孔类型的设置、长度最短化和当前层的设置三个方面来介绍一下布线的规则。
布线规则的设置步骤如下:(1)执行Setup—DesignRules菜单命令,如图11-1所示。
(2)执行完命令,将弹出“Rules”对话框,如图11-2所示。
图11-1选择DesignRules图11-2Rules对话框从图中可以看出,设计规则里面包括8种规则,和一个生成报告,分别是Default(缺省)规则、Class(类)规则、Net(网络)规则、Group(组)规则、PinPairs(引脚对)规则、Decal(封装)规则、Component(元件)规则、ConditionalRules(条件规则)、DifferentialPairs(不同管脚对)规则,和一个Report(生成报告)。
应该注意的是:(1)当没有指定任何规则时,默认的是Default(缺省)规则。
一、绘制原理图和PCB图的过程中常遇到的一些问题(请结合上机验证以加深体会)1、放置元件时,光标在图纸中心,元件却在图纸外,试分析可能的原因。
答:这是由于创建元件库时,没有在元件库图纸中心创建元件。
这样,放置元件时,光标所在处是元件库图纸的中心,而元件却距离此中心非常远。
编辑库文件时,元件应该放在原点附近,尽量把元件的第一个管脚放在原点。
2、负电平输入有效的引脚外观如何设置?答:在设置元件属性栏中的DOT项前打勾选中即可。
答:在原理图或元件库的编辑中,遇到需要在网络标号或管脚名等字符上方画横线时,只要在输入这些名字的每个字母后面再补充输入一个“\”符号,Protel即可自动把“\”转化为前一字母的上画线。
4、为什么导线明明和管脚相连,ERC却报告说缺少连线?答:可能的原因有:(1)该问题可能是由于栅格(Grids)选项设置不当引起。
如果捕捉栅格精度(Snap)取得太高,而可视栅格(Visible)取得较大,可能导致绘制导线(wire)时,在导线端点与管脚间留下难以察觉的间隙。
例如:当Snap取为1,Visible取为10,就容易产生这种问题;(2)另外在编辑库元件、放置元件管脚时,如果把捕捉栅格精度取得太高,同样也会使得该元件在使用中出现此类似问题。
所以,进行库编辑时最好取与原理图编辑相同的栅格精度。
5、ERC报告管脚没有接入信号,试分析可能的原因。
答:可能的原因有:a、创建封装时给管脚定义了I/O属性;b、创建元件或放置元件时修改了不一致的grid属性,管脚与线没有连上;c、创建元件时,管脚方向反向,使得原理图中是“pin name”端与导线相连。
6、网络载入时报告NODE没有找到,试分析可能的原因。
答:可能的原因有:a、原理图中的元件使用了pcb库中没有的封装;b、原理图中的元件使用了pcb库中名称不一致的封装;c、原理图中的元件使用了pcb库中pin number不一致的封装。
如三极管:sch中pin number为e,b,c而pcb中为1,2,3;d、原理图元件引角数量多余该元件封装引角时,会引起NODE没有找到。
开关电源的p c b设计规范Corporation standardization office #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8开关电源的PCB设计规范在任何开关电源设计中,PCB板的物理设计都是最后一个环节,如果设计方法不当,PCB可能会辐射过多的电磁干扰,造成电源工作不稳定,以下针对各个步骤中所需注意的事项进行分析:一、从原理图到PCB的设计流程建立元件参数->输入原理网表->设计参数设置->手工布局->手工布线->验证设计->复查->CAM输出。
二、参数设置相邻导线间距必须能满足电气安全要求,而且为了便于操作和生产,间距也应尽量宽些。
最小间距至少要能适合承受的电压,在布线密度较低时,信号线的间距可适当地加大,对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距,一般情况下将走线间距设为8mil。
焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm,这样可以避免加工时导致焊盘缺损。
当与焊盘连接的走线较细时,要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状,这样的好处是焊盘不容易起皮,而是走线与焊盘不易断开。
三、元器件布局实践证明,即使电路原理图设计正确,印制电路板设计不当,也会对电子设备的可靠性产生不利影响。
例如,如果印制板两条细平行线靠得很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声;由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰,会使产品的性能下降,因此,在设计印制电路板的时候,应注意采用正确的方法。
每一个开关电源都有四个电流回路: (1). 电源开关交流回路(2). 输出整流交流回路(3). 输入信号源电流回路(4). 输出负载电流回路输入回路通过一个近似直流的电流对输入电容充电,滤波电容主要起到一个宽带储能作用;类似地,输出滤波电容也用来储存来自输出整流器的高频能量,同时消除输出负载回路的直流能量。
所以,输入和输出滤波电容的接线端十分重要,输入及输出电流回路应分别只从滤波电容的接线端连接到电源;如果在输入/输出回路和电源开关/整流回路之间的连接无法与电容的接线端直接相连,交流能量将由输入或输出滤波电容并辐射到环境中去。
PCB布局、布线基本原则一、元件布局基本规则1. 按电路模块进行布局,实现同一功能的相关电路称为一个模块,电路模块中的元件应采用就近集中原则,同时数字电路和模拟电路分开;2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件,螺钉等安装孔周围3.5mm(对于M2.5)、4mm(对于M3)内不得贴装元器件;3. 卧装电阻、电感(插件)、电解电容等元件的下方避免布过孔,以免波峰焊后过孔与元件壳体短路;4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm;5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm;6. 金属壳体元器件和金属件(屏蔽盒等)不能与其它元器件相碰,不能紧贴印制线、焊盘,其间距应大于2mm。
定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm;7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件;高热器件要均衡分布;8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周,电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。
特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间,以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。
电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔;9. 其它元器件的布置:所有IC元件单边对齐,有极性元件极性标示明确,同一印制板上极性标示不得多于两个方向,出现两个方向时,两个方向互相垂直;10、板面布线应疏密得当,当疏密差别太大时应以网状铜箔填充,网格大于8mil(或0.2mm);11、贴片焊盘上不能有通孔,以免焊膏流失造成元件虚焊。
重要信号线不准从插座脚间穿过;12、贴片单边对齐,字符方向一致,封装方向一致;13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。
二、元件布线规则1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内,以及安装孔周围1mm内,禁止布线;2、电源线尽可能的宽,不应低于18mil;信号线宽不应低于12mil;cpu入出线不应低于10mil (或8mil);线间距不低于10mil;3、正常过孔不低于30mil;4、双列直插:焊盘60mil,孔径40mil;1/4W电阻:51*55mil(0805表贴);直插时焊盘62mil,孔径42mil;无极电容:51*55mil(0805表贴);直插时焊盘50mil,孔径28mil;5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状,以及信号线不能出现回环走线。