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印制電路板設(shè)計(jì)心得體會(huì)_設(shè)計(jì)印制電路板的五個(gè)技巧

2018年05月03日 14:34 網(wǎng)絡(luò)整理 作者: 用戶評(píng)論(0

  印制電路板設(shè)計(jì)概述

  印制電路板的設(shè)計(jì)是以電路原理圖為藍(lán)本,實(shí)現(xiàn)電路使用者所需要的功能。印刷電路板的設(shè)計(jì)主要指版圖設(shè)計(jì),需要內(nèi)部電子元件、金屬連線、通孔和外部連接的布局、電磁保護(hù)、熱耗散、串音等各種因素。優(yōu)秀的線路設(shè)計(jì)可以節(jié)約生產(chǎn)成本,達(dá)到良好的電路性能和散熱性能。簡(jiǎn)單的版圖設(shè)計(jì)可以用手工實(shí)現(xiàn),但復(fù)雜的線路設(shè)計(jì)一般也需要借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)實(shí)現(xiàn),而著名的設(shè)計(jì)軟件有OrCAD、Pads(也即PowerPCB)、Altiumdesigner(也即Protel)、FreePCB、CAM350等。

  成功設(shè)計(jì)印制電路板的五個(gè)技巧

  1.熟悉工廠**流程

  在這個(gè)無晶圓廠IC業(yè)者當(dāng)?shù)赖臅r(shí)代,許多工程師其實(shí)不清楚根據(jù)他們的設(shè)計(jì)檔案**之PCB生產(chǎn)步驟與化學(xué)處理制程;這并不令人驚訝。不過這種實(shí)作知識(shí)的缺乏,往往導(dǎo)致新手工程師做出不必要的較復(fù)雜設(shè)計(jì)決策。

  設(shè)計(jì)真的需要那么復(fù)雜嗎?難道不能用更大的網(wǎng)格來進(jìn)行布線,從而降低電路板成本并提高可靠性?設(shè)計(jì)新手容易犯的其他錯(cuò)誤,還有不必要的過小通孔尺寸以及盲孔(blindvia)和埋孔(buriedvia)。那些先進(jìn)的通孔結(jié)構(gòu)是PCB設(shè)計(jì)師的利器,但其有效性高度情境化(effectiveness),它們雖然是可用的工具,但并不表示一定要使用。

  PCB設(shè)計(jì)專家BertSimonovich的一篇部落格文章就談到了通孔尺寸比例的問題:“長(zhǎng)寬比6:1的通孔,能確保你的電路板可以在任何地方生產(chǎn)?!睂?duì)于大多數(shù)設(shè)計(jì)來說,只要稍加思考和規(guī)劃,就可以避免那些高密度(HDI)特征并再次節(jié)省成本、提高設(shè)計(jì)的可**性。

  那些超小尺寸或單端(dead-ended)通孔進(jìn)行鍍銅所要求的物理學(xué)和流體力學(xué)能力,并不是所有PCB代工廠都擅長(zhǎng)的。記住,只要有一個(gè)不良通孔就可以毀掉整片電路板;如果你的設(shè)計(jì)里有2萬個(gè)通孔,那么你就有2萬次失敗的機(jī)會(huì)。不必要地使用HDI通孔,失敗率立刻飆升。

  2.電路圖能簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)任務(wù)

  有時(shí)候只是設(shè)計(jì)一片簡(jiǎn)單電路板,畫電路圖(schematic)似乎是在浪費(fèi)時(shí)間;特別是如果你已經(jīng)有過完成一、兩個(gè)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。但對(duì)于初次設(shè)計(jì)PCB的人來說,畫電路圖也會(huì)是個(gè)艱鉅任務(wù)。跳過電路圖是新手和具備中等程度經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)工程師經(jīng)常采取的一種戰(zhàn)略,但請(qǐng)從一個(gè)可以做為參考的完整電路圖為起點(diǎn)來發(fā)展你的布線,有助于確保你的布線連結(jié)能全部完成;以下是其理由。

  首先,電路圖是PCB電路的視覺呈現(xiàn),能傳達(dá)多個(gè)層次的資訊;電路的子區(qū)域分好幾頁詳細(xì)繪制,功能相對(duì)應(yīng)的零組件能安排在鄰近的位置,無論其最終實(shí)體布局為何。其次,由于電路圖符號(hào)會(huì)標(biāo)示每個(gè)零組件的每一支接腳,很容易檢查出未連線的接腳;換句話說,無論描述電路的正式規(guī)則是否被遵循,電路圖有助于你快速以視覺判定,確保電路的完整。

  在設(shè)計(jì)PCB時(shí)如果有一個(gè)電路圖可做為基礎(chǔ)范本,能簡(jiǎn)化布線任務(wù)。利用電路圖符號(hào)來完成連結(jié),同時(shí)你就在不需要反覆思索那些連結(jié)的前提下克服了走線挑戰(zhàn);最后你會(huì)因?yàn)樽サ搅嗽诘谝淮涡抻啎r(shí)遺漏的走線連結(jié)而節(jié)省了設(shè)計(jì)重做。

  3.使用自動(dòng)布線器但勿依賴

  大多數(shù)專業(yè)級(jí)PCBCAD工具都有自動(dòng)布線器,不過除非你設(shè)計(jì)PCB很專業(yè),自動(dòng)布線器充其量只能被用來讓設(shè)計(jì)初步過關(guān);對(duì)PCB電路連結(jié)來說,自動(dòng)布線器并非一次點(diǎn)擊就能完成的解決方案,你仍然應(yīng)該要知道如何以手工布線。

  自動(dòng)布線器是一種高度可配置的工具,為充分發(fā)揮它們的作用,每次任務(wù)都要對(duì)布線器參數(shù)進(jìn)行仔細(xì)、考慮周全的設(shè)置,甚至對(duì)單片PCB上的各個(gè)模組都要個(gè)別考量,總之就是沒有任何恰當(dāng)?shù)幕就ㄓ妙A(yù)設(shè)值。

  當(dāng)你問一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)工程師:“哪種自動(dòng)布線器最好用?”他們會(huì)回答:“兩邊耳朵中間的的東西(眼睛);”而且他們是認(rèn)真的。布線這個(gè)過程如同演算法一般更像是一種藝術(shù),本身就是啟發(fā)式(heuristic)的,因此很類似傳統(tǒng)的回溯演算法(backtrackingalgorithm)。

  回溯演算法很適合用來尋找解決方案,特別是迷宮或拼圖等路徑選擇受限的場(chǎng)合;但在一個(gè)開放、不受限制的場(chǎng)合,例如預(yù)先放置了零組件的PCB,回溯演算法就無法發(fā)揮尋找最佳化解決方案的強(qiáng)項(xiàng)。除非自動(dòng)布線器的約束條件經(jīng)過工程師仔細(xì)微調(diào),其布線成品還是需要人工檢查回溯演算法結(jié)果中的弱點(diǎn)。

  走線尺寸是另一個(gè)問題點(diǎn),自動(dòng)布線器無法百分之百確定你打算在一條走線上通過多大的電流,所以也不能幫你確定要用多寬的走線;結(jié)果是大多數(shù)自動(dòng)布線器產(chǎn)生的走線寬度不符規(guī)格。

  當(dāng)你考慮使用自動(dòng)布線器時(shí),先問問自己:“在我為板子設(shè)置好自動(dòng)布線器約束條件、甚至為電路圖上的每條走線都設(shè)置了約束條件之后,還有多少時(shí)間讓我用手工布線?”設(shè)計(jì)工程師老手會(huì)把大部份精力放在最初的零件布局上,幾乎整個(gè)設(shè)計(jì)時(shí)間的一半都致力于從以下三個(gè)方面最佳化元件布局:

  布線簡(jiǎn)化—盡量減少飛線(rat‘snest,或譯鼠線、鼠跡網(wǎng))的交叉等等。元件的近接—繞線越短越好。訊號(hào)時(shí)序(signaltiming)考量。

  老前輩們經(jīng)常使用混合方法來布線—用手工進(jìn)行關(guān)鍵布線,固定它們的位置,然后以自動(dòng)布線器處理非關(guān)鍵走線;設(shè)計(jì)中的自動(dòng)布線區(qū)域有助于管理在布線演算法中的“失控(runaway)狀態(tài)”,這種方法有時(shí)能在手工布線的可掌控性與自動(dòng)布線的速度之間取得良好折衷。

  4.考量電路板尺寸和電流

  大多數(shù)從事電子設(shè)計(jì)的人都知道,就像沿著河道走的河流,流動(dòng)的電子也可能會(huì)遇到咽喉點(diǎn)和瓶頸;這一點(diǎn)被直接應(yīng)用在車用保險(xiǎn)絲(automotivefuse)的設(shè)計(jì)中。透過控制走線的厚度和形狀(U型彎曲、V型彎曲、S形等),保險(xiǎn)絲可以經(jīng)過校準(zhǔn),在電流超載時(shí)熔斷于咽喉點(diǎn)。

  問題是,設(shè)計(jì)工程師偶爾會(huì)在他們的PCB設(shè)計(jì)中遭遇類似的電氣咽喉點(diǎn);舉例來說:在用兩個(gè)陡峭45度也可以的地方,使用90度彎角;當(dāng)彎曲度大于90度時(shí),采用之字形狀。充其量那些導(dǎo)線只會(huì)讓訊號(hào)傳播速度變慢;最糟糕的情況是它們會(huì)像汽車保險(xiǎn)絲一樣在電阻點(diǎn)熔斷。

  5.避開裂片風(fēng)險(xiǎn)

  裂片(sliver)是一種**上的失誤,可透過適當(dāng)?shù)碾娐钒逶O(shè)計(jì)獲得最佳管理;為了理解裂片問題,我們需要復(fù)習(xí)一下化學(xué)蝕刻制程?;瘜W(xué)蝕刻是為了分解不需要的銅,但如果要蝕刻的部分特別長(zhǎng)、薄、呈片狀,那些形狀有時(shí)候會(huì)在完全被分解之前整塊剝離;這種裂片會(huì)飄浮在化學(xué)溶液中,有可能隨機(jī)落在另一片電路板上。

  同樣有可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)是,裂片仍留在原來那片電路板上;如果裂片夠窄,酸液池可能會(huì)腐蝕掉下方足夠多的銅,使裂片部分剝離。于是裂片像旗子一樣黏著電路板四處飄,最后還是免不了落到那片板子上導(dǎo)致其他走線短路。

  PCB電路板設(shè)計(jì)總結(jié)

  經(jīng)過幾天的PCB電路板訓(xùn)練,通過對(duì)軟件的使用,以及實(shí)際電路板的設(shè)計(jì),對(duì)電路板有了更深的認(rèn)識(shí),知道了電路板的相關(guān)知識(shí)和實(shí)際工作原理。同時(shí)也感受到了電路板的強(qiáng)大能力,怪不得現(xiàn)在的電路都是采用集成的電路板電路,因?yàn)樗鼘?shí)在是有太多的好處,節(jié)約空間,方便接線,能大大縮小電路的體積。方便人類小型電器的發(fā)明。但是電路板也有一定缺陷,就是太小了,散熱不是特別好,這就使得器件的性能不能像想象中那么好。

  通過使用,不得不說cadence軟件確實(shí)很好用,功能太強(qiáng)大,而且也很方便使用,接線,布線,繪制電路板等,很方便使用,不過有一點(diǎn)就是,器件接線的時(shí)候不能直接把器件接到導(dǎo)線上,這點(diǎn)不夠人性化。雖然說,軟件學(xué)了五天時(shí)間,不過對(duì)軟件使用還不是能完全掌握,只能掌握一些基本操作,對(duì)更深層的有些就不是很了解了。但是時(shí)間有限,只有一個(gè)星期實(shí)訓(xùn)PCB電路板,老師能教給我們的也只有這么多了,剩下的只有靠我們自己回去自己學(xué)習(xí)了,作為電子工程系的一名學(xué)生,深知掌握這些裝也軟件的重要性,因?yàn)橐院笪覀儚氖碌募夹g(shù)工作需要這些軟件工具。

  第一天搭接電路,還比較簡(jiǎn)單,只是有點(diǎn)麻煩,電路搭接好后就要開始封裝各個(gè)元器件的封裝,這就需要很大的耐心,一個(gè)一個(gè)元器件的進(jìn)行封裝,還不能弄錯(cuò),不然后面就生成不了報(bào)表,生成不了報(bào)表,后面進(jìn)行電路板設(shè)計(jì)的時(shí)候就會(huì)導(dǎo)入錯(cuò)誤,以致不能進(jìn)行電路板設(shè)計(jì)。后面用PCBEditer進(jìn)行設(shè)計(jì)電路板設(shè)計(jì)要導(dǎo)入報(bào)表,然后才能開始布局和布線,由于導(dǎo)入的庫(kù)文件里面沒有sop8和sop28兩個(gè)焊盤的封裝,因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)電路板之前,要先設(shè)計(jì)那兩個(gè)器件的焊盤的封裝,然后導(dǎo)入庫(kù)函數(shù),才能導(dǎo)入報(bào)表的時(shí)候不會(huì)報(bào)錯(cuò)。不過導(dǎo)入的時(shí)候也遇到了一些問題,會(huì)提示二極管的管腳不匹配,譬如多一個(gè)2腳,少一個(gè)3角,然后就覺得很神奇,二極管就只有兩個(gè)管腳怎么會(huì)有3腳了。后面通過老師的講解,才明白,原來設(shè)計(jì)電路板的時(shí)候只認(rèn)封裝,不認(rèn)元器件,是根據(jù)封裝導(dǎo)入元器件,因此在設(shè)計(jì)封裝的時(shí)候,管腳是怎么設(shè)計(jì),在原理圖里面就要把元器件的管腳改成和封裝一樣,后面把原理圖的管腳改成和導(dǎo)入庫(kù)函數(shù)里面的封裝一樣,提示就沒有了,不過后面又遇到一些小問題,譬如說,下劃線寫成橫線了,然后就有報(bào)錯(cuò),找不到元器件的封裝。這給我警示,在原理圖的時(shí)候,要仔細(xì)認(rèn)真的把管腳封裝寫對(duì),最然會(huì)很麻煩。

  后面導(dǎo)入報(bào)表,開始設(shè)計(jì)電路板,先開始是布局,大致步好后,然后就開始用軟件自帶的自動(dòng)布線,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有很多蝴蝶結(jié),為什么要自動(dòng)布線,因?yàn)樽铋_始我認(rèn)為如果自動(dòng)布線可以的話,那手動(dòng)布線肯定也可以,結(jié)果后面一直自動(dòng)布線不成功。后面老師講解,才知道,不一定要自動(dòng)布線成功才能手動(dòng)布線,浪費(fèi)了好多時(shí)間,以至于后面都要重新排,因?yàn)樽铋_始沒有把原理圖的元器件分塊布局,完全是憑感覺亂布局的,后面就是一大片密密麻麻的線,而且很多元器件接點(diǎn)的線都有點(diǎn)長(zhǎng)。后面按塊先布局,然后再整體布局,然后再微小變動(dòng),這樣,線明顯變少了,而且元器件的接點(diǎn)的線都很少很長(zhǎng)了,這樣就方便后面的布線了。所以說,布局那是相當(dāng)?shù)闹匾?,先考慮局部,然后再考慮整體。布局步好后,布線就很快了,也沒有花多少時(shí)間布局,步好后,看了下,還是感覺蠻好的,再?zèng)]有布電源和地線的情況下,總共打了21個(gè)孔,總之,布線的圖看起還是蠻自豪的,花了幾天的時(shí)間,設(shè)計(jì)出了人生的第一塊的電路板,雖然設(shè)計(jì)的不是很好,但是第一次也足夠了。后面再布電源線和地線,記過后面就有63個(gè)孔,能感覺到,電路板中間設(shè)計(jì)電源層和地層,真是一個(gè)相當(dāng)合理的設(shè)計(jì),只需要一個(gè)打孔到該層就可以了,不用在電路板上面繞好多好多的線,同時(shí)也方便了其他沒有接電源線和地線的元器件的布線,因?yàn)闆]有這些接電源線和地線,就節(jié)約出了很多的空間,可以用來給其他元器件布線。

  這次設(shè)計(jì)也收獲了很多,最重要的是對(duì)電路板有了很好的認(rèn)識(shí),因?yàn)橐郧岸疾辉趺粗离娐钒?,平時(shí)上課的時(shí)候也沒有老師講過。通過這次設(shè)計(jì)電路板以及老師的講解,才對(duì)電路板有了很好的認(rèn)識(shí),因?yàn)殡娐钒暹@個(gè)東西,對(duì)我們是很有用的,因?yàn)橐院笪覀兙褪呛瓦@個(gè)東西打交道。其次是知道了怎么去設(shè)計(jì)電路板,雖然只是理論上的,還不是實(shí)際上的,也感覺到其實(shí)設(shè)計(jì)電路板也不像想象中那么困難,只要最開始設(shè)計(jì)好原理圖,后面的一切就交給計(jì)算機(jī)去設(shè)計(jì)。不過從這個(gè)實(shí)訓(xùn)中也體會(huì)到,仔細(xì)認(rèn)真,對(duì)我們理工科學(xué)生是相當(dāng)重要,因?yàn)樵诜庋b的時(shí)候任何一個(gè)小錯(cuò)誤,都會(huì)造成后面設(shè)計(jì)電路板不成功。還有就是不能太急躁,最開始想很快做完,結(jié)果做的后面都要重做,設(shè)計(jì)這個(gè)東西,也要循環(huán)漸進(jìn)。

  制作PCB的心得體會(huì)

  學(xué)習(xí)了一學(xué)期的PCB制版,我有很多的心得體會(huì),在整個(gè)制版過程中,可以在AltiumDesigner6.9之下進(jìn)行,也可以在DXP2004下進(jìn)行,但兩者之間要關(guān)聯(lián)的文件,可在打工軟件后,在菜單欄DXP---屬性preferences---system—filetype將文件類型與該軟件進(jìn)行關(guān)聯(lián),以后就可雙擊文件而利用這個(gè)AltiumDesigner6.9打開那個(gè)文件。常用的要關(guān)聯(lián)的文件有工程文件project,原理圖文件sch,當(dāng)然還有PCB文件。

  先新建原理圖(sch圖),再新建PCB圖。還要建個(gè)SCH.lib和PCB.lib。Sch.lib用來畫庫(kù)里找不到的元件,PCB.lib用來為該元件創(chuàng)建封裝(先用游標(biāo)卡尺量好尺寸),再將這個(gè)封裝給了SCH.lib里新建的元件,這樣就可以了。若要新建第二個(gè)元件,則TOOL-NewComponent,然后畫矩形,放管腳。放管腳Pin時(shí),Displayname要在矩形框內(nèi)部,風(fēng)絡(luò)標(biāo)識(shí)Designator要在矩形框外部。還有在PCB.lib里畫元件封裝時(shí)一定要注意,將封裝畫在坐標(biāo)的(0,0)點(diǎn),否則將原理圖導(dǎo)入PCB后,拖動(dòng)元件時(shí),會(huì)產(chǎn)生鼠標(biāo)指針跑到別的地方去的現(xiàn)象。原理圖上的連線,可以用線直接連,也可以用net網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)。在建好原理圖之后,要先導(dǎo)出所需元件的清單(reports---Billofmaterials),里面的模板Templa(來自:WWw.Zaidian.Com在點(diǎn)網(wǎng))te要空著,fileformat先.xls,然后點(diǎn)Export就可以保存了。建好原理圖后,要進(jìn)行編譯,Project---compileschdoc.,若沒彈出message窗口,則需手動(dòng)去右

  下角system,,打開messages對(duì)話框,查看文件中的錯(cuò)誤,對(duì)警告warnings要進(jìn)行檢查,然后再導(dǎo)入PCB中。Design---updataPCBDocument(第一個(gè)),就可將原理圖導(dǎo)入到PCB中。

  一次性修改多個(gè)元件的某項(xiàng)屬性,可以按shift一個(gè)一個(gè)的選,也可以選中一個(gè)后右鍵,findsimilarobjects,然后在PCBInspector中進(jìn)行統(tǒng)一修改即可。如果要改變放置的過孔的大小,則步驟為:Tool—屬性Preference—PCBEditor—Default—選擇過孔Via,再點(diǎn)EditValue更改后OK即可。

  PCB圖是實(shí)際要制作的電路板。Q鍵是PCB中mm和mil之間的轉(zhuǎn)換。Ctrl+m是測(cè)量距離,P+V是放置過孔,Z+A是觀看整圖等常用操作。過孔是上下兩層之間連接改線使用的,焊盤是用來焊接元件的。過孔大小Holesize==22mil,直徑Diameter==40mil較為好看且實(shí)用。

  將所有器件布局好后。進(jìn)行連線前,先要設(shè)置好線的粗細(xì)。比如12V電源線最好用30mil,信號(hào)線用12mil,需要線寬大約是1.5到2mm等。線寬與電流是有對(duì)應(yīng)關(guān)系的。

  布線前,要先設(shè)置好要布的各種線的寬度,如VCC和GND的線寬和信號(hào)NET的線寬。

  (步驟:先選設(shè)計(jì)(D)—規(guī)則(R)—DesignRout,選電氣規(guī)則(Electrical),將其線間距在右邊窗口中設(shè)置為12mil,放入右邊的窗口中,然后點(diǎn)應(yīng)用;再Design---RuleWizard---Routing中選擇網(wǎng)絡(luò),在這個(gè)欄中將線寬的Name改一下,命名為VCC或GND,將其

  線寬widthconstraint設(shè)置為30mil,后選width,將其線寬設(shè)置為12mil,然后點(diǎn)擊應(yīng)用,接著選擇RoutingLayers,在右邊窗口中設(shè)置為BottomLayer,然后選擇Holesize,在右邊窗口中將其最大值設(shè)置為2.54mm,最后點(diǎn)擊確定(OK)。然后再設(shè)定優(yōu)先級(jí)Priorities,然后要點(diǎn)Apply,最后OK即可。)

  PCB中如果要改某個(gè)元件的封裝,不用回到原理圖,直接從PCB.lib中拖出所需封裝即,(如果沒有,則需要自己畫),然后雙擊封裝上的某個(gè)焊盤,將網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)Designator改成需要連接的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí),就可完成對(duì)應(yīng),然后可進(jìn)行連線。若是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中不存在的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí),則需要在Design---Netlist—EditNets中先AllNets后在第二欄中出現(xiàn)了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中所有的Net,點(diǎn)Add,將NetName就可添加上所想要的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)。然后再雙擊焊盤,就有了這個(gè)新的標(biāo)識(shí)。

  畫好PCB圖之后,要進(jìn)行檢查。首先要Project—CompilePCBDOC,從system中調(diào)出message窗口進(jìn)行錯(cuò)誤檢查。然后還要進(jìn)行Tool—DesignRuleCheck(DRC)檢查,查看是否有Rule上的錯(cuò)誤。線與焊盤之間的最小間距在Design—Rule----Clearance中進(jìn)行設(shè)置。PCB制作的后期進(jìn)行覆銅時(shí),要想加大覆銅與焊盤之間的距,一般應(yīng)大于20mil,應(yīng)先將Design---Rule---Clearance中,最小安全間距改為20mil,然后PCB上很多元件變綠了,不用管,對(duì)要覆銅的區(qū)域進(jìn)行覆銅,PlacePolygonPlane(多邊形面板),填覆銅區(qū)域的名字,可不填,覆銅所連接的網(wǎng)絡(luò),頂層還是底層,去除死銅(連不到GND的覆銅起不到降低電磁干擾的作用),覆蓋所有相同名的網(wǎng)絡(luò)Pouroverallsamenet,然后OK后會(huì)出現(xiàn)十字標(biāo),畫出所需的覆銅區(qū)域就完成了覆銅的操作。覆好銅后,再將Design—Rule中的規(guī)則改回來即可。

  PCB制作的最后,要將焊盤與連線之間加上淚滴,以避免連線與焊盤之間接觸不良。步驟是Tool—Teardrop,選擇allpad,allvia即可,若有部分焊盤或過孔未加上淚滴,是因?yàn)檫B線未接到焊盤的正中間,重新連線,再重新添加即可解決。板子的最后,要加四個(gè)內(nèi)徑3.1mm,外徑5.5mm的大過孔來固定板子,如果過孔變綠了,則需要改下design—rule—routing—routingvia中過孔大小的規(guī)則,若還是綠色,則需要再改design—rule—manufacturing—Holesize,即可不為綠色。最后將四個(gè)孔對(duì)齊。還可右鍵鼠標(biāo),選option—選mechanicallayer,去掉PCB上的keepoutlayer和multilayer,使PCB界面更清晰。在PCB上右鍵—option—Boardoption—visiblegrid中將line改為dots,有利于看清連線。

  最后將其PCB進(jìn)行制版,在制版的過程中,先將PCB轉(zhuǎn)化在Protues99SE下,進(jìn)行鉆孔和打印,之后再進(jìn)行曝光、顯影、蝕刻,這就是整個(gè)制版過程。在此過程中,我們更加熟悉的掌握了制版的每一個(gè)細(xì)節(jié),能夠從中學(xué)習(xí)到很多很多的東西,為以后的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的結(jié)果。

  PCB設(shè)計(jì)總結(jié)

  一、PCB板框設(shè)計(jì)

  1.物理板框的設(shè)計(jì)一定要注意尺寸精確,避免安裝出現(xiàn)麻煩,確保能夠?qū)㈦娐钒屙樌惭b進(jìn)機(jī)箱,外殼,插槽等。

  2.拐角的地方(例如矩形板的四個(gè)角)最好使用圓角。一方面避免直角,尖角刮傷人,另一方面圓角可以減輕應(yīng)力作用,減少PCB板因各種原因出現(xiàn)斷裂的情況。

  3.在布局前應(yīng)確定好各種安裝孔(例如螺絲孔)及各種開口,開槽。一般來說,孔與PCB板邊緣的距離至少大于孔的直徑。

  4.當(dāng)電路板的面積大于200x150mm時(shí),應(yīng)重視該板所受的機(jī)械強(qiáng)度。從美學(xué)角度來看,電路板的最佳形狀為矩形。寬和長(zhǎng)之比最好是黃金比值0.618(黃金比值的應(yīng)用也是很廣的)。實(shí)際應(yīng)用時(shí)可取寬和長(zhǎng)為2:3或3:4等。

  5.結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求(尤其是批量生產(chǎn)),綜合考慮PCB板的尺寸大小。尺寸過大,印刷銅線過長(zhǎng),阻抗增加,抗噪聲能力下降;尺寸過小,散熱不好,線距不好控制,相鄰導(dǎo)線容易干擾。

  6.一般來說,板框的規(guī)劃是在KeepOutLayer層進(jìn)行。

  二、PCB板布局設(shè)計(jì)

  元件布置是否合理對(duì)整板的壽命,穩(wěn)定性,易用性及布線都有很大的影響,是設(shè)計(jì)出優(yōu)秀PCB板的前提。不同的板的布局各有其要求和特點(diǎn),但當(dāng)中不乏一些通用的規(guī)則,技巧。。

  1.元件的放置順序

 ?、僖话銇碚f,首先放置與整板的結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)的且固定位置的元件。比如常見的電源插座,開關(guān),指示燈,各種有特殊位置要求的接口(連接件之類),繼電器等,并且不要與PCB板中的開孔,開槽相沖突,位置要正確。放置好后,最好用軟件的鎖定功能將其固定。②接著放置體積大的元件和核心元件以及一些特殊的元件。例如變壓器等大元件,集成電路,處理器等核心IC元件,發(fā)熱元件等。這些元件會(huì)隨著布線的考慮有所移動(dòng),因此是大致的放置,更不用鎖定。

  ③最后放置小元件。例如阻容元件,輔助小IC等。

  2.注意點(diǎn)

 ?、僭瓌t上所有元件都應(yīng)該放置在距離板邊緣3mm以上的地方。尤其在大批量生產(chǎn)時(shí)的流水線插件和波峰焊,此舉是要提供給導(dǎo)軌槽使用的,同時(shí)可以防止外形切割加工時(shí)引起邊緣部分缺損。②要重視散熱問題。

  對(duì)于一些大功率的電路,應(yīng)該將其發(fā)熱嚴(yán)重的元件(如功率管,高功率變壓器等)盡量分布在板的邊緣,便于熱量散發(fā),不要過于集中在一個(gè)地方??傊m當(dāng),尤其在一些精密的模擬系統(tǒng)中,發(fā)熱器件產(chǎn)生的溫度場(chǎng)對(duì)一些放大電路的影響是嚴(yán)重的。除了保證有足夠的散熱措施外,一些功率超大的部分建議做成一個(gè)單獨(dú)的模塊,并作好隔熱措施,避免影響后續(xù)信號(hào)處理電路。還有一點(diǎn),電解電容不要離熱源太近,以免電解液過早老化,壽命劇減。熱敏元件切忌靠近熱源?、圩⒁庠闹亓繂栴}。對(duì)于一些較重的元件,建議設(shè)計(jì)成用支架固定,然后焊接。一些又大又重且發(fā)熱多的元件,不應(yīng)直接安裝在PCB板上,而應(yīng)考慮安裝在機(jī)箱底版上。

 ?、苤匾昉CB板上高壓元件或?qū)Ь€的間距。

  若要設(shè)計(jì)的電路板上同時(shí)存在高壓電路和低壓電路,則器件之間或?qū)Ь€之間就可能存在較高的電位差。此時(shí)應(yīng)將它們分開放置,加大導(dǎo)線的間距,以免放電引起意外短路。還應(yīng)注意帶高壓的器件應(yīng)布置在人手不易觸及的地方。

 ?、輸[放元件時(shí),注意焊盤不要重疊,或相碰,避免短路。還有,焊盤重疊放置,在鉆孔時(shí)會(huì)在一處地方多次鉆孔,易導(dǎo)致鉆頭斷裂,焊盤和導(dǎo)線都有損傷。

 ?、拮⒁庠[放不要與定位孔,固定支架等有空間沖突。元件應(yīng)與定位孔,固定支架等保持適當(dāng)?shù)木嚯x,空間,避免安裝沖突。⑦注意電路中用于調(diào)節(jié)的器件(例如電位器,可調(diào)電容器,微動(dòng),撥動(dòng)開關(guān)等)。在布局時(shí)應(yīng)充分結(jié)合整機(jī)結(jié)構(gòu)要求來布置:若只在機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié),則應(yīng)放置在方便調(diào)節(jié)的地方;若是機(jī)外面板調(diào)節(jié),則應(yīng)配合面板旋鈕的位置來布局。

  3.布局技巧

 ?、賹?duì)照、結(jié)合原理圖,以每個(gè)功能電路的核心元件(通常是IC芯片)為中心,其他阻容元件等圍繞它展開布局。元件應(yīng)均勻、整齊、

  緊湊地布置,不僅要考慮整齊有序,更要注重稍候布線的優(yōu)美流暢性。②按照電路的流程合理布置各子功能電路,使信號(hào)流暢,并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。

 ?、郾M量縮短相關(guān)元件之間的連線距離,特別是高頻元件間的連線距離,減少它們的分布參數(shù)。例如振蕩電路元件應(yīng)盡可能靠近。④一般盡可能使元件平行對(duì)齊排列,避免橫七豎八。這樣不但美觀,而且便于安裝焊接,批量生產(chǎn)。

 ?、葺斎牒洼敵鲈?yīng)當(dāng)盡量遠(yuǎn)離。容易相互干擾的元件不能挨得太近。

 ?、藓侠韰^(qū)分模擬電路部分,數(shù)字電路部分,噪聲產(chǎn)生嚴(yán)重的部分(如繼電器火花,大電流、高壓的開關(guān))。設(shè)法優(yōu)化調(diào)整它們的位置,使相互間的信號(hào)耦合最小,減少電磁干擾。例如盡可能讓電機(jī)、繼電器與敏感的單片機(jī)遠(yuǎn)離。

 ?、邚?qiáng)信號(hào)與弱信號(hào),交流信號(hào)與直流信號(hào)要分開設(shè)置隔離。⑧在布線前應(yīng)檢查確定好各類元件的焊盤大小。若在布完線后,再修改焊盤的大小,則極易引起焊盤與導(dǎo)線或焊盤與焊盤的間距問題,嚴(yán)重時(shí)造成短路!

  三、PCB板布線設(shè)計(jì)

  1.注意點(diǎn)

 ?、佥斎牒洼敵龅膶?dǎo)線應(yīng)避免相鄰、平行,以免發(fā)生回授,產(chǎn)生反饋耦合。可以的話應(yīng)加地線隔離。

 ?、诓季€時(shí)盡量走短、直的線,特別是數(shù)字電路高頻信號(hào)線,應(yīng)盡可能的短且粗,以減少導(dǎo)線的阻抗。

  ③遇到需要拐角時(shí),高壓及高頻線應(yīng)使用135度的拐角或圓角,杜絕少于90度的尖銳拐角。90度的拐角也盡量不使用,這在高頻高密度情況下更要關(guān)注,這些都為了減少高頻信號(hào)對(duì)外的輻射和耦合。

 ?、芟噜弮蓪拥牟季€要避免平行,以免容易形成實(shí)際意義上的電容而產(chǎn)生寄生耦合。例如雙面板的兩面布線宜相互垂直,斜交或彎曲走線。

 ?、輸?shù)據(jù)線盡可能寬一點(diǎn)(特別是單片機(jī)系統(tǒng)),以減少導(dǎo)線的阻抗。數(shù)據(jù)線的寬度至少不小于12mil(0.3mm),可以的話,采用18至20mil(0。46至0.5mm)的寬度就更為理想。

 ?、拮⒁庠季€過程中,過孔使用越少越好。數(shù)據(jù)表明,一個(gè)過孔帶來約0.5pF的分布電容,減少過孔數(shù)量能顯著提高速度。

  ⑦同類的地址線或數(shù)據(jù)線,走線的長(zhǎng)度差異不要太大,否則短的線要人為彎曲加長(zhǎng)走線,補(bǔ)償長(zhǎng)度的差異。

  2.布線技巧

 ?、倭己玫牟季謱?duì)自動(dòng)布線的布通率大有益處。根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求預(yù)設(shè)好布線的規(guī)則(例如走線拓?fù)洌^孔大小,線距等等),然后先進(jìn)行探索式布線,把短線快速連接好,可以利用交互式布線,把要求嚴(yán)格的線進(jìn)行布線。接著進(jìn)行迷宮式布線,把剩余的線全局不好,再進(jìn)行全局路徑優(yōu)化,可以斷開已布的線重新再布。

 ?、陔娫淳€和地線應(yīng)盡量加寬,不要嫌大,最好地線比電源線寬,其關(guān)系是:地線﹥電源線﹥信號(hào)線。加寬除了減少阻抗降低壓降外,

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