每次设计一块pcb时都应该按如下的顺序进行,这样可以节省时间,获得最好效果。
1选择好SCH,PCB等文件的名字(用英文,数字),加上扩展名。
2原理图
先设计好删格大小,图纸大小,选择公制,加好库元件。按电路功能模块画好图,元件,和线的画法应让人很容易看清楚原理。尽量均匀,美观,元件里面不要走线,注意不要在管脚中间走线,因为这样是没电器连接关系的。最好不要让两个元件管脚直接相连,画完后可以自动编号(特殊要求例外),然后加上对
应标称值,最好把标称值改为红色,粗体,这样可以和标号区分开。最好把标号和标称值放在合适位置,一般左边为标号,右边为标称值,或上面为标号,下面没标称值。过程中习惯性保存!
首先保证原理图是完全正确的,进行ERC检查无错,然后打印核对。其次最好能搞清楚电路原理,对高低压;大小电流;模拟,数字;大小信号;大小功率分块,以便在后面布局时方便。
3制作PCB元件库
对于标准库和自己的常用库里面没有的元件封装进行制作,要注意画俯视图,注意尺寸,焊盘大小,位置,号,内孔大小,方向,(印法好量尺寸)。名字用英文,容易看为好,最好有标明对应的尺寸,以便下次用时查找(可以使用名字和对应尺寸对应的表格形式保存)。
对于常用的二极管,三极管应该注意标号的表示方法,最好在自己库里面有常用系列的二极管,三极管封装,如9011-9018,1815,D880等。对发光二极管LED,RAD01,RB1/2,等常用而标准库没有的元件封装应该都在自己库里面有。应该很熟悉常用元件(电阻,电容,二极管,三极管)的封状形式。
4生成网络表
在原理图里面加好封装,保存,ERC检查,生成元件清单检查。生成网络表。
5建立PCB
选择好公制,捕获和可见删格大小,按要求设计好外框(向导或自己画),然后放好固定孔的位置,大小(30mm的螺丝可以用35mm的内孔焊盘,25的可以用3的内孔),边缘的先改好焊盘,孔大小,位置固定。
添加好需要用到的库。
6布局
调用网络表,调入元件,修改部分焊盘大小,设置好布线规则,可以改变标号的大小,粗细,隐藏标称值。然后先把需要特殊位置的元件放好并琐定。然后根据功能模块布局,(可以用SCH里面选择过度到PCB里面选择的方式),一般不用X,Y进行元件的翻转,而是用空格旋转,或L键,(因为有些元件是不能翻转的,如集成块,继电器等)。对于一个功能模块先放中心元件,或大元件,然后放旁边的小元件,(比如集成块先放,然后放直接和集成块两管脚直接相连的元件,再放和集成块一个管脚相连的元件,而且类似的元件尽量放在一起,比较美观也要考虑后面连线的方便性)。当然一些特殊关系的元件先放,比如一些滤波电容和晶振等需要靠近某些元件的先放好。还有会干扰的元件先整体考虑要离远点。高低压模块要间隔64mm以上。要注意留出散热片,接插件,固定架的位置。一些不能布线的地方可以用FILL。还要考虑散热,热敏元件。电阻,二极管的放置方式:分为平放与竖放两种:
(1)平放:当电路元件数量不多,而且电路板尺寸较大的情况下,一般是采用平放较好;对于1/4W以下的电阻平放时,两个焊盘间的距离一般取4/10英寸,1/2W的电阻平。
放时,两焊盘的间距一般取5/10英寸;二极管平放时,1N400X系列整流管,一般取3/10英寸;1N540X系列整流管,一般取4~5/10英寸。
(2)竖放:当电路元件数较多,而且电路板尺寸不大的情况下,一般是采用竖放,竖放时两个焊盘的间距一般取1~2/10英寸。
7布线:
先设置好规则里面的内容,VCC,GND 大功率等大电流的线可以设置的宽点(05mm-15mm),一般1mm可以通过1A的电流。对于大电压的线间距可以设置大点,一般1mm为 1000V。设置好了,先布VCC,GND 等一些比较重要的线。注意各个模块的区分。对单面板最好可以加一些条线。加过孔,不一定横平竖直,集成块的焊盘间一般不走线,大电流的宽线可以在 solder层画上线,以便后面上锡;走线用45度角
8手工修改线:
修改一些线的宽度,转角,补泪地或包焊盘(单面板必须做),铺铜,处理地线。
9检查
DRC,EMC 等检查,然后可以打印检查,网络表对比。元件清单检查。
10。加型号(一般在丝网成)。
11。电位器的调节一般是顺时针为加大(电压,电流等)
12。高频(>20MHz)一般是多点接地。<10MHz 还是<1MHz
单点接地。其间为混合接地。
13根据需要,不是所有器件都要按标准封装,可以是跨接或立的焊接。
14在印制板布线时,应先确定元器件在板上的位置,然后布地线,电源线。在安排高速信号线,最好考虑低速信号线。元气件的位置按电源电压,数字模拟,速度快慢,电流大小等分组。安全的条件下,电源线应尽量靠近地。减小差摸辐射的环面积,也有助于减小电路的交扰。
当需要在电路板上布置快速,中速,低速逻辑电路时,高速的应放在靠近边缘连接器范围内,而低速逻辑和存储器,应放在远离连接器范围内。这样对共阻抗偶合,辐射和交扰的减小都是有利的。
接地最重要的了。
差不多的时候要有备份一下,或有些步骤容易死机,破坏文件的时候要备份。Protel布局布线经验与技巧
1元件排列规则
1)在通常条件下,所有的元件均应布置在印制电路的同一面上,只有在顶层元件过密时,才能将一些高度有限并且发热量小的器件,如贴片电阻、贴片电容、贴IC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,一般情况下不允许元件重叠;元件排列要紧凑,输入和输出元件尽量远离。
3)某元器件或导线之间可能存在较高的电位差,应加大它们的距离,以免因放电、击穿而引起意外短路。
4)带高电压的元件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。
5)位于板边缘的元件,离板边缘至少有2个板厚的距离
6)元件在整个板面上应分布均匀、疏密一致。
2按照信号走向布局原则
1)通常按照信号的流程逐个安排各个功能电路单元的位置,以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它进行布局。
2)元件的布局应便于信号流通,使信号尽可能保持一致的方向。多数情况下,信号的流向安排为从左到右或从上到下,与输入、输出端直接相连的元件应当放在靠近输入、输出接插件或连接器的地方。
3防止电磁干扰1)对辐射电磁场较强的元件,以及对电磁感应较灵敏的元件,应加大它们相互之间的距离或加以屏蔽,元件放置的方向应与相邻的印制导线交叉。
2)尽量避免高低电压器件相互混杂、强弱信号的器件交错在一起。
3)对于会产生磁场的元件,如变压器、扬声器、电感等,布局时应注意减少磁力线对印制导线的切割,相邻元件磁场方向应相互垂直,减少彼此之间的耦合。
4)对干扰源进行屏蔽,屏蔽罩应有良好的接地。
5)在高频工作的电路,要考虑元件之间的分布参数的影响。
4 抑制热干扰
1)对于发热元件,应优先安排在利于散热的位置,必要时可以单独设置散热器或小风扇,以降低温度,减少对邻近元件的影响。
2)一些功耗大的集成块、大或中功率管、电阻等元件,要布置在容易散热的地方,并与其它元件隔开一定距离。
3)热敏元件应紧贴被测元件并远离高温区域,以免受到其它发热功当量元件影响,引起误动作。
4)双面放置元件时,底层一般不放置发热元件。
5可调元件的布局
对于电位器、可变电容器、可调电感线圈或微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求,若是机外调节,其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应;若是机内调节,则应放置在印制电路板于调节的地方。印刷电路板的设计 SMT线路板是表面贴装设计中不可缺少的组成之一。SMT线路板是电子产品中电路元件与器件的支撑件,它实现了电路元件和器件之间的电气连接。随着电子技术发展,pcb板的体积越来越小,密度也越来越高,并且PCB板层不断地增加,因此,要求PCB在整体布局、抗干扰能力、工艺上和可制造性上要求越来越高。
印刷电路板设计的主要步骤;
1:绘制原理图。
2:元件库的创建。
3:建立原理图与印制板上元件的网络连接关系。
4:布线和布局。
5:创建印制板生产使用数据和贴装生产使用数据。
PCB上的元件位置和外形确定后,再考虑PCB的布线。
一、有了元件的位置,根据元件位置进行布线,印制板上的走线尽可能短是一个原则。走线短,占用通道和面积都小,这样直通率会高一些。在PCB板上的输入端和输出端的导线应尽量避开相邻平行,最好在二线间放有地线。以免发生电路反馈藕合。印制板如果为多层板,每个层的信号线走线方向与相邻板层的走线方向要不同。对于一些重要的信号线应和线路设计人员达成一致意见,特别差分信号线,应该成对地走线,尽力使它们平行、靠近一些,并且长短相差不大。PCB板上所有元件尽量减少和缩短元器件之间的引线和连接,PCB板中的导线最小宽度主要由导线与绝缘层基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定。当铜箔厚度为005mm,宽度为1-15mm时,通过2A的电流,温度不会高于3度。导线宽度15mm时可满足要求,对于集成电路,尤其是数字电路,通常选用002-003mm。当然,只要允许,我们尽可能的用宽线,特别是PCB板上的电源线和地线,导线的最小间距主要是由最不坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于一些集成电路(IC)以工艺角度考虑可使间距小于5-8mm。印制导线的弯曲处一般用圆弧最小,避免使用小于90度弯的走线。而直角和夹角在高频电路中会影响电性能,总之,印制板的布线要均匀,疏密适当,一致性好。电路中尽量避开使用大面积铜箔,否则,在使用过程中时间过长产生热量时,易发生铜箔膨胀和脱落现象,如必须使用大面积铜箔时,可采用栅格状导线。导线的端口则是焊盘。焊盘中心孔要比器件引线直径大一些。焊盘太大在焊接中易形成虚焊,焊盘外径D一般不小于(d+12)mm,其中d为孔径,对于一些密度比较大的元件的焊盘最小直径可取(d+10)mm,焊盘设计完成后,要在印制板的焊盘周围画上器件的外形框,同时标注文字和字符。一般文字或外框的高度应该在09mm左右,线宽应该在02mm左右。并且标注文字和字符等线不要压在焊盘上。如果为双层板,则底层字符应该镜像标注。
二、为了使所设计的产品更好有效地工作,PCB在设计中不得不考虑它的抗干扰能力,并且与具体的电路有着密切的关系。
线路板中的电源线、地线等设计尤为重要,根据不同的电路板流过电流的大小,尽量加大电源线的宽度,从而来减小环路电阻,同时电源线与地线走向以及数据传送方向保持一致。有助于电路的抗噪声能力的增强。PCB上即有逻辑电路又有线性电路,使它们尽量分开,低频电路可采用单点并联接地,实际布线可把部分串联后再并联接地,高频电路采用多点串连接地。地线应短而粗,对于高频元件周围可采用栅格大面积地箔,地线应尽量加粗,如果地线很细的导线,接地电位随电流的变化,使抗噪性能降低。因此应加粗接地线,使其能达到三位于电路板上的允许电流。如果设计上允许可以使接地线在2-3mm以上的直径宽度,在数字电路中,其接地线路布成环路大多能提高抗噪声能力。PCB的设计中一般常规在印制板的关键部位配置适当的退藕电容。在电源入端跨线接10-100uF的电解电容,一般在20-30管脚的集成电路芯片的电源管脚附近,都应布置一个001PF的磁片电容,对于较大的芯片,电源引脚会有几个,最好在它们附近都加一个退藕电容,超过200脚的芯片,则在它四边上都加上至少二个退藕电容。如果空隙不足,也可4-8个芯片布置一个1-10PF钽电容,对于抗干扰能力弱、关断电源变化大的元件应在该元件的电源线和地线之间直接接入退藕电容,以上无论那种接入电容的引线不易过长。
三、线路板的元件和线路设计完成后,接上来要考虑它的工艺设计,目的将各种不良因素消灭在生产开始之前,同时又要兼顾线路板的可制造性,以便生产出优质的产品和批量进行生产。
前面在说元件得定位及布线时已经把线路板的工艺方面涉及到一些。线路板的工艺设计主要是把我们设计出的线路板与元件通过SMT生产线有机的组装在一起,从而实现良好电气连接达到我们设计产品的位置布局。焊盘设计,布线以抗干扰性等还要考虑我们设计出的板子是不是便于生产,能不能用现代组装技术-SMT技术进行组装,同时要在生产中达到不让产生不良品的条件产生设计高度。具体有以下几个方面:
1:不同的SMT生产线有各自不同的生产条件,但就PCB的大小,pcb的单板尺寸不小于200150mm。如果长边过小可以采用拼版,同时长与宽之比为3:2或4:3电路板面尺寸大于200×150mm时,应考虑电路板所受的机械强度。
2:当电路板尺寸过小,对于SMT整线生产工艺很难,更不易于批量生产,最好方法采用拼板形式,就是根据单板尺寸,把2块、4块、6块等单板组合到一起,构成一个适合批量生产的整板,整板尺寸要适合可贴范围大小。
3:为了适应生产线的贴装,单板要留有3-5mm的范围不放任何元件,拼板留有3-8mm的工艺边,工艺边与PCB的连接有三种形式:A无搭边,有分离槽,B有搭边,又有分离槽,C有搭边,无分离槽。设有冲裁用工艺搭国。根据PCB板的外形,有途等适用不同的拼板形式。对PCB的工艺边根据不同机型的定位方式不同,有的要在工艺边上设有定位孔,孔的直径在4-5厘米,相对比而言,要比边定位精度高,因此有定位孔定位的机型在进行PCB加工时,要设有定位孔,并且孔设计的要标准,以免给生产带来不便。
4:为了更好的定位和实现更高的贴装精度,要为PCB设上基准点,有无基准点和设的好与坏直接影响到SMT生产线的批量生产。基准点的外形可为方形、圆形、三角形等。并且直径大约在1-2mm范围之内,在基准点的周围要在3-5mm的范围之内,不放任何元件和引线。同时基准点要光滑、平整,不要任何污染。基准点的设计不要太靠近板边,要有3-5mm的距离。
5:从整体生产工艺来说,其板的外形最好为距形,特别对于波峰焊。采用矩形便于传送。如果PCB板有缺槽要用工艺边的形式补齐缺槽,对于单一的SMT板允许有缺槽。但缺槽不易过大应小于有边长长度的1/3
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