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PCB布局

发布时间:2016-12-5 0:41:30 编辑:www.fx114.net 分享查询网我要评论
本篇文章主要介绍了"PCB布局",主要涉及到PCB布局方面的内容,对于PCB布局感兴趣的同学可以参考一下。

  doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。     PCB 布局 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; 7 Q/DKBA-Y004-1999 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。 10. BGA 与相邻元件的距离>5mm。其它贴片元件相互间的距离>0.7mm;贴装元件 焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于 2mm;有压接件的 PCB,压接的接插 件周围 5mm 内不能有插装元、器件,在焊接面其周围 5mm 内也不能有贴装元、器 件。 11. IC 去偶电容的布局要尽量靠近 IC 的电源管脚,并使之与电源和地之间形成 的回路最短。 12. 元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起, 以便于将来 的电源分隔。 13. 用于阻抗匹配目的阻容器件的布局,要根据其属性合理布置。 串联匹配电阻的布局要靠近该信号的驱动端,距离一般不超过 500mil。 匹配电阻、电容的布局一定要分清信号的源端与终端,对于多负载的终端匹配一     定要在信号的最远端匹配。 14. 布局完成后打印出装配图供原理图设计者检查器件封装的正确性, 并且确认 单板、背板和接插件的信号对应关系,经确认无误后方可开始布线。     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。     【keywords—关键字】:抄板,pcb 抄板,深圳抄板,手机板抄板,专业抄板,抄板公司,电路板 抄板,印刷电路板,电脑主板抄板,PCB Layout 高频设计,EMC 测试 对于电子产品来说, 印制线路板设计是其从电原理图变成一个具体产品必经的一道设计 工序, 其设计的合理性与产品生产及产品质量紧密相关, 而对于许多刚从事电子设计的人员 来说,在这方面经验较少,虽然已学会了印制线路板设计软件,但设计出的印制线路板常有 这样那样的问题, 而许多电子刊物上少有这方面文章介绍, 笔者曾多年从事印制线路板设计     的工作,在此将印制线路板设计的点滴经验与大家分享,希望能起到抛砖引玉的作用。笔者 的印制线路板设计软件早几年是 TANGO,现在则使用 PROTEL2.7 FOR WINDOWS。     板的布局:     印制线路板上的元器件放置的通常顺序:     放置与结构有紧密配合的固定位置的元器件, 如电源插座、 指示灯、 开关、 连接件之类, 这些器件放置好后用软件的 LOCK 功能将其锁定,使之以后不会被误移动; 放置线路上的特殊元件和大的元器件,如发热元件、变压器、IC 等; 放置小器件。 元器件离板边缘的距离: 可能的话所有的元器件均放置在离板的边缘 3mm 以内 或至少大于板厚, 这是由于在大批量生产的流水线插件和进行波峰焊时, 要提供给导轨槽使 用,同时也为了防止由于外形加工引起边缘部分的缺损,如果印制线路板上元器件过多,不 得已要超出 3mm 范围时,可以在板的边缘加上 3mm 的辅边,辅边开 V 形槽,在生产时用手掰 断即可。     高低压之间的隔离: 在许多印制线路板上同时有高压电路和低压电路, 高压电路部分的 元器件与低压部分要分隔开放置,隔离距离与要承受的耐压有关,通常情况下在 2000kV 时 板上要距离 2mm,在此之上以比例算还要加大,例如若要承受 3000V 的耐压测试,则高低压 线路之间的距离应在 3.5mm 以上, 许多情况下为避免爬电, 还在印制线路板上的高低压之间 开槽。     印制线路板的走线: 印制导线的布设应尽可能的短,在高频回路中更应如此;印制导线的拐弯应成圆角,而 直角或尖角在高频电路和布线密度高的情况下会影响电气性能; 当两面板布线时, 两面的导 线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线,避免相互平行,以减小寄生耦合;作为电路的输入及输 出用的印制导线应尽量避免相邻平行,以免发生回授,在这些导线之间最好加接地线。     印制导线的宽度:     导线宽度应以能满足电气性能要求而又便于生产为宜,它的最小 值以承受的电流大小而定,但最小不宜小于 0.2mm,在高密度、高精度的印制线路中,导线 宽度和间距一般可取 0.3mm;导线宽度在大电流情况下还要考虑其温升,单面板实验表明, 当铜箔厚度为 50μm、导线宽度 1~1.5mm、通过电流 2A 时,温升很小,因此,一般选用 1~ 1.5mm 宽度导线就可能满足设计要求而不致引起温升;印制导线的公共地线应尽可能地粗, 可能的话,使用大于 2~3mm 的线条,这点在带有微处理器的电路中尤为重要,因为当地线 过细时,由于流过的电流的变化,地电位变动,微处理器定时信号的电平不稳,会使噪声容 限劣化;在 DIP 封装的 IC 脚间走线,可应用 10-10 与 12-12 原则,即当两脚间通过 2 根 线时,焊盘直径可设为 50mil、线宽与线距都为 10mil,当两脚间只通过 1 根线时,焊盘直 径可设为 64mil、线宽与线距都为 12mil。     印制导线的间距: 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。 这个电压一般包括工作电压、 附加波动电压以及其它原 因引起的峰值电压。 如果有关技术条件允许导线之间存在某种程度的金属残粒, 则其间距就 会减小。因此设计者在考虑电压时应把这种因素考虑进去。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。     印制导线的屏蔽与接地: 印制导线的公共地线, 应尽量布置在印制线路板的边缘部分。 在印制线路板上应尽可能 多地保留铜箔做地线,这样得到的屏蔽效果,比一长条地线要好,传输线特性和屏蔽作用将 得到改善,另外起到了减小分布电容的作用。印制导线的公共地线最好形成环路或网状,这 是因为当在同一块板上有许多集成电路, 特别是有耗电多的元件时, 由于图形上的限制产生 了接地电位差,从而引起噪声容限的降低,当做成回路时,接地电位差减小。另外,接地和 电源的图形尽可能要与数据的流动方向平行, 这是抑制噪声能力增强的秘诀; 多层印制线路 板可采取其中若干层作屏蔽层,电源层、地线层均可视为屏蔽层,一般地线层和电源层设计 在多层印制线路板的内层,信号线设计在内层和外层。     焊盘: 焊盘的直径和内孔尺寸: 焊盘的内孔尺寸必须从元件引线直径和公差尺寸以及搪锡层厚 度、孔径公差、孔金属化电镀层厚度等方面考虑,焊盘的内孔一般不小于 0.6mm,因为小于 0.6mm 的孔开模冲孔时不易加工, 通常情况下以金属引脚直径值加上 0.2mm 作为焊盘内孔直 径,如电阻的金属引脚直径为 0.5mm 时,其焊盘内孔直径对应为 0.7mm,焊盘直径取决于内     孔直径,如下表: 孔直径 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 焊盘直径 1.5 1.5 2 2.5 3.0 3.5 4 1.当焊盘直径为 1.5mm 时,为了增加焊盘抗剥强度,可采用长不小于 1.5mm,宽为 1.5mm 和长圆形焊盘,此种焊盘在集成电路引脚焊盘中最常见。 2.对于超出上表范围的焊盘直径可用下列公式选取: 直径小于 0.4mm 的孔:D/d=0.5~3 直径大于 2mm 的孔:D/d=1.5~2     式中:(D-焊盘直径,d-内孔直径)     有关焊盘的其它注意点: 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。 焊盘的开口:有些器件是在经过波峰焊后补焊的,但由于经过波峰焊后焊盘内孔被锡封住, 使器件无法插下去, 解决办法是在印制板加工时对该焊盘开一小口, 这样波峰焊时内孔就不 会被封住,而且也不会影响正常的焊接。 焊盘补泪滴: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。 相邻的焊盘要避免成锐角或大面积的 铜箔,成锐角会造成波峰焊困难,而且有桥接的危险,大面积铜箔因散热过快会导致不易焊 接。 大面积敷铜:印制线路板上的大面积敷铜常用于两种作用,一种是散热,一种用于屏蔽来减 小干扰, 初学者设计印制线路板时常犯的一个错误是大面积敷铜上没有开窗口, 而由于印制 线路板板材的基板与铜箔间的粘合剂在浸焊或长时间受热时,会产生挥发性气体无法排除, 热量不易散发,以致产生铜箔膨胀,脱落现象。因此在使用大面积敷铜时,应将其开窗口设 计成网状。 跨接线的使用:在单面的印制线路板设计中,有些线路无法连接时,常会用到跨接线,在初 学者中,跨接线常是随意的,有长有短,这会给生产上带来不便。放置跨接线时,其种类越 少越好,通常情况下只设 6mm,8mm,10mm 三种,超出此范围的会给生产上带来不便.     大电容由于容量大,所以体积一般也比较大,且通常使用多层卷绕的方式制作,这就导致了大电容的 分布电感比较大(也叫等效串联电感,英文简称 ESL)。大家知道,电感对高频信号的阻抗是很大的,所以, 大电容的高频性能不好。 而一些小容量电容则刚刚相反, 由于容量小, 因此体积可以做得很小(缩短了引线, 就减小了 ESL,因为一段导线也可以看成是一个电感的),而且常使用平板电容的结构,这样小容量电容就 有很小 ESL 这样它就具有了很好的高频性能,但由于容量小的缘故,对低频信号的阻抗大。所以,如果我 们为了让低频、高频信号都可以很好的通过,就采用一个大电容再并上一个小电容的方式。常使用的小电 容为 0.1uF 的瓷片电容,当频率更高时,还可并联更小的电容,例如几 pF,几百 pF 的。而在数字电路中, 一般要给每个芯片的电源引脚上并联一个 0.1uF 的电容到地(这个电容叫做退耦电容, 当然也可以理解为电 源滤波电容,越靠近芯片越好),因为在这些地方的信号主要是高频信号,使用较小的电容滤波就可以了。     摘要:     PCB 布局的准则操作技巧& 滤波电容、去耦电容、旁路电容作用& 在一个大的电容上还并联一个     小电容的原因。 PCB 布局的准则操作技巧& 滤波电容、去耦电容、旁路电容作用& 在一个大的电容上还并联一个小电 容的原因。 总结几个常用的操作技巧: 尽量将去耦电容和滤波电容等放置在对应元件的周围。去耦电容和滤波电容的布置是改善电路板的电 源质量,提高抗干扰能力的一项重要举措。实际上,印制电路板的走线、引脚连线和接线等都有可能带来 较大的电感效应,电感的存在会在电源线上引起纹波和毛刺,而在电源和地之间放置一个 0.1uF 的去耦电 容可以有效滤除高频纹波,如果电路板上使用的是贴片电容,可以使贴片电容紧靠着元件的电源引脚。对 于一些电源转换芯片,或者是电源输入端,最好还布置一个 10uF 或者更大的电容,以进一步改善电源的质 量。 制作元件库时一定把第一脚标上记号。 元件尺寸拿不准就 1:1 打印出来,拿实件直接比对。 导入用原理图生成的网络表,在 PCB 上显示的飞线可极大地帮助布局和走线。 元件布局时不要用 X,Y 键来翻转元件,否则无法焊接。 两层板走线的一种方法是:一面只走横线,一面只走纵线。 焊盘附近不要有不相关的过孔。 设计规则中主要设定线宽 Width 和间距 Clearance。 快捷键: E-S-C(Ctrl+H) 高亮一条物理连接 P-T * Tab M-D M-M M-E 交互式布线 在层之间切换,在布线时可自动添加一个过孔 打开鼠标上粘着的元件、过孔或者线的属性 拖动一条线或者过孔,同时其两个端点也同时移动 仅拖动一条线或者过孔 拖动一个端点     Space Ctrl+M End PageUp/Down Ctrl+鼠标滚轮 直接比对。     对元件可以 90 度旋转,对走线可 45 度旋转。 测量尺寸 刷新屏幕 放大,缩小 较精细地放大,缩小,缩到一定程度,在屏幕上即可看到 1:1 的大小,可拿实际元件     再补充:沧州寰宇电路板加工工艺:线 6mil,间距 6mil,过孔内径 12mil,外径 22mil 滤波电容、去耦电容、旁路电容作用 滤波电容用在电源整流电路中,用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。 去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方,用来消除自激,使放大器稳定工作。 旁路电容用在有电阻连接时,接在电阻两端使交流信号顺利通过。 1.关于去耦电容蓄能作用的理解 1)去耦电容主要是去除高频如 RF 信号的干扰,干扰的进入方式是通过电磁辐射。 而实际上,芯片附近的电容还有蓄能的作用,这是第二位的。 你可以把总电源看作密云水库,我们大楼内的家家户户都需要供水, 这时候,水不是直接来自于水库,那样距离太远了, 等水过来,我们已经渴的不行了。 实际水是来自于大楼顶上的水塔,水塔其实是一个 buffer 的作用。 如果微观来看,高频器件在工作的时候,其电流是不连续的,而且频率很高, 而器件 VCC 到总电源有一段距离,即便距离不长,在频率很高的情况下, 阻抗 Z=i*wL R,线路的电感影响也会非常大, 会导致器件在需要电流的时候,不能被及时供给。 而去耦电容可以弥补此不足。 这也是为什么很多电路板在高频器件 VCC 管脚处放置小电容的原因之一     (在 vcc 引脚上通常并联一个去藕电容,这样交流分量就从这个电容接地。) 2)有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供 一个局部的直流电源给有源器件,以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地 2.旁路电容和去耦电容的区别 去耦:去除在器件切换时从高频器件进入到配电网络中的 RF 能量。去耦电容还可以为器件 供局部化 的 DC 电压源,它在减少跨板浪涌电流方面特别有用。 旁路:从元件或电缆中转移出不想要的共模 RF 能量。这主要是通过产生 AC 旁路消除无意的能量进入 敏感的部分,另外还可以提供基带滤波功能(带宽受限)。 我们经常可以看到,在电源和地之间连接着去耦电容,它有三个方面的作用:一是作为本集成电路的 蓄能电容;二是滤除该器件产生的高频噪声,切断其通过供电回路进行传播的通路;三是防止电源携带的噪 声对电路构成干扰。 在电子电路中,去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用,电容所处的位置不同,称呼就不一样了。 对于同一个电路来说,旁路(bypass)电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象,把前级携带的高频杂 波滤除,而去耦(decoupling)电容也称退耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象。 在一个大的电容上还并联一个小电容的原因 大电容由于容量大,所以体积一般也比较大,且通常使用多层卷绕的方式制作,这就导致了大电容的 分布电感比较大(也叫等效串联电感,英文简称 ESL)。大家知道,电感对高频信号的阻抗是很大的,所以, 大电容的高频性能不好。 而一些小容量电容则刚刚相反, 由于容量小, 因此体积可以做得很小(缩短了引线, 就减小了 ESL,因为一段导线也可以看成是一个电感的),而且常使用平板电容的结构,这样小容量电容就 有很小 ESL 这样它就具有了很好的高频性能,但由于容量小的缘故,对低频信号的阻抗大。所以,如果我 们为了让低频、高频信号都可以很好的通过,就采用一个大电容再并上一个小电容的方式。常使用的小电 容为 0.1uF 的瓷片电容,当频率更高时,还可并联更小的电容,例如几 pF,几百 pF 的。而在数字电路中, 一般要给每个芯片的电源引脚上并联一个 0.1uF 的电容到地(这个电容叫做退耦电容, 当然也可以理解为电 源滤波电容,越靠近芯片越好),因为在这些地方的信号主要是高频信号,使用较小的电容滤波就可以了。     PCB 板布局原则     1.元件排列规则 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 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 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***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 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。

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