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1、要有合理的走向:如输入/输出,沟通/直流,强/弱信号,高频/低频,高压/低压等,它们的走向应当是呈线形的(或分别),不得相互交融。其目的是防止相互干扰。最好的走向是按直线,但一般不易实现,最不利的走向是环形,所幸的是可以设隔离带来改善。对于是直流,小信号,低电压PCB设计的要求可以低些。所以“合理”是相对的。 2、选择好接地点:小小的接地点不知有多少工程技术人员对它做过多少论述,足见其重要性。一般状况下要求共点地,如:前向放大器的多条地线应汇合后再与干线地相连等等。现实中,因受各种限制很难完全办到,但应尽力遵循。这个问题在实际中是相当敏捷的。每个人都有自己的一套解决方案。如能针对详细的电路板来说明就简洁理解。 3、合理布置电源滤波/退耦电容:一般在原理图中仅画出若干电源滤波/退耦电容,但未指出它们各自应接于何处。其实这些电容是为开关器件(门电路)或其它须要滤波/退耦的部件而设置的,布置这些电容就应尽量靠近这些元部件,离得太远就没有作用了。好玩的是,当电源滤波/退耦电容布置的合理时,接地点的问题就显得不那么明显。 4、线条有讲究:有条件做宽的线决不做细;高压及高频线应园滑,不得有尖锐的倒角,拐弯也不得采纳直角。地线应尽量宽,最好运用大面积敷铜,这对接地点问题有相当大的改善。 (一)PCB概念 ●PCB=PrintedCircuitBoard印刷电路板 ●PCB在各种电子设备中有如下功能。 1.供应集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑。 2.实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接(信号传输)或电绝缘。供应所要求的电气特性,如特性阻抗等。 3.为自动装配供应阻焊图形,为元器件插装、检查、修理供应识别字符和图形。 (二)PCB技术发展概要 从1903年至今,若以PCB组装技术的应用和发展角度来看,可分为三个阶段 ●通孔插装技术(THT)阶段PCB : (1).电气互连---信号传输 (2).支撑元器件---引脚尺寸限制通孔尺寸的缩小 (1)减小器件孔的尺寸,但受到元件引脚的刚性及插装精度的限制,孔径≥ (2)缩小线宽/间距:——— (3)增加层数:单面—双面—4层—6层—8层—10层—12层—64层 ●表面安装技术(SMT)阶段PCB :仅起到电气互连的作用,孔径可以尽可能的小,堵上孔也可以。 ①.过孔尺寸急剧减小:———— ②.过孔的结构发生本质改变: :提高布线密度1/3以上、减小PCB尺寸或削减层数、提高牢靠性、改善了特性阻抗限制,减小了串扰、噪声或失真(因线短,孔小) (holeinpad)消退了中继孔及连线 ③薄型化:双面板:——— ④PCB平整度: :PCB板基板翘曲度和PCB板面上连接盘表面的共面性。 、机械引起残留应力的综合结果 :HASL、化学镀NI/AU、电镀NI/AU… ●芯片级封装(CSP)阶段PCB CSP以起先进入急剧的变革于发展其之中,推动PCB技术不断向前发展,PCB工业将走向激光时代和纳米时代. 印刷电路板(Printedcircuitboard,PCB)几乎会出现在每一种电子设备当中。假如在某样设备中有电子零件,那么它们也都是镶在大小各异的PCB上。除了固定各种小零件外,PCB的主要功能是供应上头各项零件的相互电气连接。随着电子设备越来越困难,须要的零件越来越多,PCB上头的线路与零件也越来越密集了。 板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成。在表面可以看到的细小线路材料是铜箔,原本铜箔是覆盖在整个板子上的,而在制造过程中部份被蚀刻处理掉,留下来的部份就变成网状的细小线路了。这些线路被称作导线(conductorpattern)或称布线,并用来供应PCB上零件的电路连接。 导线(ConductorPattern) 为了将零件固定在PCB上面,我们将它们的接脚干脆焊在布线上。在最基本的PCB(单面板)上,零件都集中在其中一面,导线则都集中在另一面。这么一来我们就须要在板子上打洞,这样接脚才能穿过板子到另一面,所以零件的接脚是焊在另一面上的。因为如此,ponentSide)与焊接面(SolderSide)。假如PCB上头有某些零件,须要在制作完成后也可以拿掉或装回去,那么该零件安装时会用到插座(Socket)。由于插座是干脆焊在板子上的,零件可以随意的拆装。下面看到的是ZIF(ZeroInsertionForce,零拨插力式)插座,它可以让零件(这里指的是CPU)可以轻松插进插座,也可以拆下来。插座旁的固定杆,可以在您插进零件后将其固定。 ZIF插座 假如要将两块PCB相互连结,一般我们都会用到俗称「金手指」的边接头(edgeconnector)。金手指上包含了很多袒露的铜垫,这些铜垫事实上也是PCB布线的一部份。通常连接时,我们将其中一片PCB上的金手指插进另一片PCB上合适的插槽上(一般叫做扩充槽Slot)。在计算机中,像是显示卡,声卡或是其它类似的界面卡,都是借着金手指来与主机板连接的。 边接头(俗称金手指) PCB上的绿色或是棕色,是阻焊漆(soldermask)的颜色。这层是绝缘的防护层,可以爱护铜线,也可以防止零件被焊到不正确的地方。在阻焊层上另外会印刷上一层丝网印刷面(silkscreen)。通常在这上面会印上文字与符号(大多是白色的),以标示出各零件在板子上的位置。丝网印刷面也被称作图标面 PCB的种类 单面板(Single-SidedBoards) 我们刚刚提到过,在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面,所以我们就称这种PCB叫作单面板(Single-sided)。因为单面板在设计线路上有很多严格的限制(因为只有一面,布线间不能交*而必需绕独自的路径),所以只有早期的电路才运用这类的板子。 双面板(Double-SidedBoards) 这种电路板的两面都有布线。不过要用上两面的导线,必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的「桥梁」叫做导孔(via)。导孔是在PCB上,充溢或涂上金属的小洞,它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍,而且因为布线可以相互交织(可以绕到另一面),它更适合用在比单面板更困难的电路上。 多层板(Multi-LayerBoards) 为了增加可以布线的面积,多层板用上了更多单或双面的布线板。多层板运用数片双面板,并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢(压合)。板子的层数就代表了有几层独立的布线层,通常层数都是偶数,并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构,不过技术上可以做到近100层的PCB板。大型的超级计算机大多运用相当多层的主机板,不过因为这类计算机已经可以用很多一般计算机的集群代替,超多层板已经慢慢不被运用了。因为PCB中的各层都紧密的结合,一般不太简洁看出实际数目,不过假如您细致视察主机板,或许可以看出来。 我们刚刚提到的导孔(via),假如应用在双面板上,那么肯定都是打穿整个板子。不过在多层板当中,假如您只想连接其中一些线路,那么导孔可能会奢侈一些其它层的线路空间。埋孔(Buriedvias)和盲孔(Blindvias)技术可以避开这个问题,因为它们只穿透其中几层。盲孔是将几层内部PCB与表面PCB连接,不须穿透整个板子。埋孔则只连接内部的PCB,所以光是从表面是看不出来的。 在多层板PCB中,整层都干脆连接上地线与电源。所以我们将各层分类为信号层(Signal),电源层(Power)或是地线层(Ground)。假如PCB上的零件须要不同的电源供应,通常这类PCB会有两层以上的电源与电线层。Protel99SE所供应的工作层大致可以分为7类:SignalLayers(信号层)、InternalPlanes(内部电源/接地层)、MechanicalLayers(机械层)、Masks(阻焊层)、Silkscreen(丝印层)、Others(其他工作层面)及System(系统工作层),在PCB设计时执行菜单吩咐[Design]设计/[Options...]选项可以设置各工作层的可见性。(信号层)Protel99SE供应有32个信号层,包括[TopLayer](顶层)、[BottomLayer](底层)、[MidLayer1](中间层1)、[MidLayer2](中间层2)……[MidLayer30](中间层30)。信号层主要用于放置元件(顶层和底层)和走线。信号层是正性的,即在这些工作层面上放置的走线或其他对象是覆铜的区域。(内部电源/接地层)Protel99SE供应有16个内部电源/接地层(简称内电层):[InternalPlane1]—[InternalPlane16],这几个工作层面专用于布置电源线和地线。放置在这些层面上的走线或其他对象是无铜的区域,也即这些工作层是负性的。每个内部电源/接地层都可以给予一个电气网络名称,印制电路板编辑器会自动地将这个层面和其他具有相同网络名称(即电气连接关系)的焊盘,以预拉线的形式连接起来。在Protel99SE中。还允许将内部电源/接地层切分成多个子层,即每个内部电源/接地层可以有两个或两个以上的电源,如+5V和+l5V等等。(机械层)Protel99SE中可以有16个机械层:[Mechanical1]—[Mechanical16],机械层一般用于放置有关制板和装配方法的指示性信息,如电路板物理尺寸线、尺寸标记、数据资料、过孔信息、装配说明等信息。(阻焊层、锡膏防护层)在Protel99SE中,有2个阻焊层:[TopSolder](顶层阻焊层)和(BottomSolder](底层阻焊层)。阻焊层是负性的,在该层上放置的焊盘或其他对象是无铜的区域。通常为了满意制造公差的要求,生产厂家经常会要求指定一个阻焊层扩展规则,以放大阻焊层。对于不同焊盘的不同要求,在阻焊层中可以设定多重规则。Protel99SE还供应了2个锡膏防护层,分别是[TopPaste](顶层锡膏防护层)和(BottomPaste](底层锡膏防护层)。锡膏防护层与阻焊层作用相像,但是当运用"hotre-follow"(热对流)技术来安装SMD元件时,锡膏防护层则主要用于建立阻焊层的丝印。该层也是负性的。与阻焊层类似,我们也可以通过指定一个扩展规则,来放大或缩小锡膏防护层。对于不同焊盘的不同要求,也可以在锡膏防护层中设定多重规则。(丝印层)Protel99SE供应有2个丝印层,[TopOverlay](顶层丝印层)和[BottomOverlay](底层丝印层)。丝印层主要用于绘制元件的外形轮廓、放置元件的编号或其他文本信息。在印制电路板上,放置PCB库元件时,该元件的编号和轮廓线将自动地放置在丝印层上。(其他工作层面)在Protel99SE中,除了上述的工作层面外,还有以下的工作层:?[KeepOutLayer](禁止布线层)禁止布线层用于定义元件放置的区域。通常,我们在禁止布线层上放置线段(Track)或弧线(Arc)来构成一个闭合区域,在这个闭合区域内才允许进行元件的自动布局和自动布线。留意:假如要对部分电路或全部电路进行自动布局或自动布线,那么则须要在禁止布线层上至少定义一个禁止布线区域。?[Multilayer](多层)该层代表全部的信号层,在它上面放置的元件会自动地放到全部的信号层上,所以我们可以通过[MultiLayer],将焊盘或穿透式过孔快速地放置到全部的信号层上。?[Drillguide](钻孔说明)?[Drilldrawing](钻孔视图)Protel99SE供应有2个钻孔位置层,分别是[Drillguide](钻孔说明)和[Drilldrawing](钻孔视图),这两层主要用于绘制钻孔图和钻孔的位置。[DrillGuide]主要是为了与手工钻孔以及老的电路板制作工艺保持兼容,而对于现代的制作工艺而言,更多的是采纳[DrillDrawing]来供应钻孔参考文件。我们一般在[DrillDrawing]工作层中放置钻孔的指定信息。在打印输诞生成钻孔文件时,将包含这些钻孔信息,并且会产生钻孔位置的代码图。它通常用于产生一个如何进行电路板加工的制图。这里提示大家留意:(1)无论是否将[DrillDrawing]工作层设置为可见状态,在输出时自动生成的钻孔信息在PCB文档中都是可见的。(2)[DrillDrawing]层中包含有一个特别的".LEGEND"字符串,在打印输出的时候,该字符串的位置将确定钻孔制图信息生成的地方。7、System(系统工作层)?[DRCErrors](DRC错误层)用于显示违反设计规则检查的信息。该层处于关闭状态时,DRC错误在工作区图面上不会显示出来,但在线式的设计规则检查功能仍旧会起作用。?[Connections](连接层)该层用于显示元件、焊盘和过孔等对象之间的电气连线,比如半拉线(Marker)或预拉线(Ratsnest),但是导线(Track)不包含在其内。当该层处于关闭状态时,这些连线不会显示出来,但是程序仍旧会分析其内部的连接关系。?[PadHoles](焊盘内孔层)该层打开时,图面上将显示出焊盘的内孔。?[ViaHoles](过孔内孔层)该层打开时,图面上将显示出过孔的内孔。?[VisibleGrid1](可见栅格1)?[VisibleGrid2](可见栅格2)这两项用于显示栅格线,它们对应的栅格间距可以通过如下方法进行设置:执行菜单吩咐[Design]/[Options...],在弹出的对话框中可以在[Visible1]和[Visiblc2]项中进行可见栅格间距的设置。同时,对于各层的功能简要说明如下:、BottomLayer布线与插件式元件的焊接层、MidLayerx中间层,这几层是用来画导线或覆铜的(当然还有TopLayer、BottomLayer的SMT贴片器件的焊盘PAD);、BottomSolder、TopPaste、BottomPaste,这四层是与穿越两层以上器件PAD相关的;一般Paste层留的孔会比焊盘小(Paste表面意思是指焊膏层,就是说可以用它来制作印刷锡膏的钢网,这层只须要露出全部须要贴片焊接的焊盘,并且开孔可能会比实际焊盘小);然后,要往PCB版上刷绿油(阻焊)吧,这就是Solder层,Solder层要把PAD露出来吧,这就是我们在只显示Solder层时看到的小圆圈或小方圈,一般比焊盘大(Solder表面意思是指阻焊层,就是用它来涂敷绿油等阻焊材料,从而防止不须要焊接的地方沾染焊锡的,这层会露出全部须要焊接的焊盘,并且开孔会比实际焊盘要大);这几层一般为黄色(铜)或白色(锡);、BottomOverlay,丝印层,PCB表面的文字或电阻电容符号或器件边框等,一般为黄色(对于protelDXP2004版本是这样的);,画边框,确定电气边界;,真正的物理边界,定位孔的就根据Mechanicallayer的尺寸来做的,但PCB厂的工程师一般不懂这个。所以最好是发给PCB厂之前将keepoutlayer层删除;,贯穿各层的,像过孔(究竟层或顶层的过孔VIA也有Solder和Paste);、Drilldrawing,钻孔层;