发 帖  
[电子杂谈] PCB布线经验浅谈
2017-4-5 16:02:46  1555 PCB
收藏 12 收藏 推荐 0 推荐
分享
PCB布线经验浅谈
一般PCB基本设计流程如下: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。 
 
第一:前期准备。这包括准备元件库和原理图。“工欲善其事,必先利其器”,要做出一块好的板子,除了要设计好原理之外,还要画得好。在进行PCB设计之 前,首先要准备好原理图SCH的元件库和PCB的元件库。元件库可以用peotel 自带的库,但一般情况下很难找到合适的,最好是自己根据所选器件的标准尺寸资料自己做元件库。原则上先做PCB的元件库,再做SCH的元件库。PCB的元 件库要求较高,它直接影响板子的安装;SCH的元件库要求相对比较松,只要注意定义好管脚属性和与PCB元件的对应关系就行。PS:注意标准库中的隐藏管 脚。之后就是原理图的设计,做好后就准备开始做PCB设计了。  
第二:PCB结构设计。这一步根据已经确定的电路板尺寸和各项机械定位,在PCB 设计环境下绘制PCB板面,并按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等。并充分考虑和确定布线区域和非布线区域(如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域)。  
第三:PCB布局。布局说白了就是在板子上放器件。这时如果前面讲到的准备工作都做好的话,就可以在原理图上生成网络表 Design->Create Netlist),之后在PCB图上导入网络表(Design->Load Nets)。就看见器件哗啦啦的全堆上去了,各管脚之间还有飞线提示连接。然后就可以对器件布局了。  
一般布局按如下原则进行: 
 
①. 按电气性能合理分区,一般分为:数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)、模拟电路区(怕干扰)、功率驱动区(干扰源);  
②. 完成同一功能的电路,应尽量靠近放置,并调整各元器件以保证连线最为简洁;同时,调整各功能块间的相对位置使功能块间的连线最简洁; 
 
③. 对于质量大的元器件应考虑安装位置和安装强度;发热元件应与温度敏感元件分开放置,必要时还应考虑热对流措施;  
④. I/O驱动器件尽量靠近印刷板的边、靠近引出接插件; 
 
⑤. 时钟产生器(如:晶振或钟振)要尽量靠近用到该时钟的器件; 
 
⑥. 在每个集成电路的电源输入脚和地之间,需加一个去耦电容(一般采用高频性能好的独石电容);电路板空间较密时,也可在几个集成电路周围加一个钽电容。  
⑦. 继电器线圈处要加放电二极管(1N4148即可);  
⑧. 布局要求要均衡,疏密有序,不能头重脚轻或一头沉  
——需要特别注意,在放置元器件时,一定要考虑元器件的实际尺寸大小(所占面积和高度)、元器件之间的相对位置,以保证电路板的电气性能和生产安装的可行 性和便利性同时,应该在保证上面原则能够体现的前提下,适当修改器件的摆放,使之整齐美观,如同样的器件要摆放整齐、方向一致,不能摆得“错落有致” 。 
 
这个步骤关系到板子整体形象和下一步布线的难易程度,所以一点要花大力气去考虑。布局时,对不太肯定的地方可以先作初步布线,充分考虑。  
第四:布线。布线是整个PCB设计中最重要的工序。这将直接影响着PCB板的性能好坏。在PCB的设计过程中,布线一般有这么三种境界的划分:首先是布 通,这时PCB设计时的最基本的要求。如果线路都没布通,搞得到处是飞线,那将是一块不合格的板子,可以说还没入门。其次是电器性能的满足。这是衡量一块 印刷电路板是否合格的标准。这是在布通之后,认真调整布线,使其能达到最佳的电器性能。接着是美观。假如你的布线布通了,也没有什么影响电器性能的地方, 但是一眼看过去杂乱无章的,加上五彩缤纷、花花绿绿的,那就算你的电器性能怎么好,在别人眼里还是垃圾一块。这样给测试和维修带来极大的不便。布线要整齐 划一,不能纵横交错毫无章法。这些都要在保证电器性能和满足其他个别要求的情况下实现,否则就是舍本逐末了。  
布线时主要按以下原则进行:  
①. 一般情况下,首先应对电源线和地线进行布线,以保证电路板的电气性能。在条件允许的范围内,尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系 是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最细宽度可达0.05~0.07mm,电源线一般为1.2~2.5mm。对数字电路的 PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地则不能这样使用) 
 
②. 预先对要求比较严格的线(如高频线)进行布线,输入端与输出端的边线应避免相邻平行,以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离,两相邻层的布线要互相垂直,平行容易产生寄生耦合。 
 
③. 振荡器外壳接地,时钟线要尽量短,且不能引得到处都是。时钟振荡电路下面、特殊高速逻辑电路部分要加大地的面积,而不应该走其它信号线,以使周围电场趋近于零;  
④. 尽可能采用45o的折线布线,不可使用90o折线,以减小高频信号的辐射;(要求高的线还要用双弧线) 
 
⑤. 任何信号线都不要形成环路,如不可避免,环路应尽量小;信号线的过孔要尽量少; 
 
⑥. 关键的线尽量短而粗,并在两边加上保护地。
  
⑦. 通过扁平电缆传送敏感信号和噪声场带信号时,要用“地线-信号-地线”的方式引出。  
⑧. 关键信号应预留测试点,以方便生产和维修检测用  
⑨. 原理图布线完成后,应对布线进行优化;同时,经初步网络检查和DRC检查无误后,对未布线区域进行地线填充,用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板,电源,地线各占用一层。
——PCB布线工艺要求  
①. 线  
一般情况下,信号线宽为0.3mm(12mil),电源线宽为0.77mm(30mil)或1.27mm(50mil);线与线之间和线与焊盘之间的距离大于等于0.33mm(13mil),实际应用中,条件允许时应考虑加大距离; 
 
布线密度较高时,可考虑(但不建议)采用IC脚间走两根线,线的宽度为0.254mm(10mil),线间距不小于0.254mm(10mil)。特殊情况下,当器件管脚较密,宽度较窄时,可按适当减小线宽和线间距。  
②. 焊盘(PAD) 
 
盘(PAD)与过渡孔(VIA)的基本要求是:盘的直径比孔的直径要大于0.6mm;例如,通用插脚式电阻、电容和集成电路等,采用盘/孔尺寸1.6mm /0.8mm(63mil/32mil),插座、插针和二极管1N4007等,采用1.8mm/1.0mm(71mil/39mil)。实际应用中,应根 据实际元件的尺寸来定,有条件时,可适当加大焊盘尺寸;  
PCB板上设计的元件安装孔径应比元件管脚的实际尺寸大0.2~0.4mm左右。 
 
③. 过孔(VIA) 
 
一般为1.27mm/0.7mm(50mil/28mil);  
当布线密度较高时,过孔尺寸可适当减小,但不宜过小,可考虑采用1.0mm/0.6mm(40mil/24mil)。  
④. 焊盘、线、过孔的间距要求  
PAD and VIA : ≥ 0.3mm(12mil)  
PAD and PAD : ≥ 0.3mm(12mil)  
PAD and TRACK : ≥ 0.3mm(12mil)  
TRACK and TRACK : ≥ 0.3mm(12mil) 
 
密度较高时:  
PAD and VIA : ≥ 0.254mm(10mil)  
PAD and PAD : ≥ 0.254mm(10mil)  
PAD and TRACK : ≥ 0.254mm(10mil)  
TRACK and TRACK : ≥ 0.254mm(10mil)  
第五:布线优化和丝印。</b>“没有最好的,只有更好的”!不管你怎么挖空心思的去设计,等你画完之后,再去看一看,还是会觉得很多地方可以修改的。一般设计的 经验是:优化布线的时间是初次布线的时间的两倍。感觉没什么地方需要修改之后,就可以铺铜了(Place->polygon Plane)。铺铜一般铺地线(注意模拟地和数字地的分离),多层板时还可能需要铺电源。时对于丝印,要注意不能被器件挡住或被过孔和焊盘去掉。同时,设 计时正视元件面,底层的字应做镜像处理,以免混淆层面。 
 
第六:网络和DRC检查和结构检查。首先,在确定电路原理图设计无误的前提下,将所生成的PCB网络文件与原理图网络文件进行物理连接关系的网络检查(NETCHECK),并根据输出文件结果及时对设计进行修正,以保证布线连接关系的正确性;  
网络检查正确通过后,对PCB设计进行DRC检查,并根据输出文件结果及时对设计进行修正,以保证PCB布线的电气性能。最后需进一步对PCB的机械安装结构进行检查和确认。  
第七:制版。在此之前,最好还要有一个审核的过程。  
PCB设计是一个考心思的工作,谁的心思密,经验高,设计出来的板子就好。所以设计时要极其细心,充分考虑各方面的因数(比如说便于维修和检查这一项很多人就不去考虑),精益求精,就一定能设计出一个好板子。

真正的人生就是一个追梦的过程,一旦我们迷失梦想或者停止梦想,人生也就变得漫无目的、毫无意义。梦想着成为工程师的你们,还不马上行动,动起来,加油!

2017-4-5 16:02:46   评论
5 个讨论
总结的经验,有看到个别错误或想交流的微信:workhard1688
2017-4-5 16:05:43 评论

举报

谢谢分享
2018-1-12 14:55:38 评论

举报

  布线是PCB设计过程中技巧最细、限定最高的,即使布了十几年线的工程师也往往觉得自己不会布线,因为看到了形形色色的问题,知道了这根线布了出去就会导致什么恶果,所以,就变的不知道怎么布了。但是高手还是有的,他们有着很理性的知识,同时又带着一些自我创作的情感去布线,布出来的线就颇为美观有艺术感。

  首先,先对做个基础介绍,PCB的层数可以分为单层,双层和多层的,单层现在基本淘汰了。双层板现在音响系统中用的挺多,一般是作为功放粗狂型的板子,多层板就是指4层及4层以上的板,对于元器件的密度要求不高的一般来讲4层就足够了。从过孔的角度可以分成通孔,盲孔,和埋孔。通孔就是一个孔是从顶层直接通到底层的;盲孔是从顶层或底层的孔穿到中间层,然后就不继续穿了,这个好处就是这个过孔的位置不是从头堵到尾的,其他层在这个过孔的位置上还是可以走线的;埋孔就是这个过孔是中间层到中间层的,被埋起来的,表面是完全看不到。

  在自动布线之前,预先用交互式对要求比较高的线进行布线,输入端与输出端的边线不应相邻平行,避免产生反射干扰。在必要时,可加地线进行隔离,且两相邻层的布线要互相垂直,因为平行比较容易产生寄生耦合。自动布线的布通率依赖于良好的布局,可预先设定布线规则,如走线弯曲次数、导通孔数目、步进数目等。一般是先进行探索式布线,快速的连通短线,再通过迷宫式布线,把要布的连线进行全局布线路径优化,它可以根据需要断开已布的线并试着重新再布线,从而改进总体的布线效果。

  对于布局而言,一个原则是数字和模拟尽可能的分开,令一个原则是低速的不要和高速的接近。最基本的原则就是把数字接地和模拟接地分开,数字接地由于都是开关器件,电流在开关的一瞬间都很大,不动的时候又很小,所以数字接地不可以和模拟接地混在一起。

  本文由拍明芯城(iczoom.com)撰写编辑,如需了解更多欢迎咨询拍明芯城官网。
2018-1-17 16:50:51 评论

举报

学习,,,
2018-2-9 13:35:20 评论

举报

              学习学习
2018-2-27 11:21:55 评论

举报

高级模式
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

发表新帖
关闭

站长推荐 上一条 /9 下一条

快速回复 返回顶部 返回列表
-

推荐专区

技术干货集中营

专家问答

用户帮助┃咨询与建议┃版主议事

工程师杂谈

项目|工程师创意

招聘|求职}工程师职场

论坛电子赛事

社区活动专版

发烧友活动

-

嵌入式论坛

ARM技术论坛

Linux论坛

单片机/MCU论坛

MSP430技术论坛

FPGA|CPLD|ASIC论坛

STM32/STM8技术论坛

NXP MCU 技术论坛

DSP论坛

嵌入式系统论坛

-

电源技术论坛

电源技术论坛

无线充电技术

-

硬件设计论坛

电路设计论坛

电子元器件论坛

传感技术

总线技术|接口技术

-

测试测量论坛

LabVIEW论坛

Matlab论坛

测试测量技术专区

-

EDA设计论坛

multisim论坛

PCB设计论坛

PADS技术论坛

Protel|AD|DXP论坛

Allegro论坛

proteus论坛|仿真论坛

Orcad论坛

-

综合技术与应用

电机控制

工程资源中心

汽车电子技术论坛

医疗电子论坛

-

开源硬件

-

无线通信论坛

物联网技术

天线|RF射频|微波|雷达技术

-

IC设计论坛

芯片测试与失效分析

Analog/RF IC设计

设计与制造封装测试

-

厂商专区

TI论坛

TI Deyisupport社区

-

检测技术与质量

电磁兼容(EMC)设计与整改

安规知识论坛

检测与认证

-

消费电子论坛

手机技术论坛

平板电脑/mid论坛

音视/视频/机顶盒论坛

-

电子论坛综合区

聚丰众筹官方社区

新人报道区

聚丰供应链

-

论坛服务区

-

高校联盟

深圳大学电子协会

西藏民族学院电子设计协会

西安电子科技大学西电实验室

桂林电子科技大学机电工程协会

鉴鹰电子科技协会

广东海洋大学科技创新协会

福建农林大学电子科技创新协会

湖北理工学院电子技术协会

深圳职业技术学院电子精英训练营

浙江科技学院Zuster

湘潭大学电子科技协会

青岛理工大学琴岛学院天宏开发团队

河南理工大学大学生电器开发部

广西科技大学电气信息创新协会

浙江机电职业技术学院电子制作协会

郑州大学西亚斯国际学院爱电工作室

新乡学院电子创新工作室

洛阳理工学院SmartTeam

苏州工业职业技术学院创新工作室

浙江工业大学GC315团队

杭电-微芯大学生科技创新孵化器

西安工业大学电信科协

商洛学院科技创新协会

大连民族学院创新工作室

南京信息工程大学帆木工作室

-

供求信息发布

方案交易

供需广告

芯片求购|供应发布区