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PCB制版的底子常识全领会

日期:2019-10-10 02:02 来源: pcb制版图

  

PCB制版的底子常识全领会

  

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PCB制版的底子常识全领会

  对于各层的功能简要说明如下:ayer 元件层、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 SMT贴片器件的焊盘 PAD);2.Top Solder、Bottom Solder、Top Paste、Bottom Paste,这四层是与穿越两层以上器件 PAD 相关的;一 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,这层只需要露出所有需要贴片焊接的焊盘,并且开孔可能会比 ;然后,要往PCB 版上刷绿油(阻焊)吧,这就是 Solder际焊盘小)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 而防止不需要焊接的地方沾染焊锡的,这层会露出所有需要焊接的焊盘,并且开孔 会比实际焊盘要 ;这几层一般为黄色(铜)或白色(锡) ;3.TopOverlay、 Bottom Overlay,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; 4.Keepout,画边框,确定电气边界;hanical layer,真正的物理边界, 定位孔的就按照 Mechanicallayer PCB厂的工程师一般不懂这 个。所以最好是 发给 PCB 厂之前将 keepout layer 层删除;6.Multi Layer,贯穿各 层的,像过孔(到底层或顶层的过孔 VIA Paste)7.Drill guide、 Drill drawing,钻孔 PCB 板基础知识一、PCB 板的元素1、 工作层面对于印制电 路板来说,工作层面可以分为 大类,信号层(signal layer)内部电源/接地层 (internal plane layer)机械层(mechanical layer) 主要用来放置物理边界和放置尺 寸标注等信息,起到相应 的提示作用。EDA 软件可以提供 16 层的机械层。防护 层(mask layer) 包括锡膏层和阻焊层两大类。锡膏层主要用于将表面贴 元器件粘 贴在 PCB 上,阻焊层用于防止焊锡镀在不应 该焊接的地方。丝印层(silkscreen layer) BOTTOM层表面绘制元器件的外观 轮廓和放置字 符串等。例如元器件的标识、标称值等以及 放置厂家标志,生产日期等。同时也是 印制电路板上用来 焊接元器件位置的依据,作用是使 PCB 板具有可读性, 便于 电路的安装和维修。其他工作层(other layer) 禁止布线层 Keep Out Layer 钻孔导 drillguide layer 钻孔图层 drill drawing layer 复合层 multi-layer2、 元器件封 是实际元器件焊接到PCB 板时的焊接位置与焊接形状,包括了实际元器件的外 形尺寸, 所占空间位置,各管脚之间的间距等。 元器件封装是一个空间的功能, 对于不同的元器件可以有相同的封装,同样相同功能的 元器件可以有不同的封装。 因此在制作 PCB 板时必须同时知道元器件的名称和封装形 元器件封装分类 通孔式元器件封装(THT,through hole technology) 表面贴元件封装 (SMT Surface mounted technology 另一种常用的分类方法是从封装外形分类:SIP 列直插封装DIP 双列直插封装 PLCC 塑料引线芯片载体封装 PQFP 塑料四方扁 平封装 SOP 小尺寸封装 TSOP 薄型小尺寸封装 PPGA 塑料针状栅格阵列封装 PBGA 塑料球栅阵列封装 CSP 芯片级封装 元器件封装编号编号原则:元器件 类型引脚距离(或引脚数)元器件外形尺寸 例如 AXIAL-0.3 DIP14 RAD0.1 RB7.6-15 (3)常见元器件封装电阻类 普通电阻 AXIAL- 示元件引脚间的距离;可变电阻类元件封装的编号为 VR 表示元件的类别。 电容类 非极性电容 编号 RAD 性电容编号 RB xx yy,xx 表示元件引脚间的距离,yy 表示元件的直径。 二极 编号DIODE- 表示元件引脚间的距离。晶体管类 器件封装的 形式多种多样。 集成电路类 SIP 单列直插封装 DIP 双列直插封装 PLCC 塑料引 线芯片载体封装 PQFP 塑料四方扁平封装 SOP 小尺寸封装 TSOP 薄型小尺寸封 PPGA塑料针状栅格阵列封装 PBGA 塑料球栅阵列封装 CSP 芯片级封装3、 铜膜导线 PCB上各个元器件上起电气导通作用的连线, 它是 PCB 设计中 最重要的 部分。对于印制电路板的铜膜导线来说,导线宽度和导线间距是衡量铜膜 导线的重要指 标,这两个方面的尺寸是否合理将直接影响元器件之间能否实现电路 的正确连接关系。 印制电路板走线的原则: 走线长度:尽量走短线,特别对小 信号电路来讲,线越短电阻越小,干扰越小。 走线形状:同一层上的信号线的斜线的拐 走线宽度和走线间距:在PCB 设计中,网络性质相同的印制板线条的宽度要求尽量一 致,这样有利于阻抗 匹配。 走线宽度 通常信号线mil 电源线mm 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>信号线焊盘、线、过孔的间距要求PAD 0.3mm(12mil)PAD 0.3mm(12mil)TRACK 0.254mm(10mil)PAD 0.254mm(10mil)TRACK 0.254mm(10mil)4、焊盘和过孔引脚的钻孔直径引脚 直径(1030mil)引脚的焊盘直径钻孔直径18mil PCB 布局原则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. 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;F. 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 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 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 焊接面的贴装元件采用波峰焊接生产工艺时, 容件轴向要与波峰焊传送方向垂直, 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 gt5mm。其它贴片元件相互间的距离gt0.7mm;贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件 的外侧距离大于 2mm; 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 去耦电容的 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. 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。 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: .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.05~0.07mm,电源线mm。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) 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。 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; 尽可能采用45 折线 折线,以减小高频信号的辐射; (要求高的线还要用双弧 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; 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。 键信号应预留测试点,以方便生产和维修检测用.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。 Alitum Designer PCB板布线规则 PCB的设计, AD 提供了详尽的 10 种不同的设计规则,这些设计规则则 括导线放置、导线布线方法、元件放置、布线规则、元件移动和信号完整性等规则。根据这些规则, Protel DXP 进行自动布局和自动布线。很大程度上,布线是否成 功和布线的质量的高低取决于设计规则的合理性,也依赖于用户的设计经验。 对于 具体的电路可以采用不同的设计规则, 如果是设计双面板,很多规则可以采用系统 默认值,系统默认值就是对双面板进行布线的设置。 本章将对 Protel DXP 的布线 设计规则设置 进入设计规则设置对话框的方法是在 PCB 路板编辑环境下,从Protel DXP 的主菜单中执行菜单命令 Desing/Rules 统将弹出如图6-1 所示的 PCB Rules andConstraints EditorPCB 设计规则和约束 对线PCB 设计规则和约束对话框 该对话框左侧显示的是设计规则的类 10类。左边列出的是 Desing 、Rules设计规则 ,其中包括 Electrical (电气类型) Routing (布线类型) SMT(表面粘着元件类型)规则等等,右边 则显示对应设计规则的设置属性。 该对话框左下角有按钮 Priorities ,单击该按钮, 可以对同时存在的多个设计规则设置优先权的大小。 对这些设计规则的基本操作 有:新建规则、删除规则、导出和导入规则等。可以在左边任一类规则上右击鼠标, 将会弹出如 6-2 所示的菜单。 在该设计规则菜单中, New Rule 是新建规则; Delete Rule 是删除规则; ExportRules 是将规则导出,将以 .rul 为后缀名导出到 文件中; Import Rules 是从文件中导入规则; Report ……选项,将当前规则以报 告文件的方式给出。 设计规则菜单下面,将分别介绍各类设计规则的设 置和使用方法。 6.2 电气设计规则 Electrical (电气设计)规则是设置电路板在布 线时必须遵守,包括安全距离、短路允许等 全距离)选项区域设置安全距离设置的是 PCB 电路板在布置铜膜导线时,元件焊 盘和焊盘之间、焊盘和导线之间、导线和导线之间的最小的距离。 下面以新建一个 安全规则为例,简单介绍安全距离的设置方法。 Clearance上右击鼠标, 从弹出的快捷菜单中选择 New Rule ……选项,如图 6-3 6-3新建规则 系统将自动当前设计规则为准,生成名为 Clearance_1 的新设计规则,其设置对线新建 Clearance_1 设计规则 Firstobject matches 选项区域中选定一种电气类型。在这里选定 Net 单选项,同时在下 拉菜单中选择在设定的任一网络名。在右边 Full Query 中出现InNet )字样,其中括号里也会出现对应的网络名。 )同样的在where Secondobject matches 选项区域中也选定 Net 单选项,从下拉菜单中选择另外一个网络名。 Constraints选项区域中的 Minimum Clearance 文本框里输入 8mil 里Mil为英制单位, 1mil10 -3 inch linch 2.54cm 。文中其他位置的 mil 也代表同 样的长度单位。 )单击Close 按钮,将退出设置,系统自动保存更改。 计完成效果如图6-5 所示。 6-5设置最小距离 ShortCircuit (短路)选 项区域设置 短路设置就是否允许电路中有导线交叉短路。 设置方法同上,系统默 认不允许短路,即取消 Allow Short Circuit 复选项的选定,如图 6-6短路是否允许设置 Un-RoutedNet (未布线网络)选项区域设置 可以指定网 络、检查网络布线是否成功,如果不成功,将保持用飞线连接。 Un-connectedPin (未连接管脚)选项区域设置 对指定的网络检查是否所有元件管脚都连线 布线设计规则 Routing (布线设计)规则主要有如下几种。 线宽度)选项区域设置导线的宽度有三个值可以供设置, 分别为Max width 大宽度)Preferred Width 、(最佳宽度) Min width (最小宽度)三个值,如图 6-7 所示。系统对导线mil ,单击每个项直接输入数值进行更改。这 里采用系统默认值 10mil 设置导线设置导线宽度 RoutingTopology (布线拓扑)选项区域设置 拓扑规则定义是采用的布线的拓扑逻辑约束。 Protel DXP 中常用的布线约束为统计最短逻辑规则,用户可以根据具体设计选择不 同的布线拓扑规则。 Protel DXP 提供了以下几种布线拓扑规则。 Shortest 最短 规则设置 最短规则设置如图 6-8 所示,从 Topology 下拉菜单中选择 Shortest -8最短拓扑逻 Horizontal(水平)规则设置 水平规则设置如图 所示,从Topoogy 下拉 菜单中选择 Horizontal 选基。它采用连接节点的水平连线水平 拓扑规则 Vertical (垂直)规则设置 垂直规则设置如图 6-10 所示,从 Tolpoogy 拉菜单中选择Vertical 选项。它采和是连接所有节点,在垂直方向连线垂直拓扑规则 Daisy Simple (简单雏菊)规则设置 Tolpoogy下拉 菜单中选择 Daisy simple 选项。 简单雏菊规则设置如图 6-11 所示它采用的是使 用链式连通法则,从一点到另一点连通所有的节点,并使连线简单 雏菊规则 Daisy-MidDriven (雏菊中点)规则设置 雏菊中点规则设置如图 6-12 Tolpoogy下拉菜单中选择 Daisy_MidDiven选项。该规则选择一个 Source (源点),以它为中心向左右连通所有的节点,并使连线雏菊中点 规则 Daisy Balanced (雏菊平衡)规则设置 雏菊平衡规则设置如图 6-13 所示, Tolpoogy下拉菜单中选择 Daisy Balanced 选项。它也选择一个源点, 将所有 的中间节点数目平均分成组,所有的组都连接在源点上,并使连线最短。 菊平衡规则Star Burst (星形)规则设置 星形规则设置如图 6-14 所示,从 Tolpoogy 下拉菜单中选择 Star Burst 选项。该规则也是采用选择一个源点,以星形 方式去连接别的节点,并使连线Star Burst (星形)规则 RoutingRriority (布线优先级别)选项区域设置 该规则用于设置布线的优先次序,设置的 范围从 0100 ,数值越大,优先级越高,如图 6-15 所示。 6-15布线优先级设 RoutingLayers (布线图)选殴区域设置 该规则设置布线板导的导线走线方 法。包括顶层和底层布线布线层设置 由于设计的是双层板,故 Mid-Layer Mid-Layer30都不存在的, 该选项为灰色不能使用,只能使用 Top Layer BottomLayer 两层。每层对应的 右边为该层的布线走法。 Prote DXP 提供了 11 种布线 种布线法 各种布线方法为: Used该层不进行布线; Horizontal 按水平方向布线Vertical 该层可以任意方向布线;Clock 该层为按一点钟方向布线;Clock 该层为按两点钟方向布线;Clock 按四点钟方向布线;Clock该层为按五点钟方向布线 方向 布线Down 该层为向下 45 方法布线; Fan Out 该层以扇形方式布线。 对于 系统默认的双面板情况,一面布线采用 Horizontal 方式另一面采用 Vertical方式。 RoutingCorners (拐角)选项区域设置 布线 拐角和圆形拐角三种,如图6-18 所示。 6-18拐角设置 Style上拉菜单 栏中可以选择拐角的类型。如图 Setback文本框用于设定拐角的长度。 文本框用于设置拐角的大小。对于90 拐角如图 6-19 所示,圆形拐角设置如 6-20所示。 6-1990 拐角设置 6-20圆形拐角设置 RoutingVia Style (导孔)选项区域设置 该规则.

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