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          PCB設計基礎知識

          發布時間 :2021-07-14 16:53 閱讀 : 來源 :技術文章責任編輯 :深圳宏力捷PCB設計部
          深圳宏力捷電子是一家專業從事電子產品電路板設計(layout布線設計)的PCB設計公司,主要承接多層、高密度的PCB設計畫板及電路板設計打樣業務。接下來為大家介紹PCB設計基礎知識。
           
          PCB設計基礎知識
          印制電路板的設計是以電路原理圖為根據,實現電路設計者所需要的功能。印刷電路板的設計主要指版圖設計,需要考慮外部接口、內部的電磁保護、散熱等因素布局。我們常用的設計軟件有Altium Designer 、Cadence Allegro、PADS等等設計軟件。如果是初學者建議學習Altium Designer軟件。做為一名PCB設計工程師我們有必要熟練二個軟件。
           
          深圳PCB設計公司
           
          在高速設計中,可控阻抗板和線路阻抗的連續性是非常重要的問題。常見的阻抗單端50歐,差分100歐,如何保證信號完整性呢?我們常用的方式,信號線的相鄰層都有完整的GND平面,或者是電源平面。我們做用單片機做產品,一般情況下我們是沒必要做阻抗,它工作的頻率一般都是很低。
           
          1. 設置技巧
          設計在不同階段需要進行不同的設置,在布局階段可以采用大格點進行器件布局;對于IC、非定位接插件等大器件,可以選用50~100mil的格點精度進行布局,而對于電阻電容和電感等無源小器件,可采用25mil的格點進行布局。大格點的精度有利于器件的對齊和布局的美觀。在高速布線時,我們一般來用毫米mm為單位,我們大多采用米爾mil為單位。
           
          2. PCB布局規則
          1、在通常情況下,所有的元件盡量布置在電路板的同一面上,只有當頂層元件過密時,才能將一些高度有限并且發熱量小的器件,如貼片電阻、貼片電容、貼片芯片等放在底層。
          2、在保證電氣性能的前提下,元件應放置在柵格上且相互平行或垂直排列,以求整齊、美觀;元件排列要緊湊,元件在整個版面上應分布均勻、疏密一致。
          3、器件盡量離電路板邊緣一般不小于2MM,工藝為器件離5MM,當不足5mm時,我們應該加工藝邊。當然也要考慮電路板所能承受的機械強度。
           
          3. 布局技巧
          在PCB的布局設計中要分析電路板的單元,依據起功能進行布局設計,對電路的全部元器件進行布局時,要符合以下原則:
          1、按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置,使布局便于信號流通,并使信號盡可能保持一致的方向。
          2、以每個功能單元的核心元器件為中心,圍繞它來進行布局。元器件應均勻、整體、緊湊的排列在PCB上,盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。當接口固定時,我們應由接口,再到接著以核心元器件布局。高速信號最短為原則。
          3、在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數。低頻與高頻線電路要分開,數字與模擬電路要分開設計。
           
          4. 布局設計
          在PCB中,特殊的元器件是指高頻部分的關鍵元器件、電路中的核心元器件、易受干擾的元器件、帶高壓的元器件、發熱量大的元器件,以及一些異性元器 件,這些特殊元器件的位置需要仔細分析,做帶布局合乎電路功能的要求及生產的需求。不恰當的放置他們可能產生電路兼容問題、信號完整性問題,從而導致 PCB設計的失敗。
           
          5. 放置順序
          1、放置與結構有緊密配合的元器件,如電源插座、指示燈、開關、連接器等。
          2、放置特殊元器件,如大的元器件、重的元器件、發熱元器件、變壓器、IC等。
          3、放置小的元器件。
           
          6. 布局檢查
          1、電路板尺寸和CAD圖紙要求加工尺寸是否相符合。
          2、元器件的布局是否均衡、排列整齊、是否已經全部布完。
          3、各個層面有無沖突。如元器件、外框、連接器是否合理。
          4、常用到的元器件是否方便維修與安裝。如開關、插件板插入設備、須經常更換的元器件等。
          5、熱敏元器件與發熱元器件距離是否合理。
          6、散熱性是否良好。
          7、線路的干擾問題是否需要考慮。
           
          7. 布線原則
          1、避免在PCB邊緣安排重要的信號線,如時鐘和復位信號等。
          2、機殼地線與信號線間隔至少為2毫米
          3、高速信號盡量小打過孔,信號保證完整性。
          4、數、模信號是否分開。高頻與低頻信號是否分開。
          5、大面積敷銅設計時敷銅上應有開窗口,加散熱孔,并將開窗口設計成網狀。
          6、振晶,變壓器下面是否走線。這些入門基礎知識只有我們勤勞練習才能日日進步。
           
          8. 絲印擺放
          1、絲印位號不上阻焊,放置絲印生產之后缺失。
          2、絲印位號清晰,推薦字寬/字高尺寸為4/25mil、5/30mil、6/45mil。
          3、保持方向統一性,一般一塊PCB上不要超過兩個方向擺放,推薦字母在左或在下
           
          9. 網絡DRC檢查及結構檢查
          質量控制是PCB設計流程的重要組成部分,一般的質量控制手段包括:設計自檢、設計互檢、專家評審會議、專項檢查等。
           
          原理圖和結構要素圖是最基本的設計要求,網絡DRC檢查和結構檢查就是分別確認PCB設計滿足原理圖網表和結構要素圖兩項輸入條件。
           
          10. 規則裝配
          在設計中,從PCB板的裝配角度來看,要考慮以下參數:
          1、孔的直徑要根據最大材料條件( MMC) 和最小材料條件(LMC) 的情況來決定。一個無支撐元器件的孔的直徑應當這樣選取,即從孔的MMC 中減去引腳的MMC ,所得的差值在0.15 -0. 5mm 之間。而且對于帶狀引腳,引腳的標稱對角線和無支撐孔的內徑差將不超過0.5mm ,并且不少于0.15mm。
          2、合理放置較小元器件,以使其不會被較大的元器件遮蓋。
          3、阻焊的厚度應不大于0.05mm。
          4、絲網印制標識不能和任何焊盤相交。
          5、電路板的上半部應該與下半部一樣,以達到結構對稱。因為不對稱的電路板可能會變彎曲。
           
          深圳PCB設計公司
           
          深圳宏力捷PCB設計能力
          最高信號設計速率:10Gbps CML差分信號;
          最高PCB設計層數:40層;
          最小線寬:2.4mil;
          最小線間距:2.4mil;
          最小BGA PIN 間距:0.4mm;
          最小機械孔直徑:6mil;
          最小激光鉆孔直徑:4mil;
          最大PIN數目:;63000+
          最大元件數目:3600;
          最多BGA數目:48+。
           
          PCB設計打樣
           
          PCB設計服務流程
          1. 客戶提供原理圖咨詢PCB設計;
          2. 根據原理圖以及客戶設計要求評估報價;
          3. 客戶確認報價,簽訂合同,預付項目定金;
          4. 收到預付款,安排工程師設計;
          5. 設計完成后,提供文件截圖給客戶確認;
          6. 客戶確認OK,結清余款,提供PCB設計資料。


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