1、PCB设计及注意事项 编制: 许灿兴 2015-3-30PCB的生产工艺流程 1）工艺流程介绍 2）工艺流程示意图PCB的设计 1)DXP工作环境介绍 2)PCB设计步骤解析PCB的设计注意事项PCB生产工艺流程制作流程:双面板喷锡流程双面板喷锡流程: :开料钻孔沉铜板面电铜线路图形电镀蚀刻阻焊字符喷锡成形成品测试FQC FQA 包装四层喷锡板流程四层喷锡板流程: :开料内层层压钻孔沉铜板面电铜图形线路图形电镀蚀刻阻焊字符喷锡成形成品测试 FQC FQA 包装48*36inch.48*36inch切成24*18inch.干膜生产菲林聚合UV光照射未聚合部分被显影掉蚀刻掉多余的铜箔去除线路上的干
2、膜铜箔半固化片内层芯板6层板机械钻孔孔金属化干膜UV光照射生产菲林未聚合未聚合部分被溶解掉镀二次铜镀锡去掉之前聚合的干膜去掉多余的铜箔剥掉线路上的锡覆盖一层绿油同内层图形转移一样，经过覆盖绿油、曝光、显影三个步骤覆盖一层金、银、锡等2022-6-924面板管理区面板管理区工具栏工具栏状态栏状态栏工作区工作区 PCB设计的一般设计的一般步骤步骤 创建一个新项目文件：创建一个新项目文件： .PrjPcb 绘制原理图：绘制原理图： .SchDoc 检查原理图，生成网络表检查原理图，生成网络表 据网络表绘制印制板图：据网络表绘制印制板图： .PcbDoc 检查检查PCB图，无误后，生成输出文件图，无误
3、后，生成输出文件 一、创建一个新的一、创建一个新的PCBPCB项目：项目：设计窗口，设计窗口，Pick a Task区，区，点点Create a new Board Level Design Project 或左下或左下Files面板中，面板中，NewBlank Project (PCB) 或顶部菜单或顶部菜单File New PCB Project 出现新的项目文件，出现新的项目文件，PCB Project1.PrjPCB File Save Project As键入路径和文件名键入路径和文件名XXX.PrjPCB，Save。 2022-6-927点击点击或或二、绘制原理图二、绘制原理图原理
4、图设计的一般步骤原理图设计的一般步骤 设置电路图图纸大小及版面（设置电路图图纸大小及版面（依电路复杂程度依电路复杂程度） 在图纸上放置设计中用到的元器件（在图纸上放置设计中用到的元器件（元件库元件库） 对上述元器件进行布局、布线对上述元器件进行布局、布线 调整、成图调整、成图 检查、修改、成图，检查、修改、成图，保存保存 生成网络表、元件清单等报表生成网络表、元件清单等报表1 1、创建一个新的原理图图纸、创建一个新的原理图图纸File NewSchematic Sheet：一个名为：一个名为Sheet1.SchDoc的原理图图纸出现在设计窗口的原理图图纸出现在设计窗口中，并且原理图文件夹也自动
5、地添加（连接）中，并且原理图文件夹也自动地添加（连接）到项目。到项目。File Save As： 空白原理图打开，工作区发生了变化：新按钮，空白原理图打开，工作区发生了变化：新按钮，新工具栏、新菜单项。现在你就在原理图编辑新工具栏、新菜单项。现在你就在原理图编辑器中了。器中了。 移动鼠标可重新定位工具栏。移动鼠标可重新定位工具栏。2022-6-930File NewSchematic Sheet：2、设置原理图选项设置原理图选项 View Fit Document：使文件全部可视使文件全部可视 Design Options：设图纸大小、方向、颜色等设图纸大小、方向、颜色等 Tools Pref
6、erences graphical editing ：设光设光标形式等。标形式等。 Tools Preferences Default Primitives：勾选勾选Permanent。 点点OK，这些将应用到你的所有原理图图纸。这些将应用到你的所有原理图图纸。 File Save：绘原理图之前，绘原理图之前，保存这个图纸保存这个图纸绘制电路图之前首先要做绘制电路图之前首先要做2022-6-932标准图纸标准图纸自定义图纸自定义图纸图纸方向图纸方向标题栏形式标题栏形式显示显示参考参考坐标？坐标？边框？边框？图纸颜色、字体图纸颜色、字体改变光标移动步长改变光标移动步长图纸格栅距离和可见性图纸格栅
7、距离和可见性自动寻找节点自动寻找节点设置：点击设置：点击designoptionsheet option3 3、绘制原理图、绘制原理图 1）放置原理图元器件 添加元器件库 在元器件库中找到所需的封装放置到原理图中 2）连接电路 放线：Place Wire 放网络标号：Place Net Lable： 相同标号网络可视为有电气连接，不真正画连接线也行2022-6-9334 4、设置项目选项、设置项目选项 检查原理图的电气参数：检查原理图的电气参数：DXP将根据设置来检查错误，如果有将根据设置来检查错误，如果有错误发生则会显示在错误发生则会显示在Messages 面板。面板。设置错误报告：设置错误
8、报告： Project Project Options Error Reporting：设设置设计草图检查规则。置设计草图检查规则。即什么样的错要报告，以什么形式报告？报警？即什么样的错要报告，以什么形式报告？报警？报错？或不理睬？报错？或不理睬？修改修改Report Mode，点击你要修改的违反规则旁的，点击你要修改的违反规则旁的Report Mode，并从下拉列表中选择严格程度。并从下拉列表中选择严格程度。一般使用默认设置。一般使用默认设置。设置连接矩阵：设置连接矩阵：Project Project Options connection matrix 设置的是错误类型的严格性，设置的是错误
9、类型的严格性，这将检查如引脚间的连接、元件和图这将检查如引脚间的连接、元件和图纸输入。纸输入。例如，例如，在矩阵图的右上角找到在矩阵图的右上角找到Input Pin，Uncollected 列相交处是一列相交处是一个黄色的方块，而这个表示在原理图中输入脚悬空时，在项目被编辑个黄色的方块，而这个表示在原理图中输入脚悬空时，在项目被编辑时会启动一个报警条件。时会启动一个报警条件。2022-6-935Project Project OptionsError Reporting：设置设计草图设置设计草图检查规则。检查规则。即：即：什么错报？什么错报？怎么报：怎么报：报警？报警？报错？报错？或不理睬？或
10、不理睬？使用默认设使用默认设置！置！2022-6-936Project Project Options connection matrix：检查引脚间的检查引脚间的连接、元件和图连接、元件和图纸输入。纸输入。使用默认设使用默认设置！置！输入脚悬空时，在项目被输入脚悬空时，在项目被编辑时会启动一个报警条件。编辑时会启动一个报警条件。5 5、编辑项目：检查原理图、编辑项目：检查原理图 Project Compile Document xx.SchDoc 当项目被编辑时，任何已经启动的错误均当项目被编辑时，任何已经启动的错误均将显示在设计窗口下部的将显示在设计窗口下部的MessagesMessage
11、s面板中。面板中。 如果你的电路绘制正确，如果你的电路绘制正确，MessagesMessages面板应面板应该是空白的。该是空白的。如果报告给出错误，则检查如果报告给出错误，则检查你的电路并确认所有的导线和连接是正确你的电路并确认所有的导线和连接是正确的。的。2022-6-938编辑检查项目：编辑检查项目：Project Compile Document xx.SchDoc：2022-6-939Message：错误显示：错误显示Navigate：元件导航：元件列表：元件导航：元件列表网络导航：网络列表网络导航：网络列表 违规项目列表：违规项目列表：message所选项随即在原理图中绿色高亮显示
12、，所选项随即在原理图中绿色高亮显示，clear可清除显示可清除显示检查结果检查结果Message 空，则无错，可空，则无错，可往下继续；否则据错返回往下继续；否则据错返回检查，直至检查，直至message 空空!三、绘制三、绘制PCB板图板图 建一新空建一新空PCB文件并添加到项目文件并添加到项目 转换原理图信息转换原理图信息 在在PCB上放置元件上放置元件 手工布线或自动布线手工布线或自动布线印制板印制板设计基本原则：设计基本原则：抗干扰抗干扰尺寸：合适。尺寸：合适。太大，太大，成本成本高，线长阻抗大，易引噪声；高，线长阻抗大，易引噪声；太小，不易散热，易相邻干扰；太小，不易散热，易相邻干扰
13、；布局：布局：以核心元件为中心，以核心元件为中心，按按电路信号流程电路信号流程安排电路单元安排电路单元信号流通好，方向一致；信号流通好，方向一致；引线连接尽量短；易干扰件不能挨太近；等引线连接尽量短；易干扰件不能挨太近；等布线：布线：合适的线宽和线间距；加粗电源线；数字电路地线构成闭环合适的线宽和线间距；加粗电源线；数字电路地线构成闭环路；导线拐弯用弧形，忌直角尖角；尽量避免输入输出导线平行；等路；导线拐弯用弧形，忌直角尖角；尽量避免输入输出导线平行；等 配去藕电容：配去藕电容：电源输入端接电源输入端接1010100U100U；集成块不用的输入管脚不能；集成块不用的输入管脚不能悬空；电容、晶振
14、等引线不能太长；等悬空；电容、晶振等引线不能太长；等各元件间各元件间接线接线不能不能“交叉交叉”，只能，只能“绕绕”、“钻钻”保证以上的基础上，还要整体上保证以上的基础上，还要整体上均匀美观！均匀美观！布局最重要！布局最重要！1、转换原理图设计信息、转换原理图设计信息确认与原理图和确认与原理图和PCBPCB关联的所有库均可用。关联的所有库均可用。 将项目中的原理图信息发送到目标将项目中的原理图信息发送到目标PCBPCB：打开原理图，点打开原理图，点Design Update PCB Design Update PCB Engineering Change Order Engineering C
15、hange Order 对话框出现。对话框出现。 点点Validate ChangesValidate Changes：检查是否所有的改变（加的元件、网络等）检查是否所有的改变（加的元件、网络等）均有效，若有效，均有效，若有效，则则checkcheck栏均栏均“”，否则关闭对话框，检查否则关闭对话框，检查MessagesMessages面板并清除所有错误。面板并清除所有错误。 点点Execute ChangesExecute Changes：将改变发送到将改变发送到PCBPCB。完成后，状态栏。完成后，状态栏（DoneDone）变为）变为“”；完成；完成点点CloseClose，目标目标PCB
16、PCB打开，而元件也在板子上以准备放置。打开，而元件也在板子上以准备放置。如果当前视图不能看见元件，使用热键如果当前视图不能看见元件，使用热键V V、D D（查看文档）。（查看文档）。2022-6-943打开原理图打开原理图点点Design Update PCB (Multivibrator.PcbDoc) ： Engineering Change Order 对话框出现。对话框出现。 点击2022-6-944点击2022-6-945Ok!2 2、设置、设置PCBPCB文档及板层参数文档及板层参数在在PCBPCB编辑器中有三种类型的层：编辑器中有三种类型的层：电气层：电气层：3232个信号层个
17、信号层1616个平面层（内部电源）。个平面层（内部电源）。机械层：有机械层：有1616个用途的机械层，用来定义板轮廓、放置厚度，包个用途的机械层，用来定义板轮廓、放置厚度，包括制造说明、或其它设计需要的机械说明。括制造说明、或其它设计需要的机械说明。特殊层：包括顶层和底层丝印层、阻焊和助焊层、钻孔层、禁止特殊层：包括顶层和底层丝印层、阻焊和助焊层、钻孔层、禁止布线层（用于定义电气边界）、多层（用于多层焊盘和过孔）、连布线层（用于定义电气边界）、多层（用于多层焊盘和过孔）、连接层、接层、DRCDRC错误层、栅格层和孔层。错误层、栅格层和孔层。选择选择Design Layer Stack Mana
18、ger：显示板层管理器显示板层管理器Layer Stack Manager 对话框。对话框。你可以在板层管理器中添加层、删除层、设层的参数，如铜厚和非你可以在板层管理器中添加层、删除层、设层的参数，如铜厚和非电参数都会用在信号完整分析中。点击电参数都会用在信号完整分析中。点击OKOK关闭对话框。关闭对话框。2022-6-947简单了解！简单了解！选择选择Design Layer Stack Manager：显示板层管理器显示板层管理器Layer Stack Manager 对话框。对话框。3 3、设计检查规则、设计检查规则 当在当在PCBPCB编辑器中工作时，如放置导线、移编辑器中工作时，如放
19、置导线、移动元件、或自动布线，动元件、或自动布线，PCBPCB编辑器将一直监编辑器将一直监视每一个操作并检查设计是否仍然满足设视每一个操作并检查设计是否仍然满足设计规则。计规则。 设计规则分为设计规则分为1010个类别，并进一步分为设个类别，并进一步分为设计类型。设计规则覆盖了电气、布线、制计类型。设计规则覆盖了电气、布线、制造、放置、信号完整要求。造、放置、信号完整要求。重点关注，其它默认！重点关注，其它默认！3 3、设计检查规则、设计检查规则PCBPCB为当前文档时，从菜单选择为当前文档时，从菜单选择Design Rules PCB Rules and Constraints Editor
20、 对话框出现。每一类规则都对话框出现。每一类规则都显示在对话框的设计规则面板（左手边）。双击显示在对话框的设计规则面板（左手边）。双击RoutingRouting类展开后类展开后可以看见有关布线的规则。然后双击可以看见有关布线的规则。然后双击Width显示宽度规则为有效。显示宽度规则为有效。在每个规则上点击后，右边顶部单元显示规则范围（你所要的这个在每个规则上点击后，右边顶部单元显示规则范围（你所要的这个规则的目标），底部单元显示规则的约束特性。这些规则都是默认规则的目标），底部单元显示规则的约束特性。这些规则都是默认值，或已经由板向导在创建新的值，或已经由板向导在创建新的PCBPCB文档时设
21、置。文档时设置。 如：点击如：点击Width_1规则显示它的约束特性和范围。这个规则应用到整个规则显示它的约束特性和范围。这个规则应用到整个板。板。不同网络或对象可分别设置不同规则。不同网络或对象可分别设置不同规则。例如，整个板所有的导线都必须是某个宽度，而对接地网络需要例如，整个板所有的导线都必须是某个宽度，而对接地网络需要另一个宽度（这个规则忽略前一个规则），在接地网络上的特殊连另一个宽度（这个规则忽略前一个规则），在接地网络上的特殊连接却需要第三个宽度约束规则（这个规则忽略前两个规则）。规则接却需要第三个宽度约束规则（这个规则忽略前两个规则）。规则依优先权顺序显示。依优先权顺序显示。20
22、22-6-950电气规则：最小线间距？有短电气规则：最小线间距？有短路？有没连的网络或连接？路？有没连的网络或连接？布线规则：布线规则：线宽？布线宽？布线规则？线规则？有无优先有无优先网络？线网络？线拐弯？过拐弯？过孔尺寸？孔尺寸？规则适用范围规则适用范围规则的具体约束规则的具体约束特性。特性。这些规则都是默这些规则都是默认值，或已经由板认值，或已经由板向导在创建新的向导在创建新的PCB文档时设置文档时设置。 2022-6-951线宽最大？最小？首选？线宽最大？最小？首选？2022-6-952布线层：布线层：顶层走水平线，底层走垂顶层走水平线，底层走垂直线。直线。2022-6-953导线拐弯处
23、理导线拐弯处理2022-6-954当你用手工布线或使用自动当你用手工布线或使用自动布线器时，所有的导线均为布线器时，所有的导线均为12mils，除了，除了GND 和和12V的的导线为导线为25mils! !Width右击并选择右击并选择New Rule，点，点Width_1，在名称栏，在名称栏12V或或GND。点击点击Net。点击点击All下拉表，选下拉表，选12V点点Advanced (Query)，点，点Query Builder。 点点Or钮。点下边钮。点下边PCB Functions类的类的Membership Checks，双击，双击Name单单元的元的InNet。 在在Query单
24、元新加的单元新加的InNet( )的括号中的括号中间点一下，在间点一下，在PCB Objects List 类点类点击击Nets，双击，双击GND。Query单元变为单元变为InNet(12V) or InNet(GND)。 点击点击Check Syntax，点，点OK。 下边改为下边改为25mil。并当你选择并当你选择Design Rules面板的其它面板的其它规则或关闭对话框时将予以保存。规则或关闭对话框时将予以保存。OK!线宽规则可分别设置！线宽规则可分别设置！ 如普通导线和如普通导线和GND 和和12V改时先大后小改时先大后小这个规则忽略前一这个规则忽略前一个规则个规则width_14
25、 4、在、在PCBPCB中放置元件中放置元件移动鼠标拖动元件，进行元件布局：移动旋转排移动鼠标拖动元件，进行元件布局：移动旋转排列列 拖动时，注意飞线是怎样与元件连接的，必要时，拖动时，注意飞线是怎样与元件连接的，必要时，元件和文字可按元件和文字可按X X、Y Y、或、或SPACEBARSPACEBAR将其旋转将其旋转9090，然后将其定位在板子的边界以内。然后将其定位在板子的边界以内。布局好坏直接影响布通率，所以要反复斟酌。布局好坏直接影响布通率，所以要反复斟酌。原则：抗干扰，走线短尺寸小，正确，整齐，原则：抗干扰，走线短尺寸小，正确，整齐，均匀美观。均匀美观。必要时，可使用必要时，可使用P
26、rotel DXPProtel DXP强大的批量编辑功能强大的批量编辑功能来隐藏元件型号（值）。来隐藏元件型号（值）。元件可按元件可按X、Y、或或SPACEBAR将将其旋转方向，减其旋转方向，减少飞线交叉，好少飞线交叉，好走线走线5 5、布线、布线自动布线自动布线根据设置的根据设置的RULE，运行自动布线，运行自动布线，Place Interactive Routing。手动布线手动布线 根据信号的特性，电流大小，抗干扰度，根据信号的特性，电流大小，抗干扰度，RULE设置等原则进行手工布线。设置等原则进行手工布线。不满意，不满意，Tools Un-Route All可可取消板的布线。取消板的布
27、线。 不满意，不满意，Tools Un-Route All可可取消板的布线。取消板的布线。 满意，满意，OK 6 6、检查、检查PCBPCB板板确认确认Design Board Layers，确认，确认System Colors 单元的单元的DRC Error Markers 选项旁的选项旁的Show按钮被勾选，这样按钮被勾选，这样DRC error markers才会显示出来。才会显示出来。绿色表示有错误绿色表示有错误 Tools Design Rule Check。在。在Design Rule Checker 对话框已对话框已经框出了经框出了on-line和一组和一组DRC选项。点一个类查
28、看其所有原规则。选项。点一个类查看其所有原规则。 保留所有选项为默认值，点击保留所有选项为默认值，点击Run Design Rule Check按钮。按钮。DRC将运行，其结果将显示在将运行，其结果将显示在Messages面板。面板。 查看错误列表。它列出了在查看错误列表。它列出了在PCB设计中存在的所有规则违反。设计中存在的所有规则违反。 双击双击Messages面板中一个错误跳转到它在面板中一个错误跳转到它在PCB中的位置。中的位置。 是否勾选是否勾选2022-6-961Tools Design Rule Check。2022-6-962注意：注意： 为使为使改动在原理图和印制板图中同步进
29、行，改动在原理图和印制板图中同步进行，不管在那边改什么内容，都可更新到另一边：不管在那边改什么内容，都可更新到另一边： 原理图原理图 toto（更新）（更新） 印制板图印制板图 Design Update PCB 印制板图印制板图 toto（更新）（更新） 原理图原理图 Design Update Schematics 2022-6-9637、加泪滴，覆铜，标注，、加泪滴，覆铜，标注，GERBER文件输出文件输出 加泪滴：加泪滴：ToolsTeardrops 覆铜：尽可能多的覆地铜覆铜：尽可能多的覆地铜 放文字标注：放文字标注：placestring 查看查看PCB尺寸，固定孔，定位孔，光学定
30、尺寸，固定孔，定位孔，光学定位点等位置尺寸是否正确位点等位置尺寸是否正确 输出文件（输出文件（GERBER，BOM，钻孔，元器，钻孔，元器件坐标文件，元器件位置图）件坐标文件，元器件位置图）注意事项 高度高的器件要考虑到机械结构的布置； 散热大的元器件要尽量分开布局，考虑到整个PCB的散热； 走线完成后，最好加上泪滴焊盘，加强连接可靠性； 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
31、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的折线布线，不可使用90折线，以减小高频信号的辐射； 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； 关键的线尽量短而粗，并在两边加上保护地； 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； 大电流信号、高电压信号与小信号之间应该注意隔离，隔离距离与要承受的耐压有关，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； 同是地址线或者数据线，走线长度差异不要太大，否则短线部分要人为走弯线作补偿； 大面积敷铜要用网格状的，以防止波焊时板子产生气泡和因为热应力作用而弯曲； 元器件和走线不能太靠边放，一般的单面板多为纸质板，受力后容易断裂，如果在边缘连线或放元器件就会受到影响； 避免信号线从电源模块、共模电感、变压器、滤波器下穿越；END
