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1、 2015.06.30 1 目录 汇总确认影响汇总确认影响PCB设计因素设计因素 PCB设计设计 项目团队项目团队PCB设计评审设计评审 PCB制作和制作和SMT 工程测试和可靠性测试工程测试和可靠性测试 PCB设计总结设计总结 2 汇总确认影响汇总确认影响PCB设计因素设计因素 PCB设计是整个产品开发过程中的一个重要环节，要做好设计是整个产品开发过程中的一个重要环节，要做好PCB的设的设计，首先要熟悉整个产品的开发过程，因为在计，首先要熟悉整个产品的开发过程，因为在PCB设计过程中并不是简设计过程中并不是简单按照原理图做出相应的单按照原理图做出相应的Layout，而是一个瞻前顾后、贯穿整个
2、开发过，而是一个瞻前顾后、贯穿整个开发过程的工作内容。程的工作内容。PCB设计之前要汇总并确认影响设计之前要汇总并确认影响PCB设计的因素。设计的因素。硬件开发流程。硬件开发流程。原理图设计确认。原理图设计确认。元器件选型。元器件选型。PCB板的结构确认。板的结构确认。特殊功能设计要求。特殊功能设计要求。PCB设计技术准备汇总。设计技术准备汇总。汇总确认影响汇总确认影响PCB设计因素设计因素 3 硬件开发流程硬件开发流程 产品硬件的开发，首先要明确产品的硬件需求，如产品硬件的开发，首先要明确产品的硬件需求，如CPU处理能力、存处理能力、存储容量及速度、电路的功耗要求、整体性能要求的标准等。其次
3、，根据储容量及速度、电路的功耗要求、整体性能要求的标准等。其次，根据需求分析制定硬件总体设计方案，寻求关键物料的技术资料，要充分的需求分析制定硬件总体设计方案，寻求关键物料的技术资料，要充分的考虑技术可能性、可靠性和成本控制，关键器件索取样品。总体方案确考虑技术可能性、可靠性和成本控制，关键器件索取样品。总体方案确定后，做硬件和单板软件的详细设计，包括绘制硬件原理图、单板软件定后，做硬件和单板软件的详细设计，包括绘制硬件原理图、单板软件框图及编码、框图及编码、PCB布线同时完成开发物料清单及其他技术文档。布线同时完成开发物料清单及其他技术文档。PCB制作完成后，在生产端进行制作完成后，在生产端
4、进行SMT或手焊操作，然后硬件工程师或手焊操作，然后硬件工程师做单板调试或整机调试，对设计中的各种功能进行测试，这个过程需要做单板调试或整机调试，对设计中的各种功能进行测试，这个过程需要软件硬件联调，不同的产品可能会需要射频工程师、光学工程师或声学软件硬件联调，不同的产品可能会需要射频工程师、光学工程师或声学工程师的配合调试，另外可靠性测试也是非常重要的测试内容。待所有工程师的配合调试，另外可靠性测试也是非常重要的测试内容。待所有测试汇总，作总结，为下一轮试产变出变更设计清单。一般经过调试和测试汇总，作总结，为下一轮试产变出变更设计清单。一般经过调试和测试后，原理图和测试后，原理图和PCB布线
5、都会有变更。按照项目的进度，多次试产，布线都会有变更。按照项目的进度，多次试产，硬件设计完成开发过程。硬件设计完成开发过程。硬件开发流程硬件开发流程 4 在整个硬件设计的开发过程中，在整个硬件设计的开发过程中，PCB板是整个产品的载体，板是整个产品的载体，PCB板板有问题，所有的其他工作都无法正常开展，同样，任何一个环节都可能有问题，所有的其他工作都无法正常开展，同样，任何一个环节都可能会对会对PCB的设计产生变更要求，所以的设计产生变更要求，所以PCB设计是一个整体性的工作，需设计是一个整体性的工作，需要设计人员有丰富的项目经验。要设计人员有丰富的项目经验。硬件开发流程硬件开发流程 5 原理
6、图设计确认原理图设计确认 PCB的设计基于硬件原理图，项目开发前期，设计出初版的硬件原的设计基于硬件原理图，项目开发前期，设计出初版的硬件原理图，根据之前的项目经验，完成初稿后，一定要详细的自审，在没有理图，根据之前的项目经验，完成初稿后，一定要详细的自审，在没有连接错误的前提下，检查确认是否有逻辑性设计错误，对每个器件的每连接错误的前提下，检查确认是否有逻辑性设计错误，对每个器件的每个引脚都要按照其规格书做准确的配置，特别是个引脚都要按照其规格书做准确的配置，特别是BGA封装的器件，如果封装的器件，如果某个引脚连接错误，不能手动跳线纠正，可能会直接导致整个试产的失某个引脚连接错误，不能手动跳
7、线纠正，可能会直接导致整个试产的失败。败。自审无误后，要组织项目团队的评审，这个过程非常重要，可以借自审无误后，要组织项目团队的评审，这个过程非常重要，可以借鉴其他工程师的设计经验，团队讨论，更改后，确定原理图版本。鉴其他工程师的设计经验，团队讨论，更改后，确定原理图版本。原理图设计确认原理图设计确认 6 元器件选型。元器件选型。这项工作和原理图的设计同步交叉进行。可以分为几类器件。这项工作和原理图的设计同步交叉进行。可以分为几类器件。主芯片，如主芯片，如CPU、DSP、专用、专用IC等。等。功率器件，如功率器件，如LDO、DCDC、变压器等。、变压器等。保护类元器件，如保护类元器件，如ESD
8、、保险丝、保险丝、PMU器件、器件、OCP OVP器件等。器件等。定制元器件，如一些特殊尺寸的接插件、电池、铜箔等。定制元器件，如一些特殊尺寸的接插件、电池、铜箔等。常规常规RCL器件。器件。元器件选型元器件选型 7 一般在进行元器件选型时，会遵循一定的原则。一般在进行元器件选型时，会遵循一定的原则。普遍性原则：所选的元器件是被广泛使用验证过的，尽量少使用冷门、普遍性原则：所选的元器件是被广泛使用验证过的，尽量少使用冷门、偏门芯片，减少开发风险。偏门芯片，减少开发风险。高性价比原则：在功能、性能、使用率都相近的情况下，尽量选择价高性价比原则：在功能、性能、使用率都相近的情况下，尽量选择价格比较
9、好的元器件，降低成本。格比较好的元器件，降低成本。采购方便原则：尽量选择容易买到、供货周期短的元器件。采购方便原则：尽量选择容易买到、供货周期短的元器件。持续发展原则：持续发展原则：尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件,不要不要选用停产的器件选用停产的器件,优选生命周期处于成长期、成熟期的器件。优选生命周期处于成长期、成熟期的器件。可替代原则可替代原则：尽量选择兼容芯片品牌比较多的元器件。尽量选择兼容芯片品牌比较多的元器件。向上兼容原则：尽量选择以前老产品用过的元器件。向上兼容原则：尽量选择以前老产品用过的元器件。资源节约原则：尽量用上元器件的全部功
10、能和管脚。资源节约原则：尽量用上元器件的全部功能和管脚。便于生产原则：在满足产品功能和性能的条件下，选择封装复杂度低便于生产原则：在满足产品功能和性能的条件下，选择封装复杂度低的型号，降低生产难度，提高生产效率。的型号，降低生产难度，提高生产效率。元器件选型元器件选型 8 PCB板的结构确认板的结构确认 PCB设计之前，要同结构设计师确认设计之前，要同结构设计师确认PCB板的结构参数。板的结构参数。PCB的外形板框和板厚。异形尺寸的的外形板框和板厚。异形尺寸的PCB可能会对布线造成一定的可能会对布线造成一定的 困难，这需要困难，这需要EE和和ME的相互配合，双方可能需要做一定的设计变更的相互配
11、合，双方可能需要做一定的设计变更和妥协。和妥协。PCB的板材。一般可简单分为刚性板和柔性板。的板材。一般可简单分为刚性板和柔性板。FR-4为主流的刚性为主流的刚性板，板，FPC为主流的柔性板。另外还有纸基板、铝基板、复合基板等。为主流的柔性板。另外还有纸基板、铝基板、复合基板等。禁步区域和局部区域限高。这个点需要特别的注意，因为如果双方沟禁步区域和局部区域限高。这个点需要特别的注意，因为如果双方沟通有误，可能会导致耗时耗力的设计返工。尤其是近几年发展较快可通有误，可能会导致耗时耗力的设计返工。尤其是近几年发展较快可穿戴电子产品，产品的体积越来越小，但是功能越来越丰富，因此穿戴电子产品，产品的体
12、积越来越小，但是功能越来越丰富，因此PCB设计和结构设计是一个非常大的挑战，器件选型和布局在设计和结构设计是一个非常大的挑战，器件选型和布局在PCB布线之前要有好的规划。布线之前要有好的规划。PCB板的结构确认板的结构确认 9 特殊元器件的摆放区域，例如接插件、开关按键、天线、特殊元器件的摆放区域，例如接插件、开关按键、天线、LED灯、焊灯、焊线焊盘。这些元器件跟结构的组装和生产工艺密切相关，一定要让结线焊盘。这些元器件跟结构的组装和生产工艺密切相关，一定要让结构工程师给出准确的定位位置。构工程师给出准确的定位位置。结构方面的特殊要求，例如结构方面的特殊要求，例如FPC的局部补强，定位孔、螺丝
13、孔的摆放的局部补强，定位孔、螺丝孔的摆放和大小。和大小。以上的结构影响因素，待以上的结构影响因素，待PCB设计器件摆放完成之后，布线之前，设计器件摆放完成之后，布线之前，如果条件允许，导出如果条件允许，导出3D文件，让结构工程师用工具软件模拟组合装配，文件，让结构工程师用工具软件模拟组合装配，检查是否没有结构干涉。检查是否没有结构干涉。PCB板的结构确认板的结构确认 10 特殊功能设计要求特殊功能设计要求 射频设计。射频设计。对于射频电路，信号线的走向、宽度、线间距的不合理设对于射频电路，信号线的走向、宽度、线间距的不合理设计，可能造成交叉干扰；另外，系统电源自身还存在噪声干扰，所以计，可能造
14、成交叉干扰；另外，系统电源自身还存在噪声干扰，所以在设计射频电路在设计射频电路PCB时一定要综合考虑，合理布线。具体的布线需要时一定要综合考虑，合理布线。具体的布线需要射频工程师的协助。射频工程师的协助。声学设计。注意板级干扰噪声、耦合噪声以及不合理布线造成的地环声学设计。注意板级干扰噪声、耦合噪声以及不合理布线造成的地环路噪声等。路噪声等。各种各种Sensor的设计。敏感信号的设计规划，要在布线之前有规划。的设计。敏感信号的设计规划，要在布线之前有规划。11 特殊功能设计要求特殊功能设计要求 PCB技术准备汇总技术准备汇总 完成上述的技术准备，下一步就可以进行布线。在实际的项目中，前完成上述
15、的技术准备，下一步就可以进行布线。在实际的项目中，前期的工作准备的充分，会起到事半功倍的效果。一定不要急于为了尽快期的工作准备的充分，会起到事半功倍的效果。一定不要急于为了尽快的完成的完成PCB的制作，疏忽了前期的技术储备工作，如果由于失误造成二的制作，疏忽了前期的技术储备工作，如果由于失误造成二次投板，得不偿失。次投板，得不偿失。12 PCB设计技术准备汇总设计技术准备汇总 13 PCB设计设计 PCB设计设计 现在可以进行实际的现在可以进行实际的PCB布线工作，这是一个复杂且繁琐的工作，布线工作，这是一个复杂且繁琐的工作，不但需要设计人员要有丰富的专业知识，而且要有充分的耐心。因为设不但需
16、要设计人员要有丰富的专业知识，而且要有充分的耐心。因为设计一块好的板子，不是几天就可以完成的，复杂的板子，第一轮设计工计一块好的板子，不是几天就可以完成的，复杂的板子，第一轮设计工作可能需要十几天，甚至几十天，期间要不断地评审和修改，如果第一作可能需要十几天，甚至几十天，期间要不断地评审和修改，如果第一轮设计工作做得好，只要设计不变，后期的轮设计工作做得好，只要设计不变，后期的PCB改动改动可能只是在第一版可能只是在第一版的基础之上小修小补的基础之上小修小补，大大减轻后面的工作量，而且每一轮的试产都有，大大减轻后面的工作量，而且每一轮的试产都有传承性，设计的可控性会更好。传承性，设计的可控性会
17、更好。14 PCB设计设计 优秀的优秀的PCB设计工程师，在设计工程师，在PCB板的每个角落，都体现着他的丰富的板的每个角落，都体现着他的丰富的理论知识和经验。理论知识和经验。PCB设计，有其技术上的设计规范，有技术层面的，设计，有其技术上的设计规范，有技术层面的，有工艺层面的。有工艺层面的。PCB设计中的通用规范性要求设计中的通用规范性要求。PCB设计中的设计中的EMC要求。要求。PCB设计中的模数混合设计。设计中的模数混合设计。信号完整性设计（信号完整性设计（SI）。）。电源完整性设计（电源完整性设计（PI）。）。高速高速PCB设计（布局布线）。设计（布局布线）。叠层阻抗设计。叠层阻抗设计
18、。15 PCB设计中的通用规范性要求设计中的通用规范性要求 PCB设计中的通用规范性要求设计中的通用规范性要求。在几乎所有的在几乎所有的PCB的设计中，无论其复杂程度，一些简单的设计规的设计中，无论其复杂程度，一些简单的设计规范都可以通用。范都可以通用。封装库的建立。封装库的建立。元器件的布局规则。元器件的布局规则。布线的通用规则。布线的通用规则。过孔的作用和影响。过孔的作用和影响。测试点的要求。测试点的要求。铺铜的要求。铺铜的要求。拼版的设计要求。拼版的设计要求。工艺要求。工艺要求。16 封装库的建立封装库的建立 封装库的建立封装库的建立 元器件选型后，在布线之前要建立元器件的封装库。元器件
19、选型后，在布线之前要建立元器件的封装库。通用元器件尽量使用之前验证过的封装，降低风险。通用元器件尽量使用之前验证过的封装，降低风险。特殊的元器件，要严格遵循规格书上的推荐焊盘尺寸来制作特殊的元器件，要严格遵循规格书上的推荐焊盘尺寸来制作PCB封装，封装，如果有必要，要同生产端沟通确认，结合实际的生产工艺，来确认封装如果有必要，要同生产端沟通确认，结合实际的生产工艺，来确认封装尺寸。尤其是尺寸。尤其是BGA器件的封装，器件的封装，BGA的焊点不能用肉眼检测，只能采用的焊点不能用肉眼检测，只能采用X射线等装置检测。射线等装置检测。在在PCB布线完成后，最好按照原理图仔细检查每个元器件的封装是否布线
20、完成后，最好按照原理图仔细检查每个元器件的封装是否正确，根据之前的经验，在元器件较多的产品设计中，初版的正确，根据之前的经验，在元器件较多的产品设计中，初版的PCB很容很容易出现由于设计疏忽造成的封装与元器件不匹配，尽量避免这种失误。易出现由于设计疏忽造成的封装与元器件不匹配，尽量避免这种失误。17 元器件的布局规则元器件的布局规则 元器件的布局规则元器件的布局规则 元器件布局元器件布局 要求较多的是从结构、散热、电磁干扰、将来布线的方便要求较多的是从结构、散热、电磁干扰、将来布线的方便性等方面综合考虑。元器件布局的一般原则是：先布置与机械尺寸有关性等方面综合考虑。元器件布局的一般原则是：先布
21、置与机械尺寸有关的器件并锁定这些器件，然后是占空间较大的器件和电路的核心器件，的器件并锁定这些器件，然后是占空间较大的器件和电路的核心器件，再就是外围器件。再就是外围器件。机械结构方面的要求：外部接插件、显示器件等放置要整齐，定位机械结构方面的要求：外部接插件、显示器件等放置要整齐，定位一一 定要准确。定要准确。禁步和限高区域布局要求：与内部结构干涉的禁步和限高区域要提前禁步和限高区域布局要求：与内部结构干涉的禁步和限高区域要提前避让。避让。电源部分的布局要求：电源部分的布局，要考虑整个板级的供电路径，电源部分的布局要求：电源部分的布局，要考虑整个板级的供电路径，做到电源线路尽量短，避免出现绕
22、线或环路等易产生干扰的路径。做到电源线路尽量短，避免出现绕线或环路等易产生干扰的路径。散热方面的要求：板上有发热较多的器件放置要考虑散热的问题，晶散热方面的要求：板上有发热较多的器件放置要考虑散热的问题，晶振等器件要远离热源。振等器件要远离热源。18 元器件的布局规则元器件的布局规则 电磁干扰方面的要求：元器件在电路板上排列的位置要充分考虑抗电电磁干扰方面的要求：元器件在电路板上排列的位置要充分考虑抗电磁干扰问题，原则之一是各元器件之间的引线要尽量短。在布局上。磁干扰问题，原则之一是各元器件之间的引线要尽量短。在布局上。要把模拟信号、高速数字电路、噪声源（如时钟电路、大电流功耗电要把模拟信号、
23、高速数字电路、噪声源（如时钟电路、大电流功耗电路、路、LED驱动电路）这三部分合理的分开，使相互之间的信号耦合最驱动电路）这三部分合理的分开，使相互之间的信号耦合最小。小。随着电路设计的频率越来越高，随着电路设计的频率越来越高，EMI对线路板的影响越来越突出。除对线路板的影响越来越突出。除了常规的磁环、滤波电容等措施，有的关键电路设置还要加金属屏蔽了常规的磁环、滤波电容等措施，有的关键电路设置还要加金属屏蔽罩。罩。布线方面要求：在元器件布局时，必须全局考虑电路板上的布线，一布线方面要求：在元器件布局时，必须全局考虑电路板上的布线，一般的原则还是布线最短，有网络连接的元器件尽量放置在一起。般的原
24、则还是布线最短，有网络连接的元器件尽量放置在一起。整个布局在满足电气性能参数的前提下，应当做到元器件排列、分布整个布局在满足电气性能参数的前提下，应当做到元器件排列、分布合理美观。合理美观。19 布线的通用规则布线的通用规则 布线的通用规则布线的通用规则 从减小辐射干扰的角度出发，应尽量选用多层板，内层分别作为电源从减小辐射干扰的角度出发，应尽量选用多层板，内层分别作为电源层、地线层，用以降低供电线路阻抗，抑制公共阻抗噪声，对信号线层、地线层，用以降低供电线路阻抗，抑制公共阻抗噪声，对信号线形成均匀的接地面，加大信号线和接地面间的分布电容，抑制向空间形成均匀的接地面，加大信号线和接地面间的分布
25、电容，抑制向空间辐射的能力。辐射的能力。电源线、地线、信号线对高频信号应保持低阻抗。在频率很高的情况电源线、地线、信号线对高频信号应保持低阻抗。在频率很高的情况下，电源线、地线或信号线都会成为接收与发射干扰的小天线。降低下，电源线、地线或信号线都会成为接收与发射干扰的小天线。降低这种干扰的方法除了加滤波电容外，布线的合理性也同样重要，布线这种干扰的方法除了加滤波电容外，布线的合理性也同样重要，布线要减小电源线、地线及信号线本身的高频阻抗，走线要短、线条要均要减小电源线、地线及信号线本身的高频阻抗，走线要短、线条要均匀。匀。电源线和信号线要减小与回线所形成的环路面积，降低接受外界干扰电源线和信号
26、线要减小与回线所形成的环路面积，降低接受外界干扰和向外界干扰的几率。和向外界干扰的几率。20 布线的通用规则布线的通用规则 晶振电路要尽量靠近用到时钟的器件，晶体外壳接地良好，时钟区附晶振电路要尽量靠近用到时钟的器件，晶体外壳接地良好，时钟区附近要包地处理，走线尽量短而直。近要包地处理，走线尽量短而直。石英晶体和其他对噪声敏感的器件，附近和下面尽量不要放置其他元石英晶体和其他对噪声敏感的器件，附近和下面尽量不要放置其他元器件和布线。器件和布线。电源线、地线尽量粗。电源线、地线尽量粗。关键的信号线两边加上保护地。关键的信号线两边加上保护地。元件的引脚尽量短，尤其是去耦电容和滤波电容，首选贴片器件
27、。元件的引脚尽量短，尤其是去耦电容和滤波电容，首选贴片器件。对对A/D类器件，数字部分和模拟部分的地要隔离。类器件，数字部分和模拟部分的地要隔离。模拟电压输入线、参考电压要尽量远离数字电路信号线，特备是时钟。模拟电压输入线、参考电压要尽量远离数字电路信号线，特备是时钟。时钟线和高速信号线走线尽量不要平行于其他走线。时钟线和高速信号线走线尽量不要平行于其他走线。任何信号都不要形成环路，如果不可避免，让环路尽量小。任何信号都不要形成环路，如果不可避免，让环路尽量小。21 过孔的作用和影响过孔的作用和影响 过孔的作用和影响过孔的作用和影响 过孔是多层过孔是多层PCB的重要组成部分之一，从作用上看，过
28、孔可以分为的重要组成部分之一，从作用上看，过孔可以分为两类：一是用作各层间的电气连接；二是用作器件的固定或定位。从工两类：一是用作各层间的电气连接；二是用作器件的固定或定位。从工艺制程艺制程 上讲，过孔一般分为三类，即盲孔、埋孔和通孔。通孔在工艺上上讲，过孔一般分为三类，即盲孔、埋孔和通孔。通孔在工艺上更易于实现，成本较低，所以在能够满足设计的前提下，优先选择过孔。更易于实现，成本较低，所以在能够满足设计的前提下，优先选择过孔。在高速、高密度的在高速、高密度的PCB设计时，设计者总是希望过孔越小越好，这设计时，设计者总是希望过孔越小越好，这样板上可以有更多的布线空间，此外，过孔越小，其自身的寄
29、生电容也样板上可以有更多的布线空间，此外，过孔越小，其自身的寄生电容也越小，更适合高速电路。但是过孔的尺寸大小受到钻孔和电镀等工艺技越小，更适合高速电路。但是过孔的尺寸大小受到钻孔和电镀等工艺技术的限制，现在通用的工艺做到的最小尺寸为：术的限制，现在通用的工艺做到的最小尺寸为：盲孔盲孔4mil/12mil,通孔和通孔和埋孔埋孔8mil/16mil。22 过孔的作用和影响过孔的作用和影响 孔本身存在着对地的寄生电容，如果已知过孔在铺地层上的隔离孔孔本身存在着对地的寄生电容，如果已知过孔在铺地层上的隔离孔直径为直径为D2,过孔焊盘的直径为过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为板的厚度为T，板基材介
30、电常数为，板基材介电常数为，则过孔的寄生电容大小近似于：则过孔的寄生电容大小近似于：C=1.41 TD1/(D2-D1)，过孔的寄生电容，过孔的寄生电容对电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间，降低了电路的速度。对电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间，降低了电路的速度。尽管单个过孔的寄生电容的引起的上升延变缓的作用不是很明显，但是尽管单个过孔的寄生电容的引起的上升延变缓的作用不是很明显，但是如果走线中有多个过孔，设计者还是要慎重考虑。如果走线中有多个过孔，设计者还是要慎重考虑。同样，过孔也存在这寄生电感，在高速数字电路的设计中，过孔的寄同样，过孔也存在这寄生电感，在高速数字电路的设计中，
31、过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。它的寄生串联电感会削弱生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献，减弱整个电源系统的滤波作用。如果已知过孔的长度旁路电容的贡献，减弱整个电源系统的滤波作用。如果已知过孔的长度为为h，钻孔的直径为，钻孔的直径为d，则过孔的寄生电感近似于：，则过孔的寄生电感近似于：L=5.08hln(4h/d)+1，从式中可以看出。过孔的直径对电感的影响较小，对电感影响最大的是从式中可以看出。过孔的直径对电感的影响较小，对电感影响最大的是过孔的长度。过孔的长度。23 过孔的作用和影响过孔的作用和影响 通过上面对过孔寄生特性的分析，我
32、们可以看到，在高速通过上面对过孔寄生特性的分析，我们可以看到，在高速PCB设计中，设计中，看似简单的过孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应。为了减小看似简单的过孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应。为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响，在设计中可以尽量做到：过孔的寄生效应带来的不利影响，在设计中可以尽量做到：1从成本和信号质量两方面考虑，选择合理尺寸的过孔大小。对于电从成本和信号质量两方面考虑，选择合理尺寸的过孔大小。对于电源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸，以减小阻抗。源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸，以减小阻抗。2上面讨论的两个公式可以得出，使用较薄的上面讨论的两个公式可以得
33、出，使用较薄的PCB板有利于减小过板有利于减小过孔的两种寄生参数。孔的两种寄生参数。3PCB板上的信号走线尽量不换层，也就是说尽量不要使用不必要板上的信号走线尽量不换层，也就是说尽量不要使用不必要的过孔。的过孔。4电源和地的管脚要就近打过孔，过孔和管脚之间的引线越短越好，电源和地的管脚要就近打过孔，过孔和管脚之间的引线越短越好，因为它们会导致电感的增加。同时电源和地的引线要尽可能粗，以减少因为它们会导致电感的增加。同时电源和地的引线要尽可能粗，以减少阻抗。阻抗。5在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔，以便为信号提供最近的在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔，以便为信号提供最近的回路。回路。
34、24 测试点的要求测试点的要求 测试点的要求测试点的要求 关键信号需要在关键信号需要在PCB上预设测试点。主要用于工程调试和产线测试。上预设测试点。主要用于工程调试和产线测试。测试点的放置有一定的要求。测试点的放置有一定的要求。尽量将测试点同用于测试的焊盘尽可能的安排于尽量将测试点同用于测试的焊盘尽可能的安排于PCB的同一面上，既的同一面上，既便于检测，又利于减低检测所花的费用。便于检测，又利于减低检测所花的费用。测试点距离测试点距离PCB边缘需大于边缘需大于5mm。测试点不能被阻焊剂或文字油膜遮盖。测试点不能被阻焊剂或文字油膜遮盖。测试点需放置在元件周围测试点需放置在元件周围1mm之外，防止
35、探针在测试时由于精度误差，之外，防止探针在测试时由于精度误差，撞击元器件。撞击元器件。测试点需放置在定位孔环状周围测试点需放置在定位孔环状周围3m m之外。之外。测试点的直径和相邻测试点的间距不能太小，具体的放置最小间距最测试点的直径和相邻测试点的间距不能太小，具体的放置最小间距最好要跟工厂的测试端沟通确认。好要跟工厂的测试端沟通确认。25 铺铜的要求铺铜的要求 铺铜的要求铺铜的要求 PCB中铺铜一般为大面积的地网络铺铜或内电层中的不同的电源网络中铺铜一般为大面积的地网络铺铜或内电层中的不同的电源网络铺铜，但一般平时所说的铺铜指的是地网络铺铜。通常铺铜有几个主要铺铜，但一般平时所说的铺铜指的是
36、地网络铺铜。通常铺铜有几个主要原因：首先是增大地线面积，有利于地线阻抗降低，使电源和信号传原因：首先是增大地线面积，有利于地线阻抗降低，使电源和信号传 输稳定，在高频的信号线附近敷铜，可大大减少电磁辐射干扰。总的来输稳定，在高频的信号线附近敷铜，可大大减少电磁辐射干扰。总的来说增强了说增强了PCB的电磁兼容性，提高板子的抗干扰能力。还有的是为了散的电磁兼容性，提高板子的抗干扰能力。还有的是为了散热或固定元器件。还有热或固定元器件。还有PCB工艺要求。一般为了保证电镀效果，或者层工艺要求。一般为了保证电镀效果，或者层压不变形。压不变形。为了提高系统的可靠性，尽量大面积的铺地，特别是弱信号和晶振信
37、为了提高系统的可靠性，尽量大面积的铺地，特别是弱信号和晶振信号周围。号周围。尽量保证铺地的连续性，在布线的过程中，要尽量避免其他信号线将尽量保证铺地的连续性，在布线的过程中，要尽量避免其他信号线将大面积的铺地割开。大面积的铺地割开。26 铺铜的要求铺铜的要求 如果如果PCB的地较多，有的地较多，有SGND、AGND、GND等，要根据等，要根据PCB板面位板面位置的不同，分别以最主要的置的不同，分别以最主要的“地地”作为基准参考来独立铺铜，然后采用作为基准参考来独立铺铜，然后采用单点连接方式。单点连接方式。对于不同地的单点连接，通常是导线直连、对于不同地的单点连接，通常是导线直连、0欧姆电阻或者
38、磁珠连接。欧姆电阻或者磁珠连接。孤岛问题，在铺铜完成后，要检查有没有孤岛，要添加过孔连接大地孤岛问题，在铺铜完成后，要检查有没有孤岛，要添加过孔连接大地或直接删除。或直接删除。在开始布线时，应该把地线走好，不能只依靠铺铜后添加过孔来连接在开始布线时，应该把地线走好，不能只依靠铺铜后添加过孔来连接没有铺好的地引脚。没有铺好的地引脚。在板子上最好不要有尖角出现，从电磁学的角度讲，这构成了发射天在板子上最好不要有尖角出现，从电磁学的角度讲，这构成了发射天线。线。手动连接，在自动铺铜结束后，有些铜皮由于铺铜参数设置的原因，手动连接，在自动铺铜结束后，有些铜皮由于铺铜参数设置的原因，会没有连接，需要设计
39、人员仔细的检查并手动连接。会没有连接，需要设计人员仔细的检查并手动连接。27 铺铜的要求铺铜的要求 铺铜时选择大面积铺铜还是网格铺铜，大面积铺铜，具备了加大电流铺铜时选择大面积铺铜还是网格铺铜，大面积铺铜，具备了加大电流和屏蔽双重作用，但是大面积铺铜过波峰焊时，板子可能会翘起来，和屏蔽双重作用，但是大面积铺铜过波峰焊时，板子可能会翘起来，甚至会起气泡。但是现在基本上都是高密度板，板子上都有大量地过甚至会起气泡。但是现在基本上都是高密度板，板子上都有大量地过孔，所以直接用大面积铺铜即可，近似于网状铺地。孔，所以直接用大面积铺铜即可，近似于网状铺地。对模拟电路来说，地线的处理相当重要。如功放电路，
40、很微小的地噪对模拟电路来说，地线的处理相当重要。如功放电路，很微小的地噪声都会因为后级放大而对音质产生严重的影响；又如高精度的声都会因为后级放大而对音质产生严重的影响；又如高精度的A/D转转换电路中，如果地线上有高频干扰存在将会是放大器产生温飘，影响换电路中，如果地线上有高频干扰存在将会是放大器产生温飘，影响工作。工作。多层板布线时，当信号线与地线层相邻布线时，信号线层有剩余的走多层板布线时，当信号线与地线层相邻布线时，信号线层有剩余的走线，应当首先考虑在电源层上布完，而保留完整的地线层。线，应当首先考虑在电源层上布完，而保留完整的地线层。28 拼板的设计要求拼板的设计要求 拼板的设计要求拼板
41、的设计要求 拼板尺寸设计，是对设计的拼板尺寸设计，是对设计的PCB单板进行拼合，进行单板进行拼合，进行PCB的生产制的生产制作和作和SMT操作，要结合操作，要结合PCB工厂设备的加工能力和工厂设备的加工能力和SMT设备的生产能力，设备的生产能力，设计出板件质量最优化、生产成本最低、生产效率最高、板材利用率最设计出板件质量最优化、生产成本最低、生产效率最高、板材利用率最高的拼板尺寸。高的拼板尺寸。设计过程中要注意连襟的位置是否与某些接插件干涉，例如设计过程中要注意连襟的位置是否与某些接插件干涉，例如USB口口处不能加连襟，因为处不能加连襟，因为USB口一般会延伸到板边框之外，分板工装不能加口一般
42、会延伸到板边框之外，分板工装不能加工。还要注意连襟的整体分布要保证板子的受力面均匀。工。还要注意连襟的整体分布要保证板子的受力面均匀。29 工艺要求工艺要求 工艺工艺要求要求 这里讲的工艺要求有两方面，一是这里讲的工艺要求有两方面，一是PCB板厂的生产工艺标准，二是板厂的生产工艺标准，二是SMT加工工厂的工艺标准。在加工工厂的工艺标准。在PCB的设计过程中，如果有特殊的设计，的设计过程中，如果有特殊的设计，一定要跟一定要跟PCB板厂和板厂和SMT工厂沟通确认，不确定的地方，切不可闭门造工厂沟通确认，不确定的地方，切不可闭门造车，可能会造成无用的重复返工。车，可能会造成无用的重复返工。待产品组装
43、完成测试后，要将待产品组装完成测试后，要将PCB工厂、工厂、SMT加工端和产品组装端加工端和产品组装端反馈回来的意见汇总，最好以会议的形式，项目团队沟通，因为更改反馈回来的意见汇总，最好以会议的形式，项目团队沟通，因为更改PCB设计可能会对整个产品的其他设计产生影响。设计可能会对整个产品的其他设计产生影响。30 PCB设计中的设计中的EMC要求要求 PCB设计中的设计中的EMC要求要求 电磁兼容性（电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，不对其环境中的任何设备产生无法忍受
44、的电磁干扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指设备对所在环境中存生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。即在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。即EMC包含包含EMI（电磁干扰）和（电磁干扰）和EMS（电磁敏感性）两个方面。（电磁敏感性）两个方面。EMI分类：分类：CE（传导干扰），（传导干扰），RE（辐射干扰。（辐射干扰。EMS分类：分类：ESD(静电放电），静电
45、放电），RS（辐射耐受），（辐射耐受），EFT/B(快速脉冲快速脉冲耐受耐受)，surge（雷击），（雷击），CS（传导耐受）等等（传导耐受）等等 以上的各种试验都要由专门的实验室进行测试。是电子类商品进入市以上的各种试验都要由专门的实验室进行测试。是电子类商品进入市场前要取得认证的必要条件。场前要取得认证的必要条件。31 PCB设计中的设计中的EMC要求要求 干扰源与受干扰源：干扰源与受干扰源：无论何种情况下电磁相容的问题出现总是存在两个互补的方面：一个无论何种情况下电磁相容的问题出现总是存在两个互补的方面：一个是干扰发射源和一个为此干扰敏感的受干扰设备。如果一个干扰源与受是干扰发射源和一个
46、为此干扰敏感的受干扰设备。如果一个干扰源与受干扰设备都处在同一设备中称为系统内部的干扰设备都处在同一设备中称为系统内部的EMC 情况。不同设备间所产情况。不同设备间所产生的干扰状况称为系统间的生的干扰状况称为系统间的EMC 情况。情况。大多数的设备中都有类似天线的特性的零件，如电缆线、大多数的设备中都有类似天线的特性的零件，如电缆线、PCB 布线、布线、内部配线、机械结构等这些零件透过电路相耦合的电场、磁场或电磁场内部配线、机械结构等这些零件透过电路相耦合的电场、磁场或电磁场而将能量转移。而将能量转移。实际情况下设备间和设备内部的耦合受到了屏蔽与绝缘材料的限制，实际情况下设备间和设备内部的耦合
47、受到了屏蔽与绝缘材料的限制，而绝缘材料的吸收与导体相比的影响是微不足道的。电缆线对电缆线的而绝缘材料的吸收与导体相比的影响是微不足道的。电缆线对电缆线的耦合既可以是电容性也可以是电感性并且取决于方位、长度及接近程度耦合既可以是电容性也可以是电感性并且取决于方位、长度及接近程度的影响。的影响。32 PCB设计中的设计中的EMC要求要求 任何任何EMC问题的处理都是围绕三要素进行的：问题的处理都是围绕三要素进行的：1、降低干扰源；、降低干扰源；2、切断或削弱传播途径；切断或削弱传播途径；3、提高设备的抗干扰能力。通常来讲，合理的、提高设备的抗干扰能力。通常来讲，合理的PCB设计是消除多数设计是消除
48、多数RF干扰的最经济有效的途径。有源器件是所有辐射干扰的最经济有效的途径。有源器件是所有辐射的源头。的源头。PCB设计所要做的是将电磁场能量限制在需要它们的地方。设计所要做的是将电磁场能量限制在需要它们的地方。通过必要的布局、布线以及采取屏蔽、接地措施来提高设备的抗干扰通过必要的布局、布线以及采取屏蔽、接地措施来提高设备的抗干扰能力；在三要素的对策中切断干扰的传播途径是最重要的一环。在单板能力；在三要素的对策中切断干扰的传播途径是最重要的一环。在单板上可采取以下措施来切断耦合路径或者减少耦合：上可采取以下措施来切断耦合路径或者减少耦合：对应传导耦合：加滤波电容、滤波器、共模线圈、使用隔离变压器
49、等。对应传导耦合：加滤波电容、滤波器、共模线圈、使用隔离变压器等。对应辐射耦合：相邻层垂直走线、加屏蔽地线、磁性器件合理布局、对应辐射耦合：相邻层垂直走线、加屏蔽地线、磁性器件合理布局、正确层分布、辐射能力强或者敏感信号布内层、使用正确层分布、辐射能力强或者敏感信号布内层、使用I/O双绞线、辐射能双绞线、辐射能力强的信号远离板边缝隙等。从产品力强的信号远离板边缝隙等。从产品EMC设计的对策、手段来分，通常设计的对策、手段来分，通常采用的不外乎接地、屏蔽、滤波三种。下面重点对采用的不外乎接地、屏蔽、滤波三种。下面重点对PCB的的EMC设计给予设计给予介绍。介绍。33 布局布局 布局布局 在在PC
50、B的的EMC设计考虑中，首先考虑的是层的设计，根据单板的电设计考虑中，首先考虑的是层的设计，根据单板的电源、地的种类、信号密度、板级工作频率、有特殊布线要求的信号数量，源、地的种类、信号密度、板级工作频率、有特殊布线要求的信号数量，以及单板的性能指标要求与成本承受能力，确认单板的层数；对于以及单板的性能指标要求与成本承受能力，确认单板的层数；对于EMC指标要求较严格，而成本能承受的情况下，适当增加地平面是指标要求较严格，而成本能承受的情况下，适当增加地平面是EMC设计设计的有效方法。的有效方法。电源、地的层数及信号层数确定以后，它们之间的相对排布位置有电源、地的层数及信号层数确定以后，它们之间