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1、主要内容第九讲第九讲 PCB设计规范设计规范第一节第一节 PCB板布局规范板布局规范第二节第二节 PCB板布线规范板布线规范 大大 作作 业业2021/9/171第一节第一节 PCB板布局规范板布局规范一、一、PCB板布局概述板布局概述 在在PCB板设计中，布局是一个重要的环节。布板设计中，布局是一个重要的环节。布局结果的好坏将直接影响布线的效果，因此可以这局结果的好坏将直接影响布线的效果，因此可以这样认为，合理的布局是样认为，合理的布局是 PCB 设计成功的第一步。设计成功的第一步。布局的方式分两种，一种是交互式布局，另一布局的方式分两种，一种是交互式布局，另一种是自动布局，一般是在自动布局
2、的基础上用交互种是自动布局，一般是在自动布局的基础上用交互式布局进行调整，使其成为便于布线的最佳布局。式布局进行调整，使其成为便于布线的最佳布局。在布局完成后，还可对设计文件及有关信息进行返在布局完成后，还可对设计文件及有关信息进行返回标注于原理图，使得回标注于原理图，使得 PCB板中的有关信息与原理板中的有关信息与原理图相一致，以便在今后的建档、更改设计能同步起图相一致，以便在今后的建档、更改设计能同步起来来,同时对模拟的有关信息进行更新，使得能对电同时对模拟的有关信息进行更新，使得能对电路的电气性能及功能进行板级验证。路的电气性能及功能进行板级验证。2021/9/172二、二、PCB板布局
3、规则板布局规则1.元件放置基本原则元件放置基本原则n布局顺序：布局顺序：先难后易，先大后小，先精后粗大，先难后易，先大后小，先精后粗大，先密后疏。先密后疏。n元件放置层：元件放置层：元件摆放均应该放置在顶层，只有元件摆放均应该放置在顶层，只有在特定情况小，才把部分高度有限、发热量小的在特定情况小，才把部分高度有限、发热量小的贴片电阻、电容、贴片电阻、电容、IC等放置在底层。等放置在底层。n元件放置位置：元件放置位置：元件应该放置在栅格上，相互平元件应该放置在栅格上，相互平行或垂直，元件排列要求整齐、美观、紧凑，输行或垂直，元件排列要求整齐、美观、紧凑，输入和输入元件尽可能远离。入和输入元件尽可
4、能远离。n元件放置的方向和位置：元件放置的方向和位置：同类型的元件应该在横同类型的元件应该在横向或纵向方向一致；同类型的有极性分立元件也向或纵向方向一致；同类型的有极性分立元件也要在横向或纵向方向一致，具有相同结构的电路要在横向或纵向方向一致，具有相同结构的电路尽可能采用对称布局。尽可能采用对称布局。2021/9/173去耦电容的放置：去耦电容的放置：集成电路的去耦电容应尽量靠芯集成电路的去耦电容应尽量靠芯片的电源引脚，使之与电源和地线之间形成的回路片的电源引脚，使之与电源和地线之间形成的回路最短，旁路电容应均匀分布在集成电路周围。最短，旁路电容应均匀分布在集成电路周围。电源供电考虑：电源供电
5、考虑：使用同一个电源的元件应该尽可能使用同一个电源的元件应该尽可能放置在一起，以便于电源的分割和布线。放置在一起，以便于电源的分割和布线。留边考虑：留边考虑：位于边远的器件，一般离板边缘至少位于边远的器件，一般离板边缘至少2个个板材的厚度。板材的厚度。留空考虑：留空考虑：双列直插器件的相互距离要大于双列直插器件的相互距离要大于2毫米，毫米，BGA器件与相邻元件的距离大于器件与相邻元件的距离大于5毫米，贴片小元件毫米，贴片小元件的相互距离要大于的相互距离要大于0.7毫米，贴片元件焊盘外侧与相毫米，贴片元件焊盘外侧与相邻通孔焊盘外侧的距离要大于邻通孔焊盘外侧的距离要大于2毫米，压接元件周围毫米，压
6、接元件周围5毫米不可以放置直插元件。毫米不可以放置直插元件。元件分布：元件分布：均匀、疏密一致、重心平衡。均匀、疏密一致、重心平衡。2021/9/174PCB板上元件贴片的受限区域板上元件贴片的受限区域(双面双面PCB)2021/9/1752.按照信号走向布局原则按照信号走向布局原则n通常按照信号的传递过程逐一安排各功能电路单元通常按照信号的传递过程逐一安排各功能电路单元的位置，以每个功能电路的核心器件为中心，围绕的位置，以每个功能电路的核心器件为中心，围绕它进行布局，减小和缩短元器件的引线和连接。它进行布局，减小和缩短元器件的引线和连接。n元件的布局应该便于信号的传递，使信号尽可能保元件的布
7、局应该便于信号的传递，使信号尽可能保持一致的方向。多数情况下，信号的传递方向安排持一致的方向。多数情况下，信号的传递方向安排为从左到右或从上到下，与输入、输出相连的元件为从左到右或从上到下，与输入、输出相连的元件应当放在靠近输入、输出接插件或连接器的附近。应当放在靠近输入、输出接插件或连接器的附近。3.防止电磁干扰的布局考虑原则防止电磁干扰的布局考虑原则n对电磁场辐射较强的元件，以及对电磁场感应比较对电磁场辐射较强的元件，以及对电磁场感应比较灵敏的元件，应该加大它们相互之间的距离或加以灵敏的元件，应该加大它们相互之间的距离或加以屏蔽，元器件放置的方向应与相邻的印制导线交叉。屏蔽，元器件放置的方
8、向应与相邻的印制导线交叉。n尽量避免高低电压器件相互混杂，强弱信号的器件尽量避免高低电压器件相互混杂，强弱信号的器件交错布局。交错布局。2021/9/1767对于产生磁场的元件，如变压器、扬声器、电感等，对于产生磁场的元件，如变压器、扬声器、电感等，布局时应注意减少磁力线对印刷导线的切割，相邻布局时应注意减少磁力线对印刷导线的切割，相邻元件的磁场方向应相互垂直，减少彼此之间的耦合。元件的磁场方向应相互垂直，减少彼此之间的耦合。对干扰源进行屏蔽，屏蔽罩应良好接地。对干扰源进行屏蔽，屏蔽罩应良好接地。在高频工作的电路，要考虑元件之间分布参数的影在高频工作的电路，要考虑元件之间分布参数的影响。响。工
9、作电流大的器件，一般在布局时靠近电源的输入工作电流大的器件，一般在布局时靠近电源的输入端，应与小电流电路分开，并加上去耦电容。端，应与小电流电路分开，并加上去耦电容。4.抑制热干扰的布局考虑原则抑制热干扰的布局考虑原则n对于发热的元件，应该安排在有利于散热的位置，对于发热的元件，应该安排在有利于散热的位置，一般在一般在PCB的边缘，必要时可以单独设置散热器或的边缘，必要时可以单独设置散热器或小风扇，以降低温度，减少对相邻元件的影响。小风扇，以降低温度，减少对相邻元件的影响。2021/9/177一些功耗大的集成块、大或中功率管、大功率电阻一些功耗大的集成块、大或中功率管、大功率电阻等元件，要放置
10、在容易散热的位置，并与其它元件等元件，要放置在容易散热的位置，并与其它元件隔开一定的距离。隔开一定的距离。热敏元件应紧贴被测元件并远离高温区域。热敏元件应紧贴被测元件并远离高温区域。双面放置元件时，底层不放置发热元件。双面放置元件时，底层不放置发热元件。5.提高机械强度的布局考虑原则提高机械强度的布局考虑原则要注意整个要注意整个PCB的重心平衡与稳定，重而大的元件的重心平衡与稳定，重而大的元件尽量放置在靠近固定端的位置，并降低重心，以提尽量放置在靠近固定端的位置，并降低重心，以提高机械强度和耐震、耐冲击能力，减少高机械强度和耐震、耐冲击能力，减少PCB板的负板的负荷和变形。荷和变形。重重15克
11、以上的元器件，不能只靠焊盘来固定，应使克以上的元器件，不能只靠焊盘来固定，应使用支架或卡子等辅助固定装置。用支架或卡子等辅助固定装置。为了便于缩小体积或提高机械强度，可设置辅助底为了便于缩小体积或提高机械强度，可设置辅助底板，将一些笨重的元件牢固地安装在辅助板上。板，将一些笨重的元件牢固地安装在辅助板上。2021/9/178PCB板的最佳形状是矩形，当板面尺寸大于板的最佳形状是矩形，当板面尺寸大于200150mm时要考虑使用机械边框加固。时要考虑使用机械边框加固。要在要在PCB板上留足固定支架、定位螺孔和连接插座板上留足固定支架、定位螺孔和连接插座的位置，便于安装。的位置，便于安装。印制电路印
12、制电路板布局样图板布局样图2021/9/179印制电路印制电路板布局样图板布局样图2021/9/1710三、三、PCB板布局的检查和评审板布局的检查和评审l印制板尺寸是否与加工图纸尺寸相符？能否符合印制板尺寸是否与加工图纸尺寸相符？能否符合 PCB 制造制造工艺要求？有无定位标记？工艺要求？有无定位标记？l元件在二维、三维空间上有无冲突？元件在二维、三维空间上有无冲突？l元件布局是否疏密有序，排列整齐？是否全部布完？元件布局是否疏密有序，排列整齐？是否全部布完？l需更换的元件能否方便的更换？插件插入设备是否方便？需更换的元件能否方便的更换？插件插入设备是否方便？l热敏元件与发热元件之间是否有适
13、当的距离？热敏元件与发热元件之间是否有适当的距离？l调整可调元件是否方便？调整可调元件是否方便？l在需要散热的地方，装了散热器没有？空气流是否通畅？在需要散热的地方，装了散热器没有？空气流是否通畅？l信号流程是否顺畅且互连最短？信号流程是否顺畅且互连最短？l插头、插座等与机械设计是否矛盾？插头、插座等与机械设计是否矛盾？l线路的干扰问题是否有所考虑？线路的干扰问题是否有所考虑？2021/9/1711第二节第二节 PCB板布线规范板布线规范一、一、PCB板布线概述板布线概述 n在在PCB设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为
14、它而做的，面的准备工作都是为它而做的，在整个在整个 PCB 中，布线的设中，布线的设计过程最长、技巧最细、工作量最大。计过程最长、技巧最细、工作量最大。PCB 布线方式有两种：布线方式有两种：自动布线及交互式布线。自动布线及交互式布线。n自动布线的布通率，依赖于良好的布局，自动布线的布通率，依赖于良好的布局，走线的弯曲次数、走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等导通孔的数目、步进的数目等布线规则可以预先设定布线规则可以预先设定。n布线过程一般先进行探索式布线路径，快速地把短线连通，布线过程一般先进行探索式布线路径，快速地把短线连通，然后进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径然后进
15、行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，可以根据需要断开已布的线，优化，可以根据需要断开已布的线，并试着重新再布线，以并试着重新再布线，以改进总体效果。改进总体效果。nPCB 板的设计过程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地板的设计过程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地掌握它，还需广大电子工程设计人员去自已体会，掌握它，还需广大电子工程设计人员去自已体会，才能得到才能得到其中的真谛。其中的真谛。2021/9/1712二、布线规则二、布线规则1.常用的基本布线方法常用的基本布线方法n直接布线：先把最关键的导线布放好，然后把其它直接布线：先把最关键的导线布放好，然后把其它次要的导线绕
16、过这些布线布放好，通常利用元件跨次要的导线绕过这些布线布放好，通常利用元件跨越导线来提高布线率，布线不通时可以通过顶层断越导线来提高布线率，布线不通时可以通过顶层断路线来解决，适用于单面板。路线来解决，适用于单面板。nXY坐标布线：在坐标布线：在PCB板的一面的所有导线都与板的一面的所有导线都与水平边缘线平行，而相邻的一面上的所有导线都与水平边缘线平行，而相邻的一面上的所有导线都与前一面的导线正交，两面导线的连通通过金属化过前一面的导线正交，两面导线的连通通过金属化过孔实现，适用于双面板和多层板。孔实现，适用于双面板和多层板。2021/9/17132.布线宽度选择原则布线宽度选择原则n布线宽度
17、选用的依据：布线最小宽度主要由导线与布线宽度选用的依据：布线最小宽度主要由导线与绝缘基板的粘附强度和流过它们的电流值来决定。绝缘基板的粘附强度和流过它们的电流值来决定。布布线线宽宽度度与与电电流流关关系系表表2021/9/1714布线常用宽度布线常用宽度:当铜箔厚度为当铜箔厚度为50um时，电源线布时，电源线布线宽度一般选用线宽度一般选用11.5mm，通过，通过2A电流，温度电流，温度升高不超过升高不超过3度，可以满足大部分要求。数字电度，可以满足大部分要求。数字电路信号线布线宽度通常选用路信号线布线宽度通常选用0.20.3mm。当布线。当布线密度允许时，应尽可能增加布线宽度，特别是电密度允许
18、时，应尽可能增加布线宽度，特别是电源线和地线。源线和地线。自动布线要求依次按照地线自动布线要求依次按照地线电源线电源线时钟时钟线线其它的顺序进行布线，在布线规则中设置其它的顺序进行布线，在布线规则中设置布线优先级，布线优先级，0为最低级，为最低级，100为最高级。为最高级。布线与电感量：印制导线的电感量与其长度成正布线与电感量：印制导线的电感量与其长度成正比，与其宽度成反比，因此短而宽的线有利于抑比，与其宽度成反比，因此短而宽的线有利于抑制干扰。制干扰。布线宽度与焊盘：布线宽度一般要小于与之相连布线宽度与焊盘：布线宽度一般要小于与之相连的焊盘直径。的焊盘直径。2021/9/17153.布线间距
19、选择原则布线间距选择原则n导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。导线越短、间距越大，线间绝缘和击穿电压决定。导线越短、间距越大，线间绝缘电阻就越大。当导线间距为电阻就越大。当导线间距为1.5mm时，其绝缘电阻时，其绝缘电阻超过超过20M，允许电压为，允许电压为300V；导线间距为；导线间距为1.0mm时，允许电压为时，允许电压为200V。所以一般选用导线间距为。所以一般选用导线间距为1.01.5mm，可以满足大部分设计要求。对于集成，可以满足大部分设计要求。对于集成电路，尤其是数字电路，只要工艺允许可视间距很电路，尤其是数字电路
20、，只要工艺允许可视间距很小。小。4.布线优先次序原则布线优先次序原则n密度疏松原则：从密度疏松原则：从PCB板连接关系最简单器件和最板连接关系最简单器件和最疏松的区域开始布线。疏松的区域开始布线。n核心优先原则：核心部分优先布线，其它次要信号核心优先原则：核心部分优先布线，其它次要信号要照顾整体，不能与关键信号相抵触。要照顾整体，不能与关键信号相抵触。2021/9/17165.重要线路布线原则重要线路布线原则重要线路主要包括：时钟、复位以及弱信号线等。重要线路主要包括：时钟、复位以及弱信号线等。n重要线路（含总线和片选线）应尽可能远离重要线路（含总线和片选线）应尽可能远离I/O线线和接插件，时
21、钟发生器尽量靠近使用该时钟的器件。和接插件，时钟发生器尽量靠近使用该时钟的器件。n时钟线尽量短，并用地线将时钟区圈起来；石英振时钟线尽量短，并用地线将时钟区圈起来；石英振荡器外壳要接地；石英晶体及对噪声敏感的器件下荡器外壳要接地；石英晶体及对噪声敏感的器件下面不要走线。面不要走线。n时钟信号最容易产生电磁辐射干扰，走线时应与地时钟信号最容易产生电磁辐射干扰，走线时应与地线回路靠近，时钟线垂直于线回路靠近，时钟线垂直于I/O线比平行于线比平行于I/O时所时所产生的干扰要小。产生的干扰要小。n弱信号、低频电路周围不要形成电流环路。弱信号、低频电路周围不要形成电流环路。n模拟电压输入线、参考电压端要
22、尽量远离数字电路模拟电压输入线、参考电压端要尽量远离数字电路信号，特别是时钟信号。信号，特别是时钟信号。2021/9/17176.信号线布线的一般原则信号线布线的一般原则n输入、输出端的导线应尽量避免相邻平行，若无法输入、输出端的导线应尽量避免相邻平行，若无法避免则平行信号线之间要尽量留有较大间隔，最好避免则平行信号线之间要尽量留有较大间隔，最好加线间地线，起到屏蔽作用。加线间地线，起到屏蔽作用。n印制板两面的导线应相互垂直、斜交或弯曲走线，印制板两面的导线应相互垂直、斜交或弯曲走线，避免平行走线，以减少寄生电容。避免平行走线，以减少寄生电容。n信号线间的压差较大时，要加大导线间的间距；布信号
23、线间的压差较大时，要加大导线间的间距；布线密度较低时，可加粗导线，并适当加大间距。线密度较低时，可加粗导线，并适当加大间距。n重要信号应采用手工优先布线、屏蔽和加大安全距重要信号应采用手工优先布线、屏蔽和加大安全距离等方法，使其回路面积最小，保证信号质量，在离等方法，使其回路面积最小，保证信号质量，在多层板中尽量提供专门的布线层。多层板中尽量提供专门的布线层。2021/9/1718电源线信号clk不好的布线强弱信号尽量远离强弱信号尽量远离2021/9/1719相邻两面采用相邻两面采用#字型布线字型布线2021/9/1720常见走线对比常见走线对比12021/9/1721常见走线对比常见走线对比
24、22021/9/1722常见走线对比常见走线对比32021/9/17237.信号走线控制信号走线控制n走线长度控制：走线长度控制：PCB设计时应该尽可能使布线长度最短，以设计时应该尽可能使布线长度最短，以减少布线长度带来的干扰问题。特别是重要的信号线，应该减少布线长度带来的干扰问题。特别是重要的信号线，应该根据具体的情况采用合理的网路拓扑结构，使总长度最短。根据具体的情况采用合理的网路拓扑结构，使总长度最短。走线长度控制走线长度控制走线倒角控制：走线倒角控制：PCB设计中应尽量避免使用锐角和直角，设计中应尽量避免使用锐角和直角，以避免产生不必要的辐射，所有的线与线之间的夹角一般以避免产生不必要
25、的辐射，所有的线与线之间的夹角一般应大于应大于135。走线倒角控制走线倒角控制不合理不合理2021/9/17248.信号屏蔽原则信号屏蔽原则n印制电路板上的元件若要加屏蔽时，可以在元件外面套一印制电路板上的元件若要加屏蔽时，可以在元件外面套一个屏蔽罩，在对应于元件的另一面再罩上一个扁形屏蔽罩个屏蔽罩，在对应于元件的另一面再罩上一个扁形屏蔽罩（或金属板），将两个屏蔽罩在电气上连接起来并接地，（或金属板），将两个屏蔽罩在电气上连接起来并接地，构成一个近似封闭的屏蔽盒。构成一个近似封闭的屏蔽盒。n印制导线如果需要加屏蔽，在要求不高时，可采用印制导印制导线如果需要加屏蔽，在要求不高时，可采用印制导线屏
26、蔽，对于多层板，一般通过电源层和地线层的使用，线屏蔽，对于多层板，一般通过电源层和地线层的使用，既解决电源和地线的布线问题，又可以对信号线进行屏蔽。既解决电源和地线的布线问题，又可以对信号线进行屏蔽。印制导线屏蔽方法印制导线屏蔽方法2021/9/1725重要信号线的屏蔽：对于一些重要的信号线，如时重要信号线的屏蔽：对于一些重要的信号线，如时钟信号、同步信号、复位信号或频率特别高的信号，钟信号、同步信号、复位信号或频率特别高的信号，应该考虑采用包络或覆铜的屏蔽方式进行屏蔽。即应该考虑采用包络或覆铜的屏蔽方式进行屏蔽。即将所布置的重要信号线或高频信号线的上下左右用将所布置的重要信号线或高频信号线的
27、上下左右用地线隔离，并考虑好屏蔽地和实际地平面的有效结地线隔离，并考虑好屏蔽地和实际地平面的有效结合。合。重要信号线的屏蔽重要信号线的屏蔽2021/9/17269.地线布线的一般原则地线布线的一般原则n一般将公共地线布置在一般将公共地线布置在PCB板的边缘，便于板的边缘，便于PCB板安装在板安装在机架上及机架与地线相连接。公共地线与印制板边缘应留一机架上及机架与地线相连接。公共地线与印制板边缘应留一定的距离，一般不小于定的距离，一般不小于2倍的板材厚度。倍的板材厚度。n尽量加粗地线。若地线很细，接地电位会随电流的变化而变尽量加粗地线。若地线很细，接地电位会随电流的变化而变化，导致电子系统的信号
28、受到干扰，特别是模拟电路部分，化，导致电子系统的信号受到干扰，特别是模拟电路部分，因此地线应该尽量宽，一般以大于因此地线应该尽量宽，一般以大于 3mm 为宜。为宜。n在印制电路板上应尽可能多地保留铜箔做地线，使传输特性在印制电路板上应尽可能多地保留铜箔做地线，使传输特性和屏蔽作用得到改善，并减少分布电容的影响。数字电路中和屏蔽作用得到改善，并减少分布电容的影响。数字电路中地线可以设计成闭合回路，模拟电路中地线不可以设计成闭地线可以设计成闭合回路，模拟电路中地线不可以设计成闭合回路。在低频电路中采用单点接地；在高频电路中就近接合回路。在低频电路中采用单点接地；在高频电路中就近接地，而且要采用大面
29、积接地方式。地，而且要采用大面积接地方式。n印制板上若有大电流器件，如继电器、扬声器等，其地线最印制板上若有大电流器件，如继电器、扬声器等，其地线最好分开独立走，以减少地线上的噪声。好分开独立走，以减少地线上的噪声。2021/9/1727模拟地和数字地的连接：模拟地和数字地应该分开模拟地和数字地的连接：模拟地和数字地应该分开排布，这样可以减少模拟电路与数字电路之间的相排布，这样可以减少模拟电路与数字电路之间的相互干扰。通常采用地线割裂法使各自自成回路，然互干扰。通常采用地线割裂法使各自自成回路，然后再分别接到公共的一点上。如图所示模拟平面和后再分别接到公共的一点上。如图所示模拟平面和数字平面是
30、两个相互独立的平面，以保证信号的完数字平面是两个相互独立的平面，以保证信号的完整性，只在电源入口处通过一个整性，只在电源入口处通过一个0欧电阻或小电感连欧电阻或小电感连接，再与公共地相连。接，再与公共地相连。模拟地和数模拟地和数字地的连接字地的连接2021/9/1728单点接地示意图单点接地示意图2021/9/1729环路最小原则环路最小原则环路最小规则：即信号线与地线回路构成的环路面环路最小规则：即信号线与地线回路构成的环路面积要尽可能小，环路面积越小，对外电磁辐射越小，积要尽可能小，环路面积越小，对外电磁辐射越小，接收外界的干扰也越小，如图所示。接收外界的干扰也越小，如图所示。2021/9
31、/1730电源与地线的紧密耦合设计电源与地线的紧密耦合设计不好不好比较好比较好最好最好2021/9/1731大面积覆铜接地大面积覆铜接地:没有布线的区域最好由大的接地面没有布线的区域最好由大的接地面来覆盖，以提供屏蔽和增加去耦能力。但是发热元来覆盖，以提供屏蔽和增加去耦能力。但是发热元件和大电流引线周围应尽量避免使用大面积铜箔，件和大电流引线周围应尽量避免使用大面积铜箔，否则长时间受热易发生铜箔膨胀脱落现象。必须使否则长时间受热易发生铜箔膨胀脱落现象。必须使用大面积铜箔时，最好用栅格状，便于散热。用大面积铜箔时，最好用栅格状，便于散热。2021/9/1732孤立覆铜控制：独立的覆铜区也叫铜岛，
32、它的出现孤立覆铜控制：独立的覆铜区也叫铜岛，它的出现会带来一些不可预知的问题，因此应该将孤立覆铜会带来一些不可预知的问题，因此应该将孤立覆铜区与实际地平面相连，或将孤立覆铜区删除。在实区与实际地平面相连，或将孤立覆铜区删除。在实际际PCB板制作中，增加覆铜区除了增加接地面积有板制作中，增加覆铜区除了增加接地面积有助于改善信号质量外，还有方便助于改善信号质量外，还有方便PCB板生产厂家加板生产厂家加工的功效，同时还能防止工的功效，同时还能防止PCB板的翘曲。板的翘曲。孤立覆铜处理孤立覆铜处理2021/9/173310.电源线布线原则电源线布线原则l尽量加宽电源线，根据估算电流，确定电源线的最尽量
33、加宽电源线，根据估算电流，确定电源线的最小宽度。小宽度。l保证印制电路板中电源线、地线的走向与数据传输保证印制电路板中电源线、地线的走向与数据传输的方向一致，增强抗噪声能力。的方向一致，增强抗噪声能力。l不同电源层在空间上要避免重叠，特别是一些电压不同电源层在空间上要避免重叠，特别是一些电压相差很大的电源之间，电源平面的重叠问题一定要相差很大的电源之间，电源平面的重叠问题一定要设法避免，难以避免时可考虑中间隔地层。设法避免，难以避免时可考虑中间隔地层。避免电源层在避免电源层在空间上的重叠空间上的重叠2021/9/1734Z器件11.添加去耦电容原则添加去耦电容原则l去耦电容的作用去耦电容的作用
34、l去耦电容的主要作用就是减少器件内部产生的噪声在板上去耦电容的主要作用就是减少器件内部产生的噪声在板上的传播并将噪声引导到地，去耦电容去除高频如的传播并将噪声引导到地，去耦电容去除高频如RF信号的信号的干扰。干扰。l去电容还有蓄能的作用，高频器件在工作的时候，其电流去电容还有蓄能的作用，高频器件在工作的时候，其电流是不连续的，而器件的是不连续的，而器件的VCC到总电源有一段距离，即使距到总电源有一段距离，即使距离不长，在频率很高的情况下，感的影响也会很大，会导离不长，在频率很高的情况下，感的影响也会很大，会导致器件在需要电流的时候，不能及时共给，致器件在需要电流的时候，不能及时共给，去耦电容提
35、供去耦电容提供“高频高频”电流，从而减少环路面积。电流，从而减少环路面积。去耦电容的作用去耦电容的作用2021/9/1735去耦电容设计去耦电容设计l容量计算：容量计算：C=I/(dV/dt)。与芯片所需电流成正比，。与芯片所需电流成正比，与信号上升时间（频率）成反比，一般推荐使用与信号上升时间（频率）成反比，一般推荐使用104（10M以下），以下），103（1050M），），102（50M以上）以上）l位置选择：需要放置在能够最小化电容和芯片间位置选择：需要放置在能够最小化电容和芯片间走线电感的地方，建议靠近芯片电源引脚放置，走线电感的地方，建议靠近芯片电源引脚放置，且要连接到芯片本级地。且
36、要连接到芯片本级地。2021/9/1736去耦电容配置原则去耦电容配置原则l电源输入端跨接一个电源输入端跨接一个10100uF的电解电容，如果的电解电容，如果印制电路板的位置允许，采用印制电路板的位置允许，采用100uF以上电解电容以上电解电容抗干扰效果更好。抗干扰效果更好。l每个集成芯片配置一个每个集成芯片配置一个104（0.1uF）的陶瓷电容，）的陶瓷电容，如电路板的空间狭小，可每如电路板的空间狭小，可每410个芯片配置一个个芯片配置一个110uF的钽电解电容。的钽电解电容。l去耦电容的引线不能过长，去耦电容的布局要合理。去耦电容的引线不能过长，去耦电容的布局要合理。去耦电容去耦电容配置原
37、则配置原则2021/9/173712.器件布局分区器件布局分区/分层规则分层规则l为了防止不同工作频率的模块之间的互相干扰，同时尽量缩为了防止不同工作频率的模块之间的互相干扰，同时尽量缩短高频部分的布线长度。通常将高频的部分布设在接口部分短高频部分的布线长度。通常将高频的部分布设在接口部分以减少布线长度，当然，这样的布局仍然要考虑到低频信号以减少布线长度，当然，这样的布局仍然要考虑到低频信号可能受到的干扰。同时还要考虑到高可能受到的干扰。同时还要考虑到高/低频部分地平面的分低频部分地平面的分割问题，通常采用将二者的地分割，再在接口处单点相接。割问题，通常采用将二者的地分割，再在接口处单点相接。
38、l 对混合电路多层板，可以将模拟与数字电路分别布置在印对混合电路多层板，可以将模拟与数字电路分别布置在印制板的两面，分别使用不同的层布线，中间用地层隔离的方制板的两面，分别使用不同的层布线，中间用地层隔离的方式。式。器件布局分区器件布局分区/分层规则分层规则2021/9/173813.焊盘设计原则焊盘设计原则n焊盘尺寸焊盘尺寸 焊盘的内孔尺寸必须从元件引线直径和公差尺焊盘的内孔尺寸必须从元件引线直径和公差尺寸以及镀锡层厚度、孔径公差、孔金属化电镀层厚寸以及镀锡层厚度、孔径公差、孔金属化电镀层厚度等方面考虑，通常情况下以金属引脚直径加上度等方面考虑，通常情况下以金属引脚直径加上 0.2mm 作为
39、焊盘的内孔直径。例如，电阻的金属作为焊盘的内孔直径。例如，电阻的金属引脚直径为引脚直径为 0.5mm，则焊盘孔直径为，则焊盘孔直径为 0.7mm，而，而焊盘外径应该为焊盘孔径加焊盘外径应该为焊盘孔径加1.2mm，最小应该为焊，最小应该为焊盘孔径加盘孔径加 1.0mm。n当与焊盘连接的铜膜线较细时，要将焊盘与铜膜线当与焊盘连接的铜膜线较细时，要将焊盘与铜膜线之间的连接设计成泪滴状。之间的连接设计成泪滴状。n相邻的焊盘要避免有锐角。相邻的焊盘要避免有锐角。2021/9/173914.过孔设计原则过孔设计原则n过线孔制成板的最小孔径定义取决于板厚度。过线孔制成板的最小孔径定义取决于板厚度。n孔径优选
40、系列如下：孔径优选系列如下：孔径：孔径：24mil 20mil 16mil 12mil 8mil 焊盘直径：焊盘直径：40mil 35mil 28mil 25mil 20mil 内层热焊盘：内层热焊盘：50mil 45mil 40mil 35mil 30mil n板厚度与最小孔径的关系：板厚度与最小孔径的关系：板厚：板厚：3.0mm 2.5mm 2.0mm 1.6mm 1.0mm 最小孔径：最小孔径：24mil 20mil 16mil 12mil 8mil 2021/9/1740 大大 作作 业业 试设计一个单片机实验板，要求采用多层次设试设计一个单片机实验板，要求采用多层次设计，其中顶层文件
41、为：计，其中顶层文件为：顶顶层层文文件件2021/9/1741外设子模块电路原理图为：外设子模块电路原理图为：2021/9/1742单片机最小系统子模块电路原理图为：单片机最小系统子模块电路原理图为：2021/9/1743 设计报告要求设计报告要求 设计报告应该包括四部分内容：电路原理图设计报告应该包括四部分内容：电路原理图文档、文档、PCB文档、材料清单和设计心得。文档、材料清单和设计心得。电路原理图文档、电路原理图文档、PCB文档、材料清单采用文档、材料清单采用PDF文件输出并打印出来。文件输出并打印出来。设计心得包括原理图设计心得和设计心得包括原理图设计心得和PCB设计心设计心得，主要叙述设计当中所碰到的问题及解决办法、得，主要叙述设计当中所碰到的问题及解决办法、提高设计效率的方法、学习提高设计效率的方法、学习PCB设计的体会、对设计的体会、对教学方法建议或意见等，不少于教学方法建议或意见等，不少于400字。字。注：原理图设计中不一定要采用给出的布局注：原理图设计中不一定要采用给出的布局模式，最好采用自己认为合适的布局模式和连线方模式，最好采用自己认为合适的布局模式和连线方法。法。2021/9/1744