PCB设计基础.pdf

Leader of Innovative EMS电路设计快板制造SMT组装模块生产How far?How fast?深圳市金百泽电子科技股份有限公司深圳市金百泽电子科技股份有限公司深圳市金百泽电子科技股份有限公司深圳市金百泽电子科技股份有限公司PCBPCB设计基础设计基础设计基础设计基础讲师：日期：Leader of Innovative EMS电路设计快板制造SMT组装模块生产PCB概述概述lPCB（Printed Circuit Board）中文名称印刷电路板，又称印制板。lPCB 根据制作材料可分为刚性板和挠性板（FPC，软性板）。lFPC：是一种具有高可靠性和较高曲挠性的电路板。用于手机、笔记本电脑、PDA、数码相机、LCM等很多产品。产品特点：*可自由弯曲、折叠、卷绕，可在三维空间随意移动及伸缩。*散热性能好*实现轻量化、小型化、薄型化，从而达到元件装置和导线连接一体化。Leader of Innovative EMS电路设计快板制造SMT组装模块生产l从单面板发展到双面板、多层板和挠性板，并不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展。不断缩小体积、减小成本、提高性能，使得PCB 在未来的电子产品的发展过程中，仍保持强大的生命力。l国内外专家对未来PCB 生产制造技术发展趋势的论述基本是一致的，在性能上向高密度、高精度、细孔径、细导线、小间距、高可靠、多层化、高速传输、轻量、薄型方向发展。生产工艺向提高生产率、降低成本、减小污染、适应多品种、小批量生产方向发展。lPCB 的技术发展水平，一般以PCB 的线宽、孔径、板厚/孔径比为代表。PCB发展的趋势发展的趋势Leader of Innovative EMS电路设计快板制造SMT组装模块生产电子产品发展的变迁印制线路板设计的发展变迁电子管式的电子产品性能低，体积大，各元件之间采用电线进行连接，无需进行设计，产量低。晶体管式电子产品性能基本与电子管相同，但体积形状大为减小，仅为电子管的数十分之一，性能提高，必须进行“单面印制线路板的设计”IC式电子产品数十/百个晶体管成为一个IC，由于IC的出现需要进行“双面印制线路板的设计”LSI式电子产品数十/百个IC集成为一个LSI，LSI的出现必须“多层印制线路板的设计”VLSI式电子产品数十/百个IC集成为一个VLSI，需要“高多层，SVH/IVH印制线路板的设计”印制线路的设计与电子元件、电子产品的发展变化有着密不可分的因果关系PCB发展的趋势发展的趋势Leader of Innovative EMS电路设计快板制造SMT组装模块生产l单面敷铜板的发明，成为电路板设计与制件新时代的标志。l由于电路的复杂性，电路的布线不是把元器件按电路原理简单连接起来就可以了，电路工作时电磁感应、电容效应等直接影响电路的性能。l产品结构越来越小，功能越来越强，器件的集成度也越来越高，这对电路工作时的干扰系数提出了越来越高的要求。使工程师在缩小产品结构的同时又不得不加大器件、信号线相互间的间距，这使器件的集成度再度提高，信号线的线宽缩小等种种问题，对工程师及生产工艺提出了越来越高的要求。l总之，PCB 设计已经发展成为一门系统的学科，它包括电路性能、结构、散热、可制造性、可测试性、EMC 等。l决定电子产品性能首先是硬件/软件；印制线路板设计的好坏，是影响电子产品的硬件/软件设计性能再现性的关键。PCB发展的趋势发展的趋势Leader of Innovative EMS电路设计快板制造SMT组装模块生产PCB设计市场趋势设计市场趋势众多电子设计公司，本身需要资源控制，发展自身的核心技术，而组建高效的PCB设计团队耗时耗力；于是，纷纷把PCB设计业务外包给其他的专业PCB设计公司。Leader of Innovative EMS电路设计快板制造SMT组装模块生产PCB基本术语基本术语lPCB（Printed Circuit Board）：印刷电路板；lSingle-Sided Boards:单面板;lDouble-Sided Boards:双面板;lMulti-Layer Boards:多层板;l芯板：l半固化片：lLayer:层;lTop 层：PCB 板顶面层;lBot 层：PCB 板底面层；l内层：包括：内布线层、Power 电源层、Ground:地层;lText:丝印，也称文字；lSilk screen_Top/Bot:丝印层；lSoldmask_Top/Bot：阻焊层；lPastmask_Top/Bot：钢网层；lAssembly_Top/Bot：装配层；lPad：焊盘(SMD 与THRU);有金属化（PLATED）与非金属化（NON-PLATED）之分lSMT:表面焊接技术lPin：器件管脚；Leader of Innovative EMS电路设计快板制造SMT组装模块生产PCB基本术语基本术语lSymbol：器件；lPackage:器件封装（SOP/BGA/DIP/.）;lEtch:连接线，用于pin 点连接以实现物理电路功能；lRats：飞线，指示各pin 点间连接关系的虚线；lLine width：线宽.连接线的宽度；lLine length:线长.连接线的长度；lSpacing:安全间距，etch 与etch、pin 等之间的距离；lVia：过孔；（通孔:Through、埋孔:Buried、盲孔:Blind）;lShape：铜箔;lDRC:PCB 板上产生短路及各种不符合约束规则时产生的报错标志；lDRC 有：L-L/L-V/L-P/V-V/P-V/P-P/P-S/V-S/L-S/K-V/K-L/K-S/E-D/E-L/E-S/D-F等等）lSCHEMATIC:原理图;lNetlist：网表，用文本信息描述电路连接关系、器件封装形式等；lOutline：板边；lArtwork:光绘底片Leader of Innovative EMS电路设计快板制造SMT组装模块生产常用器件和封装介绍常用器件和封装介绍l1.BGA（球形栅格阵列）：BGA 的封装有多种多样,不同大小BGA 的PINl大小也不同，主要参数：PIN 数、PIN 间距.我们一般按PIN 间距来l分成以下几类：0.5MM、0.8MM、1.0MM、1.27MMl2.贴片电阻（R）/排阻(RN)/插件电阻(DR)/电位器(DRT):按照封装的不同常分为：0402、0603、0805、1206、1210、1812、2010、2512、3018、3218、4732 等；排阻有：RN8-0402、RN8-0805、RN8-1035。l3.贴片电容(C)/钽电容(TC)/穿心电容（THC）/插件电容（DC/DCC/DCR）按封装的不同常分为：0402、0603、0805、1210、1808、1812、1825、2220、2225 钽电容一般分TC3216/TC3528/TC6032/TC7343/TC7360/TC6666/TC8383/TC1011l4.电感(L)/功率电感(PL):l5.SOP(小外形封装)：双列表贴器件l6.QFP(四方扁平芯片)l7.SIP：单列插针l8.DIP：双列直插器件Leader of Innovative EMS电路设计快板制造SMT组装模块生产软件平台软件平台1、PCB设计软件：Mentor、allegro；PADS（PowerPCB）、Protel、PCAD、Cr5000、2.绘制原理图(Schematic)的常用软件:ORCAD、Concept HDL、Viewdraw、Powerlogic、Protel、PCAD;3.处理光绘底片(Artwork Files)的常用软件:CAM350、V2001、Ucam、Genesis;Leader of Innovative EMS电路设计快板制造SMT组装模块生产PCB所需资料所需资料印制线路板设计：将数十种甚至数百种的要素进行结合，并遵守基本的设计规则而不损害电路的功能给予完成。1、原理图：指电路原理图，用原理图设计工具绘制的、表达硬件电路中各种器件之间的连接关系的图。后缀名有DSN，SCH，SCHDOC2、封装尺寸：器件的外型、实体大小、焊盘大小、焊盘间距。3、结构图：线路板外型尺寸，特殊器件的位置坐标。4、设计要求：线宽，过孔，层数，电气要求等。Leader of Innovative EMS电路设计快板制造SMT组装模块生产PCB设计流程设计流程前期工作：产生网表-建立元件库-调入网表-放入所有器件-PCB外型结构设计元件库:根据原理图所产生的BOM 清单(Bill Of Material)，取得元件用于Layout 时所需要的封装资料，所以Layout 时所需要的元件(Symbol)，亦可称为封装。若该元件不在现有的Layout 元件库内，则根据该元件的封装资料，建立该新的元件。网表：用文本信息描述电路连接关系、器件封装形式等，一般由原理图直接产生。Leader of Innovative EMS电路设计快板制造SMT组装模块生产PCB布局布局l布局是一个综合考虑的过程，它要兼顾电气、工艺、EMC、热设计、DFX等各方面的因素，合理的排布、优化达到最佳的设计效果l布局前要熟悉原理图，熟悉整体信号流向。l先布局有固定位置要求的特殊器件。l根据原理图的电路模块进行布局Leader of Innovative EMS电路设计快板制造SMT组装模块生产PCB布线布线1、自动布线和手工布线2、走线间距（S）走线宽度（d）3、走线转角应为45 度4、最短距离布线原则。5、考虑电磁效应等电路设计规则Leader of Innovative EMS电路设计快板制造SMT组装模块生产金白泽科技金白泽科技PCB设计流程设计流程金金百百泽泽PCB设设计计流流程程Leader of Innovative EMS电路设计快板制造SMT组装模块生产客户常见问题客户常见问题1、什么叫高速电路？通常认为如果数字逻辑电路的频率达到或者超过45MHZ50MHZ，而且工作在这个频率之上的电路已经占到了整个电子系统一定的份量（比如说），就称为高速电路。2、关于阻抗2-1阻抗匹配，目的是使负载消耗的能量和源能量相等，防止引起信号反射现象。如果负载阻抗小于源阻抗，反射电压为负，反之，如果负载阻抗大于源阻抗，反射电压为正。2-2常规单线50欧姆，与介电常数、铜厚、线宽、到参考平面的距离有关。差分线100欧姆，与介电常数、铜厚、线宽、到参考平面的距离，两根线间的距离有关。3、高速设计常用线宽，表层6MIL，内层5MIL，信号孔10MIL。4、设计中的间距基本上以“4MIL”为极限。5、铜皮离板边20mil；器件离板边35MM；BGA周围3MM内不放其他器件。6、1 OZ铜厚，产生温度为10度，表层2OMIL线宽载流量为1A，内层50MIL线宽载流量为 1A。（并非成正比增加）7、丝印线宽为6MIL，高30MIL，宽30MIL。Leader of Innovative EMS电路设计快板制造SMT组装模块生产金 百 泽金 百 泽电子电路互联世界领跑者电子电路互联世界领跑者