印制电路板 pcb 及powerpcb简介.pdf

印制电路板（PCB）印制电路板（PCB）是电子产品中电路元件和器件的支撑件。它提供电路元件和器件之间的电气连接。随着电子技术的飞速发展，PCB 的密度越来越高。PCB 设计的好坏对抗干扰能力影响很大。实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子产品的可靠性产生不利影响。的允许电流。如有可能，接地线的宽度应大于 3mm。（4）接地线构成闭环路。设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时，将接地线做成闭路可以明显地提高抗噪声能力。其原因在于：印制电路板上有很多集成电路元件，尤其遇有耗电多的元件时，因受接地线粗细的限制，会在地线上产生较大的电位差，引起抗噪能力下降，若将接地线构成环路，则会缩小电位差值，提高电子设备的抗噪声能力。3.退藕电容配置 PCB 设计的常规做法之一是在印制板的各个关键部位配置适当的退藕电容。退藕电容的一般配置原则是：（1）电源输入端跨接 10100uf 的电解电容器。如有可能，接 100uF 以上的更好。（2）原则上每个集成电路芯片都应布置一个 0.01pF 的瓷片电容，如遇印制板空隙不够，可每 48 个芯片布置一个 110pF 的钽电容。（3）对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的器件，如 RAM、ROM 存储器件，应在芯片的电源线和地线之间直接接入退藕电容。（4）电容引线不能太长，尤其是高频旁路电容不能有引线。此外，还应注意以下两点：（1）在印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时，操作它们时均会产生较大火花放电，必须采用 RC 电路来吸收放电电流。一般 R 取 12K，C 取 2.247uF。（2）CMOS 的输入阻抗很高，且易受感应，因此在使用时对不用端要接地或接正电源。三、PowerPCB 简介 PowerPCB 是美国 Innoveda公司软件产品。PowerPCB能够使用户完成高质量的设计，生动地体现了电子设计工业界各方面的内容。其约束驱动的设计方法可以减少产品完成时间。你可以对每一个信号定义安全间距、布线规则以及高速电路的设计规则，并将这些规划层次化的应用到板上、每一层上、每一类网络上、每一个网络上、每一组网络上、每一个管脚对上，以确保布局布线设计的正确性。它包括了丰富多样的功能，包括簇布局工具、动态布线编辑、动态电性能检查、自动尺寸标注和强大的 CAM 输出能力。它还有集成第三方软件工具的能力，如 SPECCTRA 布线器。四、PowerPCB 使用技巧 PowerPCB目前已在我所推广使用，它的基本使用技术已有培训教材进行了详细的讲解，而对于我所广大电子应用工程师来说，其问题在于已经熟练掌握了TANGO 之类的布线工具之后，如何转到 PowerPCB 的应用上来。所以，本文就此类应用和培训教材上没有讲到，而我们应用较多的一些技术技巧作了论述。1.输入的规范问题 对于大多数使用过 TANGO 的人来说，刚开始使用 PowerPCB 的时候，可能会觉得 PowerPCB 的限制太多。因为 PowerPCB 对原理图输入和原理图到 PCB 的规则传输上是以保证其正确性为前提的。所以，它的原理图中没有能够将一根电气连线断开的功能，也不能随意将一根电气连线在某个位置停止，它要保证每一根电气连线都要有起始管脚和终止管脚，或是接在软件提供的连接器上，以供不同页面间的信息传输。这是它防止错误发生的一种手段，其实，也是我们应该遵守的一种规范化的原理图输入方式。在 PowerPCB 设计中，凡是与原理图网表不一致的改动都要到 ECO 方式下进行，但它给用户提供了 OLE 链接，可以将原理图中的修改传到 PCB 中，也可以将 PCB 中的修改传回原理图。这样，既防止了由于疏忽引起的错误，又给真正需要进行修改提供了方便。但是，要注意的是，进入 ECO 方式时要选择“写 ECO 文件”选项，而只有退出 ECO方式，才会进行写 ECO 文件操作。2.电源层和地层的选择 PowerPCB 中对电源层和地层的设置有两种选择，CAM Plane 和 Split/Mixed。Split/Mixed 主要用于多个电源或地共用一个层的情况，但只有一个电源和地时也可以用。它的主要优点是输出时的图和光绘的一致，便于检查。而 CAM Plane 用于单个的电源或地，这种方式是负片输出，要注意输出时需加上第 25 层。第 25 层包含了地电信息，主要指电层的焊盘要比正常的焊盘大 20mil 左右的安全距离，保证金属化过孔之后，不会有信号与地电相连。这就需要每个焊盘都包含有第25 层的信息。而我们自己建库时往往会忽略这个问题，造成使用 Split/Mixed 选项。3.推挤还是不推挤 PowerPCB 提供了一个很好用的功能就是自动推挤。当我们手动布线时，印制板在我们的完全控制之下，打开自动推挤的功能，会感到非常的方便。但是如果在你完成了预布线之后，要自动布线时，最好将预布好的线固定住，否则自动布线时，软件会认为此线段可移动，而将你的工作完全推翻，造成不必要的损失。4.定位孔的添加 我们的印制板往往需要加一些安装定位孔，但是对于PowerPCB 来说，这就属于与原理图不一样的器件摆放，需要在 ECO 方式下进行。但如果在最后的检查中，软件因此而给出我们许多的错误，就不大方便了。这种情况可以将定位孔器件设为非 ECO 注册的即可。在编辑器件窗口下，选中“编辑电气特性”按钮，在该窗口中，选中“普通”项，不选中“ECO 注册”项。这样在检查时，PowerPCB 不会认为这个器件是需要与网表比较的，不会出现不该有的错误。5.添加新的电源封装 由于我们的国际与美国软件公司的标准不太一致，所以我们尽量配备了国际库供大家使用。但是电源和地的新符号，必须在软件自带的库中添加，否则它不会认为你建的符号是电源。所以当我们要建一个符合国标的电源符号时，需要先打开现有的电源符号组，选择“编辑电气连接”按钮，点按“添加”按钮，输入你新建的符号的名字等信息。然后，再选中“编辑门封装”按钮，选中你刚刚建立的符号名，绘制出你需要的形状，退出绘图状态，保存。这个新的符号就可以在原理图中调出了。6.空脚的设置 我们用的器件中，有的管脚本身就是空脚，标志为 NC。当我们建库的时候，就要注意，否则标志为 NC的管脚会连在一起。这是由于你在建库时将 NC 管脚建在了“SINGAL_PINS”中，而 PowerPCB 认为“SINGAL_PINS”中的管脚是隐含的缺省管脚，是有用的管脚，如 VCC和 GND。所以，如果的 NC 管脚，必须将它们从“SINGAL_PINS”中删除掉，或者说，你根本无需理睬它，不用作任何特殊的定义。7.三极管的管脚对照 三极管的封装变化很多，当自己建三极管的库时，我们往往会发现原理图的网表传到 PCB 中后，与自己希望的连接不一致。这个问题主要还是出在建库上。由于三极管的管脚往往用 E，B，C 来标志，所以在创建自己的三极管库时，要在“编辑电气连接”窗口中选中“包括文字数字管脚”复选框，这时，“文字数字管脚”标签被点亮，进入该标签，将三极管的相应管脚改为字母。这样，与 PCB 封装对应连线时会感到比较便于识别。8.表面贴器件的预处理 现在，由于小型化的需求，表面贴器件得到越来越多的应用。在布图过程中，表面贴器件的处理很重要，尤其是在布多层板的时候。因为，表面贴器件只在一层上有电气连接，不象双列直插器件在板子上的放置是通孔，所以，当别的层需要与表面器件相连时就要从表面贴器件的管脚上拉出一条短线，打孔，再与其它器件连接，这就是所谓的扇入（FAN-IN），扇出（FAN-OUT）操作。如果需要的话，我们应该首先对表面贴器件进行扇入，扇出操作，然后再进行布线，这是因为如果我们只是在自动布线的设置文件中选择了要作扇入，扇出操作，软件会在布线的过程中进行这项操作，这时，拉出的线就会曲曲折折，而且比较长。所以，我们可以在布局完成后，先进入自动布线器，在设置文件中只选择扇入，扇出操作，不选择其它布线选项，这样从表面贴器件拉出来的线比较短，也比较整齐。9.将板图加入 AUTOCAD 有时我们需要将印制板图加入到结构图中，这时可以通过转换工具将 PCB 文件转换成AUTOCAD能够识别的格式。在 PCB 绘图框中，选中“文件”菜单中的“输出”菜单项，在弹出的文件输出窗口中将保存类型设为 DXF 文件，再保存。你就可以 AUTOCAD 中打开个这图了。当然，PADS 中有自动标注功能，可以对画好的印制板进行尺寸标注，自动显示出板框或定位孔的位置。要注意的是，标注结果在 Drill-Drawing 层要想在其它的输出图上加上标注，需要在输出时，特别加上这一层才行。10.PowerPCB 与 ViewDraw 的接口 用 ViewDraw 的原理图，可以产生 PowerPCB 的表，而 PowerPCB 读入网表后，一样可以进行自动布线等功能，而且，PowerPCB 中有链接工具，可以与 VIEWDRAW的原理图动态链接、修改，保持电气连接的一致性。但是，由于软件修改升级的版本的差别，有时两个软件对器件名称的定义不一致，会造成网表传输错误。要避免这种错误的发生，最好专门建一个存放 ViewDraw 与 PowerPCB 对应器件的库，当然这只是针对于一部分不匹配的器件来说的。可以用 PowerPCB 中的拷贝功能，很方便地将已存在的 PowerPCB中的其它库里的元件封装拷贝到这个库中，存成与 VIEWDRAW中相对应的名字。11.生成光绘文件 以前，我们做印制板时都是将印制板图拷在软盘上，直接给制版厂。这种做法保密性差，而且很烦琐，需要给制版厂另写很详细的说明文件。现在，我们用PowerPCB 直接生产光绘文件给厂家就可以了。从光绘文件的名字上就可以看出这是第几层的走线，是丝印还是阻焊，十分方便，又安全。转光绘文件步骤：A在 PowerPCB 的 CAM 输出窗口的 DEVICE SETUP 中将 APERTURE改为 999。