一、印制板設(shè)計(jì)要求

1、正確

這是印制板設(shè)計(jì)最基本、最重要的要求，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)電原理圖的連接關(guān)系，避免出現(xiàn)“短路”和“斷路”這兩個(gè)簡(jiǎn)單而致命的錯(cuò)誤。這一基本要求在手工設(shè)計(jì)和用簡(jiǎn)單CAD軟件設(shè)計(jì)的PCB中并不容易做到，一般的產(chǎn)品都要經(jīng)過(guò)兩輪以上試制修改，功能較強(qiáng)的CAD軟件則有檢驗(yàn)功能，可以保證電氣連接的正確性。

2、可靠

這是PCB 設(shè)計(jì)中較高一層的要求。連接正確的電路板不一定可靠性好，例如板材選擇不合理，板厚及安裝固定不正確，元器件布局布線不當(dāng)?shù)榷伎赡軐?dǎo)致PCB不能可靠地工作，早期失效甚至根本不能正確工作。再如多層板和單、雙面板相比，設(shè)計(jì)時(shí)要容易得多，但就可靠而言卻不如單、雙面板。從可靠性的角度講，結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，使用面越小，板子層數(shù)越少，可靠性越高。

3、合理

這是PCB 設(shè)計(jì)中更深一層，更不容易達(dá)到的要求。一個(gè)印制板組件，從印制板的制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)試到整機(jī)裝配、調(diào)試，直到使用維修，無(wú)不與印制板的合理與否息息相關(guān)，例如板子形狀選得不好加工困難，引線孔太小裝配困難，沒(méi)留試點(diǎn)高度困難，板外連接選擇不當(dāng)維修困難等等。每一個(gè)困難都可能導(dǎo)致成本增加，工時(shí)延長(zhǎng)。而每一個(gè)造成困難的原因都源于設(shè)計(jì)者的失誤。沒(méi)有絕對(duì)合理的設(shè)計(jì)，只有不斷合理化的過(guò)程。它需要設(shè)計(jì)者的責(zé)任心和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，以及實(shí)踐中為斷總結(jié)、提高的經(jīng)驗(yàn)。

4、經(jīng)濟(jì)

這是一個(gè)不難達(dá)到、又不易達(dá)到，但必須達(dá)到的目標(biāo)。說(shuō)“不難”，板材選低價(jià)，板子尺寸盡量小，連接用直焊導(dǎo)線，表面涂覆用最便宜的，選擇價(jià)格最低的加工廠等等，印制板制造價(jià)格就會(huì)下降。但是不要忘記，這些廉價(jià)的選擇可能造成工藝性，可靠性變差，使制造費(fèi)用、維修費(fèi)用上升，總體經(jīng)濟(jì)性不一定分理處，因此說(shuō)“不易”。“必須”則是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的原則。競(jìng)爭(zhēng)是無(wú)情的，一個(gè)原理先進(jìn)，技術(shù)高新的產(chǎn)品可能因?yàn)榻?jīng)濟(jì)性原因夭折。

體會(huì)：

1、要有合理的走向：如輸入/輸出，交流/直流，強(qiáng)/弱信號(hào)，高頻/低頻，高壓/低壓等，它們的走向應(yīng)該是呈線形的（或分離），不得相互交融。其目的是防止相互干擾。最好的走向是按直線，但一般不易實(shí)現(xiàn)，最不利的走向是環(huán)形，所幸的是可以設(shè)隔離帶來(lái)改善。對(duì)于是直流，小信號(hào)，低電壓PCB設(shè)計(jì)的要求可以低些。所以“合理”是相對(duì)的。

2、選擇好接地點(diǎn)：小小的接地點(diǎn)不知有多少工程技術(shù)人員對(duì)它做過(guò)多少論述，足見(jiàn)其重要性。一般情況下要求共點(diǎn)地，如：前向放大器的多條地線應(yīng)匯合后再與干線地相連等等。現(xiàn)實(shí)中，因受各種限制很難完全辦到，但應(yīng)盡力遵循。這個(gè)問(wèn)題在實(shí)際中是相當(dāng)靈活的。每個(gè)人都有自己的一套解決方案。如能針對(duì)具體的電路板來(lái)解釋就容易理解。

3、合理布置電源濾波/退耦電容：一般在原理圖中僅畫(huà)出若干電源濾波/退耦電容，但未指出它們各自應(yīng)接于何處。其實(shí)這些電容是為開(kāi)關(guān)器件（門(mén)電路）或其它需要濾波/退耦的部件而設(shè)置的，布置這些電容就應(yīng)盡量靠近這些元部件，離得太遠(yuǎn)就沒(méi)有作用了。有趣的是，當(dāng)電源濾波/退耦電容布置的合理時(shí)，接地點(diǎn)的問(wèn)題就顯得不那么明顯。

4、線條有講究：有條件做寬的線決不做細(xì)；高壓及高頻線應(yīng)園滑，不得有尖銳的倒角，拐彎也不得采用直角。地線應(yīng)盡量寬，最好使用大面積敷銅，這對(duì)接地點(diǎn)問(wèn)題有相當(dāng)大的改善。

5、有些問(wèn)題雖然發(fā)生在后期制作中，但卻是PCB設(shè)計(jì)中帶來(lái)的，它們是：過(guò)線孔太多，沉銅工藝稍有不慎就會(huì)埋下隱患。所以，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量減少過(guò)線孔。同向并行的線條密度太大，焊接時(shí)很容易連成一片。所以，線密度應(yīng)視焊接工藝的水平來(lái)確定。 焊點(diǎn)的距離太小，不利于人工焊接，只能以降低工效來(lái)解決焊接質(zhì)量。否則將留下隱患。所以，焊點(diǎn)的最小距離的確定應(yīng)綜合考慮焊接人員的素質(zhì)和工效。焊盤(pán)或過(guò)線孔尺寸太小，或焊盤(pán)尺寸與鉆孔尺寸配合不當(dāng)。前者對(duì)人工鉆孔不利，后者對(duì)數(shù)控鉆孔不利。容易將焊盤(pán)鉆成“c”形，重則鉆掉焊盤(pán)。導(dǎo)線太細(xì)，而大面積的未布線區(qū)又沒(méi)有設(shè)置敷銅，容易造成腐蝕不均勻。即當(dāng)未布線區(qū)腐蝕完后，細(xì)導(dǎo)線很有可能腐蝕過(guò)頭，或似斷非斷，或完全斷。所以，設(shè)置敷銅的作用不僅僅是增大地線面積和抗干擾。

二、Protel 打印設(shè)置

SCH的打印設(shè)置較簡(jiǎn)單，在Margins的Top Bottom Left Right內(nèi)全填上0然后點(diǎn)擊Refresh，這樣就能最大范圍的占用頁(yè)面，使打印出的SCH圖更大些。

PCB的設(shè)置：打開(kāi)File》Setup Printer…進(jìn)行打印前的設(shè)置。

在彈出的Printer Setup菜單中，要先選擇您的打印機(jī)：最先幾個(gè)是默認(rèn)的打印機(jī)，后面兩個(gè)是我們安裝了的打印機(jī)，（我的機(jī)子上是這樣）兩個(gè)中一個(gè)后綴為Final，一個(gè)是Composite，前一個(gè)的意思是打印機(jī)一次只打印一個(gè)層（不管您選了幾個(gè)層，只是分幾次打印而已），后一個(gè)是一次打印所有你選中的層面，根據(jù)需要自己選擇！下一步：點(diǎn)擊下方的Options按鈕，進(jìn)行屬性設(shè)置。假設(shè)我們選final然后進(jìn)入Options進(jìn)行設(shè)置，進(jìn)入后的選項(xiàng)一般不用動(dòng)，Scale為打印比例，默認(rèn)的為1:1，如果想滿(mǎn)頁(yè)打印，就將那個(gè)小框打上鉤，哦！右邊的Show Hole蠻重要，選中他就可以把電路板上的孔打印出來(lái)（做光刻板就要選這個(gè)，有幫助），好了，點(diǎn)擊Setup進(jìn)行紙張大小設(shè)置就完成了打印機(jī) Options。還沒(méi)完呢！麻煩把！回到選打印機(jī)屬性的對(duì)話框，選擇Layers，進(jìn)行打印層的設(shè)置，進(jìn)去以后，看見(jiàn)了吧！是不是很熟悉呢！根據(jù)自己需要選擇吧。

三、常用的PCB庫(kù)文件

1.\library\pcb\connectors目錄下的元件數(shù)據(jù)庫(kù)所含的元件庫(kù)含有絕大部分接插件元件的PCB封裝

1）.D type connectors.ddb，含有并口，串口類(lèi)接口元件的封裝

2）.headers.ddb：含有各種插頭元件的封裝

2.\library\pcb\generic footprints目錄下的數(shù)據(jù)庫(kù)所含的元件庫(kù)含有絕大部分的普通元件的PCB封狀

1）.general ic.ddb，含有CFP，DIP，JEDECA，LCC，DFP，ILEAD，SOCKET，PLCC系列以及表面貼裝電阻，電容等元件封裝

2）.international rectifiers.ddb，含有IR公司的整流橋，二極管等常用元件的封裝

3）.Miscellaneous.ddb，含有電阻，電容，二極管等的封裝

4）.PGA.ddb，含有PGA封裝

5）.Transformers.ddb，含有變壓器元件的封裝

6）.Transistors.ddb含有晶體管元件的封裝

3.\library\pcb\IPC footprints目錄下的元件數(shù)據(jù)庫(kù)所含的元件庫(kù)中有絕大部分的表面帖裝元件的封裝

四、PCB及電路抗干擾措施

印制電路板的抗干擾設(shè)計(jì)與具體電路有著密切的關(guān)系，這里僅就PCB抗干擾設(shè)計(jì)的幾項(xiàng)常用措施做一些說(shuō)明。

1.電源線設(shè)計(jì)

根據(jù)印制線路板電流的大小，盡量加租電源線寬度，減少環(huán)路電阻。同時(shí)、使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。

2.地線設(shè)計(jì)的原則

（1）數(shù)字地與模擬地分開(kāi)。若線路板上既有邏輯電路又有線性電路，應(yīng)使它們盡量分開(kāi)。低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點(diǎn)并聯(lián)接地，實(shí)際布線有困難時(shí)可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻電路宜采用多點(diǎn)串聯(lián)接地，地線應(yīng)短而租，高頻元件周?chē)M量用柵格狀大面積地箔。

（2）接地線應(yīng)盡量加粗。若接地線用很紉的線條，則接地電位隨電流的變化而變化，使抗噪性能降低。因此應(yīng)將接地線加粗，使它能通過(guò)三倍于印制板上的允許電流。如有可能，接地線應(yīng)在2~3mm以上。

（3）接地線構(gòu)成閉環(huán)路。只由數(shù)字電路組成的印制板，其接地電路布成團(tuán)環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。

3.退藕電容配置

PCB設(shè)計(jì)的常規(guī)做法之一是在印制板的各個(gè)關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐伺弘娙荨Ｍ伺弘娙莸囊话闩渲迷瓌t是：

（1）電源輸入端跨接10~100uf的電解電容器。如有可能，接100uF以上的更好。

（2）原則上每個(gè)集成電路芯片都應(yīng)布置一個(gè)0.01pF的瓷片電容，如遇印制板空隙不夠，可每4~8個(gè)芯片布置一個(gè)1~10pF的鉭電容。

（3）對(duì)于抗噪能力弱、關(guān)斷時(shí)電源變化大的器件，如RAM、ROM存儲(chǔ)器件，應(yīng)在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容。

（4）電容引線不能太長(zhǎng)，尤其是高頻旁路電容不能有引線。

（5）在印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時(shí)．操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生較大火花放電，必須采用RC電路來(lái)吸收放電電流。一般R取1~2K，C取2.2~47UF。

（6） CMOS的輸入阻抗很高，且易受感應(yīng)，因此在使用時(shí)對(duì)不用端要接地或接正電源。

五、PCB布線原則

在PCB設(shè)計(jì)中，布線是完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要步驟，可以說(shuō)前面的準(zhǔn)備工作都是為它而做的，在整個(gè)PCB中，以布線的設(shè)計(jì)過(guò)程限定最高，技巧最細(xì)、工作量最大。PCB布線有單面布線、 雙面布線及多層布線。布線的方式也有兩種：自動(dòng)布線及交互式布線，在自動(dòng)布線之前，可以用交互式預(yù)先對(duì)要求比較嚴(yán)格的線進(jìn)行布線，輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行， 以免產(chǎn)生反射干擾。必要時(shí)應(yīng)加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產(chǎn)生寄生耦合。

自動(dòng)布線的布通率，依賴(lài)于良好的布局，布線規(guī)則可以預(yù)先設(shè)定， 包括走線的彎曲次數(shù)、導(dǎo)通孔的數(shù)目、步進(jìn)的數(shù)目等。一般先進(jìn)行探索式布經(jīng)線，快速地把短線連通，然后進(jìn)行迷宮式布線，先把要布的連線進(jìn)行全局的布線路徑優(yōu)化，它可以根據(jù)需要斷開(kāi)已布的線。 并試著重新再布線，以改進(jìn)總體效果。

對(duì)目前高密度的PCB設(shè)計(jì)已感覺(jué)到貫通孔不太適應(yīng)了， 它浪費(fèi)了許多寶貴的布線通道，為解決這一矛盾，出現(xiàn)了盲孔和埋孔技術(shù)，它不僅完成了導(dǎo)通孔的作用，還省出許多布線通道使布線過(guò)程完成得更加方便，更加流暢，更為完善，PCB 板的設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜而又簡(jiǎn)單的過(guò)程，要想很好地掌握它，還需廣大電子工程設(shè)計(jì)人員去自已體會(huì)，才能得到其中的真諦。

1 電源、地線的處理

既使在整個(gè)PCB板中的布線完成得都很好，但由于電源、 地線的考慮不周到而引起的干擾，會(huì)使產(chǎn)品的性能下降，有時(shí)甚至影響到產(chǎn)品的成功率。所以對(duì)電源、地線的布線要認(rèn)真對(duì)待，把電源、地線所產(chǎn)生的噪音干擾降到最低限度，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

對(duì)每個(gè)從事電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程人員來(lái)說(shuō)都明白地線與電源線之間噪音所產(chǎn)生的原因，現(xiàn)只對(duì)降低式抑制噪音作以表述：

眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。

盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關(guān)系是：地線＞電源線＞信號(hào)線，通常信號(hào)線寬為：0.2～0.3mm，最經(jīng)細(xì)寬度可達(dá)0.05～0.07mm，電源線為1.2～2.5 mm

對(duì)數(shù)字電路的PCB可用寬的地導(dǎo)線組成一個(gè)回路， 即構(gòu)成一個(gè)地網(wǎng)來(lái)使用（模擬電路的地不能這樣使用）

用大面積銅層作地線用，在印制板上把沒(méi)被用上的地方都與地相連接作為地線用。或是做成多層板，電源，地線各占用一層。

2 數(shù)字電路與模擬電路的共地處理

現(xiàn)在有許多PCB不再是單一功能電路（數(shù)字或模擬電路），而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成的。因此在布線時(shí)就需要考慮它們之間互相干擾問(wèn)題，特別是地線上的噪音干擾。

數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強(qiáng)，對(duì)信號(hào)線來(lái)說(shuō)，高頻的信號(hào)線盡可能遠(yuǎn)離敏感的模擬電路器件，對(duì)地線來(lái)說(shuō)，整人PCB 對(duì)外界只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)，所以必須在PCB內(nèi)部進(jìn)行處理數(shù)、模共地的問(wèn)題，而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實(shí)際上是分開(kāi)的它們之間互不相連，只是在PCB與外界連接的接口處（如插頭等）。數(shù)字地與模擬地有一點(diǎn)短接，請(qǐng)注意，只有一個(gè)連接點(diǎn)。也有在PCB上不共地的，這由系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)決定。

3 信號(hào)線布在電（地）層上

在多層印制板布線時(shí)，由于在信號(hào)線層沒(méi)有布完的線剩下已經(jīng)不多，再多加層數(shù)就會(huì)造成浪費(fèi)也會(huì)給生產(chǎn)增加一定的工作量，成本也相應(yīng)增加了，為解決這個(gè)矛盾，可以考慮在電（地）層上進(jìn)行布線。首先應(yīng)考慮用電源層，其次才是地層。因?yàn)樽詈檬潜Ａ舻貙拥耐暾浴?/p>

4 大面積導(dǎo)體中連接腿的處理

在大面積的接地（電）中，常用元器件的腿與其連接，對(duì)連接腿的處理需要進(jìn)行綜合的考慮，就電氣性能而言，元件腿的焊盤(pán)與銅面滿(mǎn)接為好，但對(duì)元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如：①焊接需要大功率加熱器。②容易造成虛焊點(diǎn)。所以兼顧電氣性能與工藝需要，做成十字花焊盤(pán)，稱(chēng)之為熱隔離（heat shield）俗稱(chēng)熱焊盤(pán)（Thermal），這樣，可使在焊接時(shí)因截面過(guò)分散熱而產(chǎn)生虛焊點(diǎn)的可能性大大減少。多層板的接電（地）層腿的處理相同。

5 布線中網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的作用

在許多CAD系統(tǒng)中，布線是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)決定的。網(wǎng)格過(guò)密，通路雖然有所增加，但步進(jìn)太小，圖場(chǎng)的數(shù)據(jù)量過(guò)大，這必然對(duì)設(shè)備的存貯空間有更高的要求，同時(shí)也對(duì)象計(jì)算機(jī)類(lèi)電子產(chǎn)品的運(yùn)算速度有極大的影響。而有些通路是無(wú)效的，如被元件腿的焊盤(pán)占用的或被安裝孔、定們孔所占用的等。網(wǎng)格過(guò)疏，通路太少對(duì)布通率的影響極大。所以要有一個(gè)疏密合理的網(wǎng)格系統(tǒng)來(lái)支持布線的進(jìn)行。

標(biāo)準(zhǔn)元器件兩腿之間的距離為0.1英寸（2.54mm），所以網(wǎng)格系統(tǒng)的基礎(chǔ)一般就定為0.1英寸（2.54 mm）或小于0.1英寸的整倍數(shù)，如：0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。

6 設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC）

布線設(shè)計(jì)完成后，需認(rèn)真檢查布線設(shè)計(jì)是否符合設(shè)計(jì)者所制定的規(guī)則，同時(shí)也需確認(rèn)所制定的規(guī)則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求，一般檢查有如下幾個(gè)方面：

線與線，線與元件焊盤(pán)，線與貫通孔，元件焊盤(pán)與貫通孔，貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，是否滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。

電源線和地線的寬度是否合適，電源與地線之間是否緊耦合（低的波阻抗）？在PCB中是否還有能讓地線加寬的地方。

對(duì)于關(guān)鍵的信號(hào)線是否采取了最佳措施，如長(zhǎng)度最短，加保護(hù)線，輸入線及輸出線被明顯地分開(kāi)。

模擬電路和數(shù)字電路部分，是否有各自獨(dú)立的地線。

后加在PCB中的圖形（如圖標(biāo)、注標(biāo)）是否會(huì)造成信號(hào)短路。

對(duì)一些不理想的線形進(jìn)行修改。

在PCB上是否加有工藝線？阻焊是否符合生產(chǎn)工藝的要求，阻焊尺寸是否合適，字符標(biāo)志是否壓在器件焊盤(pán)上，以免影響電裝質(zhì)量。

多層板中的電源地層的外框邊緣是否縮小，如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路。

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