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j9:PCB设计与工艺规范

来源:j9    发布时间:2025-08-18 00:27:32
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  作为一名PCB Layout工程师,印制电路板(PCB)设计是吃饭的本事。不仅要兢兢业业“拉线”,而且要有“全局意识”,清楚整一个流程是如何的。通常来说,电路板的设计主要包含前期准备、PCB设计和后期处理三部分。

  1、明确设计的目标,对选用的器件类型进行甄选,对整体方案进行确认,拿出书面设计的具体方案来;

  2、准备器件的原理图封装库和PCB封装库。每个元器件都必须要有封装,如果基础库中没有就要从网上另外寻觅,仍然没找到现成可以用的就只能自己绘制了。能够正常的使用一些封装生成软件来进行这项工作。必须要格外注意的是一定要将封装放到指定的目录下;

  这一部分是电路板设计的主体部分,但如果前面方案都有问题的话会给后面带来很多障碍,所以一个好的方案是成功了一半。接下来就是按部就班的进行设计了。

  原理图设计的工作量不是很大,但重要性毋庸置疑,一个正确的原理图才是整个电路板功能的保证;

  设置PCB外框及高度限制等相关信息,产生新的机械图文件并保存到指定目录;

  开始布局布线之前一定要先设置好PCB板的板层、栅格间距、颜色及设计约束等;

  手动布线时间长,但更加精细,符合实际要求;自动布线速度快但会使用较多的过控。一般建议手动布线或者两种方法结合进行;

  这一步不是必须的,但几乎是所有成熟设计都会进行的。这样不但可以加固电路板,防止翘曲,而且还能够增强PCB板的屏蔽性能,提高PCB板的抗干扰能力;

  在布局布线之前设计了一些约束规则的话,此时要进入约束表进行查验,是否所有走线设计等都符合规则;三步即可建立一份PCB设计的checklist:

  确认所有器件封装是否与公司统一库一致,是否已更新封装库(用viewlog检查运行结果)如果不一致,一定要更新Symbols。

  母板与子板,单板与背板,确认信号对应,位置对应,连接器方向及丝印标识正确,且子板有防误插措施,子板与母板上的器件不应产生干涉。

  打开器件TOP和BOTTOM层的place-bound, 查看重叠引起的DRC是否允许。

  较重的元器件,应该布放在靠近PCB支撑点或支撑边的地方,以减少PCB的翘曲。

  确认所有器件封装是否与公司统一库一致,是否已更新封装库(用viewlog检查运行结果)如果不一致,一定要更新Symbols。

  母板与子板,单板与背板,确认信号对应,位置对应,连接器方向及丝印标识正确,且子板有防误插措施,子板与母板上的器件不应产生干涉。

  打开器件TOP和BOTTOM层的place-bound, 查看重叠引起的DRC是否允许。

  较重的元器件,应该布放在靠近PCB支撑点或支撑边的地方,以减少PCB的翘曲。

  压接插座周围5mm范围内,正面不允许有高度超过压接插座高度的元件,背面不允许有元件或焊点。

  确认器件布局是不是满足工艺性要求(着重关注BGA、PLCC、贴片插座)。

  金属壳体的元器件,格外的注意不要与其它元器件相碰,要留有足够的空间位置。

  接口相关的器件尽量靠近接口放置,背板总线驱动器尽量靠近背板连接器放置。

  在PCB上轴向插装较高的元件,应思考卧式安装。留出卧放空间。并且考虑固定方式,如晶振的固定焊盘。

  需要使用散热片的器件,确认与其它器件有足够间距,并且注意散热片范围内主要器件的高度。

  数模混合板的数字电路和模拟电路器件布局时是不是已经分开,信号流是否合理。

  端接器件是否已合理放置(源端匹配串阻应放在信号的驱动端;中间匹配的串阻放在中间位置;终端匹配串阻应放在信号的接收端)

  信号线以不同电平的平面作为参考平面,当跨越平面分割区域时,参考平面间的连接电容是不是靠近信号的走线区域。

  保护电路的布局是不是合理,是否利于分割。单板电源的保险丝是否放置在连接器附近,且前面没有一点电路元件。

  是否按照设计指南或参考成功经验放置可能会影响EMC实验的器件。如:面板的复位电路要稍靠近复位按钮。

  时钟、中断、复位信号、百兆/千兆以太网、高速信号上是否没有分叉的测试点。

  LVDS等低电平信号与TTL/CMOS信号之间是不是尽量满足了10H(H为信号线距参考平面的高度)。

  时钟线是否已满足(SI约束)要求(时钟信号走线是否做到少打过孔、走线短、参考平面连续,主要参考平面尽量是GND;若换层时变换了GND主参考平面层,在离过孔200mil范围以内是GND过孔;若换层时变换不同电平的主参考平面,在离过孔200mil范围以内是否有去耦电容)。

  对于晶振,是否在其下布一层地;是否避免了信号线从器件管脚间穿越;对高速敏感器件,是否避免了信号线从器件管脚间穿越。

  单板信号走线上不能有锐角和直角(一般成 135 度角连续转弯,射频信号线最好采用圆弧形或经过计算以后的切角铜箔)。

  对于双面板,检查高速信号线是否与其回流地线紧挨在一起布线;对于多层板,检查高速信号线是否尽量紧靠地平面走线。

  板边缘还有数字地、模拟地、保护地的分割边缘是否有加屏蔽过孔;多个地平面是否用过孔相连;过孔距离是否小于最高频率信号波长的1/20。

  确认电源、地层无孤岛、无过大开槽、无由于通孔隔离盘过大或密集过孔所造成的较长的地平面裂缝、无细长条和通道狭窄现象。

  确认电源、地能承载足够的电流。过孔数量是不是满足承载要求(估算方法:外层铜厚1oz时1A/mm线A/mm线宽,短线电流加倍)。

  为降低平面的边缘辐射效应,在电源层与地层间要尽量满足20H原则(条件允许的话,电源层的缩进得越多越好)。

  -48V地是否只是-48V的信号回流,没有汇接到其他地;如果做不到请在备注栏说明原因。

  靠近带连接器面板处是否布10~20mm的保护地,并用双排交错孔将各层相连。

  确认器件的管脚排列顺序、第1脚标志、器件的极性标志、连接器的方向标识的正确性。

  电源芯片、晶振等需铜皮散热或接地屏蔽的器件,是否有铜皮并正确开窗。由焊锡固定的器件应有绿油阻断焊锡的大面积扩散。

  Notes的PCB板厚、层数、丝印的颜色、翘曲度,以及其他技术说明是不是正确。

  叠板图的层名、叠板顺序、介质厚度、铜箔厚度是否正确;是否要求作阻抗控制,描述是否准确;叠板图的层名与其光绘文件名是否一致。

  SMT坐标文件:产品型号_规格_单板代号_版本号-SMT.txt(输出坐标文件时,确认选择 Body center,只有在确认所有SMD器件库的原点是器件中心时,才可选Symbol origin)。

  PCB板结构文件:产品型号_规格_单板代号_版本号-MCAD.zip(包含结构工程师提供的.DXF与.EMN文件)。

  测试文件:产品型号_规格_单板代号_版本号-TEST.ZIP(包含testprep.log 和 untest.lst或者*.drl测试点的坐标文件)。

  归档图纸文件:产品型号规格-单板名称-版本号.pdf(包括:封面、首页、各层丝印、各层线路、钻孔图、背板含有衬板图)。

  常用的报表有:元器件清单、电路板接口接线表、打印出电路原理图和PCB板图。

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