什么是PCB 设计?它主要做什么啊?
印制电路板的设计是以电路原理图为根据,实现电路设计者所需要的功能。印刷电路板的设计主要指版图设计,需要考虑外部连接的布局。内部电子元件的优化布局。金属连线和通孔的优化布局。电磁保护。热耗散等各种因素。优秀的版图设计可以节约生产成本,达到良好的电路性能和散热性能。简单的版图设计可以用手工实现,复杂的版图设计需要借助计算机辅助设计(CAD)实现。
在高速设计中,可控阻抗板和线路的特性阻抗是最重要和最普遍的问题之一。首先了解一下传输线的定义:传输线由两个具有一定长度的导体组成,一个导体用来发送信号,另一个用来接收信号(切记“回路”取代“地”的概念)。在一个多层板中,每一条线路都是传输线的组成部分,邻近的参考平面可作为第二条线路或回路。一条线路成为“性能良好”传输线的关键是使它的特性阻抗在整个线路中保持恒定。
线路板成为“可控阻抗板”的关键是使所有线路的特性阻抗满足一个规定值,通常在25欧姆和70欧姆之间。在多层线路板中,传输线性能良好的关键是使它的特性阻抗在整条线路中保持恒定。
但是,究竟什么是特性阻抗?理解特性阻抗最简单的方法是看信号在传输中碰到了什么。当沿着一条具有同样横截面传输线移动时,这类似图1所示的微波传输。假定把1伏特的电压阶梯波加到这条传输线中,如把1伏特的电池连接到传输线的前端(它位于发送线路和回路之间),一旦连接,这个电压波信号沿着该线以光速传播,它的速度通常约为6英寸/纳秒。当然,这个信号确实是发送线路和回路之间的电压差,它可以从发送线路的任何一点和回路的相临点来衡量。图2是该电压信号的传输示意图。
Zen的方法是先“产生信号”,然后沿着这条传输线以6英寸/纳秒的速度传播。第一个0.01纳秒前进了0.06英寸,这时发送线路有多余的正电荷,而回路有多余的负电荷,正是这两种电荷差维持着这两个导体之间的1伏电压差,而这两个导体又组成了一个电容器。
在下一个0.01纳秒中,又要将一段0.06英寸传输线的电压从0调整到1伏特,这必须加一些正电荷到发送线路,而加一些负电荷到接收线路。每移动0.06英寸,必须把更多的正电荷加到发送线路,而把更多的负电荷加到回路。每隔0.01纳秒,必须对传输线路的另外一段进行充电,然后信号开始沿着这一段传播。电荷来自传输线前端的电池,当沿着这条线移动时,就给传输线的连续部分充电,因而在发送线路和回路之间形成了1伏特的电压差。每前进0.01纳秒,就从电池中获得一些电荷(±Q),恒定的时间间隔(±t)内从电池中流出的恒定电量(±Q)就是一种恒定电流。流入回路的负电流实际上与流出的正电流相等,而且正好在信号波的前端,交流电流通过上、下线路组成的电容,结束整个循环过程。
PCB(Printed Circuit Board)印刷电路板的缩写
PCB板得设计流程
1、布局设计在设计中如何放置特殊元器件时首先考虑PCB尺寸大小。快易购指出pcb尺寸过大时,印刷线条长,阻抗增加,抗燥能力下降,成本也增加;过小时,散热不好,且临近线条容易受干扰。在确定PCB的尺寸后,在确定特殊元件的摆方位置。最后,根据功能单元,对电路的全部元器件进行布局。2、放置顺序放置与结构有紧密配合的元器件,如电源插座、指示灯、开关、连接器等。放置特殊元器件,如大的元器件、重的元器件、发热元器件、变压器、IC等。放置小的元器件。3、布局检查电路板尺寸和图纸要求加工尺寸是否相符合。元器件的布局是否均衡、排列整齐、是否已经全部布完。各个层面有无冲突。如元器件、外框、需要私印的层面是否合理。常用到的元器件是否方便使用。如开关、插件板插入设备、须经常更换的元器件等。热敏元器件与发热元器件距离是否合理。散热性是否良好。线路的干扰问题是否需要考虑。扩展资料PCB在电子设备中具有如下功能。1、提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支承,实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘,提供所要求的电气特性。2、为自动焊接提供阻焊图形,为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。3、电子设备采用印制板后,由于同类印制板的一致性,避免了人工接线的差错,并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动检测,保证了电子产品的质量,提高了劳动生产率、降低了成本,并便于维修。4、在高速或高频电路中为电路提供所需的电气特性、特性阻抗和电磁兼容特性。5、内部嵌入无源元器件的印制板,提供了一定的电气功能,简化了电子安装程序,提高了产品的可靠性。 6、在大规模和超大规模的电子封装元器件中,为电子元器件小型化的芯片封装提供了有效的芯片载体。参考资料来源:百度百科-PCB参考资料来源:百度百科-PCB设计
如何制作pcb电路板
pcb电路板制作流程:
1、根据电路功能需要设计原理图:原理图的设计主要是依据各元器件的电气性能根据需要进行合理的搭建,通过该图能够准确的反映出该PCB电路板的重要功能,以及各个部件之间的关系。原理图的设计是PCB制作流程中的第一步,也是十分重要的一步。通常设计电路原理图采用的软件是PROTEl。
2、原理图设计完成后,需要更进一步通过PROTEL对各个元器件进行封装,以生成和实现元器件具有相同外观和尺寸的网格。 元件封装修改完毕后,要执行Edit/Set Preference/pin 1设置封装,参考点在第一引脚。然后还要执行Report/Component Rule check 设置齐全要检查的规则。到这里,封装建立完毕。
3、正式生成PCB:网络生成以后,就需要根据PCB面板的大小来放置各个元件的位置,在放置时需要确保各个元件的引线不交叉。放置元器件完成后,最后进行DRC检查,以排除各个元器件在布线时的引脚或引线交叉错误,当所有的错误排除后,一个完整的pcb设计过程完成。
4、利用专门的复写纸张将设计完成的PCB图通过喷墨打印机打印输出,然后将印有电路图的一面与铜板相对压紧,最后放到热交换器上进行热印,通过在高温下将复写纸上的电路图墨迹粘到铜板上。
5、制板:调制溶液,将硫酸和过氧化氢按3:1进行调制,然后将含有墨迹的铜板放入其中,等三至四分钟左右,等铜板上除墨迹以外的地方全部被腐蚀之后,将铜板取去,然后将清水将溶液冲洗掉。
6、打孔:利用凿孔机将铜板上需要留孔的地方进行打孔,完成后将各个匹配的元器件从铜板的背面将两个或多个引脚引入,然后利用焊接工具将元器件焊接到铜板上。
7、焊接工作完成后,对整个电路板进行全面的测试工作,如果在测试过程中出现问题,就需要通过第一步设计的原理图来确定问题的位置,然后重新进行焊接或者更换元器件。当测试顺利通过后,整个电路板就制作完成了。
学设计电路,PCB要从怎么开始,新手。
很多初学者对于学习硬件电路不知如何下手,其实“硬件电路”这个东西是由一部分一部分的“单元模块电路”组成的,所谓的“单元模块电路”包括:各种稳压电源电路(像LM7805、LM2940、LM2576等)、运算放大器电路(LM324、LM358等)、比较器电路(LM339)、单片机最小系统、H桥电机驱动电路(MC33886、L298等)、RC/LC滤波、场效应管/三极管组成的电子开关等等。
现在不要以为电阻电容是最基础的,“单元模块电路”才是最基础的东西,只有“单元模块电路”才能实现最基础的功能:稳压、信号处理、驱动负载等。
把整块电路分成好几部分,学习起来就会容易很多了,今天看懂稳压电源,明天看懂运算放大器……一个星期就能看懂一般的电路图了,主要在于逐个领悟、各个击破。单元电路百度图片有的是,没事多查查多问问。
光能看懂电路图也是不够的,还要有动手能力。
1、先能照着“单元模块电路图”在面包板上搭建电路,使之能正常工作(看懂元器件PDF资料,了解元器件引脚排布和各个电气参数);
2、紧接着能在万能电路板(洞洞板)上焊接一块电路,可以由几部分单元电路组成的那种(这里“布线”一定要多学学!对往下学很有用);
3、在此基础上学习Protel等电路设计软件,能设计一整块的电路板PCB。
学习电路一定要循序渐进,边理论边实践。
谨以一家之言,希望能对你有所帮助!
参考资料: http://hi.baidu.com/liang110034/blog/item/c3127b518817e7481038c28d.html?timeStamp=1298293215531
pcb制作八大流程
pcb电路板制作流程如下:1、根据电路功能需要设计原理图。根据需要进行合理的搭建该图能够准确的反映出该PCB电路板的重要功能以及各个部件之间的关系。2、原理图设计完成后需要通过PROTEL对各个元器件进行封装,执行Edit/Set Preference/pin 1设置封装参考点在第一引脚,然后还要执行Report/Component Rule check 设置齐全要检查的规则并OK至此封装建立完毕。3、网络生成以后就需要根据PCB面板的大小来放置各个元件的位置,在放置时需要确保各个元件的引线不交叉。4、利用专门的复写纸张将设计完成的PCB图通过喷墨打印机打印输出,然后将印有电路图的一面与铜板相对压紧放到热交换器上进行热印,通过在高温下将复写纸上的电路图墨迹粘到铜板上。5、调制溶液将硫酸和过氧化氢按3:1进行调制,将含有墨迹的铜板放入其中等三至四分钟左右铜板上除墨迹以外的地方全部被腐蚀之后,将铜板取去然后将清水将溶液冲洗掉。6、利用凿孔机将铜板上需要留孔的地方进行打孔,完成后将各个匹配的元器件从铜板的背面将两个或多个引脚引入,然后利用焊接工具将元器件焊接到铜板上。7、焊接工作完成后对整个电路板进行全面的测试,当测试顺利通过后整个电路板就制作完成了。
pcb设计需要哪些知识
了解PCB设计流程前要先理解什么是PCB。PCB是英文Printed Circuit
Board(印制线路板或印刷电路板)的简称。通常把在绝缘材料上按预定设计制成印制线路、印制组件或者两者组合而成的导电图形称为印制电路。
PCB于1936年诞生,美国于1943年将该技术大量使用于军用收音机内;自20世纪50年代中期起,PCB技术开始被广泛采用。目前,PCB已然成为“电子产品之母”,其应用几乎渗透于电子产业的各个终端领域中,包括计算机、通信、消费电子、工业控制、医疗仪器、国防军工、航天航空等诸多领域。
1、前期准备
包括准备元件库和原理图。在进行PCB设计之前,首先要准备好原理图SCH元件库和PCB元件封装库。
PCB元件封装库最好是工程师根据所选器件的标准尺寸资料建立。原则上先建立PC的元件封装库,再建立原理图SCH元件库。
PCB元件封装库要求较高,它直接影响PCB的安装;原理图SCH元件库要求相对宽松,但要注意定义好管脚属性和与PCB元件封装库的对应关系。
2、PCB结构设计
根据已经确定的电路板尺寸和各项机械定位,在PCB设计环境下绘制PCB板框,并按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等。
充分考虑和确定布线区域和非布线区域(如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域)。
3、PCB布局设计
布局设计即是在PCB板框内按照设计要求摆放器件。在原理图工具中生成网络表(Design→Create
Netlist),之后在PCB软件中导入网络表(Design→Import
Netlist)。网络表导入成功后会存在于软件后台,通过Placement操作可以将所有器件调出、各管脚之间有飞线提示连接,这时就可以对器件进行布局设计了。
PCB布局设计是PCB整个设计流程中的首个重要工序,越复杂的PCB板,布局的好坏越能直接影响到后期布线的实现难易程度。
布局设计依靠电路板设计师的电路基础功底与设计经验丰富程度,对电路板设计师属于较高级别的要求。初级电路板设计师经验尚浅、适合小模块布局设计或整板难度较低的PCB布局设计任务。
4、PCB布线设计
PCB布线设计是整个PCB设计中工作量最大的工序,直接影响着PCB板的性能好坏。
在PCB的设计过程中,布线一般有三种境界:
首先是布通,这是PCB设计的最基本的入门要求;
其次是电气性能的满足,这是衡量一块PCB板是否合格的标准,在线路布通之后,认真调整布线、使其能达到最佳的电气性能;
再次是整齐美观,杂乱无章的布线、即使电气性能过关也会给后期改板优化及测试与维修带来极大不便,布线要求整齐划一,不能纵横交错毫无章法。
5、布线优化及丝印摆放
“PCB设计没有最好、只有更好”,“PCB设计是一门缺陷的艺术”,这主要是因为PCB设计要实现硬件各方面的设计需求,而个别需求之间可能是冲突的、鱼与熊掌不可兼得。
例如:某个PCB设计项目经过电路板设计师评估需要设计成6层板,但是产品硬件出于成本考虑、要求必须设计为4层板,那么只能牺牲掉信号屏蔽地层、从而导致相邻布线层之间的信号串扰增加、信号质量会降低。
一般设计的经验是:优化布线的时间是初次布线的时间的两倍。PCB布线优化完成后,需要进行后处理,首要处理的是PCB板面的丝印标识,设计时底层的丝印字符需要做镜像处理,以免与顶层丝印混淆。
6、网络DRC检查及结构检查
质量控制是PCB设计流程的重要组成部分,一般的质量控制手段包括:设计自检、设计互检、专家评审会议、专项检查等。
原理图和结构要素图是最基本的设计要求,网络DRC检查和结构检查就是分别确认PCB设计满足原理图网表和结构要素图两项输入条件。
一般电路板设计师都会有自己积累的设计质量检查Checklist,其中的条目部分来源于公司或部门的规范、另一部分来源于自身的经验总结。专项检查包括设计的Valor检查及DFM检查,这两部分内容关注的是PCB设计输出后端加工光绘文件。
7、PCB制板
在PCB正式加工制板之前,电路板设计师需要与PCB甲供板厂的PE进行沟通,答复厂家关于PCB板加工的确认问题。
这其中包括但不限于:PCB板材型号的选择、线路层线宽线距的调整、阻抗控制的调整、PCB层叠厚度的调整、表面处理加工工艺、孔径公差控制与交付标准等。
PCB设计有哪些特别需要注意的点?
PCB设计的基本原则
PCB设计的好坏对电路板的性能有很大的影响,因此在进行PCB设计的时候,必须遵循PCB设计的一般原则。
首先,要考虑PCB的尺寸大小,PCB尺寸过大时,印制线路长,阻抗增加,抗噪能力下降,成本增加;PCB尺寸过小时,则散热不好,且临近线容易受干扰。在确定PCB尺寸后,再确定特殊元件的位置。最后根据电路的功能单元,对电路的全部元件进行布局。
设计流程:
在绘制完电路原理图之后,还要进行PCB设计的准备工作:生成网络报表。
规划PCB板:首先,我们要对设计方案有一个初步的规划,如电路板是什么形状,它的尺寸是多大,使用单面板还是双面板或者是多层板。这一步的工作非常重要,是确定电路板设计的框架。
设置相关参数:主要是设置元件的布置参数、板层参数和布线参数等。
导入网络报表及元件封装:网络报表相当重要,是原理图设计系统和PCB设计系统之间的桥梁。自动布线操作就是建立在网表的基础上的。元件的封装就是元件在PCB板上的大小以及各个引脚所对应的焊盘位置。每个元件都要有一个对应的封装。
元件布局:元件的布局可以使用Protel 软件自动进行,也可以进行手动布局。元器件布局是PCB板设计的重要步骤之一,使用计算机软件的自动布局功能常常有很多不合理的地方,还需要手动调整,良好的元件布局对后面的布线提供方便,而且可以提高整板的可靠性。
布线:根据元件引脚之间的电气联系,对PCB板进行布线操作。布线有自动布线和手动布线两种方式。自动布线是根据自动布线参数设置,用软件在PCB板的一部分或者全部范围内进行布线,手动布线是用户在PCB板上根据电气连接进行手工布线。自动布线的结果并不是最优的,存在很多缺陷和不合理的地方,而且并不能保证每次都能百分之百完成自动布线任务。而手动布线的工作量过于繁重,一个大的PCB板往往要耗费巨大的工作量,因此需要灵活运用手工和自动相结合的方式进行布线。
完成布线操作后,需要对PCB 板进行补泪滴、打安装孔和覆铜等操作,以完成PCB 板的后续工作。
最后在通过设计规则检查之后,就可以保存并输出PCB文件了。
3.2注意事项
3.2.1布局
在确定特殊元件的位置时要遵循以下原则:
1.尽可能缩短高频元件的连线,设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元件不能靠得太近,输入和输出元件应相互远离。
2.某些元件或导线之间可能有较高的电位差,应加大它们之间的距离,以免放电引起意外短路。带强电的元件应尽量布置在调试时手不宜触及的地方。
3.质量超过15g的元件,应当用支架固定,然后焊接。那些又大又重、发热量又多的元件,不宜装在PCB上,而应安装在整机的机箱上,且考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。
4.对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。
5.应留出印制板的定位孔和固定支架所占用的位置。
根据电路的功能单元对电路的全部元件进行布局时,要符合以下原则:
1.按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流畅,并使信号尽可能保持一致的方向。
2.以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它来布局。元件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上,尽量减少和缩短各元件之间的引线和连接。
3.在高频下工作的电路,要考虑元件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元件平行排列。这样不但美观,而且焊接容易,易于批量生产。
4.位于电路板边缘的元件,离电路板边缘一般小于2mm。电路板的最佳形状为矩形,长宽比为3:2(或4:3)。电路板面尺寸过大时,应考虑板所受到的机械强度。
3.2.2布线
1.连线精简原则
连线要精简,尽可能短,尽量少拐弯,力求线条简单明了,特别是在高频回路中,当然为了达到阻抗匹配而需要进行特殊延长的线就例外了,如蛇形走线等等。
2.安全载流原则
铜线宽度应以自己能承受的电流为基础进行设计,铜线的载流能力取决于以下因素:线宽、线厚(铜箔厚度)、容许温升等。
电磁抗干扰原则
电磁抗干扰设计的原则比较多,例如铜膜线的应为圆角或斜角(因为高频时直角或者尖角的拐弯会影响电气性能),双面板两面的导线应相互斜交或者弯曲走线,尽量避免平行走线,
减少寄生耦合等。
4.安全工作原则
要保证安全工作,例如保证两线最小安全间距要能承受所加电压峰值;高压线应圆滑,不得有尖锐的倒角,否则容易造成板路击穿等。以上是一些基本的布线原则,布线很大程度上和设计者的设计经验有关。
3.2.3 焊盘大小
焊盘的直径和内孔尺寸:焊盘的内孔尺寸必须从元件引线直径、公差尺寸以及焊锡层厚度、孔径公差、孔金属电镀层等方面考虑。焊盘的内孔一般不小于0.6mm,因为太小的孔开模冲孔时不易加工。通常情况下以金属引脚加上0.2mm作为焊盘内孔直径,焊盘的直径取决
于内孔直径。
有关焊盘的其他注意事项:
焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm,这样可以避免加工时导致焊盘缺损。焊盘的补泪滴:当与焊盘的连接走线较细时,要将焊盘与走线之间的连接设计成泪滴状,这样的好处是焊盘不容易起皮,增加了连接处的机械强度,使走线与焊盘不易断开。相邻的焊盘要避免成锐角或大面积的铜箔,成锐角会造成波峰焊困难,大面积铜箔会因散热过快导致不易焊接。
3.2.4 PCB的抗干扰措施
PCB的抗干扰设计与具体电路有着密切的关系,这里介绍一下PCB抗干扰设计的常用措施。
1 电源线设计。根据PCB 板电流的大小,尽量加粗电源线宽度,减少环路电阻。同时,使电源线、地线的走向和数据传递的方向不一致,这样有助于增强抗噪声能力。
2地线设计原则:
数字地与模拟地分开。若PCB板上既有逻辑电路又有模拟电路,应使它们尽量分开。低频电路的地应尽量采用单点并联接地,实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。高频电路宜采用多点串联接地,地线应短而粗,高频元件周围尽量用栅格状的大面积铜箔。接地线应尽量加粗。若接地线用很细的线条,则接地电位随电流的变化而变化,使抗噪能力降低。因此应将接地线加粗,使它能通过三倍于PCB上的允许电流。如有可能,接地线宽度应在2~3mm以上。
接地线构成闭环路。有数字电路组成的印刷板,其接地电路构成闭环能提高抗噪声能力。
3大面积覆铜
所谓覆铜,就是将PCB上没有布线的地方,铺满铜膜。PCB上的大面积覆铜有两种作用:一为散热;另外还可以减小地线阻抗,并且屏蔽电路板的信号交叉干扰以提高电路系统的抗干扰能力。
3.2.5去耦电容配置
在 PCB 板上每增加一条导线,增加一个元件,或者增加一个通孔,都会给整个PCB 板引入额外的寄生电容,因此在对PCB板进行设计的时候,应该在电路板的关键部位安装适当的去耦电容。
安装去耦电容的一般原则是:
1.在电源的输入端配置一个10~100μF的电解电容器。
2.每一个集成电路芯片都应配置一个0.01pF 的电容,也可以几个集成电路芯片合起来配置一个10pF的电容。
3.对于抗噪能力弱的元件,如RAM、ROM等,应在芯片的电源线与地线之间直接接入去耦电容。
4.配置的电容尽量靠近被配置的元件,减少引线长度。
5.在有容易产生电火花放电的地方,如继电器,空气开关等地方,应该配置RC电路,以便吸收电流防止电火花发生。
3.3 设计规则检查
对布线完毕的电路板必须要进行DRC(Design Rule Check)检验,通过DRC检查可以查找出电路板上违反预先设定规则的行为,以便于修改不合理的设计。一般检查有一下几个方面:
1.检查铜膜导线、焊盘、通孔等之间的距离是否大于允许的最小值。
2.不同的导线之间是否有短路现象发生。
3.是否有些连线没有连接好,或者导线中间有中断现象发生,或者PCB 板上存在未清除干净的废线。
4.各个导线的宽度是否满足要求,尤其是电源线和地线,能加宽的地方一定要加宽,以减小阻抗。
5.导线拐角的地方不能形成锐角或者直角,对不理想的地方进行修改。
6.所有通孔、焊盘的大小是否满足设计要求。
急急急急急急急!如何制作PCB电路板?
首先要在电脑上用protel等电路设计软件先绘制电路原理图和PCB(元器件封装图)。如下图:2.用热转印纸放入普通打印机,调整合适的打印比例,打印出黑白的PCB图。如下图:3.用砂纸打磨掉覆铜板表面的氧化层,使覆铜板看起来既光滑又光亮。如下图:4.将第2步中打印有PCB图的热转印纸固定在第3步打磨的覆铜板上,并送入热转印机(也可以用常见的加热熨斗等来代替热转印机)打印,使得含有PCB图的墨粉经过热压的方式打印在覆铜板上,并逐步撕掉热转印纸,如下图:5.将腐蚀液倒入塑料盒,然后再往腐蚀液放入第4步打印有PCB图案的覆铜板,经过一段时间(根据不同浓度的腐蚀液时间长短不一样)的腐蚀,大概半个小时到一个小时左右,倒掉腐蚀液,并捞出被腐蚀过的覆铜板.用砂纸轻轻打磨掉覆铜板上PCB图上的碳粉,就可以得到一个和PCB图案一模一样的铜板电路走线,如下图。6.将第5步得到的覆铜板放入钻孔机按照PCB图的所有孔位置进行逐个打孔,最后就能把元器件对应焊接上去了,整个PCB制版流程就算到此结束。如下图。
如何制作pcb电路板
PCB单面板制作流程如下:烤板(预涨缩)——开料——前处理——贴干膜——曝光——显影——蚀刻——脱膜——外观检(AOI)——前处理——阻焊油墨印刷——预烘烤——曝光——显影——后烘烤——字符印刷——烘烤——表面处理(喷锡、化金、镀金、OSP,根据客户需求选其一)——外观检查——外形切割——外观检查——包装——出货
因为是单面板,所以不存在钻孔流程
双面板在开料后多了个钻孔环节。