PCB设计经验(1)

   日期:2020-10-06     浏览:117    评论:0    
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文章目录

  • PCB设计规则
  • PCB走线经验
  • 快捷键的使用
  • 易犯错误和问题汇总

PCB设计规则

以下设计规则引用于嘉立创-------- 生产制作工艺详解(工程师必备)

一,相关设计参数详解:
一.线路

  1. 最小线宽: 6mil (0.153mm)。也就是说如果小于 6mil线宽将不能生产 ,(多层板内层线宽线距最小是 8MIL)
    如果设计条件许可 ,设计越大越好 ,线宽起大,工厂越好生产,良率越高 一般设计常规在 10mil左右 此点非常重要,设计一定要考虑。
  2. 最小线距: 6mil(0.153mm).。最小线距,就是线到线,线到焊盘的距离不小于 6mil 从生产角度出发,是越大越好,一般常规在 10mil,当然设计有条件的情况下,越大越好 此点非常重要,设计一定要考虑。
  3. 线路到外形线间距 0.508mm(20mil)

二.via过孔(就是俗称的导电孔 )

  1. 最小过孔(VIA)孔径不小于 0.3mm(12mil),焊盘单边不能小于 6mil(0.153mm),最好大于 8mil(0.2mm) 大则不限(见图3) 此点非常重要,设计一定要考虑
  2. 过孔(VIA)孔到孔间距 (孔边到孔边)不能小于:6mil 最好大于 8mil此点非常重要,设计一定要考虑
  3. 焊盘到外形线间距 0.508mm(20mil)

三.PAD焊盘(就是俗称的插件孔 (PTH) )

  1. 插件孔大小视你的元器件来定,但一定要大于你的元器件管脚,建议大于最少 0.2mm以上 也就是说 0.6的元器件管脚,你最少得设计成 0.8,以防加工公差而导致难于插进 ,
  2. 插件孔(PTH) 焊盘外环单边不能小于 0.2mm(8mil) 当然越大越好(如图 2焊盘中所示)此点非常重要,设计一定要考虑
  3. 插件孔(PTH) 孔到孔间距(孔边到孔边)不能小于: 0.3mm当然越大越好(如图 3中所标的)此点非常重要,设计一定要考虑
  4. 焊盘到外形线间距 0.508mm(20mil)

四.防焊

  1. 插件孔开窗,SMD开窗单边不能小于 0.1mm(4mil)

五.字符(字符的的设计,直接影响了生产,字符的是否清晰以字符设计是非常有关系 )

  1. 字符字宽不能小于 0.153mm(6mil),字高不能小于 0.811mm(32mil), 宽度比高度比例最好为 5的关系 也为就是说,字宽 0.2mm 字高为1mm,以此推类

六:非金属化槽孔 槽孔的最小间距不小于 1.6mm 不然会大大加大铣边的难度

七: 拼版

  1. 拼版有无间隙拼版,及有间隙拼版,有间隙拼版的拼版间隙不要小于 1.6(板厚1.6的)mm 不然会大大增加铣边的难度 拼版工作板的大小视设备不一样就不一样,无间隙拼版的间隙 0.5mm左右 工艺边不能低于5mm

二:相关注意事项:

一,关于PADS设计的原文件。

  1. 铜保存(用 Flood铺铜),避免短路。
  2. 双面板文件 PADS里面孔属性要选择通孔属性( Through),不能选盲埋孔属性( Partial),无法生成钻孔文件,会导致漏钻孔。
  3. 在PADS里面设计槽孔请勿加在元器件一起添加,因为无法正常生成 GERBER,为避免漏槽,请在 DrillDrawing 加
    槽。

二,关于PROTEL99SE及DXP设计的文件

  1. 我司的阻焊是以 Solder mask层为准,如果锡膏层( Paste层)需做出来,还有多层( M ultilayer)的阻焊窗无法生成GERBER,请移至阻焊层。
  2. 在Protel99SE内请勿锁定外形线,无法正常生成 GERBER。
  3. 在DXP文件内请勿选择 KEEPOUT一选项,会屏敝外形线及其他元器件,无法生成 GERBER。
  4. 此两种文件请注意正反面设计, 原则上来说,顶层的是正字,底层的要设计成反字, 我司是从顶层到底层叠加制板。单片板特别要注意,不要随意镜像!搞不好就做出来是反的

三.其他注意事项

  1. 外形(如板框,槽孔, V-CUT)一定要放在 KEEPOUT层或者是机械层,不能放在其他层,如丝印层,线路层。所
    有需要机械成型的槽或孔请尽量放置于一层,避免漏槽或孔。
  2. 如果机械层和 KEEPOUT层两层外形不一致,请做特殊说明,另外形要给有效外形,如有内槽的地方,与内槽相交
    处的板外外形的线段需删除,免漏锣内槽,设计在机械层和 KEEPOUT层的槽及孔一般是按无铜孔制作(做菲林时要
    掏铜),如果需处理成金属孔,请特别备注。如果要做金属化的槽孔最稳妥的做法是多个 pad拼起来,这种做法一定是不会出错
  3. 金手指板下单请特殊备注是否需做斜边倒角处理。
  4. 给GERBER文件请检查文件是否有少层现象,一般我司会直接按照 GERBER文件制作。
  5. 用三种软件设计,请特别留意按键位是否需露铜。
  6. 正常情况下 gerber采用以下命名方式:
    元件面线路:gtl 元件面阻焊:gts
    元件面字符:gto 焊接面线路: gbl
    焊接面阻焊:gbs 焊接面字符:gbo
    外形:gko 分孔图:gdd
    钻孔:drll

PCB走线经验

在PCB设计中,布线是完成产品设计的重要步骤,以下仅是在低俗PCB设计当中的一些布线经验分享,某些并不适用于高速PCB的设计。
另外PCB 板的设计过程是一个复杂的过程,个人认为需要不断的学习和记录,并不断累计。这是一个经验养成的过程。

  1. 输入端与输出端的边线应避免相邻平行, 以免产生反射干扰。必要时应加地线或电源线隔离;两相邻层的布线要互相垂直或相交甚至弯曲,平行容易产生寄生耦合。
  2. 地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:8mil~12mil;电源线为50mil~100mil。具体电源线宽可查询其负载能力。一般来说焊盘、过孔等应该比线要宽。
  3. 电源走线要遵循树状结构,越靠近末端越细。
  4. 大电流信号、高电压信号与小信号之间应该注意隔离(隔离距离与要承受的耐压有关,通常情况下在2KV时板上要距离2mm,在此之上以比例算还要加大,例如若要承受3KV的耐压测试,则高低压线路之间的距离应在3.5mm以上,许多情况下为避免爬电,还在印制线路板上的高低压之间开槽。)
  5. 走线拐角尽可能大于90度,杜绝90度以下的拐角,也尽量少用90度拐角。直角走线会使传输线的线宽发生变化,造成阻抗的不连续。其实不光是直角走线,顿角,锐角走线都可能会造成阻抗变化的情况。尤其对于高速板的设计一定要注意此方面。直角走线的对信号的影响就是主要体现在三个方面:一是拐角可以等效为传输线上的容性 负载,减缓上升时间;二是阻抗不连续会造成信号的反射;三是直角尖端产生的EMI。
  6. 标准元器件两腿之间的距离为100mil(2.54mm)
  7. 板边的铺铜要距离板边20mil。
  8. 走线尽量走在焊接面,特别是通孔工艺的PCB。
  9. 同一级电路的接地点应尽量靠近,并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上。
    10.晶振作为单片机的心脏,一定要尽量靠近芯片,我们设计的单片机最小系统,除了单片机有晶振,还有usb转串口的芯片有晶振。

快捷键的使用

快捷键的使用可以很好的提高画板子的速度哦。当然也可以根据自己的需要更改快捷键。AD20的快捷键有很多,以下只说几个本人常用的。

  1. 在走线前修改线宽的方法。在执行走线命令,并按下起始点后,在屏幕右下角会显示Track Width,这是当前线宽。此时可按Tab键修改线宽。而此线宽一直保持到下次走线时修改线宽。
  2. T+A+A 先复位再更新(处理顺序,那一页,起始索引1+打勾,reset all +更新更改列表)。
  3. 高亮:CTRL+单击鼠标。
  4. Q可以改变单位 mil-mm。
  5. 复制焊盘:ctrl+c后按住ctrl+v拖动复制。
  6. CTRL+M 画标尺,SHIFT+C清除标尺 。
  7. 板框定义 :选中一根线,按TAB,相连接的线全部选中,切换到机械一层,shift+s选中板框按DSD 。
  8. 丝印变小:选中一个丝印,右击查找相似对象,更改text height和Stroke Windth的值推荐10,5moil。CTRL+A全选,AP改变标识符位置。
  9. 器件移层:拖动状态下按L 从顶层移到底层 。
  10. A+T:顶对齐。A+L:左对齐。A+R:右对齐。A+B:底对齐。
  11. 空格键:翻转选择某对象(导线、过孔等),同时按“Tab”键可改变其属性(导线长度、过孔大小等)。
  12. P+T 布线
  13. T+E 补泪滴
  14. Ctrl + H PCB下选取某个网络的布线,便于删除同一网络的布线
  15. Shift+S 切换单层显示和多层显示,Ctrl+shift+滚轮 层切换
  16. T+S 原理图和PCB交叉选择。即在原理图中选中元器件,PCB图中该器件会高亮。

易犯错误和问题汇总

  1. 页面大小统一用A4,一页不够就多几页,原理图风格要统一.
  2. 文件命名,单原理图文件时原理图文件可以用工程名命名,多文件时加上前缀00_,01_,例如00_Info,01_Power,02_MCU这样.PCB文件使用工程名加版本后缀,例如 FB50_V1.0,00_info中,画个表,内容是每个单片机引脚的功能,使用的内部资源.例如
    PA9 串口通信 UART1
    PA0 LCD背光控制 TIM2_CH1
    PB3 时钟IC IIC_SCL IIC2
  3. 工程同目录下添加一个文本文档,名称版本记录.txt.用来记录版本更新
  4. 给别人发图审核时,除了发源文件之外,要将原理图导出为PCB,不添加PCB文件.
  5. 原理图不要留有大片大片的空白,
  6. 原理图的网络号,哪怕是直接接到了芯片的引脚上,也要画线.
  7. 注意散热:大功率电路,应该将那些发热元件如功率管、变压器等尽量靠边分散布局放置,便于热量散发,远离电解电容,以免使电解液老化。
  8. 铺铜问题,测试板子也要全部铺铜,否则参考平面不同,可能带来意想不到的问题
  9. 还是铺铜问题,PCB要有机械层和KeepOut层的外形结构,铺铜是不能到边的,否则安装金属外壳时可能导致对外壳短路.
  10. 原理图中电容电阻型号不要遮挡走线或者其他元件,放不开就往开错,或者多放几页原理图
  11. 电源走线要遵循树状结构,越靠近末端越细
  12. 去耦电容,要遵循小电容靠近芯片引脚,不管是DCDC还是用电IC
  13. PCB文件编辑界面的坐标中心点,应放在PCB板子的中心点,或者是左下角,这样方便布局
  14. PCB的布局,要看外观决定,外壳横着装,PCB也要横着设计.如果有外壳的模型,要一并放入PCB做参考,防止干涉
  15. 在不增加成本或者只增加极少成本的情况下,做多设备用同一PCB的兼容性设计
  16. 对于三PIN的引脚的MOS管一般PIN1与PIN2引脚的原理图和实物是颠倒的。
  17. 开关电源的纹波比较大,以及加上负载后减压之紊乱,很大可能是PCB布局有问题
  18. 对于0805和0603等封装,布线一定要均匀,否则,焊接时可能会受热不均匀而出现“立碑”现象。
  19. 晶振走差分线,尽量距离单片机近一些。
  20. 开窗后多打过孔,增加连通性。
  21. 必须考虑生产、调试、维修的方便性,对于有外壳的PCB要考虑外壳对其网口、USB口等的影响。
  22. 从嘉立创获取元器件的原理图和封装:
    从嘉立创商城或网站选取自己需要的原理图或封装,选择立即使用

    导出为AD需要的格式,然后下载保存。

    用AD打开你所下载的文件,然后另存为原理图库或封装库后再导入自己的AD库里面就好了。
    具体内容不再赘述,自行百度即可。
    以上文章为参考多位大佬和自己的日常积累整理所得,有不妥之处,欢迎大家批评指正。
 
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