通过学校培训,以前补充了一些PCB记录学习中不知道的东西。
文章目录
- 第一节课:
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- 一.PCB设计要素
- 二.PCB封装库基础知识
- 第二节课:
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- 一.布局的基本原则
- 二.特殊电路布局说明
- 第三节课:
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- 一.器件扇孔
- 二.布线思路
- 三.PCB分析和设置设计规则
- 四.常见电源识别
第一节课:
一.PCB设计要素
: 信号层包括顶层( Top Layer ) 、 底层( Bottom Layer ) 、 中间层( Mid Layer1···N)。这些层都是 电气连接层,即实际铜层,这些层是导线。 :这种层只用于多层板,通常连接到地面或电源,成为电源层 还具有与地层电气连接的功能, 也是实际铜层,但这一层一般 不布线,由整个铜膜组成。 (3):或称助焊 层,包括顶层锡膏层(Top paste)底层锡膏层(Bottom paste),使用机器贴片时, 焊盘对应所有贴片元件, 大小与top layer/bottom layer层 同样,用于开钢网漏锡 的。 (4):包括顶层阻焊层 (Top solder)底层阻焊层(Bottom solder),与锡膏层相反,其作用是指覆盖绿色层。该层不粘焊锡,防止焊锡粘合 在焊接过程中,相邻焊中短路。阻焊层覆盖铜膜导线,防止铜膜过快 在空气中氧化,但在焊点处留出位置, 不覆盖焊点。在设计过程中,自动生成阻焊层与焊盘相匹配。 (5):包括 顶层丝印层(Top Overlay)底层丝印层(Bottom Overlay)。定义顶底层的丝印字符是一些通常印在阻焊层上的文字符号,如设备位数 为了方便电路的安装和维护,设备的轮廓形状、制造商标志、生产日期等. (6):包括钻孔引导层(Drill guide)和 钻孔数据层(Drill drawing),是钻孔数据。钻孔层在电路板制造过程中提供钻孔信息(如焊盘、钻孔) (7):禁止布线层 分为通孔、埋孔和盲孔: 又称通孔Via印刷板上的孔只用作导电互连而不是插焊元件。 埋孔:是印刷板表面连接内层不可见的过孔。 盲孔:连接表面和内层而不连接的过孔。 焊盘分为表贴盘、插装盘和安装孔。 有规则的焊盘、花焊盘和隔离盘。 规则焊盘:信号层焊盘: 热风焊盘/花焊盘:通孔与内电层的连接 反焊盘/隔离盘:通孔与内电层不连接 规则焊盘主要与正片连接(包括布线和覆铜),一般应 在顶层、底层和信号层中使用,因为这些层更多地使用正片 花盘和反焊盘主要与负片连接隔离。一般用于 VCC和GND等待内电层,因为这些层更多地使用负片。 花盘的作用: 1.防止散热。由于电路板上的电源和地面由大铜箔提供, 因此,为了防止散热过快造成虚拟焊接,电源和接地过孔采用热风焊盘的形式。由于它们是交叉连接,传递的热量远低于整个铺路; 2.防止大铜箔因热胀冷缩而挤压孔壁,导致孔壁变形
二.PCB封装库基础知识
R 电阻 C 电容 L 电感 FB 磁珠 T 变压器 SW 按键 (1)SOP包装:小外观包装,引脚从芯片两侧引出,引脚末端向外延伸,脚序号一般为逆时针。 (2)QFP封装:四侧引脚平封装,四侧引脚 海鸥翼(L)型号,部分设备底部散热焊盘。 (3)QFN封装:方形扁平无引脚封装. 由于底部中央暴露的焊盘被焊接 接到PCB在散热焊盘上QFN具有优异的电热性能,设备底部必须有散热焊盘,一般做接地散热,不能穿孔设备内部,中间散热 焊盘接地打散热孔。 (4)BGA封装:球形触点阵列, 表面贴装型封装之一,设备通常呈正方形或矩形, 设计时底部为球形BGA中内电层过孔完全连接,隔离至少单侧8mil,滤波电容靠近电源管脚。 (5)LGA封装:矩栅 阵列(岸格阵列) 铺铜连接是焊球的重要包装形式:全连接。 (6)SIP包装:单列直插式包装。 (7)DIP包装:双柱直接插入包装,布局设计:电路电阻、电容、电感应尽可能靠近设备管脚;布局美观,设备方向一致。接线方面:锁相环电路的接地为模拟电源和接地,内地层分割时注意数模分离。
第二节课:
一.布局的基本原则
(1)遵循先大后小,先难后易的布局原则, 也就是说,重要的单元电路和核心电路和核心部件。 (2)设计师在布局中应参考原理图提供的一般布局 根据单板的主信号流向规律安排图纸或原理框图 主要部件。 (3)布局应尽可能满足以下要求: a.总线尽可能短,关键信号线最短; b.尽量将高电压、大电流信号与小电流、低电压的弱信号完全分开; c.模拟信号与数字信号分开; d.高频信号与低频信号分开,高频元件之间的间隔应充分。 e.同一结构电路部分,尽量采用对称标准布局。 f.布局按均匀分布、重心平衡、布局美观的标准优化。 g.元器件布局格栅的设置不少于25mil或其整数倍网格放置器件。 h.去藕电容的布局应尽可能靠近芯片的电源管脚,电源与地之间形成的电路应最短。 i.尽可能一致极性器件的方向尽可能一致; j.部件的布置应便于调试和维护,小部件周围不应 可放置高度较高的设备;
二.特殊电路布局说明
1.DRAM的分布: 通常CPU出来 之后先到DRAM芯片,再到FLASH芯片。 2.以太网电路: 一般由变压器、网口芯片、晶振组成。 注意变压器进出口的差异。
第三节课:
一.器件扇孔
过孔一般为8/18或12/24型 大封装阻挡风扇孔: 大封装阻容风扇孔,如1210,一般采用内部风扇孔,引线越长,分布电感越大,分布电感越大,影响电容 交流阻抗通道,降低电容器的滤波效果。通常是一个VCC引脚或GND扇两个孔。 钽电容A壳及1206封装扇孔方式: 采用内部扇孔的方式,一般一个VCC引脚或者GND扇出两个孔。 QFP封装: 一般信号到外扇孔,电源和地面到内扇孔。 BGA扇出: 一般采用自动扇孔。 1.同一网络的线和线不能太近。 2.过孔距离焊盘大于6mil 3.尽量避免从长焊盘的窄边引线。
二.布线思路
(1)差分线: 在PCB常见的网络表 现形态为如:TX ,TX-(信号命中带 有 /-;H,L;N,P等)。 布线注意事项:尽量紧密耦合,等长控制。 功能:对外部干扰有很强的抗干扰能力, 抑止EMI(电磁干扰)等。 (2)等长线(蛇形线): 布线注意事项:蛇形45°斜角或圆弧弯曲线, 布线长度最终相等。 功能:并行总线间的时序要求。 (3)包地线: 接线注意事项:接地线靠近重要信号线,形成封闭回路,平均每达到一定距离,将孔引入地层。 功能:保护重要信号线,避免干扰其他信号线。 对于器件或多个相对集中的相同 当需要包裹地面时,可以用铜皮包裹地面;对于单根线,可以通过裹地面。 (1)关键信号线优先:电源、模拟小信号、高速信号、时钟信号、同步信号等关键信号优先布线。尽量做时钟信号。 高频信号、敏感信号等关键信号提供专用布线层,并确保其最小回路面积。优先布线、屏蔽和增加安全间距,确保信号质量 。 例如:电源、模拟小信号(短、直、粗、少孔)(>5Gbps伴地孔,圆弧, 时钟信号(短、直、粗、少过孔)、同步信号等关键信号优先布线。 保证信号质量优先布线、屏蔽(包地,参考地)和加大安全间距(5W)等方法, 而差分线优先于单线线。 (2)密度优先原则:从印刷板上连接最复杂的设备开始布线,从连接最密集的区域开始布线 。 (3)同类网络集中布线。 (5)其他串口、配置信号最后布线。 (6)电源层和地层之间的EMC环境较差,应避免布敏感的信号。 (1)走线需遵循尽量短、直、少打过孔; (2)电、地接入口和转换点,尽量多打过孔,加粗电地线; (3)常规用45°走线,不在同层三分叉,不可出现锐角; (4)每层平均分布,疏密均匀,相邻信号层走线呈正交; (5)注意线与线的间距,单线3W,差分5W以上最好; (6)远离高速线、电源线、时钟线等,以保证此类信号线的 传递质量; (7)元件所在面禁止从器件内部穿线,尤其是小封装; (8)远离变压器等特殊元器件,并注意处理好特殊元器件; (9)电地尽量少分割,内电层通道宽敞,大电流信号线根据 电流大小适当加粗; (10)高速信号线需有完整的地平面作为参考。 (11)敷铜,最常见的是铺地线,如果是多层板的情况可 能还需要铺电源。在电路板上,电源和地网络的连 接点是最多的,且流经的电流很大。一般情况下, 不通过走线的方式连接,而是通过大面积的铺铜完成。 (12)在铺铜之前,一般要先修改规则设置中的铺铜间距,目的是要保证放置的敷铜区与无关的网络之间具有 一定的绝缘间隔。
三.PCB设计规则解析与设置
本部分建议配合视频看,视频中讲解比较详细。
四.常见电源识别
:功率器件调整管工作在线性区,靠调整管间的压降稳定输出。 优点:稳定性高,纹波小,可靠性高易做成多路。 缺点:体积大、笨重、效率相对较低、发热量大。 开关电源:利用开关芯片的PWM控制半桥场效应 管通断时间实现电源转换。主要由控制器,mos 管,斩波电路(电感和滤波电容)三部分组成。 优点:体积小,稳定可靠,重量轻,效率高。 缺点:相对线性电源纹波比较大。 (1)在利用电容滤波时,先过小电容,再过大电容。小电容滤高频分量,大电容滤低频分量,先消高频,再消低频。 (2)电源敷铜的时候不要把焊盘全部包上,不然可能散热过快导致焊接不良,或者焊盘敷铜可以采用十字连接。 (3)过孔敷铜一般采用全连接。 (4)如果器件两个焊盘太近不方便敷铜,可以先在引脚上引出一根线,然后对这个线敷铜,如图所示: (5)一个过孔内径8mil,外径18mil(8/18)过流0.5A,过孔12/24也算过流0.5A,过孔20/40过流算1A。