PCB設計經驗(1)

2020-10-05 12:00:16

PCB設計規則

以下設計規則參照於嘉立創-------- 生產製作工藝詳解(工程師必備)

一,相關設計引數詳解:
一.線路

  1. 最小線寬: 6mil (0.153mm)。也就是說如果小於 6mil線寬將不能生產 ,(多層板內層線寬線距最小是 8MIL)
    如果設計條件許可 ,設計越大越好 ,線寬起大,工廠越好生產,良率越高 一般設計常規在 10mil左右 此點非常重要,設計一定要考慮。
  2. 最小線距: 6mil(0.153mm).。最小線距,就是線到線,線到焊盤的距離不小於 6mil 從生產角度出發,是越大越好,一般常規在 10mil,當然設計有條件的情況下,越大越好 此點非常重要,設計一定要考慮。
  3. 線路到外形線間距 0.508mm(20mil)

二.via過孔(就是俗稱的導電孔 )

  1. 最小過孔(VIA)孔徑不小於 0.3mm(12mil),焊盤單邊不能小於 6mil(0.153mm),最好大於 8mil(0.2mm) 大則不限(見圖3) 此點非常重要,設計一定要考慮
  2. 過孔(VIA)孔到孔間距 (孔邊到孔邊)不能小於:6mil 最好大於 8mil此點非常重要,設計一定要考慮
  3. 焊盤到外形線間距 0.508mm(20mil)
    在這裡插入圖片描述

三.PAD焊盤(就是俗稱的外掛孔 (PTH) )

  1. 外掛孔大小視你的元器件來定,但一定要大於你的元器件管腳,建議大於最少 0.2mm以上 也就是說 0.6的元器件管腳,你最少得設計成 0.8,以防加工公差而導致難於插進 ,
  2. 外掛孔(PTH) 焊盤外環單邊不能小於 0.2mm(8mil) 當然越大越好(如圖 2焊盤中所示)此點非常重要,設計一定要考慮
  3. 外掛孔(PTH) 孔到孔間距(孔邊到孔邊)不能小於: 0.3mm當然越大越好(如圖 3中所標的)此點非常重要,設計一定要考慮
  4. 焊盤到外形線間距 0.508mm(20mil)

四.防焊

  1. 外掛孔開窗,SMD開窗單邊不能小於 0.1mm(4mil)

五.字元(字元的的設計,直接影響了生產,字元的是否清晰以字元設計是非常有關係 )

  1. 字元字寬不能小於 0.153mm(6mil),字高不能小於 0.811mm(32mil), 寬度比高度比例最好為 5的關係 也為就是說,字寬 0.2mm 字高為1mm,以此推類

六:非金屬化槽孔 槽孔的最小間距不小於 1.6mm 不然會大大加大銑邊的難度

七: 拼版

  1. 拼版有無間隙拼版,及有間隙拼版,有間隙拼版的拼版間隙不要小於 1.6(板厚1.6的)mm 不然會大大增加銑邊的難度 拼版工作板的大小視裝置不一樣就不一樣,無間隙拼版的間隙 0.5mm左右 工藝邊不能低於5mm

二:相關注意事項:

一,關於PADS設計的原檔案。

  1. 銅儲存(用 Flood鋪銅),避免短路。
  2. 雙面板檔案 PADS裡面孔屬性要選擇通孔屬性( Through),不能選盲埋孔屬性( Partial),無法生成鑽孔檔案,會導致漏鑽孔。
  3. 在PADS裡面設計槽孔請勿加在元器件一起新增,因為無法正常生成 GERBER,為避免漏槽,請在 DrillDrawing 加
    槽。

二,關於PROTEL99SE及DXP設計的檔案

  1. 我司的阻焊是以 Solder mask層為準,如果錫膏層( Paste層)需做出來,還有多層( M ultilayer)的阻焊窗無法生成GERBER,請移至阻焊層。
  2. 在Protel99SE內請勿鎖定外形線,無法正常生成 GERBER。
  3. 在DXP檔案內請勿選擇 KEEPOUT一選項,會屏敝外形線及其他元器件,無法生成 GERBER。
  4. 此兩種檔案請注意正反面設計, 原則上來說,頂層的是正字,底層的要設計成反字, 我司是從頂層到底層疊加制板。單片板特別要注意,不要隨意映象!搞不好就做出來是反的

三.其他注意事項

  1. 外形(如板框,槽孔, V-CUT)一定要放在 KEEPOUT層或者是機械層,不能放在其他層,如絲印層,線路層。所
    有需要機械成型的槽或孔請儘量放置於一層,避免漏槽或孔。
  2. 如果機械層和 KEEPOUT層兩層外形不一致,請做特殊說明,另外形要給有效外形,如有內槽的地方,與內槽相交
    處的板外外形的線段需刪除,免漏鑼內槽,設計在機械層和 KEEPOUT層的槽及孔一般是按無銅孔製作(做菲林時要
    掏銅),如果需處理成金屬孔,請特別備註。如果要做金屬化的槽孔最穩妥的做法是多個 pad拼起來,這種做法一定是不會出錯
  3. 金手指板下單請特殊備註是否需做斜邊倒角處理。
  4. 給GERBER檔案請檢查檔案是否有少層現象,一般我司會直接按照 GERBER檔案製作。
  5. 用三種軟體設計,請特別留意按鍵位是否需露銅。
  6. 正常情況下 gerber採用以下命名方式:
    元件面線路:gtl 元件面阻焊:gts
    元件面字元:gto 焊接面線路: gbl
    焊接面阻焊:gbs 焊接面字元:gbo
    外形:gko 分孔圖:gdd
    鑽孔:drll

PCB走線經驗

在PCB設計中,佈線是完成產品設計的重要步驟,以下僅是在低俗PCB設計當中的一些佈線經驗分享,某些並不適用於高速PCB的設計。
另外PCB 板的設計過程是一個複雜的過程,個人認為需要不斷的學習和記錄,並不斷累計。這是一個經驗養成的過程。

  1. 輸入端與輸出端的邊線應避免相鄰平行, 以免產生反射干擾。必要時應加地線或電源線隔離;兩相鄰層的佈線要互相垂直或相交甚至彎曲,平行容易產生寄生耦合。
  2. 地線>電源線>訊號線,通常訊號線寬為:8mil~12mil;電源線為50mil~100mil。具體電源線寬可查詢其負載能力。一般來說焊盤、過孔等應該比線要寬。
  3. 電源走線要遵循樹狀結構,越靠近末端越細。
  4. 大電流訊號、高電壓訊號與小訊號之間應該注意隔離(隔離距離與要承受的耐壓有關,通常情況下在2KV時板上要距離2mm,在此之上以比例算還要加大,例如若要承受3KV的耐壓測試,則高低壓線路之間的距離應在3.5mm以上,許多情況下為避免爬電,還在印製線路板上的高低壓之間開槽。)
  5. 走線拐角儘可能大於90度,杜絕90度以下的拐角,也儘量少用90度拐角。直角走線會使傳輸線的線寬發生變化,造成阻抗的不連續。其實不光是直角走線,頓角,銳角走線都可能會造成阻抗變化的情況。尤其對於高速板的設計一定要注意此方面。直角走線的對訊號的影響就是主要體現在三個方面:一是拐角可以等效為傳輸線上的容性 負載,減緩上升時間;二是阻抗不連續會造成訊號的反射;三是直角尖端產生的EMI。
  6. 標準元器件兩腿之間的距離為100mil(2.54mm)
  7. 板邊的鋪銅要距離板邊20mil。
  8. 走線儘量走在焊接面,特別是通孔工藝的PCB。
  9. 同一級電路的接地點應儘量靠近,並且本級電路的電源濾波電容也應接在該級接地點上。
    10.晶振作為微控制器的心臟,一定要儘量靠近晶片,我們設計的微控制器最小系統,除了微控制器有晶振,還有usb轉串列埠的晶片有晶振。

快捷鍵的使用

快捷鍵的使用可以很好的提高畫板子的速度哦。當然也可以根據自己的需要更改快捷鍵。AD20的快捷鍵有很多,以下只說幾個本人常用的。

  1. 在走線前修改線寬的方法。在執行走線命令,並按下起始點後,在螢幕右下角會顯示Track Width,這是當前線寬。此時可按Tab鍵修改線寬。而此線寬一直保持到下次走線時修改線寬。
  2. T+A+A 先復位再更新(處理順序,那一頁,起始索引1+打勾,reset all +更新更改列表)。
  3. 高亮:CTRL+單擊滑鼠。
  4. Q可以改變單位 mil-mm。
  5. 複製焊盤:ctrl+c後按住ctrl+v拖動複製。
  6. CTRL+M 畫標尺,SHIFT+C清除標尺 。
  7. 板框定義 :選中一根線,按TAB,相連線的線全部選中,切換到機械一層,shift+s選中板框按DSD 。
  8. 絲印變小:選中一個絲印,右擊查詢相似物件,更改text height和Stroke Windth的值推薦10,5moil。CTRL+A全選,AP改變識別符號位置。
  9. 器件移層:拖動狀態下按L 從頂層移到底層 。
  10. A+T:頂對齊。A+L:左對齊。A+R:右對齊。A+B:底對齊。
  11. 空格鍵:翻轉選擇某物件(導線、過孔等),同時按「Tab」鍵可改變其屬性(導線長度、過孔大小等)。
  12. P+T 佈線
  13. T+E 補淚滴
  14. Ctrl + H PCB下選取某個網路的佈線,便於刪除同一網路的佈線
  15. Shift+S 切換單層顯示和多層顯示,Ctrl+shift+滾輪 層切換
  16. T+S 原理圖和PCB交叉選擇。即在原理圖中選中元器件,PCB圖中該器件會高亮。

易犯錯誤和問題彙總

  1. 頁面大小統一用A4,一頁不夠就多幾頁,原理圖風格要統一.
  2. 檔案命名,單原理圖檔案時原理圖檔案可以用工程名命名,多檔案時加上字首00_,01_,例如00_Info,01_Power,02_MCU這樣.PCB檔案使用工程名加版本字尾,例如 FB50_V1.0,00_info中,畫個表,內容是每個微控制器引腳的功能,使用的內部資源.例如
    PA9 串列埠通訊 UART1
    PA0 LCD背光控制 TIM2_CH1
    PB3 時鐘IC IIC_SCL IIC2
  3. 工程同目錄下新增一個文字檔案,名稱版本記錄.txt.用來記錄版本更新
  4. 給別人發圖稽核時,除了發原始檔之外,要將原理圖匯出為PCB,不新增PCB檔案.
  5. 原理圖不要留有大片大片的空白,
  6. 原理圖的網路號,哪怕是直接接到了晶片的引腳上,也要畫線.
  7. 注意散熱:大功率電路,應該將那些發熱元件如功率管、變壓器等儘量靠邊分散佈局放置,便於熱量散發,遠離電解電容,以免使電解液老化。
  8. 鋪銅問題,測試板子也要全部鋪銅,否則參考平面不同,可能帶來意想不到的問題
  9. 還是鋪銅問題,PCB要有機械層和KeepOut層的外形結構,鋪銅是不能到邊的,否則安裝金屬外殼時可能導致對外殼短路.
  10. 原理圖中電容電阻型號不要遮擋走線或者其他元件,放不開就往開錯,或者多放幾頁原理圖
  11. 電源走線要遵循樹狀結構,越靠近末端越細
  12. 去耦電容,要遵循小電容靠近晶片引腳,不管是DCDC還是用電IC
  13. PCB檔案編輯介面的座標中心點,應放在PCB板子的中心點,或者是左下角,這樣方便佈局
  14. PCB的佈局,要看外觀決定,外殼橫著裝,PCB也要橫著設計.如果有外殼的模型,要一併放入PCB做參考,防止干涉
  15. 在不增加成本或者只增加極少成本的情況下,做多裝置用同一PCB的相容性設計
  16. 對於三PIN的引腳的MOS管一般PIN1與PIN2引腳的原理圖和實物是顛倒的。
    在這裡插入圖片描述
  17. 開關電源的紋波比較大,以及加上負載後減壓之紊亂,很大可能是PCB佈局有問題
  18. 對於0805和0603等封裝,佈線一定要均勻,否則,焊接時可能會受熱不均勻而出現「立碑」現象。
  19. 晶振走差分線,儘量距離微控制器近一些。
  20. 開窗後多打過孔,增加連通性。
  21. 必須考慮生產、偵錯、維修的方便性,對於有外殼的PCB要考慮外殼對其網口、USB口等的影響。
  22. 從嘉立創穫取元器件的原理圖和封裝:
    從嘉立創商城或網站選取自己需要的原理圖或封裝,選擇立即使用
    在這裡插入圖片描述
    匯出為AD需要的格式,然後下載儲存。
    在這裡插入圖片描述
    用AD開啟你所下載的檔案,然後另存為原理相簿或封裝庫後再匯入自己的AD庫裡面就好了。
    具體內容不再贅述,自行百度即可。
    以上文章為參考多位大佬和自己的日常積累整理所得,有不妥之處,歡迎大家批評指正。