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1、I.印制电路板设计的一般步骤 1.电路原理图的设计 2.生成网络表/电路原理图设计（Sch）与印制电路板设计（PCB）之间的一座桥梁。 网络表可以从电路原理图中获得，也可以从印制电路板中提取。 3.印制电路板的设计/高难度布线 4.生成印制电路板报表/并打印印制电路图 5.电路仿真和信号分析/设计 PCB 时 II.绘制原理图：分析组成放置元件、电气连接、保存原理图文件 1.放置元器件 选择放置多个电子元件。选择需要的元器件，并将他们放置在图纸上。 编辑各元器件。如果各元件需要修改属性，则可以执行编辑命令，对各元器 件进行编辑。 精确调整元件位置。如果元件的位置放置很凌乱，则可以对于元件的位置
2、进 行调整，精确调整位置后，此时就可以进行线路连接操作了，线路连接与节 点放置是同时进行的。 2.电气连接 连接线路 绘制总线和总线出入端口 放置网络标号 放置电源和输入/输出端口 放置注释文字 3.保存原理图文件 III.印制电路板设计基础 一印制电路板基础1.印制电路板结构单面板：一面有敷铜，另一面没有敷铜。 单侧布线、成本低、设计难 双面板：顶层和底层，对应元件面和焊 锡层面，两面均可敷铜布线，板子变复杂布线更容易，制作较理想 多层板：多个工作层，顶层、底层、中间 层、内部电源或接地层，指三层以上电路板?2.元件封装：指元件焊接到电路板时所指的外观和焊盘位置，不同的元件可以共 用同一个元
3、件封装，而同种元件也可以有不同的封装。元件的封装可以在设计原 理图时指定，也可以在引进网络表时指定。元件生产单位提供的数据手册具有很 高的参考价值！元件封装的分类针脚式元件封装【的层属性为多层】 （双列直插）封装：特点是适合的穿孔安装， 易于对布线和操作方便；结构形式有多层陶瓷、 单层陶瓷双列直插式、引线框架式（含玻璃陶 瓷封装式、塑料包封结构式、陶瓷低熔玻璃封装式） （表面贴装式）元件封装【焊盘属性为单一表面】 芯片载体封装：陶瓷无引线芯片载体、塑料有 引线芯片载体、小尺寸封装、塑料四边引 出扁平封装、球栅阵列封装（更加节省电 路板面积）?元件封装的编号：元件类型 + 焊盘距离（焊盘数）+
4、元件外形尺寸，英制和 公制，1英寸 = 1000微英寸 = 25.4?4.铜模导线：也即铜模走线，简称导线，用于连接各个焊盘【印制电路板的设计都 是围绕如何布置导线进行的】 ；与此相关的另一种线常称为飞线，即预拉线，飞线是引入网络表后，系统根据规则生成的，用来指引布线的的一种形式上连线，不 像导线具有电气连接意义。 5.助焊膜和阻焊膜：Mask 分为元件面（或焊接面）助焊膜和元件面（或焊接面）阻 焊膜，助焊膜是绿色板子上比焊盘略大的浅色圆，阻焊膜是涂敷在焊盘以外的其 他部位的一层涂料，阻止上锡。 6.层：印制板材料本身实实在在的铜箔层，过孔 Via 沟通各层，！一旦选定了所用 印制板的层数，务
5、必关闭那些未被使用的层，以免布线出现差错！ 7.焊盘 Pad 和过孔 Via： 焊盘的作用是放置焊锡、连接导线和元件引脚。选择元件的焊盘类型要综合 考虑该元件的形状、大小、布置形式、振动和受热情况、受力方向等因素。 也可自行编辑！（对发热且受力较大、电流较大的焊盘，可自行设计成“泪 滴状” ） 。自行编辑的其余原则：a.形状上长短不一致时，要考虑连线宽度与 焊盘特定边长的大小差异不能过大 b.需要在元件引脚之间走线时，选用长短 不对称的焊盘往往事半功倍 c.各元件焊盘孔的大小要按元件引脚粗细分别编 辑确定，原则是孔的尺寸比引脚直径大 0.20.4mm. 过孔为连接各层之间的线路，在各层需要连通
6、的导线的交汇处钻上的一个公 共孔：第一种是从顶层贯通到底层的穿透式过孔；第二种是从顶层通到内层 或从内层通到底层的盲过孔；第三种是内层间的隐藏过孔。过孔有通孔直径 和过孔直径两个尺寸，孔壁是导线。设计过孔原则：a.尽量少用过孔，一旦 选用了过孔，务必处理好它与周边各实体间的间隙，特别是容易被忽视的中 间各层与过孔不相连的线与过孔的间隙 b.需要的载流量越大，所需的过孔尺 寸越大。 8.丝印层：为方便电路的安装和维修，在印制板的上下两表面印上所需要的标志图 案和文字代号等。布置原则是：不出歧义，见缝插针，美观大方 9.敷铜：满足抗干扰工艺。一是实心填充方式；二是网格状的填充！前者应用更广 泛 I
7、V.印制电路板布线流程 绘制原理图。 【先期】主要是完成原理图的绘制，包括生成网络表。 规划电路板。 【框架】初步规划，比如电路板采用多大的物理尺寸，采用几层电路 板，各元件采用何种封装形式及其安装位置等 设置参数。主要是设置元件的布置参数、层参数、布线参数等，可继承 装入网络表及元件封装。网络表是 PCB 自动布线的灵魂，也是原理图设计系统与 印制电路板设计系统的接口；元件封装是元件的外形 元件的布局。自动布局和手动布局 手动预布线。对比较重要的网络连接和电源网络的连接，应该手动预布线 锁定手动预布的线，然后进行自动布线 手工调整 文件保存及输出 V.印制电路板设计的基本原则-符合抗干扰设计
8、要求：元件的布局和导线的布设 1.布局。首先要考虑 PCB 尺寸的大小（尺寸过大时，印制线路长，阻抗增加， 抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且临近线条易受干扰） ； 然后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。 1)在确定特殊元件的位置时要遵守以下原则：尽可能缩短高频元件之间的连线，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距离太近，输入和输出元件应 尽量远离 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， 以免放电引出意外短路。带强电的元件应尽量布置在调试时手不易 触及的地方 重量超过 15g 的元件，应当用支架
9、加以固定，然后焊接。那些又大 又重、发热量多的元件，不宜装在印制电路板上，而应装在整机的 机箱底板上，且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。 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。若是机内调节，应放在印制电路板 上方便于调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱 面板上的位置相适应 应留出印制电路板的定位孔和固定支架所占用的位置 2)根据电路的功能单元对电路的全部元件进行布局时，要符合以下规则： 根据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 通，并使信号尽可能保持一致的方向 以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它进行布
10、局。元件应均匀、 整齐、紧凑的排列在 PCB 上，尽量减少和缩短各元件之间的引线和 连接 在高频下工作的电路，要考虑元件之间的参数分布，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 位于电路板边缘的元件，离电路板边缘一般不小于 2mm。电路板的 最佳形状为矩形，长宽比为 3:2 或 4:3.电路板面尺寸大于 200mm*150mm 时，应考虑电路板所受的机械强度。另外板厚也可 以按照推荐指定。 2.布线【原则】 a)输入和输出端的导线应避免相邻并行。最好添加线间地线，以免发生反 馈耦合。 b)印制电路板导线的最小宽度主要由导线与绝缘基板间的粘附强度和流过 它们
11、的电流值决定。导线宽度应以满足电气性能要求而又便于生产为宜， 它的最小值有承受的电流大小而定，但最小不应小于 0.2mm(8mil),在高 密度、高精度的印制电路中导线宽度和间距一般可取 0.3mm；导线宽度 在大电流情况下还要考虑其温升，单面板实验表明，当铜箔厚度为 50um、导线宽度为 11.5mm、通过电流为 2A 时，温升很小；印制导线 的公共地线应尽可能地粗，若有可能，应使用大于 23mm 的导线，这 点在带有微处理器的地方尤为重要，否则电流变化会引起地电位变懂， 微处理器定时信号的电平不稳，会使噪声容限劣化；在 DIP 封装的 IC 引 脚间走线，可使用 10-10 与 12-12
12、 原则，即当两脚间通过两根线时，焊 盘直径可设为 50mil、线宽与线距都为 10mil；当两脚间只通过一根线时， 焊盘直径可设为 64mil、线宽与线距都为 12mil c)印制电路板导线拐弯一般为圆弧形，而直角或夹角在高频电路中会影响 电气性能。应尽量避免使用大面积铜箔，否则长时间受热，易发生铜箔膨胀和脱落现象，无法避免时，最好用栅格状，有利于排除铜箔与基板 间粘合剂受热产生的挥发性气体 d)印制导线的间距。满足电气安全要求、便于操作和生产，间距应尽量宽 些可大于 0.5mil。最小间距至少能适合承受的电压，包括工作电压、附 加波动电压、以及其他原因引起的峰值电压。若允许导线间存在金属残
13、粒，则其间距就会减小。在布线密度较低时，信号线的间距可适当的加 大，对高低电平悬殊的信号线应尽可能短且加大间距 3.焊盘大小：焊盘的直径和内孔直径。后者必须从元件引线直径和公差尺寸以 及焊锡层厚度、孔径公差、孔金属电镀层厚度等方面考虑，一般不小于 0.6mm，再小开模冲孔时不易加工，通常以金属引脚直径值加上 0.2mm 作为 焊盘内孔直径，而焊盘直径取决于内孔直径。 当焊盘直径为 1.5mm 时，为了增加焊盘抗剥强度，可采用长不小于 1.5mm、宽为 1，5mm 的焊盘，或者长圆形焊盘，常见于集成电路引脚焊盘， 超出范围有公式 直径小于 0.4mm 的孔：D/d=0.53(D 为焊盘直径 d
14、为内孔直径) 直径大于 2mm 的孔：D/d=1.52(D 为焊盘直径 d 为内孔直径) 有关焊盘的其他注意事项： 焊盘内孔边缘到印制电路板边的距离要大于 1mm，可避免加工时导致焊 盘缺损 焊盘的开口：有些器件是在经过波峰焊后补焊的，而波峰焊后焊盘内孔 被锡封住，使器件无法插下去，解决办法是在 PCB 加工时对该焊盘开一 个小口 焊盘补泪滴：当于焊盘连接的走线较细时，连接处设置为水滴状，好处 是焊盘不容易起皮，而且走线与焊盘不宜断开 相邻的焊盘要避免成锐角或大面积的铜箔。前者会造成波峰焊困难的同 时有桥接的危险，后者会因散热过快而导致不宜焊接 4.印制电路板电路的抗干扰措施 电源线设计：根据
15、印制电路板的允许电流，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一致 地线设计 数字地与模拟地分开。电路板上的逻辑电路与线性电路尽量分开； 低频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。否则电流变化，抗噪声性能降低，使其三倍于 允许电流之上，23mm 以上 接地线构成闭环路。在只有数字电路组成的 PCB 大面积敷铜：一为散热，二是可以减小地线阻抗，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！将其开窗口并设计成栅格状，否
16、 则，印制电路板的板材的基板与铜箔间的粘合剂在浸焊或长时间受热时， 会产生挥发性气体无法排除，热量不易散发，以致产生铜箔膨胀 5.去耦电容配置（各个关键部位配置） a)电源输入端跨接 10100uF 的电解电容器。更高更好 b)原则上每个集成电路芯片都应布置一个 0.01uF 的瓷片电容器，如遇印制电路板的空隙不够，可每 48 个芯片配置一个 110pF 的钽电容器 c)对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的元件，如 RAM、ROM 存储元件， 应在芯片的电源线和地线之间直接接入去耦电容 d)电容引线不能太长，尤其是高频旁路电容不能有引线。此外应注意： 在印制电路板中有接触器、继电器、按钮等元件时，操作它们时均会 产生较大火花放电，必须
