淺談PCB電路版圖設(shè)計的常見問題(doc 8頁).doc

PCB電路版圖設(shè)計的常見問題 問題1：什么是零件封裝，它和零件有什么區(qū)別？答：(1)零件封裝是指實際零件焊接到電路板時所指示的外觀和焊點位置。(2)零件封裝只是零件的外觀和焊點位置，純粹的零件封裝僅僅是空間的概念，因此不同的零件可以共用同一個零件封裝；另一方面，同種零件也可以有不同的封裝，如RES2代表電阻，它的封裝形式有AXAIL0.4 、AXAIL0.3 、AXAIL0.6等等，所以在取用焊接零件時，不僅要知道零件名稱還要知道零件的封裝。(3) 零件的封裝可以在設(shè)計電路圖時指定，也可以在引進網(wǎng)絡(luò)表時指定。設(shè)計電路圖時，可以在零件屬性對話框中的Footprint設(shè)置項內(nèi)指定，也可以在引進網(wǎng)絡(luò)表時也可以指定零件封裝。問題2：導(dǎo)線、飛線和網(wǎng)絡(luò)有什么區(qū)別？答：導(dǎo)線也稱銅膜走線，簡稱導(dǎo)線，用于連接各個焊點，是印刷電路板最重要的部分，印刷電路板設(shè)計都是圍繞如何布置導(dǎo)線來進行的。與導(dǎo)線有關(guān)的另外一種線，常稱之為飛線也稱預(yù)拉線。飛線是在引入網(wǎng)絡(luò)表后，系統(tǒng)根據(jù)規(guī)則生成的，用來指引布線的一種連線。 飛線與導(dǎo)線是有本質(zhì)的區(qū)別的。飛線只是一種形式上的連線，它只是形式上表示出各個焊點間的連接關(guān)系，沒有電氣的連接意義。導(dǎo)線則是根據(jù)飛線指示的焊點間連接關(guān)系布置的，具有電氣連接意義的連接線路。網(wǎng)絡(luò)和導(dǎo)線是有所不同的，網(wǎng)絡(luò)上還包括焊點，因此在提到網(wǎng)絡(luò)時不僅指導(dǎo)線而且還包括和導(dǎo)線相連的焊點。問題3：內(nèi)層和中間層有什么區(qū)別？ 答：中間層和內(nèi)層是兩個容易混淆的概念。中間層是指用于布線的中間板層，該層中布的是導(dǎo)線；內(nèi)層是指電源層或地線層，該層一般情況下不布線，它是由整片銅膜構(gòu)成。 問題4：什么是內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)表和外部網(wǎng)絡(luò)表，兩者有什么區(qū)別？ 答：網(wǎng)絡(luò)表有外部網(wǎng)絡(luò)表和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)表之分。外部網(wǎng)絡(luò)表指引入的網(wǎng)絡(luò)表，即Sch或者其他原理圖設(shè)計軟件生成的原理圖網(wǎng)絡(luò)表；內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)表是根據(jù)引入的外部網(wǎng)絡(luò)表，經(jīng)過修改后，被PCB系統(tǒng)內(nèi)部用于布線的網(wǎng)絡(luò)表。嚴(yán)格的來說，這兩種網(wǎng)絡(luò)表是完全不同的概念，但讀者可以不必嚴(yán)格區(qū)分。 問題5：網(wǎng)絡(luò)表管理器有什么作用？ 答：第一，引入網(wǎng)絡(luò)表，這種網(wǎng)絡(luò)表的引入過程實際上是將原理圖設(shè)計的數(shù)據(jù)加載到印刷電路板設(shè)計系統(tǒng)PCB的過程。PCB設(shè)計系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的所有變化，都可以通過網(wǎng)絡(luò)宏(Netlist Macro)來完成，系統(tǒng)通過比較、分析網(wǎng)絡(luò)表文件和PCB系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)，自動產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)宏。 第二，可以利用網(wǎng)絡(luò)表管理器直接在PCB系統(tǒng)中編輯電路板各個組件間的連接關(guān)系，形成網(wǎng)絡(luò)表。 問題6：什么是類，引入類的概念有什么好處？ 答：所謂類就是指具有相同意義的單元組成的集合。PCB中類定義是對用戶開放的，用戶可以自己定義類的意義及類的組成。 PCB中引入類主要有兩個作用：(1) 便于布線 F在電路板布線過程中，有些網(wǎng)絡(luò)需要作特殊的處理，如一些重要的數(shù)據(jù)線為了避免電路板上其他組件的干擾，在布線時往往需要加大這些數(shù)據(jù)線和和其他組件間的安全間距?？梢詫⑦@些數(shù)據(jù)線歸成一個類，在設(shè)置自動布線安全間距規(guī)則時可以將這個類添加到規(guī)則中，并且適當(dāng)加大安全間距，那么自動布線時，這個類中的所有數(shù)據(jù)線的安全間距都被加大；在電路板布線過程中，電源和接地線往往需要加粗，以確保連接的可靠性，可以將電源和接地線歸為一類，在設(shè)置自動布線導(dǎo)線寬度（WidthConstraint）規(guī)則時，可以將這個類添加到規(guī)則中，并且適當(dāng)加大導(dǎo)線寬度，那么自動布線時，這個類中的電源和接地線都會變寬。 (2) 便于管理電路板組件 F對于一個大型的電路板，它上面有很多零件封裝，還有成千上萬條網(wǎng)絡(luò)，很雜亂，利用類可以很方便的管理電路板。例如將電路板中的所有輸入網(wǎng)絡(luò)歸類，在尋找某個輸入網(wǎng)絡(luò)時，只需在這個輸入網(wǎng)絡(luò)類里查找即可；也可以將電路板中的所有限壓電阻歸類，在尋找某個限壓電阻時，只需在這個限壓電阻類里查找即可。 問題7：如何將外加焊點加入到網(wǎng)絡(luò)中？ 答：可先將焊點加入到電路板中，然后雙擊焊點，打開焊點屬性設(shè)置對話框，在Advaced中的Net項中選擇合適的網(wǎng)絡(luò)，即可完成焊點的放置。問題8：內(nèi)層分割有什么用處？ 答：分割出來的內(nèi)層可以用來連接一些重要的線路，即可以提高抗干擾能力也可以對重要的電路起保護作用。 問題9：敷銅有什么作用，應(yīng)該注意些什么？ 答：敷銅的主要作用是提高電路板的抗干擾能力，如果要對線路進行包導(dǎo)線或補淚滴，那么敷銅應(yīng)該放在最后進行。PCB設(shè)計中的注意事項作為一個電子工程師設(shè)計電路是一項必備的硬功夫，但是原理設(shè)計再完美，如果電路板設(shè)計不合理性能將大打折扣，嚴(yán)重時甚至不能正常工作。根據(jù)我的經(jīng)驗，我總結(jié)出以下一些設(shè)計中應(yīng)該注意的地方，希望能對您有所啟示。 不管用什么軟件，設(shè)計有個大致的程序，按順序來會省時省力，因此我將按制作流程來介紹一下。（由于界面風(fēng)格與視窗接近，操作習(xí)慣也相近，且有強大的仿真功能，使用的人比較多，將以此軟件作說明。） 原理圖設(shè)計是前期準(zhǔn)備工作，經(jīng)常見到初學(xué)者為了省事直接就去畫板了，這樣將得不償失，對簡單的板子，如果熟練流程，不妨可以跳過。但是對于初學(xué)者一定要按流程來，這樣一方面可以養(yǎng)成良好的習(xí)慣，另一方面對復(fù)雜的電路也只有這樣才能避免出錯。在畫原理圖時，層次設(shè)計時要注意各個文件最后要連接為一個整體，這同樣對以后的工作有重要意義。由于，軟件的差別有些軟件會出現(xiàn)看似相連實際未連（電氣性能上）的情況。如果不用相關(guān)檢測工具檢測，萬一出了問題，等板子做好了才發(fā)現(xiàn)就晚了。因此一再強調(diào)按順序來做的重要性，希望引起大家的注意。原理圖是根據(jù)設(shè)計的項目來的，只要電性連接正確沒什么好說的。下面我們重點討論一下具體的制板程序中的問題。、制作物理邊框 封閉的物理邊框?qū)σ院蟮脑季?、走線來說是個基本平臺，也對自動布局起著約束作用，否則，從原理圖過來的元件會不知所措的。但這里一定要注意精確，否則以后出現(xiàn)安裝問題麻煩可就大了。還有就是拐角地方最好用圓弧，一方面可以避免尖角劃傷工人，同時又可以減輕應(yīng)力作用。以前我的一個產(chǎn)品老是在運輸過程中有個別機器出現(xiàn)面殼板斷裂的情況，改用圓弧后就好了。、元件和網(wǎng)絡(luò)的引入 把元件和網(wǎng)絡(luò)引人畫好的邊框中應(yīng)該很簡單，但是這里往往會出問題，一定要細心地按提示的錯誤逐個解決，不然后面要費更大的力氣。這里的問題一般來說有以下一些： 元件的封裝形式找不到，元件網(wǎng)絡(luò)問題，有未使用的元件或管腳，對照提示這些問題可以很快搞定的。、元件的布局 元件的布局與走線對產(chǎn)品的壽命、穩(wěn)定性、電磁兼容都有很大的影響，是應(yīng)該特別注意的地方。一般來說應(yīng)該有以下一些原則：放置順序 先放置與結(jié)構(gòu)有關(guān)的固定位置的元器件，如電源插座、指示燈、開關(guān)、連接件之類，這些器件放置好后用軟件的功能將其鎖定，使之以后不會被誤移動。再放置線路上的特殊元件和大的元器件，如發(fā)熱元件、變壓器、IC等。最后放置小器件。注意散熱 元件布局還要特別注意散熱問題。對于大功率電路，應(yīng)該將那些發(fā)熱元件如功率管、變壓器等盡量靠邊分散布局放置，便于熱量散發(fā)，不要集中在一個地方，也不要高電容太近以免使電解液過早老化。、布線 布線原則走線的學(xué)問是非常高深的，每人都會有自己的體會，但還是有些通行的原則的。 高頻數(shù)字電路走線細一些、短一些好 大電流信號、高電壓信號與小信號之間應(yīng)該注意隔離（隔離距離與要承受的耐壓有關(guān)，通常情況下在2時板上要距離2mm，在此之上以比例算還要加大，例如若要承受的耐壓測試，則高低壓線路之間的距離應(yīng)在3.5以上，許多情況下為避免爬電，還在印制線路板上的高低壓之間開槽。）兩面板布線時，兩面的導(dǎo)線宜相互垂直、斜交、或彎曲走線，避免相互平行，以減小寄生耦合；作為電路的輸人及輸出用的印制導(dǎo)線應(yīng)盡量避兔相鄰平行，以免發(fā)生回授，在這些導(dǎo)線之間最好加接地線。走線拐角盡可能大于度，杜絕度以下的拐角，也盡量少用度拐角同是地址線或者數(shù)據(jù)線，走線長度差異不要太大，否則短線部分要人為走彎線作補償走線盡量走在焊接面，特別是通孔工藝的盡量少用過孔、跳線單面板焊盤必須要大，焊盤相連的線一定要粗，能放淚滴就放淚滴，一般的單面板廠家質(zhì)量不會很好，否則對焊接和都會有問題大面積敷銅要用網(wǎng)格狀的，以防止波焊時板子產(chǎn)生氣泡和因為熱應(yīng)力作用而彎曲，但在特殊場合下要考慮的流向，大小，不能簡單的用銅箔填充了事，而是需要去走線元器件和走線不能太靠邊放，一般的單面板多為紙質(zhì)板，受力后容易斷裂，如果在邊緣連線或放元器件就會受到影響必須考慮生產(chǎn)、調(diào)試、維修的方便性 對模擬電路來說處理地的問題是很重要的，地上產(chǎn)生的噪聲往往不便預(yù)料，可是一旦產(chǎn)生將會帶來極大的麻煩，應(yīng)該未雨綢緞。對于功放電路，極微小的地噪聲都會因為后級的放大對音質(zhì)產(chǎn)生明顯的影響；在高精度轉(zhuǎn)換電路中，如果地線上有高頻分量存在將會產(chǎn)生一定的溫漂，影響放大器的工作。這時可以在板子的角加退藕電容，一腳和板子上的地連，一腳連到安裝孔上去（通過螺釘和機殼連），這樣可將此分量慮去，放大器及也就穩(wěn)定了。 另外，電磁兼容問題在目前人們對環(huán)保產(chǎn)品倍加關(guān)注的情況下顯得更加重要了。一般來說電磁信號的來源有個：信號源，輻射，傳輸線。晶振是常見的一種高頻信號源，在功率譜上晶振的各次諧波能量值會明顯高出平均值。可行的做法是控制信號的幅度，晶振外殼接地，對干擾信號進行屏蔽，采用特殊的濾波電路及器件等。 需要特別說明的是蛇形走線，因為應(yīng)用場合不同其作用也是不同的，在電腦的主板中用在一些時鐘信號上，如 、-，它的作用有兩點：、阻抗匹配 、濾波電感。 對一些重要信號，如 架構(gòu)中的，一共根，頻率可達，要求必須嚴(yán)格等長，以消除時滯造成的隱患，這時，蛇形走線是唯一的解決辦法。 一般來講，蛇形走線的線距倍的線寬；若在普通PCB板中，除了具有濾波電感的作用外，還可作為收音機天線的電感線圈等等。、調(diào)整完善 完成布線后，要做的就是對文字、個別元件、走線做些調(diào)整以及敷銅（這項工作不宜太早，否則會影響速度，又給布線帶來麻煩），同樣是為了便于進行生產(chǎn)、調(diào)試、維修。 敷銅通常指以大面積的銅箔去填充布線后留下的空白區(qū)，可以鋪的銅箔，也可以鋪的銅箔（但這樣一旦短路容易燒毀器件，最好接地，除非不得已用來加大電源的導(dǎo)通面積，以承受較大的電流才接）。包地則通常指用兩根地線（）包住一撮有特殊要求的信號線