Protel電子電路設(shè)計(jì)

1、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)與典型電子教案模塊名稱Protel DXP電子電路設(shè)計(jì)模塊級(jí)別高級(jí)模塊簡(jiǎn)介通過(guò)本階段的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟練掌握PROTE工具軟件的使用和原理圖、印刷 板圖的設(shè)計(jì)與制作并掌握SMT系統(tǒng)的操作技術(shù)。模塊目標(biāo)1熟練掌握原理圖繪制輸出方法；2、掌握調(diào)用和建立庫(kù)元件的方法；3、掌握模塊化原理圖設(shè)計(jì)方法；4、掌握復(fù)雜的PCB設(shè)計(jì)方法；5、掌握PCB設(shè)計(jì)中的規(guī)則和技巧。實(shí)訓(xùn)容1原理圖繪制技術(shù)；2、原理圖編輯技巧；3、電路原理圖后期處理；4、復(fù)雜PCB圖的編輯設(shè)計(jì)；5、網(wǎng)表轉(zhuǎn)換與自動(dòng)布局；6、混合布線及其規(guī)則設(shè)計(jì)。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1是否能夠熟練掌握原理圖繪制輸出方法2、是否能夠掌握調(diào)用和建立庫(kù)元件的方法3、是否能

2、夠掌握模塊化原理圖設(shè)計(jì)方法4、是否能夠掌握復(fù)雜的 PCB設(shè)計(jì)方法；5、是否對(duì)測(cè)試過(guò)程中的其它相關(guān)知識(shí)具有一定的掌握或了解6、掌握PCB設(shè)計(jì)中的規(guī)則和技巧7、是否能夠掌握混合布線及其規(guī)則設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方法1培訓(xùn)對(duì)象按照要求，用Protel DXP軟件熟練繪制原理圖、原理圖庫(kù)文件、PCB以及PCB庫(kù)文件。2、培訓(xùn)對(duì)象按照要求，在PCB高級(jí)設(shè)計(jì)中能完成電氣規(guī)則設(shè)計(jì)，以及合理布局布線。印刷電路板（PCB）設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)一、實(shí)訓(xùn)目的1、學(xué)習(xí)PCB設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)。2、學(xué)習(xí)掌握高速PCB設(shè)計(jì)方法。3、學(xué)習(xí)掌握PCB的加工、制作方法。二、實(shí)訓(xùn)理論基礎(chǔ)電子技術(shù)基礎(chǔ)、元件工藝基礎(chǔ)、電路 CAD PCB設(shè)計(jì)相關(guān)理論知識(shí)三、實(shí)訓(xùn)容

3、四、實(shí)訓(xùn)考核辦法實(shí)訓(xùn)成績(jī)考核容有實(shí)訓(xùn)表現(xiàn)與態(tài)度（ 20%）、實(shí)訓(xùn)操作過(guò)程和實(shí)訓(xùn)容掌握程度 （ 50%）、實(shí) 訓(xùn)報(bào)告的容與文字表達(dá)（ 30%）組成，成績(jī)分為優(yōu)、良、中、及格、不及格五等，具體實(shí)訓(xùn) 成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)參見(jiàn)附件。五、實(shí)訓(xùn)報(bào)告格式格式必須包括實(shí)訓(xùn)目的、實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備、實(shí)訓(xùn)要求、實(shí)訓(xùn)容、實(shí)施方案、實(shí)訓(xùn)結(jié)果、實(shí)訓(xùn)心 得等。實(shí)訓(xùn)報(bào)告統(tǒng)一用實(shí)訓(xùn)報(bào)告紙書(shū)寫(xiě)，具體實(shí)訓(xùn)報(bào)告樣表參見(jiàn)實(shí)訓(xùn)報(bào)告紙。六、參考資料印刷電路板（PCB設(shè)計(jì)與制作 ，曾峰，電子工業(yè)一、PCB設(shè)計(jì)基本概念1 、“層 （Layer） ”的概念與字處理或其它許多軟件中為實(shí)現(xiàn)圖、 文、色彩等的嵌套與合成而引入的“層”的概念 有所不同， Protel

4、的“層”不是虛擬的，而是印刷板材料本身實(shí)實(shí)在在的各銅箔層?，F(xiàn)今， 由于電子線路的元件密集安裝。 防干擾和布線等特殊要求， 一些較新的電子產(chǎn)品中所用的印 刷板不僅有上下兩面供走線， 在板的中間還設(shè)有能被特殊加工的夾層銅箔， 例如， 現(xiàn)在的計(jì) 算機(jī)主板所用的印板材料多在 4層以上。這些層因加工相對(duì)較難而大多用于設(shè)置走線較為簡(jiǎn)單的電源布線層（如軟件中的 Ground Dever 和 Power Dever ），并常用大面積填充的辦法來(lái)布線(如軟件中的External Plalle和Fill )。上下位置的表面層與中間各層需要連通的地方用軟件中提到的所謂“過(guò)孔( Via ) ”來(lái)溝通。有了以上解釋，就

5、不難理解“多層焊盤(pán)” 和“布線層設(shè)置”的有關(guān)概念了。 舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子， 不少人布線完成， 到打印出來(lái)時(shí)方才發(fā) 現(xiàn)很多連線的終端都沒(méi)有焊盤(pán)， 其實(shí)這是自己添加器件庫(kù)時(shí)忽略了“層”的概念， 沒(méi)把自己 繪制封裝的焊盤(pán)特性定義為“多層”(Mulii Layer)的緣故。要提醒的是，一旦選定了所用印板的層數(shù)，務(wù)必關(guān)閉那些未被使用的層，免得惹事生非走彎路。2、過(guò)孔 (Via)為連通各層之間的線路， 在各層需要連通的導(dǎo)線的文匯處鉆上一個(gè)公共孔， 這就是過(guò)孔。 工藝上在過(guò)孔的孔壁圓柱面上用化學(xué)沉積的方法鍍上一層金屬，用以連通中間各層需要連通的銅箔， 而過(guò)孔的上下兩面做成普通的焊盤(pán)形狀， 可直接與上下兩面的線路

6、相通， 也可不連。 一般而言，設(shè)計(jì)線路時(shí)對(duì)過(guò)孔的處理有以下原則：( 1 )盡量少用過(guò)孔，一旦選用了過(guò)孔，務(wù)必處理好它與周邊各實(shí)體的間隙， 特別是容易被忽視的中間各層與過(guò)孔不相連的線與過(guò)孔的 間隙，如果是自動(dòng)布線，可在“過(guò)孔數(shù)量最小化”( Via Minimiz8tion )子菜單里選擇“ on”項(xiàng)來(lái)自動(dòng)解決。(2)需要的載流量越大，所需的過(guò)孔尺寸越大，如電源層和地層與其它層聯(lián)接所用的過(guò)孔就要大一些。3、絲印層( Overlay )為方便電路的安裝和維修等， 在印刷板的上下兩表面印刷上所需要的標(biāo)志圖案和文字代 號(hào)等， 例如元件標(biāo)號(hào)和標(biāo)稱值、 元件外廓形狀和廠家標(biāo)志、生產(chǎn)日期等等。 不少初學(xué)者設(shè)計(jì)

7、 絲印層的有關(guān)容時(shí)，只注意文字符號(hào)放置得整齊美觀，忽略了實(shí)際制出的 PCB效果。他們?cè)O(shè)計(jì)的印板上， 字符不是被元件擋住就是侵入了助焊區(qū)域被抹賒， 還有的把元件標(biāo)號(hào)打在相鄰 元件上，如此種種的設(shè)計(jì)都將會(huì)給裝配和維修帶來(lái)很大不便。 正確的絲印層字符布置原則是：“不出歧義，見(jiàn)縫插針，美觀大方”。4、SMD的特殊性Protel封裝庫(kù)有大量SMD封裝，即表面焊裝器件。這類器件除體積小巧之外的最大特 點(diǎn)是單面分布元引腳孔。 因此，選用這類器件要定義好器件所在面， 以免“丟失引腳 ( Missing Plns )”。另外，這類元件的有關(guān)文字標(biāo)注只能隨元件所在面放置。5、網(wǎng)格狀填充區(qū)( External Pl

8、ane )和填充區(qū) (Fill)正如兩者的名字那樣， 網(wǎng)絡(luò)狀填充區(qū)是把大面積的銅箔處理成網(wǎng)狀的， 填充區(qū)僅是完整 保留銅箔。 初學(xué)者設(shè)計(jì)過(guò)程中在計(jì)算機(jī)上往往看不到二者的區(qū)別，實(shí)質(zhì)上， 只要你把圖面放大后就一目了然了。 正是由于平常不容易看出二者的區(qū)別， 所以使用時(shí)更不注意對(duì)二者的區(qū) 分，要強(qiáng)調(diào)的是， 前者在電路特性上有較強(qiáng)的抑制高頻干擾的作用， 適用于需做大面積填充 的地方， 特別是把某些區(qū)域當(dāng)做屏蔽區(qū)、 分割區(qū)或大電流的電源線時(shí)尤為合適。 后者多用于 一般的線端部或轉(zhuǎn)折區(qū)等需要小面積填充的地方。6、焊盤(pán) （ Pad）焊盤(pán)是PCB設(shè)計(jì)中最常接觸也是最重要的概念，但初學(xué)者卻容易忽視它的選擇和修正

9、， 在設(shè)計(jì)中千篇一律地使用圓形焊盤(pán)。選擇元件的焊盤(pán)類型要綜合考慮該元件的形狀、大小、 布置形式、振動(dòng)和受熱情況、受力方向等因素。 Protel 在封裝庫(kù)中給出了一系列不同大小 和形狀的焊盤(pán)， 如圓、方、八角、 圓方和定位用焊盤(pán)等， 但有時(shí)這還不夠用， 需要自己編輯。 例如， 對(duì)發(fā)熱且受力較大、電流較大的焊盤(pán)， 可自行設(shè)計(jì)成“淚滴狀”，在大家熟悉的彩電 PCB的行輸出變壓器引腳焊盤(pán)的設(shè)計(jì)中，不少?gòu)S家正是采用的這種形式。一般而言，自行編 輯焊盤(pán)時(shí)除了以上所講的以外，還要考慮以下原則：（1）形狀上長(zhǎng)短不一致時(shí)要考慮連線寬度與焊盤(pán)特定邊長(zhǎng)的大小差異不能過(guò)大；（2）需要在元件引角之間走線時(shí)選用長(zhǎng)短不對(duì)稱

10、的焊盤(pán)往往事半功倍；（3） 各元件焊盤(pán)孔的大小要按元件引腳粗細(xì)分別編輯確定，原則是孔的尺寸比引腳直徑 大 0.2-0.4 毫米。7、各類膜（ Mask）這些膜不僅是 PCB 制作工藝過(guò)程中必不可少的，而且更是元件焊裝的必要條件。按 “膜”所處的位置及其作用，“膜”可分為元件面（或焊接面）助焊膜（Top or Bottom 和元件面（或焊接面）阻焊膜（ Top or BottomPaste Mask）兩類。 顧名思義，助焊膜是涂于 焊盤(pán)上， 提高可焊性能的一層膜， 也就是在綠色板子上比焊盤(pán)略大的各淺色圓斑。 阻焊膜的 情況正好相反， 為了使制成的板子適應(yīng)波峰焊等焊接形式， 要求板子上非焊盤(pán)處的銅

11、箔不能 粘錫， 因此在焊盤(pán)以外的各部位都要涂覆一層涂料，用于阻止這些部位上錫。可見(jiàn)，這兩種 膜是一種互補(bǔ)關(guān)系。由此討論，就不難確定菜單中類似"solder Mask En largeme nt"等項(xiàng)目的設(shè)置了。8、飛線飛線有兩重含義：（ 1 ）自動(dòng)布線時(shí)供觀察用的類似橡皮筋的網(wǎng)絡(luò)連線， 在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)表調(diào)入元件并做了初步 布局后，用“ Show 命令就可以看到該布局下的網(wǎng)絡(luò)連線的交叉狀況，不斷調(diào)整元件的位置 使這種交叉最少，以獲得最大的自動(dòng)布線的布通率。（ 2 ）布線結(jié)束，還有哪些網(wǎng)絡(luò)尚未布通，也可通過(guò)該功能來(lái)查找。找出未布通網(wǎng)絡(luò)之后， 可用手工補(bǔ)償， 實(shí)在補(bǔ)償不了就要用到“飛

12、線”的第二層含義， 就是在將來(lái)的印板上用導(dǎo)線 連通這些網(wǎng)絡(luò)。 要交待的是， 如果該電路板是大批量自動(dòng)線生產(chǎn)， 可將這種飛線視為 0 歐阻 值、具有統(tǒng)一焊盤(pán)間距的電阻元件來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì) .二 PCB 設(shè)計(jì)的一般方法 本節(jié)的目的在于說(shuō)明如何使用印制板設(shè)計(jì)工具進(jìn)行印制板流程的設(shè)計(jì)和一些注意事項(xiàng)， 為項(xiàng)目組的設(shè)計(jì)人員提供設(shè)計(jì)規(guī)，方便設(shè)計(jì)人員之間進(jìn)行交流和相互檢查。2 1 設(shè)計(jì)流程PCB 的設(shè)計(jì)流程分為設(shè)計(jì)準(zhǔn)備、網(wǎng)表輸入、 規(guī)則設(shè)置、 元器件布局、 布線、 檢查、復(fù)查、 輸出八個(gè)步驟。1 . PCB設(shè)計(jì)準(zhǔn)備（ 1 ）標(biāo)準(zhǔn)元件的建立物理元件可看成是電子器件的封裝尺寸在PCB上的一個(gè)平面映像，設(shè)計(jì)前要考慮布線及

13、生產(chǎn)工藝的可行性。 由于布線時(shí)需要在兩引腳之間走線， 這要求焊接元件引腳的焊盤(pán)有一個(gè) 合適的尺寸。焊盤(pán)過(guò)小， 金屬化孔的孔徑就小，如果元器件是表面安裝的話，金屬化孔作為 導(dǎo)通孔，孔徑小問(wèn)題不大，但若元器件是通孔安裝（THM的，如DIP雙列直插封裝的元器件，孔徑過(guò)小，在裝配時(shí)，器件引腳的插入就有困難，也可能導(dǎo)致器件的焊接困難，這必將 影響整個(gè)PCB的可靠性。但焊盤(pán)過(guò)大布線時(shí)將降低布通率。所以，給焊盤(pán)設(shè)計(jì)一個(gè)合理的尺寸是十分重要的。（2）特殊元件的建立 對(duì)于特殊元件尺寸即非標(biāo)準(zhǔn)物理元件上的尺寸， 必須查閱有關(guān)資料或?qū)﹄娮悠骷M(jìn)行實(shí) 際測(cè)量，它包括外形尺寸、焊盤(pán)的大小、引腳序號(hào)排列等。有時(shí)為了需要，

14、可以把一個(gè)定型 的電路建成一個(gè)庫(kù)元件， 也可以把相同電路模塊建成一個(gè)庫(kù)元件來(lái)使用，這樣在PCB設(shè)計(jì)中能省時(shí)省事，得到事半功倍的效果。（3）具體印制板設(shè)計(jì)文件的建立有了邏輯圖（或網(wǎng)絡(luò)表）、物理元件庫(kù)和 PCB板形的描述，就可對(duì)某一塊PCB板進(jìn)行具體設(shè)計(jì)了，主要包括以下事項(xiàng)： 門(mén)分配， 將門(mén)電路分配到具體的元器件上， 同時(shí)也初步確定元件的數(shù)量與空間位置。 可交換封裝形式的信息的建立。 網(wǎng)絡(luò)表的建立。 檢查各種描述的數(shù)據(jù)。這一過(guò)程往往出錯(cuò)較多， 在種種描述之中有互相矛盾沖突發(fā)生， 需根據(jù)反饋信息進(jìn)行修 正，再重復(fù)建立設(shè)計(jì)文件，直至完全正確為止。2 網(wǎng)表輸入網(wǎng)表輸入有兩種方法，一種是使用 PowerL

15、ogic 的 OLE PowerPCBConnection 功能，選 擇Send Netlist ，應(yīng)用OLE功能，可以隨時(shí)保持原理圖和PCB圖的一致，盡量減少出錯(cuò)的可能。另一種方法是直接在 PowerPCB中裝載網(wǎng)表，選擇 File宀Import，將原理圖生成的網(wǎng) 表輸入進(jìn)來(lái)。3 規(guī)則設(shè)置如果在原理圖設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)把PCB的設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置好的話，就不用再設(shè)置這些規(guī)則了，因?yàn)檩斎刖W(wǎng)表時(shí)，設(shè)計(jì)規(guī)則已隨網(wǎng)表輸入到PowerPCB中了。如果修改了設(shè)計(jì)規(guī)則，必須保證原理圖和PCB的一致。除了設(shè)計(jì)規(guī)則和層定義外，還有一些規(guī)則需要設(shè)置，比如Pad Stacks ，需要修改標(biāo)準(zhǔn)過(guò)孔的大小。如果設(shè)計(jì)者新建了一個(gè)

16、焊盤(pán)或過(guò)孔，一定要加上 Layer25 。注意，PCB設(shè)計(jì)規(guī)則、層定義、過(guò)孔設(shè)置、CAM俞出設(shè)置已經(jīng)做成默認(rèn)啟動(dòng)文件，名稱為 Default stp ，網(wǎng)表輸入進(jìn)來(lái)以后，按照設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，把電源網(wǎng)絡(luò)和地分配給電源 層和地層， 并設(shè)置其他高級(jí)規(guī)則。 在所有的規(guī)則都設(shè)置好以后， 在 PowerLogic 中，使用 OLE PowerPCB Connection 的 Rules From PCB 功能，更新原理圖中的規(guī)則設(shè)置，以保證原理圖 和PCB圖的規(guī)則一致。4 元器件布局網(wǎng)表輸入以后， 所有的元器件都會(huì)在工作區(qū)的零點(diǎn)， 重疊在一起， 下一步的工作就是把 這些元器件分開(kāi)，按照一些規(guī)則擺放整齊，即

17、元器件布局。PowerPCB提供了兩種方法，手工布局和自動(dòng)布局。1）手工布局 根據(jù)工具印制板的結(jié)構(gòu)尺寸畫(huà)出極邊（Board Outline ）。 在板邊的周圍放置元器件。 把元器件一個(gè)一個(gè)地移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)，放到板邊以，按照一定的規(guī)則擺放整齊。（2）自動(dòng)布局PowerPCB 提供了自動(dòng)布局，但對(duì)大多數(shù)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，效果并不理想，不推薦使用。（ 3）注意事項(xiàng) 布局的首要原則是保證布線的布通率，移動(dòng)器件時(shí)注意飛線的連接，把有連線關(guān)系 的器件放在一起。 數(shù)字器件和模擬器件要分開(kāi)，盡量遠(yuǎn)離。 去耦電容盡量靠近器件的 VCC。 放置器件時(shí)要考慮以后的焊接，不要太密集。 多使用軟件提供的 Anny 和 Union

18、 功能，以提高布局的效率。5 布線布線的方式有兩種，手工布線和自動(dòng)布線。PowerPCB 提供的手工布線功能十分強(qiáng)大，包括自動(dòng)推擠、在線設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC，自動(dòng)布線由布線引擎進(jìn)行,通常這兩種方法配合使用，常用的步驟是手工自動(dòng)手工。1）手工布線自動(dòng)布線前，先用手工布一些重要的網(wǎng)絡(luò)，比如高頻時(shí)鐘、主電源等，這些網(wǎng)絡(luò)往往對(duì)走線距離、線寬、線間距、屏蔽等有特殊的要求；其次是一些特殊封裝，如BGA。（ 2）自動(dòng)布線手工布線結(jié)束以后，剩下的網(wǎng)絡(luò)就交給自動(dòng)布線器來(lái)自動(dòng)布線。選擇Tools t Specctra ,啟動(dòng)Specctra布線器的接口，設(shè)置好DO文件后，按Contnue就啟動(dòng)了 Specctra

19、布線器的自動(dòng)布錢，結(jié)束后如果布通率為100%，那么就可以進(jìn)行手工調(diào)整布線了：如果布通率不到100，說(shuō)明布局或手工布線有問(wèn)題，需要調(diào)整布局或手工布線，直至全部布通為止。自動(dòng)布線很難布得很有規(guī)則，還要用手工布線對(duì)PCB的走線進(jìn)行調(diào)整。（ 3）注意事項(xiàng) 電源線和地線盡量加粗。去耦電容盡量與VCc直接連接。設(shè)置Specctra的DO文件時(shí)，首先添加 Protect all wires命令，保護(hù)受公布的線不被自動(dòng)布線器重布。 如果有混合電源層，應(yīng)該將該層定義為 Split/mixedPlane ，在布線之前將其分割，布完線之后，使用 Pour Manager 的 Plane Connect 進(jìn)行覆銅。

20、將所有的器件管腳設(shè)置為熱焊盤(pán)方式，做法是將 Filter 設(shè)為 Pins ，選中所有的管 腳，修改屬性，在 Thermal 選項(xiàng)前打鉤。 手動(dòng)布線時(shí)把 DRC選項(xiàng)打開(kāi)，使用動(dòng)態(tài)布線（Dynamic Route ）。6 檢查檢查的項(xiàng)目有間距（ Clearance ）、連接性（ Connectivity ）、高速規(guī)則（ High Speed ） 和電源層（Plane ）,這些項(xiàng)目可以選擇 Tools宀Verify Design進(jìn)行。如果設(shè)置了高速規(guī)則， 必須檢查，否則可以跳過(guò)這一項(xiàng)。檢查出錯(cuò)誤，必須修改布局和布線。注意， 有些錯(cuò)誤可以忽略， 例如有些接插件的 Outline 的一部分放在了板框外，

21、 檢查間 距時(shí)會(huì)出錯(cuò)；另外每次修改過(guò)走線和過(guò)孔之后，都要重新覆銅一次。7 復(fù)查復(fù)查根據(jù)“ PCB 檢查表”，容包括設(shè)計(jì)規(guī)則、層定義、線寬、間距、焊盤(pán)、過(guò)孔設(shè)置。 還要重點(diǎn)復(fù)查器件布局的合理性、電源、 地線網(wǎng)絡(luò)的走線、高速時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)的走線與屏蔽、去 耦電容的擺放和連接等。 復(fù)查不合格，設(shè)計(jì)者要修改布局和布線， 合格之后，復(fù)查者和設(shè)計(jì) 者分別簽字。8 設(shè)計(jì)輸出PCB設(shè)計(jì)可以輸出到打印機(jī)或輸出光繪文件。打印機(jī)可以把PCB分層打印，便于設(shè)計(jì)者和復(fù)查者檢查； 光繪文件交給制板廠家。 光給文件的輸出十分重要， 關(guān)系到這次設(shè)計(jì)的成敗， 下面將著重說(shuō)明輸出光繪文件的注意事項(xiàng)。 需要輸出的層有布線層（包括頂層、底

22、層、中間布線層）、電源層（包括Vcc層和GND層）、絲印層（包括頂層絲印、底層絲印） 、阻焊層（包括頂層阻焊和底層阻焊） ，另外還要 生成鉆孔文件（ NC Drill ）。 如果電源層設(shè)置為 Split/Mixed ，那么在 Add Document 窗口的 Document 項(xiàng)選擇Routing ，并且每次輸出光繪文件之前，都要對(duì) PCB圖使用Pour Manager的Plane Connect進(jìn)行覆銅；如果設(shè)置為CAM Plane，則選擇Plane。在設(shè)置Laver項(xiàng)的時(shí)候，要把 Layer25加上，在 Layer25 層中選擇 Pads 和 Vias 。 在設(shè)備設(shè)置窗口（按 Device

23、 Setup ）將 Aperture 的值改為 199。 在設(shè)置每層的 Layer 時(shí)，將 Board Outline 選上。 設(shè)置絲印層的Layer時(shí)，不要選擇Part Type，選擇頂層（底層）和絲印層的Outline ，Text ， line 設(shè)置阻焊層的 Layer 時(shí)，選擇過(guò)孔表示過(guò)孔上不加阻焊，不選過(guò)孔表示加阻焊，視 具體情況確定。 生成鉆孔文件時(shí)，使用 PowerPCB的默認(rèn)設(shè)置，不要進(jìn)行任何改動(dòng)。 所有光繪文件輸出以后，用 CAM350打開(kāi)并打印，由設(shè)計(jì)者和復(fù)查者根據(jù)“PCB僉查表”檢查。2.2 PCB 布局在設(shè)計(jì)中，布局是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。布局結(jié)果的好壞將直接影響布線的效果，因

24、此可 以這樣認(rèn)為，合理的布局是PCE設(shè)計(jì)成功的第一步。布局的方式分兩種，一種是交互式布局，另一種是自動(dòng)布局。布局一般是在自動(dòng)布局 的基礎(chǔ)上用交互式布局進(jìn)行調(diào)整， 在布局時(shí)還可根據(jù)走線的情況對(duì)門(mén)電路進(jìn)行再分配， 將兩 個(gè)門(mén)電路進(jìn)行交換， 使其成為便于布線的最佳布局。 在布局完成后， 還可對(duì)設(shè)計(jì)文件及有關(guān) 信息進(jìn)行返回并標(biāo)注于原理圖，使得PCB板中的有關(guān)信息與原理圖相一致，以便同今后的建檔、更改設(shè)計(jì)能同步起來(lái)， 同時(shí)對(duì)模擬的有關(guān)信息進(jìn)行更新， 以便對(duì)電路的電氣性能及功能 進(jìn)行板級(jí)驗(yàn)證。1考慮整體美觀 一個(gè)產(chǎn)品的成功與否，一是要注重在質(zhì)量，二是兼顧整體的美觀，兩者都較完美才能 認(rèn)為該產(chǎn)品是成功的。在

25、一個(gè)PCB板上，元件的布局要均衡，疏密有序，不能頭重腳輕或一頭沉。2布局的僉查 印制板尺寸是否與加工圖紙尺寸相符，是否符合PCB制造工藝要求，有無(wú)定位標(biāo)記。 元件在二維、三維空間上有無(wú)沖突。 元件布局是否疏密有序，排列整齊，是否全部布完。 需經(jīng)常更換的元件能否方便的更換，插件板插入設(shè)備是否方便。 熱敏元件與發(fā)熱元件之間是否有適當(dāng)?shù)木嚯x。 調(diào)整可調(diào)元件是否方便。 在需要散熱的地方，裝了散熱器沒(méi)有，空氣流是否通暢。 信號(hào)流程是否順暢且互連最短。 插頭、插座等與機(jī)械設(shè)計(jì)是否矛盾。 線路的干擾問(wèn)題是否有所考慮。3元器件布局規(guī)則 元件布置的有效圍：PCB板 X, Y方向均要留出傳送邊，每邊 3.5mm,

26、如不夠，需另 加工藝傳送邊。 PCB板上元件需均勻排放，避免輕重不均。 元器件在PCB板上的排向，原則上就隨元器件類型的改變而變化，即同類元器件盡 可能按相同的方向排列，以便元器件的貼裝、焊接和檢測(cè)。 當(dāng)采用波峰焊時(shí)，盡量保證元器件的兩端焊點(diǎn)同時(shí)接觸焊料波峰（SOIC必須保證，片狀、柱狀元件盡量保證） 。 當(dāng)尺寸相差較大的片狀元器件相鄰排列，且間距很小時(shí)，較小的元器件在波峰焊時(shí) 應(yīng)排列在前面， 先進(jìn)入焊料波， 避免尺寸較大的元器件遮蔽其后尺寸較小的元器件， 造成漏 焊。 板上不同組件相鄰焊盤(pán)圖形之間的最小間距應(yīng)在lmm以上。4基準(zhǔn)標(biāo)志 為了精密地貼裝元器件，可根據(jù)需要設(shè)計(jì)用于整塊PCB 的光學(xué)

27、定位的一組圖形（基準(zhǔn)標(biāo)志），用于引腳數(shù)多，引腳間距小的單個(gè)器件的光學(xué)定位圖形（局部基準(zhǔn)標(biāo)志）?；鶞?zhǔn)標(biāo)志常用圖形有：（圖型代表的意義見(jiàn) 小節(jié)，PCB設(shè)計(jì)的可制造 性第52條）其大小在0.52.0 mm圍，置于PCB或單個(gè)器件的對(duì)角線對(duì)稱方向位置?；鶞?zhǔn)標(biāo)志要考慮 PCB 材料顏色與環(huán)境的反差，通常設(shè)置成焊盤(pán)樣，即覆銅或鍍鉛錫合 金。對(duì)于拼板，由于模板沖壓偏差，可能形成板與板之間間距不一致，最好在每塊拼板上 都設(shè)基準(zhǔn)標(biāo)志，讓機(jī)器將每塊拼板當(dāng)做單極看待。5焊盤(pán)圖形設(shè)計(jì)焊盤(pán)設(shè)計(jì)，一般按所用元件外形，在CAD標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中選取相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)焊盤(pán)尺寸，不能以大代小或以小代大。6焊盤(pán)與印制導(dǎo)線 減少印制導(dǎo)線連通焊盤(pán)處的寬

28、度，除非受電荷容量、印制板加工極限等因素的限制， 最大寬度應(yīng)為0.4mm,或焊盤(pán)寬度的一半（以較小焊盤(pán)為準(zhǔn)）。焊盤(pán)與較大面積的導(dǎo)電區(qū)如地、電源等平面相連時(shí)，應(yīng)通過(guò)一長(zhǎng)度較短細(xì)的導(dǎo)電線路 進(jìn)行熱隔離。印制導(dǎo)線應(yīng)避免呈一定角度與焊盤(pán)相連，只要可能，印制導(dǎo)線應(yīng)從焊盤(pán)的長(zhǎng)邊的中心 處與之相連。7焊盤(pán)與阻焊膜 印制板上相應(yīng)于各焊盤(pán)的阻焊膜的開(kāi)口尺寸，其寬度和長(zhǎng)度分別應(yīng)比焊盤(pán)尺寸大0.050.25mm,具體情況視焊盤(pán)間距而定，目的是既要防止阻焊劑污染焊盤(pán)，又要避免焊膏印刷、焊接時(shí)的連印和連焊。再有阻焊膜的厚度不得大于焊盤(pán)的厚度。8導(dǎo)通孔布局 避免在表面安裝焊盤(pán)以，或在距表面安裝焊盤(pán) 0.635 mm 以設(shè)

29、置導(dǎo)通孔。如無(wú)法避免， 須用阻焊劑將焊料流失通道阻斷。對(duì)測(cè)試支撐導(dǎo)通孔，在設(shè)計(jì)布局時(shí)，需充分考慮不同直徑的探針在進(jìn)行自動(dòng)的在線測(cè)試（ATE時(shí)的最小間距。9 焊接方式與PCB整體設(shè)計(jì) 再流焊幾乎適用于所有貼片元件的焊接，波峰焊則只適用于焊接矩形片狀元件、圓柱形元器件、SOT等和較小的SOP（管腳數(shù)小于28、腳間距1mm以上）。當(dāng)采用波峰焊接 SOP 等多腳元件時(shí)，應(yīng)于錫流方向最后兩個(gè)（每邊各1）焊腳外設(shè)置竊錫焊盤(pán)，防止連焊。鑒于生產(chǎn)的可操作性， PCB整體設(shè)計(jì)盡可能按以下順序優(yōu)化： 單面貼裝或混裝，即在 PCB單面布放貼片元件或插裝元件； 雙面貼裝，PCB A面布放貼片元件和插裝元件，B面布放適

30、合于波峰焊的貼片元件； 雙面混裝，PCB A面布放貼片元件和插裝元件， B面布放需再流焊的貼片元件。 總之，表面貼裝 PCB 設(shè)計(jì)容很廣，不僅要考慮電路基本設(shè)計(jì)、元器件產(chǎn)品設(shè)計(jì)、基板設(shè)計(jì)，而且還要考慮制造工藝性設(shè)計(jì)、測(cè)試圖形設(shè)計(jì)等多方面的容。若設(shè)計(jì)不當(dāng)，SMT根本無(wú)法實(shí)施或生產(chǎn)效率很低。另外，隨著SMT設(shè)備的發(fā)展，SMT工藝也在不斷發(fā)展，現(xiàn)有的一些制約因素也許在不久的將來(lái)就會(huì)消失，所以設(shè)計(jì)人員需不斷跟蹤新設(shè)備、新工藝的發(fā)展。2.3 元件的選擇和考慮對(duì)元件的選擇，一般必須做到的考慮點(diǎn)最少有以下幾方面： 電氣性能。 占地效率（三維） 。 成本和供應(yīng)。 元件可靠性和使用環(huán)境條件。 和設(shè)計(jì)規(guī)的吻合。

31、合適的工藝和設(shè)備規(guī)。 可組裝性、可測(cè)試性（包括目視檢查） 、可返修性。 與制造相關(guān)的資料是否完整可得（如元件完整詳細(xì)外形尺寸、引腳材料、工藝溫度 限制等）。從可制造性上考慮，元件的選擇應(yīng)對(duì)封裝有所了解。元件的封裝種類繁多，也各有各 的優(yōu)缺點(diǎn)。 做為設(shè)計(jì)人員， 對(duì)這些封裝技術(shù)應(yīng)該有一定的認(rèn)識(shí)， 才能在可選擇的圍做出最優(yōu) 化（即適合高質(zhì)量高效率的生產(chǎn)）最適當(dāng)?shù)倪x擇， 比如去了解元件封裝的目的。如果了解到 封裝的目的之一是提供散熱， 那在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)自然而然的考慮到不同封裝的散熱性能。 了解到 散熱和 IC 的引腳材料有關(guān)后， 便自然而然的會(huì)考慮到是否需要采用銅而放棄 42 號(hào)合金的引 腳之類的問(wèn)題。對(duì)

32、于元件封裝和組裝工藝相關(guān)的問(wèn)題，已不只是工藝或生產(chǎn)工程師的事了。設(shè)計(jì)人員 也應(yīng)該有所了解。比如在“爆米花效應(yīng)” （ Pop corn effect ，因元件吸濕而在回流過(guò)程中 爆裂的現(xiàn)象）的考慮上，在可選的情況下會(huì)優(yōu)選PLCC44而不用QFP44又如對(duì)SOIC的底部浮起高度的考慮， 市面上有不太統(tǒng)一的規(guī)， 設(shè)計(jì)人員應(yīng)該了解到不同高度指標(biāo)對(duì)廠現(xiàn)有的工 藝和設(shè)備將會(huì)造成什么問(wèn)題。 如當(dāng)采用清洗工藝時(shí)， 元件選擇上就應(yīng)該選擇較高標(biāo)準(zhǔn)的元件。 如果采用貼片機(jī)生產(chǎn)， 還要注意元件的包裝。 不同的包裝有不同的生產(chǎn)效率和成本。 選擇標(biāo) 準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備和管理的情況而定。2.5 焊盤(pán)設(shè)計(jì)焊盤(pán)的尺寸，對(duì) SMT

33、產(chǎn)品的可制造性和壽命有很大的影響。影響焊盤(pán)尺寸的因素眾多， 必須全面的配合才能做得好。要在眾多因素條件中找到完全一樣的機(jī)會(huì)很小。所以SMT用戶應(yīng)該開(kāi)發(fā)適合自己的一套尺寸規(guī)， 而且必須有良好的檔案記錄， 詳細(xì)記載各重要的設(shè)計(jì)考慮 和條件， 以方便將來(lái)的優(yōu)化和更改。 由于目前在一些因素和條件上還不能找出具體和有效的 綜合數(shù)學(xué)公式， 用戶還必須配合計(jì)算和試驗(yàn)來(lái)優(yōu)化本身的規(guī)， 而不能單靠采用他人的規(guī)或計(jì) 算得出的結(jié)果。1良好焊盤(pán)和影響它的因素一個(gè)良好的焊盤(pán)設(shè)計(jì)，應(yīng)該在工藝上容易組裝、便于檢查和測(cè)試以及組裝后的焊點(diǎn)有 很長(zhǎng)的使用壽命等條件。 設(shè)計(jì)焊盤(pán)的定義， 包括焊盤(pán)本身的尺寸、 阻焊劑或阻焊層框框的尺

34、 寸、元件占地圍、 元件下的布線和點(diǎn)膠 （在波峰焊工藝中） 用的虛設(shè)焊盤(pán)或布線的所有定義。決定焊盤(pán)尺寸，有五方面的主要因素。它們是元件的外形和尺寸、基板種類和質(zhì)量、 組裝設(shè)備能力、 所采用的工藝種類和能力以及要求的品質(zhì)水平或標(biāo)準(zhǔn)。 在考慮焊盤(pán)的設(shè)計(jì)時(shí) 必須配合以上五個(gè)因素整體考慮。 計(jì)算尺寸公差時(shí)， 如果采用最差情況方法 （即將各公差加 起來(lái)做總公差考慮的方法） ，雖然是最保險(xiǎn)的做法，但對(duì)微型化不利而且很難照顧到目前統(tǒng) 一不足的巨大公差圍。 所以工業(yè)界中較常用的是統(tǒng)計(jì)學(xué)中接受的有效值或均方根方法。 這種 做法在各方面可達(dá)到較好的平衡。2設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作 焊盤(pán)設(shè)計(jì)必須配合多方面的資料，所以在進(jìn)行

35、焊盤(pán)設(shè)計(jì)前有以下的準(zhǔn)備工作先得做好。 收集元件封裝和熱特性的資料。注意，國(guó)際上對(duì)元件封裝雖然有規(guī)，但東西方規(guī)在 某些方面相差很大。用戶必須在元件圍上做出選擇或把設(shè)計(jì)規(guī)分成等級(jí)。 整理基板的規(guī)。對(duì)于基板的質(zhì)量（如尺寸和溫度穩(wěn)定性） 、材料、油印的工藝能力 和相對(duì)的供應(yīng)商都必須有清楚詳細(xì)的記錄。 制定廠的工藝和設(shè)備能力規(guī)。例如基板處理的尺寸圍、貼片精度、絲印精度、回流 原理和點(diǎn)膠工藝采用的是什么注射泵等等。這方面的知識(shí)了解對(duì)焊盤(pán)的設(shè)計(jì)也很有幫助。 對(duì)各制造工藝的問(wèn)題和知識(shí)有足夠的了解。這有助于在設(shè)計(jì)焊盤(pán)時(shí)的考慮和取舍， 有些時(shí)候設(shè)計(jì)無(wú)法面面俱到，這方面的知識(shí)和能力可以使設(shè)計(jì)人員做出較好的決策。 制

36、定廠或某一產(chǎn)品上的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。只有在了解到具體的產(chǎn)品品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，焊盤(pán)設(shè)計(jì) 才可以推算出來(lái)。品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是指如焊點(diǎn)的大小、需要什么樣的外形等等。3波峰焊工藝中的一些考慮波峰焊接工藝中，較常見(jiàn)的工藝問(wèn)題有“陰影效應(yīng)” 、“缺焊”、“橋接”（短路）和“元 件脫落”。“陰影效應(yīng)” 是由于元件封裝的不潤(rùn)濕性和熔錫的強(qiáng)大表面力造成的， 為了避免這 種問(wèn)題的產(chǎn)生， 焊盤(pán)的長(zhǎng)度必須能延伸出元件體外， 越高的元件封裝延伸也應(yīng)越長(zhǎng)。 而元件 和元件之間的距離不能太近， 應(yīng)保留有足夠的間隙讓熔錫滲透。 注意這些尺寸都和生產(chǎn)廠的 設(shè)備和調(diào)制能力有一定的關(guān)系，所以設(shè)計(jì)時(shí)必須了解到生產(chǎn)廠這方面的特性?！皹蚪印眴?wèn)題常發(fā)生在 IC

37、 引腳上和距離太近的元件。解決的方法是給予足夠的元件間 距，對(duì)于 IC 引腳（一般發(fā)生在離開(kāi)錫爐的最后引腳上）可以在焊盤(pán)設(shè)計(jì)上加入“吸錫”或 “盜錫”虛焊盤(pán)。此焊盤(pán)的尺寸和位置視 IC 的引腳間距和類型而定。對(duì)于較細(xì)間距的翼形 引腳和 J 形引腳， 吸錫焊盤(pán)應(yīng)該往外側(cè)布置， 較細(xì)間距的引腳應(yīng)采用較長(zhǎng)的吸錫焊盤(pán)。 此外， 對(duì)于四邊都有引腳的 QFP應(yīng)采用45°角置放，以減少橋接的機(jī)會(huì)。對(duì)于J形引腳和間距較寬的PLCC則無(wú)此需要。元件脫落” 問(wèn)題， 一般是因?yàn)椴磕z工藝做得不好造成的。 最常見(jiàn)的原因是膠點(diǎn)的高度 不夠。而很多時(shí)候是因?yàn)楣に嚕ū眉夹g(shù)）和材料（勤膠、元件）的選擇不當(dāng)，以及因基板

38、上 焊盤(pán)高度將元件托起而引起的。 設(shè)計(jì)時(shí)除了要具體和嚴(yán)格的規(guī)定元件的封裝尺寸以及工藝規(guī) 中規(guī)定技術(shù)和材料外，在基板的設(shè)計(jì)上可以采用所謂的“墊盤(pán)” （在膠點(diǎn)處的一種虛焊盤(pán)） 來(lái)協(xié)助增加膠點(diǎn)的高度。這“墊盤(pán)”也可以用信號(hào)布線來(lái)代替。4 焊點(diǎn)質(zhì)量的考慮 決定焊盤(pán)的尺寸大小，首先要從焊點(diǎn)的質(zhì)量來(lái)考慮。什么樣的焊點(diǎn)（大小、外形）才算 是優(yōu)良的焊點(diǎn)呢？科學(xué)性的確認(rèn)是通過(guò)對(duì)不同焊點(diǎn)大小和外形進(jìn)行壽命測(cè)試而得來(lái)的。 這類 測(cè)試費(fèi)用高、技術(shù)難、所需時(shí)間也長(zhǎng)。不過(guò)工業(yè)界中有許多經(jīng)驗(yàn)是可以被參考和借用的。比 如說(shuō)對(duì)矩形元件的焊點(diǎn)， 則要求底部端點(diǎn)最少有一半的面積必須和焊盤(pán)焊接 （家電和消費(fèi)產(chǎn) 品），端點(diǎn)兩側(cè)要有 0

39、.3mm 以上或元件高度的三分之一的潤(rùn)濕面等的最低要求。對(duì)于設(shè)計(jì)工作， 重要的是應(yīng)該了解到焊點(diǎn)各組成部分的功能和作用。 比如了解到矩形元 件兩端延伸方向處是影響焊點(diǎn)的機(jī)械力， 也是提供工藝效果有用的檢查點(diǎn)。 這樣在設(shè)計(jì)時(shí)就 能很好地取舍尺寸。 例如了解到矩形元件各端點(diǎn)兩例只提供未必需要的額外機(jī)械強(qiáng)度， 而它 又決定回流時(shí)的“浮動(dòng)”效應(yīng)（引起立碑的成因之一） ，這時(shí)可以在小元件上放棄這兩側(cè)的 焊盤(pán)面積來(lái)?yè)Q取較高的工藝直通率。5 焊盤(pán)尺寸的推算 焊盤(pán)尺寸的初步推算，應(yīng)該考慮元件尺寸的圍和公差、焊點(diǎn)大小的需要、基板的精度、 穩(wěn)定性和工藝能力（如定位和貼片精度等） 。推算的公式應(yīng)該包含這些因素的考慮。

40、在焊盤(pán)尺寸 X 的考慮上，為了確保端點(diǎn)底部有足夠的焊接面，采用了元件圍中最長(zhǎng)的L值加上質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中所需的端點(diǎn)焊點(diǎn)（0.3mm或元件端點(diǎn)高度的1/3 ）,再加上貼片精度的誤差（注： 有些人認(rèn)為回流時(shí)元件會(huì)自動(dòng)對(duì)中而不考慮誤差， 這種做法不當(dāng)。 因?yàn)椴皇窃谌魏吻?況下都會(huì)自動(dòng)對(duì)中， 而且即使能自動(dòng)對(duì)中， 在對(duì)中前會(huì)產(chǎn)生因貼偏而影響工藝的其他問(wèn)題） 。 此外，因基板尺寸而引起的誤差在制造時(shí)是以只允許大而不可小的指標(biāo)來(lái)控制的，所以基板的誤差可以不加在公式。因此，X的推算總結(jié)如下：X最小值=L最大值+2X優(yōu)良焊點(diǎn)所需的延伸+2X貼片精度X最大值=L最大值+1.5 X元件端點(diǎn)高度-2 X貼片精度注：焊盤(pán)延伸

41、長(zhǎng)度超過(guò)元件高度的 1.5 倍時(shí)容易引起浮動(dòng)立碑問(wèn)題。對(duì)于D的考慮，為確保有足夠的端點(diǎn)底部焊接面，采用了元件S的最低值，減去品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中所需的焊點(diǎn)大小。公式為：D最大值=S最小值-2X優(yōu)良焊點(diǎn)所需的延伸從質(zhì)量觀點(diǎn)來(lái)看元件底下部焊點(diǎn)不是很重要， 此處的貼片精度和焊點(diǎn)保留區(qū)可以同時(shí)考 慮（包括在一起） 。用戶也可以采用：D最大值=S最小值-2X貼片精度一般的選擇是看哪一個(gè)公差較大而定。D最小值的考慮重點(diǎn)是焊球問(wèn)題，但可以提供絲印鋼網(wǎng)的設(shè)計(jì)來(lái)補(bǔ)償。一般在設(shè)計(jì)D尺寸時(shí)用以上的公式而不找其最小值（沒(méi)額外的好處）Y值的考慮和X值類似。但無(wú)須考慮最大值，因?yàn)檠由煲韵碌暮副P(pán)沒(méi)有什么意義。Y最小值=WM大值+2X

42、優(yōu)良焊點(diǎn)所需的延伸+2X貼片精度由于從W值再向外延伸的焊盤(pán)尺寸，對(duì)元件的壽命和可制造性沒(méi)有什么更有益的作用， 而縮小這方面的尺寸對(duì)元件回流時(shí)的 “浮動(dòng)” 效應(yīng)有制止的作用， 許多設(shè)計(jì)人員因此將焊盤(pán) 的Y值方面不加入這方面的值，甚至還有為了更強(qiáng)的工藝管制而使用稍小于W值的。對(duì)于小的矩形件（ 0603 或更小）則可以考慮此做法。以上是以矩形件為例子，用戶該做到的是了解焊點(diǎn)的作用細(xì)節(jié)，了解尺寸和工藝方面 可能發(fā)生的誤差，那么不管是什么引腳，什么封裝的元件焊盤(pán)都能較科學(xué)的推算出來(lái)了。6阻焊劑（阻焊層）的考慮 對(duì)于阻焊劑無(wú)覆蓋框的尺寸考慮，主要是看基板制造商在阻焊劑工藝上的能力（印刷定位精度和分辨率）

43、而定。 只要保留足夠的間隙確保阻焊劑不會(huì)覆蓋焊盤(pán)和不會(huì)因太細(xì)而斷裂便可以了。一般采用液態(tài)絲印阻焊劑涂布技術(shù)， 約需保留0.4mm的間隙。而采用光繪阻焊 劑涂布技術(shù)的，則只需約0.15mm的間隙。最細(xì)的阻焊劑部分，絲印技術(shù)應(yīng)有0.3mm間隙而光 繪技術(shù)應(yīng)有0.2mm間隙。7占用面積 占用面積指的是不能有其他物件的圍。這方面的考慮是要確保檢查（光學(xué)或目視）和 返修工具和工作所需的空間。 設(shè)計(jì)人員應(yīng)先了解生產(chǎn)廠所采用的返修和檢查方法及工具后再 制定此規(guī)。2.6 基準(zhǔn)設(shè)計(jì)和元件布局基準(zhǔn)設(shè)計(jì)可以從如何在自動(dòng)化設(shè)備中處理基準(zhǔn)開(kāi)始。比如設(shè)備自動(dòng)傳送帶所需的留空 寬度、基準(zhǔn)在每一處設(shè)備中的定位方式和需求（如邊

44、定位需要一定的厚度和平整度等等）。定位孔的位置、 形狀和尺寸要求之類的， 都應(yīng)該給出清楚的定義。 以免設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品不適合 處理或在處理中會(huì)對(duì)質(zhì)量和效率有不良影響。1定位孔基飯的定位孔，用做基準(zhǔn)對(duì)位和固定，設(shè)計(jì)時(shí)基準(zhǔn)孔是正圓形的。一般設(shè)備的定位針 都有兩根， 所以定位孔也至少有兩個(gè)。除了基準(zhǔn)孔外，另外的孔就不是正圓形，而是在基準(zhǔn) 孔同一方向上延伸式的設(shè)計(jì)。 此外， 為了避免錯(cuò)位時(shí)損壞基極， 可考慮把孔在基板的對(duì)邊也 開(kāi)出對(duì)稱的設(shè)計(jì)。 如果基飯尺寸是正方形的， 那得確保四邊對(duì)稱。 注意這里所要防止的是基 板因錯(cuò)位而被損壞，自動(dòng)生產(chǎn)加工的設(shè)備應(yīng)該有能力辨別錯(cuò)位而停止進(jìn)行錯(cuò)誤的加工。2 基準(zhǔn)標(biāo)點(diǎn)基準(zhǔn)標(biāo)

45、點(diǎn)是供自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)對(duì)位用的，按精度需求可采用板基準(zhǔn)（ Panel fiducial 或 Global fiducial ）、電路基準(zhǔn) （ Circuit 或 Image fiducial ）或個(gè)別基準(zhǔn) （ local fiducial ）。在不采用拼板設(shè)計(jì)上 （即每一塊板是一個(gè)線路） ，前兩者是相同的。對(duì)于尺寸較 小、精度要求不高的基板，則個(gè)別基準(zhǔn)可以不被采用。值得注意的是， 采用基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)中不是 必需的，設(shè)計(jì)時(shí)可以給予考慮。基準(zhǔn)點(diǎn)的形狀可以有很多種。 設(shè)備供應(yīng)商常說(shuō)其設(shè)備可以處理各種各樣的基推圖形， 甚 至可采用焊盤(pán)圖形。 其實(shí)多數(shù)的設(shè)計(jì)對(duì)不同的圖形有不同的處理能力。 為了做到最好 （準(zhǔn)

46、確 和穩(wěn)定），設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)不同圖形的識(shí)別和計(jì)算能力有足夠的了解，并采用相應(yīng)最優(yōu)化的圖 形作為基準(zhǔn)標(biāo)點(diǎn)。為了達(dá)到最準(zhǔn)確， 基準(zhǔn)點(diǎn)的位置最好是在基板的對(duì)角上， 并且距離越遠(yuǎn)越好。 基準(zhǔn)點(diǎn)的 數(shù)量也很重要。 最少兩點(diǎn)， 但如果要處理非線性的補(bǔ)償則必須要有三點(diǎn) （應(yīng)該確保所使用設(shè) 備的補(bǔ)償計(jì)算有此功能） 。還可以采用第四點(diǎn)做為備用 （也需確保設(shè)備能處理） ?；鶞?zhǔn)點(diǎn)對(duì)基 板在設(shè)備中的機(jī)械定位基準(zhǔn)面 （如板邊或定位孔） 不應(yīng)該有相同的距離。 最好是相差超出一 個(gè)設(shè)備的視覺(jué)圍FOV之外。這樣可進(jìn)行錯(cuò)位時(shí)的分辨工作。為了確保有足夠和良好的光學(xué)反差， 應(yīng)對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)的平整度給予關(guān)注。 如果基極采用熱風(fēng)整平技術(shù)，基準(zhǔn)

47、點(diǎn)應(yīng)該設(shè)計(jì)的較大， 推薦采用OSP或鍍金技術(shù)。阻焊劑不可覆蓋基準(zhǔn)點(diǎn)，以 免造成反差不良。 基準(zhǔn)點(diǎn)周邊也應(yīng)該有足夠的空位， 以免布線或阻焊劑等影響識(shí)別的穩(wěn)定性。 有一種好的做法是在基準(zhǔn)點(diǎn)位置的下方（基板背后或?qū)樱┰O(shè)置足夠大小的銅片來(lái)增加反差。基準(zhǔn)點(diǎn)的位置也應(yīng)該是整個(gè)基板坐標(biāo)的零點(diǎn)。 許多設(shè)計(jì)還是把板的一角作為零點(diǎn)。 這樣 的做法對(duì)日后的工藝管制沒(méi)有幫助。3 標(biāo)記基準(zhǔn)的布線和元件布局經(jīng)常會(huì)留有空位， 這些空位可以用來(lái)印刷有用的資料。 常見(jiàn)的有 產(chǎn)品型號(hào)、改進(jìn)標(biāo)號(hào)、基板制造商號(hào)和批號(hào)、線路標(biāo)號(hào)等。如果有采用條碼標(biāo)記的，應(yīng)該考慮到條碼的大小和位置（如果是自動(dòng)化的還得考慮設(shè)備限制） 。4 元件布局元件的

48、布局影響以后的工作效率， 如檢驗(yàn)和返修工作等。 在有能力的情況下， 設(shè)計(jì)人員 應(yīng)該盡量做到以下的布局要求： 元件方位的標(biāo)記（盡量做到與同類封裝元件方位一樣） 。 以同功能的線路集中在一起并印下方框。 同類封裝元件的距離相等。 所有元件編號(hào)的印刷方位相同。拼板的做法很多時(shí)候值得考慮。拼板有以下的好處： 對(duì)元件少的板，可以通過(guò)加長(zhǎng)貼片時(shí)間來(lái)提高貼片機(jī)的使用效率。 對(duì)太小的基板提高其可處理性。 改變異形（非正式或長(zhǎng)方形）板或外形比不佳的板子的外形，以增加效益和可處理 性。 對(duì)雙面回流技術(shù)的板，可以通過(guò)正方拼來(lái)提高整體生產(chǎn)的效率。設(shè)計(jì)元件的方位時(shí)， 除了 2.5 節(jié)提到的熱處理考慮外， 還得注意方位對(duì)

49、組裝工藝是否有 不良的影響。如在波峰焊接工藝中，許多 IC 的方位對(duì)工藝的成功率都有些影響。除非在焊 盤(pán)設(shè)計(jì)上有能力做到十分完善的補(bǔ)償，否則在元件布局時(shí)應(yīng)盡量采用最佳方位來(lái)布局。5 接通孔（過(guò)孔）接通孔又稱過(guò)孔，是影響產(chǎn)品壽命， 產(chǎn)生電路故障的主要問(wèn)題之一。在設(shè)計(jì)上，若條件 允許， 可適當(dāng)增大孔徑。 較常見(jiàn)的問(wèn)題是接通孔鍍層的斷裂而導(dǎo)致的開(kāi)路現(xiàn)象。 斷裂現(xiàn)象常 出現(xiàn)在接通孔的壁中間和孔上下面的轉(zhuǎn)彎處。 孔壁中間的問(wèn)題是由于基板制造時(shí)鍍金的工藝 不好。而在轉(zhuǎn)彎處斷裂是因?yàn)闊嵫h(huán)造成的（FR4基板的垂直溫度膨脹系數(shù)較水平面的要高得多）。雖然這些和基板的制造工藝有關(guān)，但不良的設(shè)計(jì)使基板的可制造性差而

50、引起質(zhì)量問(wèn) 題是常見(jiàn)的事。接通孔的鍍金工藝是否能做得好， 除了制造商的工藝能力外， 和接通孔的尺寸也很有關(guān) 系。比如，對(duì)小于 0.5mm孔徑和外形比（孔深對(duì)孔徑）大于 3的接通孔尺寸，是較難有很可 靠的工藝產(chǎn)品的。 所以為了確保較可靠的產(chǎn)品， 設(shè)計(jì)接通孔時(shí)就必須注意到這些。 鍍層的厚 度應(yīng)該要求在2540 m之間。為解決過(guò)孔質(zhì)量不可靠問(wèn)題， 一個(gè)有效的做法是將接通孔完全充填， 可以采用焊錫或阻 焊劑充填。 對(duì)于充填工藝， 在尺寸設(shè)計(jì)上也有具體的要求。 設(shè)計(jì)人員應(yīng)該向基板制造商了解 他們的個(gè)別需求。 對(duì)于采用焊錫充填的， 應(yīng)避免不完整的充填。 因?yàn)檫@樣有可能使應(yīng)力更集 中而縮短壽命。因?yàn)榻油拙?/p>

51、有吸錫的能力， 因此接通孔的位置設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量避免不靠近焊盤(pán)和看不見(jiàn) 的元件封裝底部。6 測(cè)試方面的考慮測(cè)試的目的是確保產(chǎn)品合格， 但應(yīng)用不當(dāng)卻會(huì)傷害產(chǎn)品的壽命。 所以在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)不得不小心加以考慮。測(cè)試用的探針對(duì)產(chǎn)品不利，但很多時(shí)候還是得借用它。尤其是在ICT （在線測(cè)試）上使用的較多。 飛針式的測(cè)試， 對(duì)產(chǎn)品的破壞性較小，但因?yàn)槟壳暗乃俣冗€不理想 而常常還是由針床式所替代。 在使用針床式測(cè)試工具時(shí)， 因?yàn)樘结樀臄?shù)目可能相當(dāng)可觀， 而 每一探針都需要一定的力度來(lái)確?？煽康碾姎饨佑|性，其總壓力可以是十分大的。 但如果壓力的分布不均， 有可能給測(cè)試中的產(chǎn)品造成在的破壞，縮短其服務(wù)壽命。 為了減少這

52、方面的破壞， 應(yīng)該在設(shè)計(jì)測(cè)試點(diǎn)時(shí)使其均勻分布在整個(gè)基板面上， 可采用虛設(shè)測(cè)點(diǎn)、 正反面平衡測(cè) 點(diǎn)或足夠的支撐和下壓柱等技巧。設(shè)置測(cè)試點(diǎn)，雖然占用PCB地方，但應(yīng)該盡量采用測(cè)試點(diǎn)而不是采用元件焊盤(pán)或元件引 腳做為測(cè)試點(diǎn)。在密度較大的組裝板上可以考慮使用接通孔兼測(cè)試點(diǎn)的做法以及雙面測(cè)試。測(cè)試點(diǎn)的大小應(yīng)看測(cè)試工具和探針的精度，采用壓縮距離較短的探針有利于精度的提 升。測(cè)試點(diǎn)可以考慮用方形來(lái)取代一般的圓形，以增加接觸的可靠性。如果精度不是問(wèn)題， 也可以考慮用六或八邊形的探測(cè)點(diǎn)， 以便于辨認(rèn)區(qū)別。 由于測(cè)試點(diǎn)都不能有阻焊劑覆蓋， 要 注意它們對(duì)鄰近焊盤(pán)的影響。測(cè)試點(diǎn)的布置最好是采用標(biāo)準(zhǔn)的柵陣排列（即坐標(biāo)

53、間距跟隨一定的標(biāo)準(zhǔn)），這樣可以方便日后測(cè)試點(diǎn)的改變和針床測(cè)量工具的重復(fù)使用或修改。2.7 設(shè)計(jì)文件檔案一個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)出來(lái)后， 有一套重要文件。 這些文件包含了各種在制造、 品質(zhì)管理、 采購(gòu)、 改進(jìn)和返修等工作中需要的資料。如線路圖、 Gerber 檔案、物料清單、組裝文件等。在文 件檔案中， 有工藝和材料規(guī)、合格供應(yīng)商資料和物料清單。這些曾被忽略的文件檔案，在目前的先進(jìn)管理上是不可不利用它們的。工藝和材料規(guī)檔案， 最少應(yīng)該包括五個(gè)重要的組成部分， 它們必須在參考設(shè)計(jì)規(guī)基礎(chǔ)上 整合開(kāi)發(fā)。 元件組裝資料檔案； 基板材料和工藝規(guī)； 工藝材料規(guī)； 工藝規(guī)； 品質(zhì)規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。合格供應(yīng)商管理檔案中，包括以下四

54、個(gè)重要的組成部分： 和設(shè)計(jì)項(xiàng)目有關(guān)的所有元件封裝和組裝上的初步資料； 經(jīng)過(guò)鑒定的合格封裝詳細(xì)資料； 供應(yīng)商的能力和評(píng)估記錄； 合作、獨(dú)立的改進(jìn)計(jì)劃和進(jìn)展記錄 （包括管理、 技術(shù)和質(zhì)量等） ，元件未來(lái)發(fā)展計(jì)劃。在傳統(tǒng)的物料清單（BOM中，一般只具備的資料有：兀件編號(hào)、兀件封裝稱號(hào)、兀件 名稱簡(jiǎn)述、 某一產(chǎn)品所需元件的數(shù)量和元件參數(shù)值等。 由于市面上元件的標(biāo)準(zhǔn)化還缺乏嚴(yán)格 的統(tǒng)一以及以上許多資料一般都缺乏完整性， 因此常可以發(fā)現(xiàn)采購(gòu)中出現(xiàn)的問(wèn)題 （不完全符 合設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的要求）。為了避免問(wèn)題的發(fā)生，在BOM資料中應(yīng)該包括元件的詳細(xì)封裝資料（如尺寸和溫度時(shí)間限制等）和優(yōu)選的供應(yīng)商清單。另一是基板的詳

55、細(xì)指標(biāo)規(guī)。在競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的情況下， 目前許多工廠都較重視產(chǎn)品的上市時(shí)間。 要提高這方面的能 力，技術(shù)整合、 標(biāo)準(zhǔn)化和不斷學(xué)習(xí)是非常重要的。 而這種做法在相當(dāng)大的程度上依賴于信息 的準(zhǔn)確性和及時(shí)溝通。 網(wǎng)絡(luò)化可以減少重復(fù)的修改和輸入工作， 因此節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間而提高產(chǎn) 品上市時(shí)間，同時(shí)減少輸入時(shí)犯錯(cuò)的機(jī)會(huì)，可以通過(guò)電腦軟件進(jìn)行有效的管理控制。2.8 布 線在PCE設(shè)計(jì)中，布線是完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要步驟之一，可以說(shuō)前面的準(zhǔn)備工作都是為它而做的，在整個(gè) PCB設(shè)計(jì)中，以布線的設(shè)計(jì)過(guò)程限定最高、技巧最細(xì)、工作量最大。PCB布線有單面布線、 雙面布線及多層布線。布線的方式也有兩種： 自動(dòng)布線及交互式布線， 在

56、自 動(dòng)布線之前， 可以用交互式預(yù)先對(duì)要求比較嚴(yán)格的線進(jìn)行布線， 輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避 免相鄰平行，以免產(chǎn)生反射干擾。必要時(shí)應(yīng)加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直， 平行容易產(chǎn)生寄生耦合。自動(dòng)布線的布通率， 依賴于良好的布局， 布線規(guī)則可以預(yù)先設(shè)定， 包括走線的彎曲次數(shù)、 導(dǎo)通孔的數(shù)目、 步進(jìn)的數(shù)目等。 一般先進(jìn)行探索式布線， 快速地把短線連通，然后進(jìn)行迷宮 式布線， 先把要布的連線進(jìn)行全局的布線路徑優(yōu)化， 可以根據(jù)需要斷開(kāi)已布的線， 并試著重 新再布線，以改進(jìn)總體效果。對(duì)高密度的PCE設(shè)計(jì)已感覺(jué)到貫通孔不太合適了，它浪費(fèi)了許多寶貴的布線通道，為解決這一矛盾， 出現(xiàn)了盲孔和埋孔技術(shù)， 它不僅完成了導(dǎo)通孔的作用， 還節(jié)省了許多布線通道 從而使布線過(guò)程完成得更加方便、更加流暢，更加完善。PCE板的設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜而又簡(jiǎn)單的過(guò)程， 要想很好地掌握它， 還需廣大電子工程設(shè)計(jì)人員去自已體會(huì)， 才能得到其中的 真諦。1 電源、地線的處理既使在整個(gè)PCE板中的布線完成得都很好，但由于電源、地線的考慮不周到而引起的干擾，也會(huì)使產(chǎn)品的性能下降，有時(shí)甚至影響到產(chǎn)品的成功率。所以對(duì)電源、 地線的布線要認(rèn)真對(duì)待，把電源、地線所產(chǎn)生的噪聲干擾降到最低限度，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。地線與電源線之間是噪聲所產(chǎn)生的原因，下面介紹降低、抑制噪聲方法。 眾所周知的去噪方法是在電源、 地線之間加上去耦電容。 盡