PCB設(shè)計基礎(chǔ)淺談-Altium Designer

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有很多初學(xué)pcb設(shè)計的伙伴，對于一些PCB設(shè)計規(guī)則可能不太熟悉，下面跟大家分享一些小飛哥平時畫圖注意的事項，希望對大家有些幫助，當(dāng)然僅僅是一些基礎(chǔ)的，普通的PCB，有錯誤之處，歡迎大家批評指出。
        來吧，上干貨！
1、原理圖設(shè)計過程
1）器件封裝選定一般可以選擇已經(jīng)有的原理圖封裝，自己平時畫圖時可以建立自己的庫，把常用的原理圖封裝綜合起來，便于快速、準(zhǔn)確的找到自己需要的封裝，對于一些比較特別的器件、或者自己沒有現(xiàn)成封裝的可以用，怎么辦呢，我們此時就要參考元器件的圖紙，根據(jù)標(biāo)注的尺寸畫封裝，可以說這是每一個工程師必備的技能，簡單有效，不易出錯，就是比較復(fù)雜的可能會花點時間，大家有點耐心就OK的。
        2）原理圖規(guī)則要求
設(shè)計中功能模塊劃分要清晰，并用“String”作一定的注釋，所有注釋必須使用“String”，禁止使用“Nets”。
如果原理圖是使用現(xiàn)有原理圖變更而來，要使用中文“String”在原理圖上注明出處和添加部分的說明。
器件命名（Designator）及標(biāo)稱值(Comment)、使用圖形符號。

       

序號	器件	圖形符號	標(biāo)號	常用封裝	標(biāo)稱	說明
1	電阻		R?	0805、0603、0402	5.1k，39	標(biāo)稱值禁用：512，390，以免歧義。                                 其它電阻類器件可以定義為：電阻排RP?。
			自定義或其它
2	電容		C?	0805、0603、0402	39pf，0.1uf	標(biāo)稱值禁用：390，104等，以免歧義。
			C?	RAD0.4、	33uf/16V
			自定義或其它
3	電感		L?	RAD0.2、1206、0805	10uH，4.7uH
			自定義或其它
4	二極管		D?	Axial0.4、1206、0805		開關(guān)二極管
			Axial0.4、1206、0805		穩(wěn)壓二極管
			LED?	RAD0.2、0805		發(fā)光二極管
5	三極管		Q?			開關(guān)管、放大管、達林頓、其它大電流驅(qū)動管
6	穩(wěn)壓器		U?			管腳>=3，如：7805、LM336、LM2576等
7	按鍵		K?			自彈起
					自鎖
8	晶體		X?			但晶振采用U?
9	IC		U?			包含IC、專用模塊、光藕等>=4腳，并周型管腳排列的器件。
10	接插件		J?
11	設(shè)置條		S?	SIP2	斷、閉	短路跳棒、撥動開關(guān)
			SIP3	選擇1或2
12	保險管		F?
13	電池		B?			也代表電池座

2、PCB設(shè)計
1) 器件封裝選定原則同原理圖封裝選��；
        2) PCB元件布局根據(jù)產(chǎn)品部外殼形狀圖形（一般是CAD）在英制的情況下導(dǎo)入PCB，依照CAD上的層的標(biāo)注設(shè)計PCB板框尺寸，（重點注意一些標(biāo)注出來的元件的位置），這些器件擺放好后賦予不可移動屬性。
布局的基本原則：
(1)遵照“先大后小，先難后易”的布置原則，即重要的單元電路、核心元器件應(yīng)當(dāng)優(yōu)先布局。
(2)布局中應(yīng)參考原理圖，根據(jù)單板的主信號流向規(guī)律安排主要元器件。
(3)布局應(yīng)盡量滿足以下要求：總的連線盡可能短，關(guān)鍵信號線最短；高電壓、大電流信號與小電流，低電壓的弱信號完全分開；模擬信號與數(shù)字信號分開；高頻信號與低頻信號分開；高頻元器件的間隔要充分。
(4)相同結(jié)構(gòu)電路部分，盡可能采用“對稱式”標(biāo)準(zhǔn)布局。
器件的放置原則：
(1)同類型插裝元器件在X或Y方向上應(yīng)朝一個方向放置。同一種類型的有極性元件也要力爭在X或Y方向上保持一致，便于生產(chǎn)和檢驗。
(2)對于使用定制接頭的產(chǎn)品，在PCB背面接頭焊接區(qū)域，禁止放置其他器件。
(3)元器件的排列要便于調(diào)試和維修，亦即小元件周圍不能放置大元件、需調(diào)試的元、器件周圍要有足夠的空間。
(4)根據(jù)外殼要求將元件放置下相應(yīng)位置。
IC去偶電容的布局要盡量靠近IC的電源管腳，并使之與電源和地之間形成的回路最短，元件布局時，應(yīng)適當(dāng)考慮使用同一種電源的器件盡量放在一起，以便于將來的電源分隔，布局完成后應(yīng)向原理圖設(shè)計者咨詢布局的可行性和向外殼設(shè)計人員咨詢外殼是否存在干涉問題，確認單板、背板和接插件的信號對應(yīng)關(guān)系，經(jīng)咨詢確認無誤后方可開始布線。
PCB設(shè)計時的一些規(guī)則：a)PCB的布線要求。（如果需要設(shè)計小于此間距的PCB，需要咨詢制版廠商）
(1)兩個信號線的最小間距：6MIL。如果需要設(shè)計小于此間距的PCB，需要咨詢制版廠或者他人。
(2)要求電源信號的最小線寬:6MIL—30MIL。
(3)信號的最小線寬：6MIL。
(4)過孔的最小孔徑:（外直徑24MIL,內(nèi)直徑12MIL）。
布局布線中的一些其它規(guī)則要求：
PCB板層選擇：通常選用雙層板，根據(jù)電路復(fù)雜度、信號抗干擾度而定。
元件排列：電阻、電容等封裝相同的器件，應(yīng)整齊排列，盡可能等間距，橫平豎直，確保電路板外觀美觀；CPU和RAM距離短；必須采用手動布線，確保布線整齊、規(guī)則。


PCB板空隙：至少要大于最小線寬，如圖所示。

焊盤（Pad）：
多引腳芯片，如果有較多的管腳不使用，不使用的管腳不畫出來，但是為了固定芯片，芯片的最靠邊的管腳必須畫出，這些管腳的定義，必須進行標(biāo)注.
(1) 用Pad尺寸具體情況具體設(shè)置；
(2) 器件的第一腳應(yīng)為方焊盤（Rectangle），并在絲網(wǎng)層劃框標(biāo)注。
(3) 為了增加焊盤焊接接觸面，部分Pad可以修改為橢圓形。
過孔（Via）：
過孔的最小孔徑:（外直徑24MIL,內(nèi)直徑12MIL）
(1)Via在PCB板上應(yīng)比Pad尺寸小，常用Via尺寸32/16mil，不得小于24/12mil（6mil工藝）；
(2) 過孔盡量不要直線排列且應(yīng)注意過孔間距。
(3) 大電流的信號連接若因改變層間連接使用過孔，最好使用多個。
(4) 對于有金屬外殼的器件下方盡可能少的使用過孔，避免腐蝕侵襲。
填充（Fill）：
(1)增加焊盤在PCB上的焊接面積，避免金屬化孔脫落。
(2)為了降低生產(chǎn)成本，對于器件不需要焊接的管腳，使用Fill屏蔽。但在芯片四個頂角上保留兩個引腳方便焊接固定芯片。
覆銅（Polygon
Plane):
PCB鋪銅時，定義距離信號線的最小間距:12MIL——25MIL。        
(1)常用覆銅參數(shù)：
GridSize(10
)、
TrackWidth(8)、
Length(3)、
45-DegreeHatch、
SurroungpadsWith(ArcS)，
選中“PourOverSameNet”
和“RemoveDeadCopper”。
(2)放置覆銅前，應(yīng)在“規(guī)則”中進行相應(yīng)設(shè)置，增加一個間距規(guī)則設(shè)置覆銅間距。
(3)頂層和底層的覆銅邊框（外形）相同。
(4)覆銅的net應(yīng)為Gnd。
(5)對于上下層同一位置均有覆銅處，應(yīng)多放置Via，減小Gnd線的電壓差。
絲網(wǎng)層：
(1)一般器件標(biāo)注建議字體36/6mil；
(2)所有標(biāo)注方向建議一致；
(3)使用標(biāo)稱值，不使用標(biāo)號；
(4)位置要合理，避開焊盤、過孔，建議器件焊接后不得被覆蓋。
(5)封裝外殼導(dǎo)電的器件，下方放置絲網(wǎng)“Fill”，避免PCB腐蝕短路，如晶體下方。
(6)絲網(wǎng)必須表明器件安裝（焊接）方向。IC得標(biāo)注底平線在IC缺口位置。
(7)在管腳比較多的器件周圍環(huán)形標(biāo)注PIN號碼，間隔20。
(8)特殊電源網(wǎng)絡(luò)進行標(biāo)注，便于探測，如3.3V、1.8V等。

安裝（定位）孔：
(1)設(shè)置安裝孔必須要根據(jù)產(chǎn)品部機器殼體設(shè)計。
(2)安裝孔和器件之間間距除外殼要求外建議大于25mil
考慮PCB器件焊接的生產(chǎn)需求：
(1)IC分布要整齊，盡可能方向相同。
(2)器件封裝選擇要仔細，確保焊接時能分開工序。
(3)過孔和器件焊盤之間間距建議大于10mil，防止焊接時焊接錫外流，造成焊盤虛焊。
制作完P(guān)CB，必須運行DRC，進行檢測：短路、斷路等不良。
       
PCB繪制完畢后的自檢：1）手動檢查：僅保留KeepoutLayer和Connection，關(guān)閉其它所有顯示層，觀察是否還有剩余飛線；
2）手動逐線檢查：使用“select”
→“Connected Copper”，檢查連接的銅層。
3）其次還要檢測層定義、線寬、間距、焊盤、過孔設(shè)置；重點檢查器件布局的合理性，電源、地線網(wǎng)絡(luò)的走線，去耦、濾波電容的擺放等。
絲印標(biāo)注
1)所有器件必須都有字符標(biāo)識，稱為器件名稱標(biāo)識，其字符標(biāo)識框不能相互接觸，重疊，常見字符線寬6mil，線高36mil。
2)器件名稱字符組成：第一位為字母（如：R代表電阻，U代表集成電路），后面幾位為序號。
3)器件名稱標(biāo)識絲印不能壓住任何焊盤。
4)有方向器件極性標(biāo)識，應(yīng)與器件上的標(biāo)識圖案一致。
5)對于集成電路的文字標(biāo)注方向，要與器件上文字方向一致。其他器件的絲印字符方向應(yīng)在X或Y方向一致。
   

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