深圳宏力捷電子是一家專業(yè)從事電子產(chǎn)品電路板設(shè)計(jì)（layout布線設(shè)計(jì)）的PCB設(shè)計(jì)公司，主要承接多層、高密度的PCB設(shè)計(jì)畫(huà)板及電路板設(shè)計(jì)打樣業(yè)務(wù)。接下來(lái)為大家介紹PCB設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)。
PCB設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
印制電路板的設(shè)計(jì)是以電路原理圖為根據(jù)，實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)者所需要的功能。印刷電路板的設(shè)計(jì)主要指版圖設(shè)計(jì)，需要考慮外部接口、內(nèi)部的電磁保護(hù)、散熱等因素布局。我們常用的設(shè)計(jì)軟件有Altium Designer 、Cadence Allegro、PADS等等設(shè)計(jì)軟件。如果是初學(xué)者建議學(xué)習(xí)Altium Designer軟件。做為一名PCB設(shè)計(jì)工程師我們有必要熟練二個(gè)軟件。
在高速設(shè)計(jì)中，可控阻抗板和線路阻抗的連續(xù)性是非常重要的問(wèn)題。常見(jiàn)的阻抗單端50歐，差分100歐，如何保證信號(hào)完整性呢？我們常用的方式，信號(hào)線的相鄰層都有完整的GND平面，或者是電源平面。我們做用單片機(jī)做產(chǎn)品，一般情況下我們是沒(méi)必要做阻抗，它工作的頻率一般都是很低。
1. 設(shè)置技巧
設(shè)計(jì)在不同階段需要進(jìn)行不同的設(shè)置，在布局階段可以采用大格點(diǎn)進(jìn)行器件布局；對(duì)于IC、非定位接插件等大器件，可以選用50~100mil的格點(diǎn)精度進(jìn)行布局，而對(duì)于電阻電容和電感等無(wú)源小器件，可采用25mil的格點(diǎn)進(jìn)行布局。大格點(diǎn)的精度有利于器件的對(duì)齊和布局的美觀。在高速布線時(shí)，我們一般來(lái)用毫米mm為單位，我們大多采用米爾mil為單位。
2. PCB布局規(guī)則
1、在通常情況下，所有的元件盡量布置在電路板的同一面上，只有當(dāng)頂層元件過(guò)密時(shí)，才能將一些高度有限并且發(fā)熱量小的器件，如貼片電阻、貼片電容、貼片芯片等放在底層。
2、在保證電氣性能的前提下，元件應(yīng)放置在柵格上且相互平行或垂直排列，以求整齊、美觀；元件排列要緊湊，元件在整個(gè)版面上應(yīng)分布均勻、疏密一致。
3、器件盡量離電路板邊緣一般不小于2MM，工藝為器件離5MM，當(dāng)不足5mm時(shí)，我們應(yīng)該加工藝邊。當(dāng)然也要考慮電路板所能承受的機(jī)械強(qiáng)度。
3. 布局技巧
在PCB的布局設(shè)計(jì)中要分析電路板的單元，依據(jù)起功能進(jìn)行布局設(shè)計(jì)，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以下原則：
1、按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。
2、以每個(gè)功能單元的核心元器件為中心，圍繞它來(lái)進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整體、緊湊的排列在PCB上，盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。當(dāng)接口固定時(shí)，我們應(yīng)由接口，再到接著以核心元器件布局。高速信號(hào)最短為原則。
3、在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。低頻與高頻線電路要分開(kāi)，數(shù)字與模擬電路要分開(kāi)設(shè)計(jì)。
4. 布局設(shè)計(jì)
在PCB中，特殊的元器件是指高頻部分的關(guān)鍵元器件、電路中的核心元器件、易受干擾的元器件、帶高壓的元器件、發(fā)熱量大的元器件，以及一些異性元器 件，這些特殊元器件的位置需要仔細(xì)分析，做帶布局合乎電路功能的要求及生產(chǎn)的需求。不恰當(dāng)?shù)姆胖盟麄兛赡墚a(chǎn)生電路兼容問(wèn)題、信號(hào)完整性問(wèn)題，從而導(dǎo)致 PCB設(shè)計(jì)的失敗。
5. 放置順序
1、放置與結(jié)構(gòu)有緊密配合的元器件，如電源插座、指示燈、開(kāi)關(guān)、連接器等。
2、放置特殊元器件，如大的元器件、重的元器件、發(fā)熱元器件、變壓器、IC等。
3、放置小的元器件。
6. 布局檢查
1、電路板尺寸和CAD圖紙要求加工尺寸是否相符合。
2、元器件的布局是否均衡、排列整齊、是否已經(jīng)全部布完。
3、各個(gè)層面有無(wú)沖突。如元器件、外框、連接器是否合理。
4、常用到的元器件是否方便維修與安裝。如開(kāi)關(guān)、插件板插入設(shè)備、須經(jīng)常更換的元器件等。
5、熱敏元器件與發(fā)熱元器件距離是否合理。
6、散熱性是否良好。
7、線路的干擾問(wèn)題是否需要考慮。
7. 布線原則
1、避免在PCB邊緣安排重要的信號(hào)線，如時(shí)鐘和復(fù)位信號(hào)等。
2、機(jī)殼地線與信號(hào)線間隔至少為2毫米
3、高速信號(hào)盡量小打過(guò)孔，信號(hào)保證完整性。
4、數(shù)、模信號(hào)是否分開(kāi)。高頻與低頻信號(hào)是否分開(kāi)。
5、大面積敷銅設(shè)計(jì)時(shí)敷銅上應(yīng)有開(kāi)窗口，加散熱孔，并將開(kāi)窗口設(shè)計(jì)成網(wǎng)狀。
6、振晶，變壓器下面是否走線。這些入門基礎(chǔ)知識(shí)只有我們勤勞練習(xí)才能日日進(jìn)步。
8. 絲印擺放
1、絲印位號(hào)不上阻焊，放置絲印生產(chǎn)之后缺失。
2、絲印位號(hào)清晰，推薦字寬/字高尺寸為4/25mil、5/30mil、6/45mil。
3、保持方向統(tǒng)一性，一般一塊PCB上不要超過(guò)兩個(gè)方向擺放，推薦字母在左或在下
9. 網(wǎng)絡(luò)DRC檢查及結(jié)構(gòu)檢查
質(zhì)量控制是PCB設(shè)計(jì)流程的重要組成部分，一般的質(zhì)量控制手段包括：設(shè)計(jì)自檢、設(shè)計(jì)互檢、專家評(píng)審會(huì)議、專項(xiàng)檢查等。
原理圖和結(jié)構(gòu)要素圖是最基本的設(shè)計(jì)要求，網(wǎng)絡(luò)DRC檢查和結(jié)構(gòu)檢查就是分別確認(rèn)PCB設(shè)計(jì)滿足原理圖網(wǎng)表和結(jié)構(gòu)要素圖兩項(xiàng)輸入條件。
10. 規(guī)則裝配
在設(shè)計(jì)中，從PCB板的裝配角度來(lái)看，要考慮以下參數(shù)：
1、孔的直徑要根據(jù)最大材料條件（ MMC） 和最小材料條件（LMC） 的情況來(lái)決定。一個(gè)無(wú)支撐元器件的孔的直徑應(yīng)當(dāng)這樣選取，即從孔的MMC 中減去引腳的MMC ，所得的差值在0.15 -0. 5mm 之間。而且對(duì)于帶狀引腳，引腳的標(biāo)稱對(duì)角線和無(wú)支撐孔的內(nèi)徑差將不超過(guò)0.5mm ，并且不少于0.15mm。
2、合理放置較小元器件，以使其不會(huì)被較大的元器件遮蓋。
3、阻焊的厚度應(yīng)不大于0.05mm。
4、絲網(wǎng)印制標(biāo)識(shí)不能和任何焊盤相交。
5、電路板的上半部應(yīng)該與下半部一樣，以達(dá)到結(jié)構(gòu)對(duì)稱。因?yàn)椴粚?duì)稱的電路板可能會(huì)變彎曲。
深圳宏力捷PCB設(shè)計(jì)能力
最高信號(hào)設(shè)計(jì)速率：10Gbps CML差分信號(hào)；
最高PCB設(shè)計(jì)層數(shù)：40層；
最小線寬：2.4mil；
最小線間距：2.4mil；
最小BGA PIN 間距：0.4mm；
最小機(jī)械孔直徑：6mil；
最小激光鉆孔直徑：4mil；
最大PIN數(shù)目：；63000+
最大元件數(shù)目：3600；
最多BGA數(shù)目：48+。
PCB設(shè)計(jì)服務(wù)流程
1. 客戶提供原理圖咨詢PCB設(shè)計(jì)；
2. 根據(jù)原理圖以及客戶設(shè)計(jì)要求評(píng)估報(bào)價(jià)；
3. 客戶確認(rèn)報(bào)價(jià)，簽訂合同，預(yù)付項(xiàng)目定金；
4. 收到預(yù)付款，安排工程師設(shè)計(jì)；
5. 設(shè)計(jì)完成后，提供文件截圖給客戶確認(rèn)；
6. 客戶確認(rèn)OK，結(jié)清余款，提供PCB設(shè)計(jì)資料。
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