過(guò)孔用于連接不同信號(hào)層之間的導(dǎo)線。過(guò)孔不能與焊盤混為一談。
過(guò)孔需要設(shè)置過(guò)孔孔徑、孔盤尺寸。通常的設(shè)置是:孔徑≥ 12mil,孔盤尺寸≥孔徑+16mil。
過(guò)孔的載流量越大,所需的孔徑尺寸越大,如與電源線和地線相連接所用的過(guò)孔就要大一些。但過(guò)孔不宜設(shè)置過(guò)大,這將影響電路的外觀。
過(guò)孔上允許放置阻焊油墨。
3.5 標(biāo)注(Designator、Comment)
標(biāo)注用于說(shuō)明元件的型號(hào)、器件標(biāo)號(hào)。
一般情況下,元件僅標(biāo)注標(biāo)號(hào),而不標(biāo)注型號(hào)。需特別標(biāo)識(shí)的元件例外。
標(biāo)注需要設(shè)置尺寸。通常的設(shè)置是:標(biāo)注字符高度 40-60 mil,字符寬度6-10 mil。
標(biāo)注的放置應(yīng)排列整齊,便于查找。標(biāo)注不得放置于焊盤上。標(biāo)注也不能放置于無(wú)法視及的區(qū)域。
標(biāo)注字符布置原則:不出歧義,見(jiàn)縫插針,美觀大方。
3.6 文字(String)
文字標(biāo)注于電路板上,提供給操作者一些輔助提示信息。
文字需要設(shè)置尺寸、字體。通常的設(shè)置是:標(biāo)注字符高度 40-100 mil,字符寬度6-15 mil。
在同一電路板上,所有的文字均具有統(tǒng)一的風(fēng)格。
文字的放置規(guī)則同標(biāo)注。
3.7 覆銅(Polygon)
覆銅位于信號(hào)層,在電氣特性上有較強(qiáng)的抑制高頻干擾的作用,也可改善加工工藝。覆銅可分為網(wǎng)格式覆銅(GridSize> TrackWidth)或?qū)嵭氖礁层~(GridSize = TrackWidth),應(yīng)根據(jù)實(shí)際電路類型進(jìn)行選擇。通常選用實(shí)心式覆銅,高頻電路選用網(wǎng)格式覆銅。
通常,設(shè)置覆銅的電氣網(wǎng)格尺寸≥ 20mil,覆銅與導(dǎo)線、焊盤、過(guò)孔的電氣間距≥ 20mil。覆銅與同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的過(guò)孔按直連方式(DirectConnect)連接,與焊盤按十字花盤方式(ReliefConnect)連接。
覆銅可設(shè)置為特定的形狀。
3.8 安裝孔
安裝孔設(shè)定電路板的安裝位置、方式。安裝孔由繪制于機(jī)械尺寸層的圓所決定。
安裝孔的直徑與機(jī)械尺寸應(yīng)能匹配。一般可設(shè)置為128mil(安裝螺絲3.0mm)、148mil(一般推薦)、168mil(安裝螺絲4.0mm)。
安裝孔距離電路板的邊距保持一致。一般可設(shè)置:安裝孔圓心距電路板邊距為200mil、 240mil。
安裝孔不需作搪錫處理(非金屬化)。
3.9 其他(Others)
針對(duì)具體的電路設(shè)計(jì),可采用內(nèi)電層分割、補(bǔ)淚滴(Teardrops)等功能,提高電路的整體性能。
特殊應(yīng)用的場(chǎng)合,可在阻焊層(TopSolderLayer、BottomSolderLayer)、阻焊層(TopPasteLayer、BottomPasteLayer)放置實(shí)心的圖形區(qū)域(導(dǎo)線Track、填充Fill、圓弧Arc等),建立助焊區(qū)與阻焊區(qū)。
根據(jù)要求,可在電路板上增加中文文字、公司徴記。
4. 設(shè)計(jì)規(guī)范
4.1 關(guān)于原理圖
原理圖應(yīng)整齊、緊湊、美觀,原理正確,連線清晰,層次分明。
原理圖可繪制為單張圖紙或?qū)哟问綀D紙。
4.2 電路板設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備
確定所使用的各種元件封裝。有必要的話,制作特殊元件的封裝庫(kù)。
確認(rèn)電路的功能,對(duì)單元電路可在實(shí)驗(yàn)板上用模擬運(yùn)行方式驗(yàn)證。
確定電路板的合理尺寸。
電路板設(shè)計(jì)直接影響著應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾能力。在設(shè)計(jì)電路板前,應(yīng)認(rèn)真考慮控制噪聲源、減小噪聲傳播與耦合、減小噪聲吸收等方面的思路。
4.3 布局
將電路板合理分區(qū),通常可按以下分區(qū):電源區(qū)、模擬電路區(qū)、數(shù)字電路區(qū)、功率驅(qū)動(dòng)區(qū)、用戶接口區(qū)。各個(gè)區(qū)按各自的電氣特性放置元件,不可交叉放置元件。
布局原則:元件排列美觀,并使各元件之間的導(dǎo)線盡可能短。
對(duì)于特殊的元件,放置規(guī)則如下:
l 連接件應(yīng)放置于電路板的四周。
l 時(shí)鐘器件應(yīng)盡量靠近使用該時(shí)鐘器件的元件。
l 噪聲元件與非噪聲元件的間隔要遠(yuǎn)。
l I/O驅(qū)動(dòng)器件、功率放大器件盡量靠近電路板的四周,并靠近其所引出的接插件。
l 每個(gè)集成電路旁應(yīng)放置一個(gè)104pF去耦電容,去耦電容盡可能靠近集成電路,引線應(yīng)短而粗。
l 合理放置電源的去耦電容。當(dāng)電路板尺寸較大時(shí),可在適當(dāng)位置增加電源的去耦電容。
4.4 布線
采用手工布線的方法,部分電路輔以自動(dòng)布線。
信號(hào)線寬度合理,排列勻稱,并盡可能減少過(guò)孔。信號(hào)線越短、越粗,信號(hào)傳輸就越好。
特別注意電源線、地線的放置。電源線、地線要盡量粗。若電路板上具有模擬電路區(qū)、數(shù)字電路區(qū)、功率驅(qū)動(dòng)區(qū),應(yīng)使用單點(diǎn)接電源、單點(diǎn)接地原則。注意:模擬電路的地線不能布成環(huán)路。
l 時(shí)鐘振蕩電路、特殊高速邏輯電路部分用地線包圍。
l 石英晶體振蕩器外殼接地線,時(shí)鐘線要盡量短。
l 石英晶體振蕩器、噪聲敏感器件下要布大面積覆銅,不應(yīng)穿過(guò)其它信號(hào)線。
l 時(shí)鐘線垂直于信號(hào)線比平行于信號(hào)線,所受干擾小;允許時(shí),時(shí)鐘線要遠(yuǎn)離信號(hào)線。
l 使用45°的折線布線,不要使用90°折線,這可以減小高頻信號(hào)的發(fā)射。
4.5 元件封裝
所有元件的封裝,均需經(jīng)過(guò)驗(yàn)證,才能放置于電路板上。選取元件時(shí),優(yōu)先考慮采用表面安裝元件。
分立元件的封裝形式應(yīng)采用公司現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)封裝庫(kù);表面安裝元件的封裝形式應(yīng)采用生產(chǎn)廠家提供的封裝庫(kù)。
當(dāng)新增元件時(shí),應(yīng)及時(shí)加入公司的元件封裝庫(kù)中,并在修改記錄中說(shuō)明。
4.6 連接件
選擇合理的連接件,將有助于改善電路板的布局,使電路整體更美觀。
采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的連接件,注意選擇合適的外觀尺寸、引腳間距(100mil、80mil、50mil)。
連接件附近標(biāo)注清晰的文字,說(shuō)明該連接件的功能。
連接件的放置應(yīng)參考人們的使用習(xí)慣。連接件可統(tǒng)一安放于電路板的四周,方便操作。
4.7 用戶接口
用戶接口應(yīng)放置于指定的區(qū)域,并符合通常的操作習(xí)慣。
用戶接口的設(shè)置同連接件。
4.8 EMI
注意各類元件的分布,元件電源線、地線、信號(hào)線的排列方式,盡可能降低所設(shè)計(jì)電路的EMI,提高應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾的能力。
5. 應(yīng)用技巧
5.1 焊盤與覆銅的連接
在大面積覆銅時(shí),對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的元件管腳與該覆銅相連接,其管腳連接方式的處理需要綜合考慮。從電氣性能方面考慮,管腳與覆銅直接連接(DirectConnect)為好,但對(duì)元件的焊接就會(huì)存在一些不良隱患,如:焊接功率加大、容易造成虛焊等。因此,需兼顧電氣性能與工藝需要,做成十字花焊盤(ReliefConnect)連接。這樣,可提高工藝處理的可靠性。多層板中,管腳與覆銅、內(nèi)電層的連接與此處理方法相同。
5.2 覆銅的設(shè)置
設(shè)置覆銅時(shí),注意電氣網(wǎng)格(GridSize)與線寬(TrackWidth)的尺寸設(shè)置。覆銅布線是依據(jù)該參數(shù)決定的。尺寸過(guò)小,通路雖然有所增加,但造成圖形的數(shù)據(jù)量過(guò)大,文件的存貯空間也相應(yīng)增加,對(duì)計(jì)算機(jī)造成的負(fù)擔(dān)也重;尺寸過(guò)大,通路則會(huì)減少,對(duì)覆銅的外觀會(huì)有影響。所以,需要設(shè)置一個(gè)合理的尺寸。標(biāo)準(zhǔn)元器件兩腿之間的距離為 100mil,所以,該尺寸一般設(shè)置為10mil的整數(shù)倍,如:10mil、20mil、50mil等。另外,長(zhǎng)度(Length)的設(shè)置也可參考以上參數(shù)。
5.3 多塊電路板繪制于同一文件中
當(dāng)多塊不同的板繪制在一個(gè)文件中,并希望分割交貨時(shí),需要在機(jī)械尺寸層(Mechanical1 Layer)為每塊電路板畫一個(gè)邊框,各電路板間留100mil的間距。
6. 設(shè)計(jì)檢查
電路設(shè)計(jì)完成后,需認(rèn)真檢查電路板的設(shè)計(jì)是否符合規(guī)則、是否符合生產(chǎn)工藝的需求。一般來(lái)說(shuō),檢查有如下幾個(gè)方面:
l 原理圖、PCB圖是否完全一致?
l 導(dǎo)線、焊盤、過(guò)孔的尺寸是否合理,是否滿足生產(chǎn)要求?
l 導(dǎo)線、焊盤、過(guò)孔、覆銅、填充之間的距離是否合理,是否滿足生產(chǎn)要求?
l 電源線、地線的寬度是否合適,是否具有較低的的阻抗?地線是否具有加寬的可能?
l 信號(hào)線是否采取了最佳措施,如長(zhǎng)度最短、加保護(hù)線等,輸入線及輸出線是否經(jīng)過(guò)處理?
l 導(dǎo)線形狀是否理想,有沒(méi)有需要修改的導(dǎo)線?
l 模擬電路和數(shù)字電路部分是否有各自獨(dú)立的地線?
l 文字、標(biāo)注是否大小合適,排列合理?
l 工藝標(biāo)注、阻焊標(biāo)注、助焊標(biāo)注是否合理,符合工藝要求和使用習(xí)慣?
l 多層板中的電源層、地線層設(shè)置是否合理?





