第一篇：通用PCB设计网格 系统

通用PCB设计网格系统

摘要：

PCB设计布线使用多种度量单位往往会降低设计的完美性。优秀的PCB设计由构建CAD库部件开始，然后就立刻开始面对元器件布局、过孔位置以及布线等各方面的挑战。输出生产机器使用的数据可能会非常复杂，也可能会非常简单，这直接取决于整个PCB设计过程中使用的PCB设计布线的度量单位。本文考察了电子行业最重要、但有时也会被忽视或想当然的一个课题——PCB设计网格系统。

引言：

20世纪60年代到80年代，主要PCB设计网格系统一直采用英制单位。所有PCB设计要素和网格布线的最小度量单位都是0.001”(1 mil)，一切都是对称的、均衡的。之后，在1988年，多家世界标准组织 联合起来，一致认为，公制单位可以更好地解决PCB设计开发问题。20世纪90年代，元器件制造商的产品技术资料和JEDEC元器件封装尺寸资料中开始转型，此前曾一度采用英制“英寸”单位的资料，现在开始逐渐转为采用公制单位。

世界标准组织IPC建议“PCB设计网格系统”的基本值为0.05mm，同时开始把PCB设计中的所有要素都统一到网格系统中。然而，在美国，这受到大力抵制。美国一些PCB设计企业、制造企业、机械工程师和电气工程师目前仍然反对这一转换。

从一种单位转向另一种单位，给PCB设计行业带来了混乱，因为PCB设计人员被迫在转型期间使用两种不同的单位。CAD厂商处理转型的方式是引入了种“基于无网格形状”的自动布线功能，为PCB设计人员使用公制和英制引脚间距连接焊盘形状提供了一种解决方案。他们引入了许多新的技术术语，如“网格外”(“Off-Grid”)或“无网格”(“Gridless”)和“基于形状的”布线解决方案。这一概念完全基于这样一个事实，即以PCB设计规则作为主要因素，PCB设计人员的客观目标是遵守规则，而不管连接盘形状多么不规则。某些CAD库元器件采用英制的引脚间距，某些采用公制引脚间距。PCB设计网格系统出现混乱，处理无网格环境给PCB设计人员带来了新的挑战。

无网格系统对PCB布线的主要影响是轨迹路由计算粒度非常小，因此占用的存储器和CPU处理能力大大提高。无网格系统新增了成千上万个变换选项，实际上降慢了自动布线工具的速度。另外，这样也很难在两个元器件引线中心或过孔中心间方便的手动布线。

从创建CAD库、元器件布局、过孔放置到布线，“通用PCB设计网格系统”影响着一切项目，同时占用的计算机存储器和CPU处理能力大大下降。它能标出引脚和走线的中心位置，提高了制造良品率。它还改善了元器件布局和布线的整体美观性。

IPC 标准及设计完美PCB的最终目标是让PCB设计中所有的尺寸都以0.05 mm作为最小度量单位，向0.05mm网格系统看齐。本文将排除疑议，证明这是一种最优秀的解决方案。注：0.05mm = 0.0019685”或约等于2 mils。

下面将解释遵守“通用PCB设计网格系统”所需的指标，并了解这一体系的先进特点。不过，我们首先要了解一下电子产品开发行业标准化进程中的几个主要组织。

电子标准组织：

标准元件封装外形来自于专业编制元器件封装数据及实现文档和刊物标准化的行业标准组织。

标准组织介绍–

• JEDEC – 联合电子设备工程委员会

半导体工程标准化机构，代表着电子行业的所有领域，包括分立元器件和集成电路封装标准。

• EIA – 电子行业联盟

由美国许多制造商组成的国家贸易组织，涉及卷带、托盘和管元器件封装标准，其最新出版的标准是EIA-481-D-202_。

• IEC – 国际电子技术委员会

IEC是一家领先的全球机构，为所有电气、电子和相关技术及相关一般学科(如术语和符号)编制和出版国际标准。

• NIST – 国家标准和技术学会

从原子钟到半导体，无数种产品和服务都在某种程度上依赖NIST。NIST的使命是开发和推广度量、标准和技术，提高生产效率，促进贸易发展，改善生活质量。

• IPC – 电子行业相关协会

IPC是唯一把电子行业所有相关各方汇聚在一起的贸易协会，包括PCB设计人员、PCB制造商、PCB组装公司、供应商和原始设备制造商。

• ANSI – 美国国家标准学会

ANSI的使命是推广和促进自愿达成一致的标准和合格性评估系统，保护其完整性，加强美国企业的全球竞争力和美国的生活质量。

• EIAJ – 日本电子行业协会

EIAJ的使命是代表国内电子行业，处理面对的各种挑战和问题，包括与世界各地相关组织和协会合作，规划和实施各种方案。

• NEMI – 国家电子制造计划

NEMI是一家业内领先的联盟，使命是保证全球电子制造供应链的领导地位。其会员包括数百家电子元器件制造商、供应商、协会、政府机构和高等院校。

• JEITA – 日本电子和信息技术行业协会

JEITA是日本一家行业组织，其活动涉及电子领域和信息技术(IT)领域。JEITA涵盖了电子元器件、无线电和广播设备、计算机、医疗器械、测量和控制系统及组装。

创建焊盘 CAD库：

在这些标准组织的指导下，PCB设计人员已经制订了各种规则，以使用CAD工具创建一致的优质连接盘图形。在理想的通用网格系统中，许多单元的最小度量单位都是0.05mm，虽然这些规则也有一些例外，但大多数情况下适用这些规则。

IPC编制的SMT和PTH所有CAD库焊盘外形的通用尺寸 –

• 外形的最小度量单位是0.05mm 包括丝网、组装和贴装

• 焊盘尺寸的最小度量单位是0.05mm

• 孔径的最小度量单位是0.05mm

• 极性标记的最小度量单位是0.05mm

• 本地基准的最小度量单位是0.05mm

• 指示标注高度和线宽的最小度量单位是0.05mm

IPC-7351 标准中BGA封装使用的球栅阵列网格标准–

• 球和焊盘的尺寸的最小度量单位为0.05mm(参见表1)

• 引脚间隙的最小度量单位为0.05mm

• 封装体外形尺寸的最小度量单位为0.05mm

JEDEC编制的QFP、SOP和SOT鸥翼型引脚封装标准–

• 封装体外形尺寸的最小度量单位为0.05mm

• 封装容差的最小度量单位为0.05mm

• 端子引线尺寸的最小度量单位为0.05mm

• 引脚间隙、焊盘尺寸“X, Y”的最小度量单位为0.05mm，焊盘中心“C”的最小度量单位为0.1mm。参见图1。

EIA编制的电阻器、电容器、二极管和电感器芯片元器件引脚标准 –

• 封装体外形长度和宽度的最小度量单位是0.05mm

• 端子引线尺寸的最小度量单位是0.05mm

• 焊盘尺寸“X, Y”的最小度量单位是0.05mm，焊盘中心“C”的最小度量单位是0.1mm

JEDEC编制的SON、QFN、DFN、SOTFL和SODFL无铅元器件引脚标准 –

• 引脚间距的最小度量单位为0.05mm

• 封装体外形尺寸的最小度量单位为0.05mm(包括高度)

• 端子引线尺寸的最小度量单位为0.05mm

• 封装容限的最小度量单位为0.05mm

在当前元器件封装技术中，基本规则是在大多数情况下，元器件封装尺寸和焊接端子引线的最小度量单位是0.05mm。当然，20世纪80年代生产的所有元器件封装是这一规则的例外情况。为全面转向公制单位及引入成熟的电子产品开发自动化系统，必须消除基于英制的元器件封装。

元器件布局网格系统：

如果要以毫米为单位构建CAD库部件，最好的布局网格规则是使用可以均匀划分成1mm的数值，且在小数点右面一位。优化的公制布局网格包括：1mm、0.5mm, 0.2mm和0.1mm。为实现最佳效果，只有在绝对必要时，才应该使用其它部件布局网格，如固定连接器或PCB边缘开关。

过孔尺寸和放置网格系统：

过孔尺寸的最小度量单位是0.05mm，包括所有通孔尺寸。在全局布线时最佳的过孔尺寸为：0.5mm焊盘、0.25mm通孔、0.7mm 无阻焊区域。如果PCB设计中的每个过孔放在1mm网格系统上，那么设计时布线可以完美的穿过这些过孔而不会产生不必要的弯曲。最佳的过孔放置网格是1mm，过孔间允许通过两条0.1mm走线。参阅下面的图

3、图4和图5。

1mm 间距BGA过孔，线宽为0.1mm 0.5mm 间距QFP过孔，线宽为0.1mm

图5是这个阵列中两个过孔的放大图

图5清楚地表明了对准1mm网格的两个过孔，其中两条0.1mm走线完美居中。当然，在完美居中的两个过孔之间，也可以只布一条0.1mm 走线。无阻焊区域不会超出走线界限，在参考平面上提供了一条干净的回路。这为高速技术提供了一种杰出的走线解决方案，同时提供了简化的工作环境。

走线/ 空间尺寸网格系统：

除一个是0.125mm(5 mils)外，公制走线宽度规则的最小度量单位是0.05mm。

0.25mm = 10 mils

0.20mm = 8 mils

0.15mm = 6 mils

0.125mm = 5 mils

0.10mm = 4 mils

0.075mm = 3 mils

0.05mm = 2 mils

布线网格系统：

最优秀的公制布线网格为0.05mm。

参考标注和文本网格系统：

0.1mm是放置参考标注和文本常用的网格，空间比较紧张时则使用0.05mm。

覆铜和填充网格系统:

0.1mm是覆铜轮廓和对准网格的常用网格，而0.05mm则可以用于高密度布局和布线。

安装孔尺寸和布局网格系统：

所有安装孔焊盘的最小度量单位是0.05mm，布局网格的最小度量单位是0.05mm。

结论：

通用PCB设计网格系统基于0.05mm单位。对PCB设计的各个方面，所有形状和尺寸的最小度量单位应该是0.05mm。为实现电子产品开发自动化，PCB设计必需转向公制单位。

美国是目前唯一没有使用公制单位作为主导度量衡的工业化国家。但是，全球的PCB设计在历史上一直是由使用英制度量衡的元器件制造商和CAD厂商推动的。

很明显，不根据公制指标生产产品或服务的美国企业在世界市场上的竞争力可能会越来越低。日本已经认识到，美国不使用公制单位在战略上妨碍了美国产品进入日本本土市场。此外，欧洲市场各种产品标准的统一，将使得在欧洲市场销售非公制产品变得越来越难，不确定性日益提高。大多数美国公司理解，使用公制单位对未来的经济成功至关重要，他们犹豫的原因，可能在于转换时间和转换方式的不确定性。

美国联邦政府机构正在采取积极措施，表明其决定在相关商业活动中采用公制度量衡。例如，大多数元器件制造商已经把元器件尺寸的产品技术资料转换成毫米单位。许多结果对公众并不是非常透明的，因为这不是美国联邦政府当前转型活动的直接目标。大多数兽医和医疗机构已经完成到公制单位的转换，但是，工业是转型的主要目标，而且他们正在认识到这些并基本欢迎政府所采取的措施。

整个行业对继续转向公制单位的智慧之举的接受，在一定程度上源于他们认识到根据公制单位生产产品等于能够在未来的经济环境生存下来。目前，大多数公司把产品出口到全球市场，预计这些市场都将在产品中采用公制度量衡。

美国目前实施公制度量衡的努力基于这样一种理念，即通过转向公制单位，可以提高工业和商业生产效率，改善数学和科学教育，加强美国产品和服务在世界市场中的竞争力。如果不能转向公制度量衡，则会阻碍美国的工业和经济发展。

第二篇：pcb设计

！1.DOS版Protel软件设计的PCB文件为何在我的电脑里调出来不是全图?有许多老电子工程师在刚开始用电脑绘制PCB线路图时都遇到过这样的问题，难道是我的电脑内存不够吗? 我的电脑可有64M内存呀!可屏幕上的图形为何还是缺胳膊少腿的呢?不错，就是内存配置有问题，您只需在您的CONFIG.SYS文件(此文件在C:根目录下，若没有，则创建一个)中加上如下几行，存盘退出后 重新启动电脑即可。DEVICE=C:WINDOWSSETVER.EXEDEVICE=C:WINDOWSHIMEM.SYSDEVICE=C:WINDOWSEMM386.EXE 160002.如何确定大电流导线线宽?请见1989年国防工业出版社出版的《电子工业生产技术手册》Vol12中的图形说明。3.为何要将PCB文件转换为GERBER文件和钻孔数据后交PCB厂制板?大多数工程师都习惯于将PCB文件设计好后直接送PCB厂加工，而国际上比较流行的做法是将PCB文件转换为GERBER文件和钻孔数据后交PCB厂，为何要“多此一举”呢?因为电子工程师和PCB工程师对PCB的理解不一样，由PCB工厂转换出来的GERBER文件可能不是您所要的，如您在设计时将元件的参数都定义在PCB文件中，您又不想让这些参数显示在PCB成品上，您未作说明，PCB厂依葫芦画瓢将这些参数都留在了PCB成品上。这只是一个例子。若您自己将PCB文件转换成GERBER文件就可避免此类事件发生。GERBER文件是一种国际标准的光绘格式文件，它包含RS-274-D和RS-274-X两种格式，其中RS-274-D称为基本GERBER格式，并要同时附带D码文件才能完整描述一张图形;RS-274-X称为扩展GERBER格式，它本身包含有D码信息。常用的CAD软件都能生成此二种格式文件。如何检查生成的GERBER正确性?您只需在免费软件ViewmateV6.3中导入这些GERBER文件和D码文件即可在屏幕上看到或通过打印机打出。钻孔数据也能由各种CAD软件产生，一般格式为Excellon，在Viewmate中也能显示出来。没有钻孔数据当然做不出PCB了。4.如何提高布通率?完成一个印制板图的设计一般都要经过原理图输入--网络表生成--定义Keepout Layer--网络表(元件)加载--元件布局--自动(手动)布线等过程。现今市面上流行的几种软件在元件自动步局功能上都不是很强大，往往通过手工步局更能提高布通率，但请别忘了充分运用Move to Gird 功能，她能将元件自动移到网格交叉点上，对提高布通率大有益处。5.PCB文件中如何加上汉字?在PCB文件中加汉字的方法有很多种，本人比较喜欢的方法还是下面将要介绍的：A.前提条件：您的PC中应安装有Protel99软件并能正常运行.B.步骤：将windows目录中的client99.rcs英文菜单文件copy 到另一目录下保存起来;下载Protel99cn.zip 解包后将其中的client99.rcs复制到windows目录下;再将其他文件复制到Design Explorer 99目录中;重新启动计算机后运行Protel99即会出现中文菜单，在放置|汉字菜单中可实现加汉字功能。6.怎样在PCB文件中描述长槽孔?如上图所示为一继电器封装，继电器管脚截面为长方形，那么印制电路板上的相应孔就应为长槽形，要描述这一长槽形孔，只需在相应焊盘中放置一排与孔等大的Pad即可，如上图中十字光标所指

第三篇：PCB设计经验总结

--[PCB]PCB设计经验总结

[PCB]PCB设计经验总结布局:总体思想：在符合产品电气以及机械结构要求的基础上考虑整体美观，在一个PCB板上，元件的布局要求要均衡，疏密有序。1．印制板尺寸必须与加工图纸尺寸相符，符合PCB制造工艺要求，放置MARK点。2．元件在二维、三维空间上有无冲突？3．元件布局是否疏密有序，排列整齐？是否全部布完？4．需经常更换的元件能否方便的更换？插件板插入设备是否方便？ 5．热敏元件与发热元件之间是否有适当的距离？6．调整可调元件是否方便？7．在需要散热的地方，装了散热器没有？空气流是否通畅？布局:总体思想：在符合产品电气以及机械结构要求的基础上考虑整体美观，在一个PCB板上，元件的布局要求要均衡，疏密有序。1．印制板尺寸必须与加工图纸尺寸相符，符合PCB制造工艺要求，放置MARK点。2．元件在二维、三维空间上有无冲突？3．元件布局是否疏密有序，排列整齐？是否全部布完？4．需经常更换的元件能否方便的更换？插件板插入设备是否方便？ 5．热敏元件与发热元件之间是否有适当的距离？6．调整可调元件是否方便？7．在需要散热的地方，装了散热器没有？空气流是否通畅？8．信号流程是否顺畅且互连最短？9．插头、插座等与机械设计是否矛盾？10．蜂鸣器远离柱形电感，避免干扰声音失真。11．速度较快的器件如SRAM要尽量的离CPU近。12．由相同电源供电的器件尽量放在一起。布线：

1．走线要有合理的走向：如输入/输出，交流/直流，强/弱信号，高频/低频，高压/低压等...，它们的走向应该是呈线形的(或分离)，不得相互交融。其目的是防止相互干扰。最好的走向是按直线，但一般不易实现，避免环形走线。对于是直流，小信号，低电压PCB设计的要求可以低些。输入端与输出端的边，以免产生反射干扰线应避免相邻平行。必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。2．选择好接地点：一般情况下要求共点地，数字地与模拟地在电源输入电容处相连。3．合理布置电源滤波/退耦电容：布置这些电容就应尽量靠近这些元部件，离得太远就没有作用了。在贴片器件的退耦电容最好在布在板子另一面的器件肚子位置，电源和地要先过电容，再进芯片。4．线条有讲究：有条件做宽的线决不做细；高压及高频线应园滑，不得有尖锐的倒角，拐弯也不得采用直角，一般采用135度角。地线应尽量宽，最好使用大面积敷铜，这对接地点问题有相当大的改善。设计中应尽量减少过线孔，减少并行的线条密度。5．尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线。6．数字电路与模拟电路的共地处理，现在有许多PCB不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整人PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连，只是在PCB与外界连接的接口处（如插头等）。数字地与模拟地有一点短接。7．信号线布在电（地）层上在多层印制板布线时，由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多，再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量，成本也相应增加了，为解决这个矛盾，可以考虑在电（地）层上进行布线。首先应考虑用电源层，其次才是地层。因为最好是保留地层的完整性。8．关键信号的处理，关键信号如时钟线应该进行包地处理，避免产生干扰，同时在晶振器件边做一个焊点使晶振外壳接地。9．设计规则检查（DRC）

布线设计完成后，需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则，同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求，一般检查有如下几个方面：线与线，线与元件焊盘，线与贯通孔，元件焊盘与贯通孔，贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理，是否满足生产要求。

电源线和地线的宽度是否合适，电源与地线之间是否紧耦合（低的波阻抗）？在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。

对于关键的信号线是否采取了最佳措施，如长度最短，加保护线，输入线及输出线被明显地分开。

模拟电路和数字电路部分，是否有各自独立的地线。

后加在PCB中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短路。

对一些不理想的线形进行修改。在PCB上是否加有工艺线？阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志是否压在器件焊盘上，以免影响电装质量。

多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小，如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。10．关于EMC方面：a．尽可能选用信号斜率较慢的器件，以降低信号所产生的高频成分。b．注意高频器件摆放的位置，不要太靠近对外的连接器。c．注意高速信号的阻抗匹配，走线层及其回流电流路径，以减少高频的反射与辐射。d.在各器件的电源管脚放置足够与适当的去耦合电容以缓和电源层和地层上的噪声。特别注意电容的频率响应与温度的特性是否符合设计所需。e电源层比地层内缩20H，H为电源层与地层之间的距离。11．GERBER输出检查检查输出的GERBER文件是否按层叠顺序要求输出，在CAM350里查看每一层数据以及DRILL表，同时注意特殊孔如方孔的输出。

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印制电路板（PCB）是电子产品中电路元件和器件的支撑件。它提供电路元件和器件之间的电气连接。随着电子技术的飞速发展，PCB的密度越来越高。PCB设计的好坏对抗干扰能力影响很大。实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子产品的可靠性产生不利影响。例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声。因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用正确的方法，遵守PCB设计的一般原则，并应符合抗干扰设计的要求。

一、PCB设计的一般原则要使电子电路获得最佳性能，元器件的布局及导线的布设是很重要的。为了设计质量好、造价低的PCB，应遵循以下的一般性原则：1.布局首先，要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后，再确定特殊元件的位置。最后，根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。在确定特殊元件的位置时要遵守以下原则：（1）尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。（2）某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。（3）重量超过15g的元器件，应当用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。（4）对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。若是机内调节，应放在印制板上方便调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。（5）应留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。根据电路的功能单元。对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则：（1）按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。（2）以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上。尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。（3）在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样，不但美观，而且装焊容易，易于批量生产。（4）位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不小于2mm。电路板的最佳形状为矩形。长宽双为3:2或4:3。电路板面尺寸大于200×150mm时，应考虑电路板所受的机械强度。2.布线布线的原则如下：（1）输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。最好加线间地线，以免发生反馈藕合。（2）印制板导线的最小宽度主要由导线与绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定。当铜箔厚度为0.5mm、宽度为1～15mm时，通过2A的电流，温度不会高于3℃。因此，导线宽度为1.5mm可满足要求。对于集成电路，尤其是数字电路，通常选0.02～0.3mm导线宽度。当然，只要允许，还是尽可能用宽线，尤其是电源线和地线。导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于集成电路，尤其是数字电路，只要工艺允许，可使间距小于5～8mil。（3）印制导线拐弯处一般取圆弧形，而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。此外，尽量避免使用大面积铜箔，否则，长时间受热时，易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时，最好用栅格状。这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体。3.焊盘焊盘中心孔要比器件引线直径稍大一些。焊盘太大易形成虚焊。焊盘外径D一般不小于（d+1.2）mm，其中d为引线孔径。对高密度的数字电路，焊盘最小直径可取(d+1.0)mm。

二、PCB及电路抗干扰措施印制电路板的抗干扰设计与具体电路有着密切的关系，这里仅就PCB抗干扰设计的几项常用措施做一些说明。1.电源线设计根据印制线路板电流的大小，尽量加粗电源线宽度，减少环路电阻。同时，使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。2.地线设计在电子产品设计中，接地是控制干扰的重要方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用，可解决大部分干扰问题。电子产品中地线结构大致有系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻辑地）和模拟地等。在地线设计中应注意以下几点：（1）正确选择单点接地与多点接地在低频电路中，信号的工作频率小于1MHz，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地的方式。当信号工作频率大于10MHz时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就近多点接地。当工作频率在1～10MHz时，如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长的1/20，否则应采用多点接地法。（2）数字地与模拟地分开。电路板上既有高速逻辑电路，又有线性电路，应使它们尽量分开，而两者的地线不要相混，分别与电源端地线相连。低频电路的地应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。高频电路宜采用多点串联接地，地线应短而粗，高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔。要尽量加大线性电路的接地面积。（3）接地线应尽量加粗。若接地线用很细的线条，则接地电位则随电流的变化而变化，致使电子产品的定时信号电平不稳，抗噪声性能降低。因此应将接地线尽量加粗，使它能通过三倍于印制电路板的允许电流。如有可能，接地线的宽度应大于3mm。（4）接地线构成闭环路。设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时，将接地线做成闭路可以明显地提高抗噪声能力。其原因在于：印制电路板上有很多集成电路元件，尤其遇有耗电多的元件时，因受接地线粗细的限制，会在地线上产生较大的电位差，引起抗噪能力下降，若将接地线构成环路，则会缩小电位差值，提高电子设备的抗噪声能力。3.退藕电容配置PCB设计的常规做法之一是在印制板的各个关键部位配置适当的退藕电容。退藕电容的一般配置原则是：（1）电源输入端跨接10～100uf的电解电容器。如有可能，接100uF以上的更好。（2）原则上每个集成电路芯片都应布置一个0.01pF的瓷片电容，如遇印制板空隙不够，可每4～8个芯片布置一个1～10pF的钽电容。（3）对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的器件，如RAM、ROM存储器件，应在芯片的电源线和地线之间直接接入退藕电容。（4）电容引线不能太长，尤其是高频旁路电容不能有引线。此外，还应注意以下两点：（1）在印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时，操作它们时均会产生较大火花放电，必须采用RC电路来吸收放电电流。一般R取1～2K，C取2.2～47uF。（2）CMOS的输入阻抗很高，且易受感应，因此在使用时对不用端要接地或接正电源。

三、PowerPCB简介PowerPCB是美国Innoveda公司软件产品。PowerPCB能够使用户完成高质量的设计，生动地体现了电子设计工业界各方面的内容。其约束驱动的设计方法可以减少产品完成时间。你可以对每一个信号定义安全间距、布线规则以及高速电路的设计规则，并将这些规划层次化的应用到板上、每一层上、每一类网络上、每一个网络上、每一组网络上、每一个管脚对上，以确保布局布线设计的正确性。它包括了丰富多样的功能，包括簇布局工具、动态布线编辑、动态电性能检查、自动尺寸标注和强大的CAM输出能力。它还有集成第三方软件工具的能力，如SPECCTRA布线器。

四、PowerPCB使用技巧PowerPCB目前已在我所推广使用，它的基本使用技术已有培训教材进行了详细的讲解，而对于我所广大电子应用工程师来说，其问题在于已经熟练掌握了TANGO之类的布线工具之后，如何转到PowerPCB的应用上来。所以，本文就此类应用和培训教材上没有讲到，而我们应用较多的一些技术技巧作了论述。1.输入的规范问题对于大多数使用过TANGO的人来说，刚开始使用PowerPCB的时候，可能会觉得PowerPCB的限制太多。因为PowerPCB对原理图输入和原理图到PCB的规则传输上是以保证其正确性为前提的。所以，它的原理图中没有能够将一根电气连线断开的功能，也不能随意将一根电气连线在某个位置停止，它要保证每一根电气连线都要有起始管脚和终止管脚，或是接在软件提供的连接器上，以供不同页面间的信息传输。这是它防止错误发生的一种手段，其实，也是我们应该遵守的一种规范化的原理图输入方式。在PowerPCB设计中，凡是与原理图网表不一致的改动都要到ECO方式下进行，但它给用户提供了OLE链接，可以将原理图中的修改传到PCB中，也可以将PCB中的修改传回原理图。这样，既防止了由于疏忽引起的错误，又给真正需要进行修改提供了方便。但是，要注意的是，进入ECO方式时要选择“写ECO文件”选项，而只有退出ECO方式，才会进行写ECO文件操作。2.电源层和地层的选择PowerPCB中对电源层和地层的设置有两种选择，CAM Plane和Split/Mixed。Split/Mixed主要用于多个电源或地共用一个层的情况，但只有一个电源和地时也可以用。它的主要优点是输出时的图和光绘的一致，便于检查。而CAM Plane用于单个的电源或地，这种方式是负片输出，要注意输出时需加上第25层。第25层包含了地电信息，主要指电层的焊盘要比正常的焊盘大20mil左右的安全距离，保证金属化过孔之后，不会有信号与地电相连。这就需要每个焊盘都包含有第25层的信息。而我们自己建库时往往会忽略这个问题，造成使用Split/Mixed选项。3.推挤还是不推挤PowerPCB提供了一个很好用的功能就是自动推挤。当我们手动布线时，印制板在我们的完全控制之下，打开自动推挤的功能，会感到非常的方便。但是如果在你完成了预布线之后，要自动布线时，最好将预布好的线固定住，否则自动布线时，软件会认为此线段可移动，而将你的工作完全推翻，造成不必要的损失。4.定位孔的添加我们的印制板往往需要加一些安装定位孔，但是对于PowerPCB来说，这就属于与原理图不一样的器件摆放，需要在ECO方式下进行。但如果在最后的检查中，软件因此而给出我们许多的错误，就不大方便了。这种情况可以将定位孔器件设为非ECO注册的即可。在编辑器件窗口下，选中“编辑电气特性”按钮，在该窗口中，选中“普通”项，不选中“ECO注册”项。这样在检查时，PowerPCB不会认为这个器件是需要与网表比较的，不会出现不该有的错误。5.添加新的电源封装由于我们的国际与美国软件公司的标准不太一致，所以我们尽量配备了国际库供大家使用。但是电源和地的新符号，必须在软件自带的库中添加，否则它不会认为你建的符号是电源。所以当我们要建一个符合国标的电源符号时，需要先打开现有的电源符号组，选择“编辑电气连接”按钮，点按“添加”按钮，输入你新建的符号的名字等信息。然后，再选中“编辑门封装”按钮，选中你刚刚建立的符号名，绘制出你需要的形状，退出绘图状态，保存。这个新的符号就可以在原理图中调出了。6.空脚的设置我们用的器件中，有的管脚本身就是空脚，标志为NC。当我们建库的时候，就要注意，否则标志为NC的管脚会连在一起。这是由于你在建库时将NC管脚建在了“SINGAL_PINS“中，而PowerPCB认为“SINGAL_PINS”中的管脚是隐含的缺省管脚，是有用的管脚，如VCC和GND。所以，如果的NC管脚，必须将它们从“SINGAL_PINS"中删除掉，或者说，你根本无需理睬它，不用作任何特殊的定义。7.三极管的管脚对照三极管的封装变化很多，当自己建三极管的库时，我们往往会发现原理图的网表传到PCB中后，与自己希望的连接不一致。这个问题主要还是出在建库上。由于三极管的管脚往往用E，B，C来标志，所以在创建自己的三极管库时，要在“编辑电气连接”窗口中选中“包括文字数字管脚”复选框，这时，“文字数字管脚”标签被点亮，进入该标签，将三极管的相应管脚改为字母。这样，与PCB封装对应连线时会感到比较便于识别。8.表面贴器件的预处理现在，由于小型化的需求，表面贴器件得到越来越多的应用。在布图过程中，表面贴器件的处理很重要，尤其是在布多层板的时候。因为，表面贴器件只在一层上有电气连接，不象双列直插器件在板子上的放置是通孔，所以，当别的层需要与表面器件相连时就要从表面贴器件的管脚上拉出一条短线，打孔，再与其它器件连接，这就是所谓的扇入（FAN-IN），扇出（FAN-OUT）操作。如果需要的话，我们应该首先对表面贴器件进行扇入，扇出操作，然后再进行布线，这是因为如果我们只是在自动布线的设置文件中选择了要作扇入，扇出操作，软件会在布线的过程中进行这项操作，这时，拉出的线就会曲曲折折，而且比较长。所以，我们可以在布局完成后，先进入自动布线器，在设置文件中只选择扇入，扇出操作，不选择其它布线选项，这样从表面贴器件拉出来的线比较短，也比较整齐。9.将板图加入AUTOCAD有时我们需要将印制板图加入到结构图中，这时可以通过转换工具将PCB文件转换成AUTOCAD能够识别的格式。在PCB绘图框中，选中“文件”菜单中的“输出”菜单项，在弹出的文件输出窗口中将保存类型设为DXF文件，再保存。你就可以AUTOCAD中打开个这图了。当然，PADS中有自动标注功能，可以对画好的印制板进行尺寸标注，自动显示出板框或定位孔的位置。要注意的是，标注结果在Drill-Drawing层要想在其它的输出图上加上标注，需要在输出时，特别加上这一层才行。10.PowerPCB与ViewDraw的接口用ViewDraw的原理图，可以产生PowerPCB的表，而PowerPCB读入网表后，一样可以进行自动布线等功能，而且，PowerPCB中有链接工具，可以与VIEWDRAW的原理图动态链接、修改，保持电气连接的一致性。但是，由于软件修改升级的版本的差别，有时两个软件对器件名称的定义不一致，会造成网表传输错误。要避免这种错误的发生，最好专门建一个存放ViewDraw与PowerPCB对应器件的库，当然这只是针对于一部分不匹配的器件来说的。可以用PowerPCB中的拷贝功能，很方便地将已存在的PowerPCB中的其它库里的元件封装拷贝到这个库中，存成与VIEWDRAW中相对应的名字。11.生成光绘文件以前，我们做印制板时都是将印制板图拷在软盘上，直接给制版厂。这种做法保密性差，而且很烦琐，需要给制版厂另写很详细的说明文件。现在，我们用PowerPCB直接生产光绘文件给厂家就可以了。从光绘文件的名字上就可以看出这是第几层的走线，是丝印还是阻焊，十分方便，又安全。转光绘文件步骤：A．在PowerPCB的CAM输出窗口的DEVICE SETUP中将APERTURE改为999。B．转走线层时，将文档类型选为ROUTING，然后在LAYER中选择板框和你需要放在这一层上的东西。不注意的是，转走线时要将LINE,TEXT去掉（除非你要在线路上做铜字）。C．转阻焊时，将文档类型选为SOLD_MASK，在顶层阻焊中要将过孔选中。D．转丝印时，将文档类型选为SILK SCREEN，其余参照步骤B和C。E．转钻孔数据时，将文档类型选为NC DRILL，直接转换。注意，转光绘文件时要先预览一下，预览中的图形就是你要的光绘输出的图形，所以要看仔细，以防出错。有了对印制板设计的经验，如PowerPCB的强大功能，画复杂印制板已不是令人烦心的事情了。值得高兴的是，我们现在已经有了将TANGO的PCB转换成PowerPCB的工具，熟悉TANGO的广大科技人员可以更加方便的加入到PowerPCB绘图的行列中来，更加方便快捷地绘制出满意的印制板。

第四篇：PCB设计总结

设计总结

通过本次设计，我体会到整个设计的流程是从规则设置-----元件布局------过孔扇出与布线-----铺铜的处理-----走线优化------验证设计----处理丝印与出GERBER。

在该设计过程中，我出现了很多问题，现归纳如下：

1，对布局的思考太死板，没考虑到对后面走线的影响。2，走线不够通顺，不能很好的结合原理图来走线。3，哪些地方该铺铜，哪些地方不应铺铜比较模糊。4，软件设置不够熟悉。

由此总结几点要点。

一，关于过孔与铺铜的总结：

1，过孔尽量打到栅格点上，且保持对齐。

2，大电源部分要多打过孔，对于电感的处理，变压器的处理要注意。

铺铜不要超过焊盘下边缘。

3，铜箔宽度不要太大，5.5~6.5mil,不能小于4.5，不要用整数、4，铜箔宽度尽量保持一致。

5，电源层大电源铜箔挖出一块区域作为小电源铜箔，可以通过设置其优先级，来达到铺铜效果。不同电源铜箔间距一致，一般25mil适宜。倒角一般采用45°。二，关于走线的总结：

1，走线不能出现任意角度，一般保持45°角。

2，两个串联电容中间走线要加粗。走线间距保持3倍线宽较宜。

3，电源引脚对应的耦合电容要直连，保持电源电路通顺。

4，对于FPGA以及数据收发IC的IO口可以通过交换引脚是走线通顺。交换时保持数据口对应关系。5，模拟电路与数字电路走线要区分开，防止干扰产生。对应运放电路走线要加粗。6，大电源走线采用星形走线。可通过电源层走线。7，测试点要连入相应的网络。走线保持同组同层。

8，接插件中间尽量不走线。出线保持间距一致，走完的线可以通过锁定防止误操作，做到美观统一。

第五篇：PCB设计实验报告

Protel 99SE原理图与PCB设计的实验报告

摘要：

Protel 99SE是一种基于Windows环境下的电路板设计软件。该软件功能强大，提供了原理图设计、电路混合信号仿真、PCB图设计、信号完整性分析等电子线路设计需要用的方法和工具，具有人机界面友好、管理文件灵活、易学易用等优点，因此，无论是进行社会生产，还是科研学习，都是人们首选的电路板设计工具。

我们在为期两个星期的课程设计中只是初步通过学习和使用Protel 99SE软件对一些单片机系统进行原理图设计绘制和电路板的印制（PCB），来达到熟悉和掌握Protel 99SE软件相关操作的学习目的。

在该课程设计报告中我主要阐述了关于原理图绘制过程的步骤说明、自制原器件的绘制和封装的添加以及根据原理图设计PCB图并进行了PCB图的覆铜处理几个方面。

关键字：

Protel 99SE

原理图

封装

PCB板

正文

一、课程设计的目的

通过本课程的实习，使学生掌握设计电路原理图、制作电路原理图元器件库、电气法则测试、管理设计文件、制作各种符合国家标准的印制电路板、制作印制板封装库的方法和实际应用技巧。主要包括以下内容：原理图（SCH）设计系统；原理图元件库编辑；印制电路板（PCB）设计系统；印制电路板元件库编辑。

二、课程设计的内容和要求 原理图（SCH）设计系统（1）原理图的设计步骤；（2）绘制电路原理图；（3）文件管理；

（4）生成网络表文件；（5）层次原理图的设计。

基本要求：掌握原理图的设计步骤，会绘制电路原理图，利用原理图生产网络表，以达到检查原理图的正确性的目的；熟悉文件管理的方法和层次原理图的设计方法。

原理图元件库编辑

（1）原理图元件库编辑器；

（2）原理图元件库绘图工具和命令；（3）制作自己的元件库。

基本要求：熟悉原理图元件库的编辑环境，熟练使用元件库的常用工具和命令，会制自己的元件库。

印制电路板（PCB）设计系统

（1）印制电路板（PCB）的布线流程；（2）设置电路板工作层面和工作参数；（3）元件布局；

（4）手动布线与自动布线；（5）电路板信息报表生成。基本要求：熟悉PCB布线的流程，熟练设置电路板的工作层面和参数，根据实际情况，规范的对元件进行布局。掌握自动布线和手动布线的方法，并会对布线后生成的信息报表进行检查，以达到修改完善PCB的目的。

（四）印制电路板元件库编辑（1）PCB元件库编辑器；

（2）PCB元件库绘图工具和命令；（3）制作自己的PCB元件库

基本要求：基本要求：熟悉印制电路元件库的编辑环境，熟练使用元件库的常用工具和命令，会制作自己的元件库。

（五）原件封装属性： 电阻——AXIAL0.3 电容——RB.2/.4 三极管——DIP14 CN——CN6 滑动变阻器——VR5 LM324——DIP14 IN4733——DIODE0.4 电源和地插座——AXIAL1.0 二极管——XTAL1

三、绘制原理图与PCB

1、绘制原理图（1）在原理图库文件中绘制才能CN芯片

在制作这个CN中芯片中其中遇到了一点问题就是连接线不能在网格的任意位置画线，其中运用到了图 中所显示的需要分别进行在“视图”工具栏中的“可视网络”和“捕获网络”的应用来进行任意位置的画线。

（2）绘制原理图 ①新建原理图文件：

②连接电路如图：

连接完整好的电路如上，但是看上去简单其实在制作这个原理图的过程中还是遇到了很多的问题。例如在绘制原理图中的 这个部分时，我就自己走了很多弯路，最终在同学的帮助下顺利的完成了。这个过程中需要用到截图 中所示的“放置”---“总线”---“总线入口”等步骤来完成。

③对电路进行ERC检测：

结果如下

④电路无误后创建网表

3、绘制PCB（1）绘制PCB库中没有的原件封装

绘制原件CN的封装如图:

注意：封装的引脚与原理图中引脚相对应

总 结

经过此次Protel课程设计实习，基本达到了对Protel 99SE软件有初步认识和熟悉，并掌握了使用Protel 99SE软件进行电路图的设计和绘制的方法。

首次接触Protel 99SE软件时，对各个元件的查找和对元件库的管理和添加是第一个难点，其次就是对于绘制原理图的一些细节把握还不够到位，比如在绘制原理图元件时要注意元件一般的尺寸大小，不能太大也不能太小了，还有元件管脚电气属性的设置的方法。原理图的绘制完成后便是修改名称和添加元件库了。这些基本方法都掌握后, 就可以绘制一些基本的原理图了, 绘制图形要注意元件的摆放和整体的布局，绘制的原理图要求美观，清晰。

绘制完原理图之后便是学习制作 PCB 的封装了。元器件封装是Protel较难也很关键的一步,制作 PCB 要以元件实物的型号和大小为依据，实物元件的种类繁多，所以要以具体情况具体要求来制作 PCB 封装。PBC封装尺寸的大小更注重在管脚的距离上，管脚距离的大小决定了实物元件能否安装在电路板上。要从原理图生成 PCB 就要保证每个元件都有对应的封装,不仅大小要对应，符号也要一一对应。

特别需要注意的是，当某个元件在库中找不到与之对应的封装号时，我们应该在库中自己绘制出其封装形式。在这些步骤都完成后就可以从原理图生成 PCB 图了,当然刚开始做的时候错误是在所难免的，但通过自己的努力练习，并向老师和同学请教，找到错误的根源所在，及时改正，最终完成了设计任务。当然，最后检查的时候，必须保证从原理图生成 PCB 时要保证每个元件都是正确的，保证每个元件都被导入了，而没有遗漏。

最后一步是布局和布线。由于初学原因，采用的电脑自动布线。在此期间，老师给我指出了诸多错误及不合理之处，所以，以后自己要多从手动布线方面多下功夫，不断提高自己的布线技巧。当然，仅仅四天的实习还远远不够，今后自己还要多下功夫，争取真正作出更为细致且精美的图来。

最后，通过此次课程设计，使我领悟到了学习掌握Protel对于将来学习与工作的重要性，同时也使我认识到自己所学知识和操作技能的欠缺，在将来的学习中需要更加努力，不断学习，才能有所提高！