原理图和<span style='color:red'>PCB</span>设计常见错误速查清单
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原理图和PCB设计常见错误速查清单

　　在电子设计领域，原理图和PCB设计是产品开发的基石，但设计过程中难免遇到各种问题，若不及时排查可能影响电路板的性能及可靠性，本文将列出原理图和PCB设计中的常见错误，整理成一份实用的速查清单，以供参考。　　01原理图设计常见错误　　① ERC报告管脚没有接入信号　　创建封装时给管脚错误地定义了I/O属性。　　创建或放置元件时修改了不一致的grid属性，导致管脚与线未连接。　　创建元件时pin方向反向，连线错误。　　② 元件跑到图纸界外　　元件未在元件库图表纸中心创建。　　③ 工程文件网络表只能部分调入PCB　　生成netlist时未选择为global。　　④使用多部分组成的自定义元件时　　误使用annotate功能。　　02PCB设计常见错误　　① 网络载入时报告NODE没有找到　　原理图中的元件使用了PCB库中没有的封装。　　原理图中的元件使用了PCB库中名称不一致的封装。　　原理图中的元件使用了PCB库中pin number不一致的封装。　　② 打印时无法打印到一页纸上　　创建PCB库时未设置在原点。　　PCB板界外有隐藏的字符。　　③ DRC报告网络被分成几个部分　　网络未连通，需使用CONNECTEDCOPPER查找。
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发布时间：2025-05-13 10:46 阅读量：222 继续阅读>>
<span style='color:red'>PCB</span>元件焊接基本要点
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PCB元件焊接基本要点

　　PCB元件焊接要点，你了解几点？       焊接前：　　1、工作台：必须整洁、干净、防静电，应采用防静电工/器具，戴好防静电手腕带。　　2、工具：应有锡线座、元件盒、焊枪、焊台、镊子、剪钳等焊接工具和防护工具。　　3、电路板：检查PCB板线路，有无短路、断路等。　　4、物料：请确认好是正确的元件，元件有无极性要求，焊盘和元件脚有无氧化，若有则焊接前要要细砂纸打磨干净，涂上助焊剂。　　焊接中：　　1、安全、科学使用电烙铁，烙铁要接地，以防焊接时由于漏电而击穿元件，推荐使用白光可调电烙铁，有铅焊接时温度在350°C左右，无铅焊接时380°C左右。若烙铁头存在氧化层，需在高温海绵上擦拭干净。烙铁使用前要上锡：烙铁烧热到刚能融化焊锡时涂上助焊剂，再将焊锡均匀涂在烙铁头上。不使用时关闭烙铁电源。　　2、元件焊接顺序：以先焊接好的元件不影响后面元件的焊接为原则，一般先焊接体积较小的电阻电容等元件，后焊接体积较大的元件，接插件最后焊接。　　3、元件在板上的放置：应整齐、居中、贴板面放置，注意元件极性。　　4、焊接操作姿势：烙铁到鼻子的距离在20～30cm为宜。　　5、焊接时要求：应保证所有元件不移动位置。焊接头不可施加压力，先用焊锡接触焊点，再用烙铁头沿45°方向融化焊锡，待焊锡融化并浸没元件引脚后沿着引脚轻轻上提，焊接用时大约2～3秒。焊锡未完全凝固前不要晃动元件，以免造成虚焊。适当使用助焊剂。　　6、焊接时间不可过长，也要尽量避免重复焊接，以免损坏元件。　　焊接后：　　1、检查有无漏焊、错焊(极性焊反)、短路、虚焊等现象。　　2、检查焊点是否有适当的焊料，焊点应成圆锥形、整体饱满、光滑均匀、无针孔、有光泽，不应有毛刺、间隙及裂纹，焊点表面要清洁无松香渍。焊锡应包围引脚且不应过多。如果有引线，引脚，其露出引脚长度在1-2mm之间。　　3、焊接后的废料应清理干净，及时丢到垃圾桶里。　　4、焊接工具使用完要放回原位。　　5、要正确使用洗板水清理PCB板上的残留物如锡渣、锡碎、元件脚等。应做好保护措施，因洗板水具有挥发性、可燃性。用剩的应装好、摆放好，不要浪费。　　6、通电检测：先用万用表电阻档测量电源输入端有无短路现象，如有，应在加电前排除。再根据原理图对进行电路检查。　　7、通电完成后必须按清单装配好IC，再调试。完成后用静电袋包装好PCB，不能随意摆放。　　贴装元件焊接规范：　　1、用镊子小心将贴片元件放到PCB板上，使其与焊盘对齐，并摆放在正中央，元件方向正确。　　2、焊接前先在焊盘上涂助焊剂，并用烙铁处理一下以免镀锡不良或被氧化，元件无需处理。　　3、焊接时要保持烙铁尖与被焊引脚并行，防止因焊锡过量发生搭接。　　4、使用烙铁拖焊时，烙铁只能轻轻在引脚上滑过，否则就要碰弯贴片元件的引脚。　　5、焊完所有的引脚后要检查焊点质量：焊点应光滑、饱满、发亮，不要虚焊、漏焊。
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发布时间：2025-04-18 17:32 阅读量：383 继续阅读>>
<span style='color:red'>PCB</span>的基本功能及五大基本要素总结
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PCB的基本功能及五大基本要素总结

　　1、什么是PCB　　PCB：英文名称，Printed circuit board;中文名称，印刷电路板。是电子工程师最熟悉的一个专业术语之一。没有焊接电子元器件的裸板PCB又被称为PWB(Printed Wiring Board，印刷线路板)。本文总结PCB的基本要素，帮助电子工程师更深入和全面的认识PCB。　　2、PCB的功能　　PCB的最基本功能是提供电子元器件的载体，并提供电子元器件之间的连接线网络。同时PCB板还具有绝缘，隔热，防潮等功能。3、PCB的五个基本要素用　　要素一：载板　　PCB的载板又称为基板，是安装和固定电子元器件的板子。按照PCB基板的材料和机械特性不同，常用的载板有FR-4，FPC软板，铝基板，铜基板，罗杰斯板和铁氟龙板等。　　要素二：导线　　普通导线和电源及地平面均是PCB的导线，PCB的导线由整片的铜箔构成，通过刻蚀形成线条或网格，并完成电子元器件之间的电气连接。　　要素三：PAD　　PAD又称为焊盘，如果将电子元器件直接焊接到PCB的导线上，是不可靠的。通常在导线的末端增加PAD，用于焊接电子元件，将电子元器件焊接到PAD上，更加牢固和可靠。通孔和表贴的焊盘均被称为PAD。　　要素四：绿油　　绿油是PCB表层的绿色(或其他颜色)颜料，又被成为阻焊(solder mask)。具有绝缘和防护的功能，也可以放置电子元器件焊接错位或焊接管脚间连焊。　　要素五：丝印　　丝印是在绿油表面上印制的图形，数字，文字等信息，用于指导焊接和记录PCB的版本号。
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发布时间：2025-04-14 17:49 阅读量：450 继续阅读>>
快速找到<span style='color:red'>PCB</span>中的GND的4个方法
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快速找到PCB中的GND的4个方法

　　在维修电路板时，有时候需要测量板子上某一点的电位，来判断到底是哪里出了问题。而参考点的选取一般都是选择电源的负极，也就是GND地线。　　如何快速寻找出板子中的地线，就成了必须要掌握的知识了。　　下面笔者总结了几种方法供大家参考一下。　　01通过电解电容来查找GND　　上图中是一个电磁炉主板，我们要找地线，首先要找到板子最大的那个电解电容。　　一般情况下比较大的电解电容都是作为电源滤波的一种元件，它的负极就是GND了。　　上图中你看到的最大的电解电容就是一个电源滤波电容，它是从整流桥整流输出约300伏的脉动直流电，再经过此电容滤波才能输出比较平滑的直流电。它的负极就是直流电源的负极，也就是我们要找的GND地线。　　02通过查看大片铜箔来确认GND　　上图中是一个两层板，图中标有红圈的那几个点就是地线，可以看出它和大片的铜箔相连。这是由于地线有屏蔽作用，可以有效减小地线环路带来的干扰，所以线路板中的地线铜箔一般都是成片出现的。　　03通过查看连接插件上的标识来确认GND　　如上图，一般在板子的接插件处都有各种信号的标识，我们可以通过查看这个标识来确认地线，比如上图红线圈内的GND就是地线了。　　04通过集成芯片来查找　　在线路板中通常有着各种各样的集成电路，这些集成电路如果要正常工作都需要有供电电源，可以通过查看芯片的引脚来确认GND。　　如上图，这是一个8脚的比较器，通过查找它的资料可以看出它每个脚的功能 ，只要知道第四脚为GND就可以在板子上找到地线了。
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发布时间：2025-04-14 17:45 阅读量：398 继续阅读>>
一文了解<span style='color:red'>PCB</span>设计要点
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一文了解PCB设计要点

　　一文了解PCB设计要点！       一、资料输入阶段　　在流程上接收到的资料是否齐全(包括：原理图、*.brd文件、料单、PCB设计说明以及PCB设计或更改要求、标准化要求说明、工艺设计说明等文件)。　　确认PCB模板是最新的。　　时钟器件布局是否合理。　　确认模板的定位器件位置无误。　　PCB设计说明以及PCB设计或更改要求、标准化是否明确。　　确认外形图上的禁止布放器件和布线区已在PCB模板上体现。　　比较外形图，确认PCB所标注尺寸及公差无误，金属化孔和非金属化孔定义准确。　　确认PCB模板准确无误后最好锁定该结构文件，以免误操作被移动位置。　　二、布局后检查阶段　　01器件检查　　确认所有器件封装是否与公司统一库一致，是否已更新封装库(用viewlog检查运行结果)如果不一致，一定要更新Symbols。　　母板与子板，单板与背板，确认信号对应，位置对应，连接器方向及丝印标识正确，且子板有防误插措施，子板与母板上的器件不应产生干涉。　　元器件是否100%放置。　　打开器件TOP和BOTTOM层的place-bound， 查看重叠引起的DRC是否允许。　　Mark点是否足够且必要。　　较重的元器件，应该布放在靠近PCB支撑点或支撑边的地方，以减少PCB的翘曲。　　与结构相关的器件布好局后最好锁住，防止误操作移动位置。　　压接插座周围5mm范围内，正面不允许有高度超过压接插座高度的元件，背面不允许有元件或焊点。　　确认器件布局是否满足工艺性要求(重点关注BGA、PLCC、贴片插座)。　　金属壳体的元器件，特别注意不要与其它元器件相碰，要留有足够的空间位置。　　接口相关的器件尽量靠近接口放置，背板总线驱动器尽量靠近背板连接器放置。　　波峰焊面的CHIP器件是否已经转换成波峰焊封装。　　手工焊点是否超过50个。　　在PCB上轴向插装较高的元件，应该考虑卧式安装。留出卧放空间。并且考虑固定方式，如晶振的固定焊盘。　　需要使用散热片的器件，确认与其它器件有足够间距，并且注意散热片范围内主要器件的高度。　　02功能检查　　数模混合板的数字电路和模拟电路器件布局时是否已经分开，信号流是否合理。　　A/D转换器跨模数分区放置。　　时钟器件布局是否合理。　　高速信号器件布局是否合理。　　端接器件是否已合理放置(源端匹配串阻应放在信号的驱动端;中间匹配的串阻放在中间位置;终端匹配串阻应放在信号的接收端)　　信号线以不同电平的平面作为参考平面，当跨越平面分割区域时，参考平面间的连接电容是否靠近信号的走线区域。　　保护电路的布局是否合理，是否利于分割。单板电源的保险丝是否放置在连接器附近，且前面没有任何电路元件。　　确认强信号与弱信号(功率相差30dB)电路分开布设。　　IC器件的去耦电容数量及位置是否合理。　　是否按照设计指南或参考成功经验放置可能影响EMC实验的器件。如：面板的复位电路要稍靠近复位按钮。　　03发热　　对热敏感的元件(含液态介质电容、晶振)尽量远离大功率的元器件、散热器等热源。　　布局是否满足热设计要求，散热通道(根据工艺设计文件来执行)。　　04电源　　是否IC电源距离IC过远。　　LDO及周围电路布局是否合理。　　模块电源等周围电路布局是否合理。　　电源的整体布局是否合理。　　05规则设置　　是否所有仿真约束都已经正确加到Constraint Manager中。　　是否正确设置物理和电气规则(注意电源网络和地网络的约束设置)。　　Test Via、Test Pin的间距设置是否足够。　　叠层的厚度和方案是否满足设计和加工要求。　　所有有特性阻抗要求的差分线阻抗是否已经经过计算，并用规则控制。　　三、布线后检查阶段　　01数模　　数字电路和模拟电路的走线是否已分开，信号流是否合理。　　A/D、D/A以及类似的电路如果分割了地，那么电路之间的信号线是否从两地之间的桥接点上走(差分线例外)。　　必须跨越分割电源之间间隙的信号线应参考完整的地平面。　　如果采用地层设计分区不分割方式，要确保数字信号和模拟信号分区布线。　　02时钟和高速部分　　高速信号线的阻抗各层是否保持一致。　　高速差分信号线和类似信号线，是否等长、对称、就近平行地走线。　　确认时钟线尽量走在内层。　　确认时钟线、高速线、复位线及其它强辐射或敏感线路是否已尽量按3W原则布线。　　时钟、中断、复位信号、百兆/千兆以太网、高速信号上是否没有分叉的测试点。　　LVDS等低电平信号与TTL/CMOS信号之间是否尽量满足了10H(H为信号线距参考平面的高度)。　　时钟线以及高速信号线是否避免穿越密集通孔过孔区域或器件引脚间走线。　　时钟线是否已满足(SI约束)要求(时钟信号走线是否做到少打过孔、走线短、参考平面连续，主要参考平面尽量是GND;若换层时变换了GND主参考平面层，在离过孔200mil范围之内是GND过孔;若换层时变换不同电平的主参考平面，在离过孔200mil范围之内是否有去耦电容)。　　差分对、高速信号线、各类BUS是否已满足(SI约束)要求。　　03EMC与可靠性　　对于晶振，是否在其下布一层地;是否避免了信号线从器件管脚间穿越;对高速敏感器件，是否避免了信号线从器件管脚间穿越。　　单板信号走线上不能有锐角和直角(一般成 135 度角连续转弯，射频信号线最好采用圆弧形或经过计算以后的切角铜箔)。　　对于双面板，检查高速信号线是否与其回流地线紧挨在一起布线;对于多层板，检查高速信号线是否尽量紧靠地平面走线。　　对于相邻的两层信号走线，尽量垂直走线。　　避免信号线从电源模块、共模电感、变压器、滤波器下穿越。　　尽量避免高速信号在同一层上的长距离平行走线。　　板边缘还有数字地、模拟地、保护地的分割边缘是否有加屏蔽过孔;多个地平面是否用过孔相连;过孔距离是否小于最高频率信号波长的1/20。　　浪涌抑制器件对应的信号走线是否在表层短且粗。　　确认电源、地层无孤岛、无过大开槽、无由于通孔隔离盘过大或密集过孔所造成的较长的地平面裂缝、无细长条和通道狭窄现象。　　是否在信号线跨层比较多的地方，放置了地过孔(至少需要两个地平面)。　　04电源和地　　如果电源/地平面有分割，尽量避免分割开的参考平面上有高速信号的跨越。　　确认电源、地能承载足够的电流。过孔数量是否满足承载要求(估算方法：外层铜厚1oz时1A/mm线宽，内层0.5A/mm线宽，短线电流加倍)。　　对于有特殊要求的电源，是否满足了压降的要求。　　为降低平面的边缘辐射效应，在电源层与地层间要尽量满足20H原则(条件允许的话，电源层的缩进得越多越好)。　　如果存在地分割，分割的地是否不构成环路。　　相邻层不同的电源平面是否避免了交叠放置。　　保护地、-48V地及GND的隔离是否大于2mm。　　-48V地是否只是-48V的信号回流，没有汇接到其他地;如果做不到请在备注栏说明原因。　　靠近带连接器面板处是否布10~20mm的保护地，并用双排交错孔将各层相连。　　电源线与其他信号线间距是否距离满足安规要求。　　05禁布区　　金属壳体器件和散热器件下，不应有可能引起短路的走线、铜皮和过孔。　　安装螺钉或垫圈的周围不应有可能引起短路的走线、铜皮和过孔。　　设计要求中预留位置是否有走线。　　非金属化孔内层离线路及铜箔间距应大于0.5mm(20mil)，外层0.3mm(12mil)，单板起拔扳手轴孔内层离线路及铜箔间距应大于2mm(80mil)。　　铜皮和线到板边 推荐为大于2mm 最小为0.5mm。　　内层地层铜皮到板边 1 ~ 2 mm， 最小为0.5mm。　　06焊盘出线　　对于两个焊盘安装的CHIP元件(0805及其以下封装)，如电阻、电容，与其焊盘连接的印制线最好从焊盘中心位置对称引出，且与焊盘连接的印制线必须具有一样的宽度，对于线宽小于0.3mm(12mil)的引出线可以不考虑此条规定。　　与较宽印制线连接的焊盘，中间最好通过一段窄的印制线过渡(0805及其以下封装)。　　线路应尽量从SOIC、PLCC、QFP、SOT等器件的焊盘的两端引出。　　07丝印　　器件位号是否遗漏，位置是否能正确标识器件。　　器件位号是否符合公司标准要求。　　确认器件的管脚排列顺序、第1脚标志、器件的极性标志、连接器的方向标识的正确性。　　母板与子板的插板方向标识是否对应。　　背板是否正确标识了槽位名、槽位号、端口名称、护套方向。　　确认设计要求的丝印添加是否正确。　　确认已经放置有防静电和射频板标识(射频板使用)。　　08编码/条码　　确认PCB编码正确且符合公司规范。　　确认单板的PCB编码位置和层面正确(应该在A面左上方,丝印层)。　　确认背板的PCB编码位置和层面正确(应该在B右上方,外层铜箔面)。　　确认有条码激光打印白色丝印标示区。　　确认条码框下面没有连线和大于0.5mm导通孔。　　确认条码白色丝印区外20mm范围内不能有高度超过25mm的元器件。　　09过孔　　确认PCB编码正确且符合公司规范。　　确认单板的PCB编码位置和层面正确(应该在A面左上方,丝印层)。　　确认背板的PCB编码位置和层面正确(应该在B右上方,外层铜箔面)。　　确认有条码激光打印白色丝印标示区。　　确认条码框下面没有连线和大于0.5mm导通孔。　　确认条码白色丝印区外20mm范围内不能有高度超过25mm的元器件。　　10工艺　　器件布放率是否100%，布通率是否100%(没有达到100%的需要在备注中说明)。　　Dangling线是否已经调整到最少，对于保留的Dangling线已做到一一确认。　　工艺科反馈的工艺问题是否已仔细查对。　　11大面积铜箔　　对于Top、bottom上的大面积铜箔，如无特殊的需要，应用网格铜(单板用斜网，背板用正交网，线宽0.3mm (12 mil)、间距0.5mm (20mil))。　　大面积铜箔区的元件焊盘，应设计成花焊盘，以免虚焊;有电流要求时，则先考虑加宽花焊盘的筋，再考虑全连接。　　大面积布铜时，应该尽量避免出现没有网络连接的死铜(孤岛)。　　大面积铜箔还需注意是否有非法连线，未报告的DRC。　　12测试点　　各种电源、地的测试点是否足够(每2A电流至少有一个测试点)。　　确认没有加测试点的网络都是经确认可以进行精简的。　　确认没有在生产时不安装的插件上设置测试点。　　Test Via、Test Pin是否已Fix(适用于测试针床不变的改板)。　　13DRC　　Test via 和Test pin 的Spacing Rule应先设置成推荐的距离，检查DRC，若仍有DRC存在，再用最小距离设置检查DRC。　　打开约束设置为打开状态，更新DRC，查看DRC中是否有不允许的错误。　　确认DRC已经调整到最少，对于不能消除DRC要一一确认。　　14光学定位点　　确认有贴装元件的PCB面已有光学定位符号。　　确认光学定位符号未压线(丝印和铜箔走线)。　　光学定位点背景需相同，确认整板使用光学点其中心离边≥5mm。　　确认整板的光学定位基准符号已赋予坐标值(建议将光学定位基准符号以器件的形式放置)，且是以毫米为单位的整数值。　　管脚中心距<0.5mm的IC，以及中心距小于0.8 mm(31 mil)的BGA器件，应在元件对角线附近位置设置光学定位点　　15阻焊检查　　确认是否有特殊需求类型的焊盘都正确开窗(尤其注意硬件的设计要求)。　　BGA下的过孔是否处理成盖油塞孔。　　除测试过孔外的过孔是否已做开小窗或盖油塞孔。　　光学定位点的开窗是否避免了露铜和露线。　　电源芯片、晶振等需铜皮散热或接地屏蔽的器件，是否有铜皮并正确开窗。由焊锡固定的器件应有绿油阻断焊锡的大面积扩散。　　16钻孔图　　Notes的PCB板厚、层数、丝印的颜色、翘曲度，以及其他技术说明是否正确。叠板图的层名、叠板顺序、介质厚度、铜箔厚度是否正确;是否要求作阻抗控制，描述是否准确;叠板图的层名与其光绘文件名是否一致。　　将设置表中的Repeat code 关掉，钻孔精度应设置为2-5。　　孔表和钻孔文件是否最新(改动孔时，必须重新生成)。　　孔表中是否有异常的孔径，压接件的孔径是否正确;孔径公差是否标注正确。　　要塞孔的过孔是否单独列出，并标注“filled vias”。　　17光绘　　光绘文件输出尽量采用RS274X格式，且精度应设置为5:5。　　art_aper.txt 是否已最新(274X可以不需要)。　　输出光绘文件的log文件中是否有异常报告。　　负片层的边缘及孤岛确认。　　使用光绘检查工具检查光绘文件是否与PCB 相符(改板要使用比对工具进行比对)。　　18文件齐套　　PCB文件：产品型号_规格_单板代号_版本号.brd。　　背板的衬板设计文件：产品型号_规格_单板代号_版本号-CB[-T/B].brd。　　PCB加工文件：PCB编码.zip(含各层的光绘文件、光圈表、钻孔文件及ncdrill.log;拼板还需要有工艺提供的拼板文件*.dxf)，背板还要附加衬板文件：PCB编码-CB[-T/B].zip(含drill.art、*.drl、ncdrill.log)。　　工艺设计文件：产品型号_规格_单板代号_版本号-GY.doc。　　SMT坐标文件：产品型号_规格_单板代号_版本号-SMT.txt(输出坐标文件时，确认选择 Body center，只有在确认所有SMD器件库的原点是器件中心时，才可选Symbol origin)。　　PCB板结构文件：产品型号_规格_单板代号_版本号-MCAD.zip(包含结构工程师提供的.DXF与.EMN文件)。　　测试文件：产品型号_规格_单板代号_版本号-TEST.ZIP(包含testprep.log 和 untest.lst或者*.drl测试点的坐标文件)。　　归档图纸文件：产品型号规格-单板名称-版本号.pdf(包括：封面、首页、各层丝印、各层线路、钻孔图、背板含有衬板图)。　　19标准化　　确认封面、首页信息正确。　　确认图纸序号(对应PCB各层顺序分配)正确的。　　确认图纸框上PCB编码是正确的。
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发布时间：2025-04-11 16:45 阅读量：327 继续阅读>>
50个<span style='color:red'>PCB</span>布局常见问题大盘点
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50个PCB布局常见问题大盘点

　       1、高频信号布线时应注意哪些问题?　　信号线的阻抗匹配　　与其他信号空间隔离　　对于数字高频信号，差分线的效果会更好　　2、在板子的布局中，如果走线过密，会影响板子的电气性能。如何提高单板的电气性能?　　对于低频信号，过孔并不重要。对于高频信号，尽量减少过孔。如果线路较低，可考虑多层板。　　3、板子去耦电容是否多加一些比较好?　　需要在适当的位置添加合适的阻值的去耦电容，例如，添加到模拟设备的电源端口，需要使用不同电容值来滤除不同频率的杂散信号。　　4、通孔和盲孔对信号差异有多大影响?应用的原则是什么?　　采用盲孔/埋孔是提高多层板密度、减少层数和板尺寸、大小减少电镀通孔数量的有效方法。　　但相比之下，通孔在工艺上易于实现，成本较低，因此设计中一般采用通孔。　　5、 PCB Layout的标准是什么?　　布局合理，电源线冗余，高频阻抗高，低频接线简单。　　6、对于模数混合系统，有人建议应划分电气层，接地层应覆铜。还有人建议应划分电气接地层，在电源末端连接不同的地。如何针对具体应用选择合适的方法?　　如果你有一条高频>20MHz的信号线，而且长度和数量都比较大，那么这个模拟高频信号至少需要两层。一层信号线，一层大面积地，信号线层需要打足够的过孔到地。　　这样做的目的是：　　对于模拟信号，这提供了完整的传输介质和阻抗匹配;　　接地层将模拟信号与其他数字信号隔离;　　接地环路足够小，因为做了很多过孔，而且接地是一个大平面。　　7、电路板中，信号输入插件在PCB的左侧边缘，MCU在右侧，所以在布局时，将稳压电源芯片靠近插件放置(电源 IC 输出 5V 经过相对较长的路径到达 MCU)，还是将电源IC放置在中心右侧(电源IC的输出5V线相对较短到达MCU，但输入电源线穿过比较长的PCB板)?或者有更好的布局吗?　　首先，信号输入插件是模拟设备吗?如果是模拟设备，建议电源布局尽量不要影响模拟部分的信号完整性。　　因此，有以下几点考虑：　　稳压电源芯片是否是比较干净的低纹波电源。对于模拟部分的电源，对电源的要求比较高;　　模拟部分和你的MCU是否是同一个电源，在设计高级电路时，建议将模拟部分和数字部分的电源分开;　　需要考虑对数字部分的供电，尽量减少对模拟电路部分的影响。　　8、在高速信号链的应用中，多个ASIC有模拟地和数字地。到底该不该分地呢?哪个效果更好?　　一般情况下，可以参考芯片的手册。　　所有ADI混合芯片的手册都给会推荐接地方案，有的建议共地，有的建议隔离。具体取决于芯片设计。　　9、什么时候应该考虑线路等长?如果要考虑使用等长电缆，两根信号线的长度相差不能超过多少?如何计算?　　差分线计算思路：如果传输正弦信号，你的长度差等于其传输波长的一半，相位差为180度。此时，两个信号完全抵消。　　所以此时的长度差就是值。以此类推，信号线差值必须小于该值。　　10、什么情况适合高速蛇形走线?有没有什么缺点，比如差分布线，要求两组信号正交?　　蛇形走线因应用场合不同，具有不同的功能：　　如果电脑板中出现蛇形走线，它主要起到滤波电感和阻抗匹配的作用，以提高电路的抗干扰能力。电脑主板中的蛇形走线主要用在一些时钟信号上，如PCI-Clk、AGPCIK、IDE、DIMM等信号线。　　如果用在一般PCB板中，除了滤波电感外，还可以用作收音机天线的电感线圈等。例如在2.4G对讲机中用作电感。　　某些信号的接线长度要求必须严格相等。高速数字PCB板的等线长度是为了使各个信号的时延差值保持在一定范围内，以保证同一周期内系统读取的数据的有效性(时延差值超过一个时钟周期内，数据下一个周期的值将被错误读取)。　　例如，INTELHUB架构中有13个HUBLink，使用频率为233MHz。它们的长度必须严格相等，以消除时间滞后带来的隐患。　　缠绕是唯一的解决方案。一般要求延迟差不超过1/4时钟周期，单位长度的线路延迟差也是固定的。延迟与线宽、线长、铜厚、层结构有关，但过长的线会增加分布电容和分布电感。　　因此，时钟IC引脚一般是相连的，但蛇形走线不起到电感的作用。相反，电感会引起信号上升沿高次谐波的相移，导致信号质量恶化，因此要求蛇形线间距小于线宽的两倍。　　信号的上升时间越小，越容易受到分布电容和分布电感的影响。在一些特殊电路中，蛇形走线充当分布参数LC滤波器。　　11、设计PCB时，如何考虑电磁兼容EMC/EMI，具体需要考虑哪些方面?采取了哪些措施?　　良好的 EMI/EMC 设计必须在布局开始时就考虑到器件的位置、PCB 堆栈的排列、重要连接的布线以及器件的选择。　　例如，时钟发生器的位置不应尽可能靠近外部连接器。高速信号应尽可能走内层。注意特性阻抗匹配和参考层的连续性，以减少反射。设备推送的信号的转换速率应尽可能小，以降低高度。频率元件，在选择去耦/旁路电容时，要注意其频率响应是否满足要求，以降低电源平面上的噪声。　　另外，要注意高频信号电流的返回路径，使环路面积尽可能小，以减少辐射。您还可以划分接地层来控制高频噪声的范围，并选择外壳的PCB和接地点。　　12、射频宽带电路 PCB 传输线设计时应注意什么?传输线的地孔如何设置比较合适，需要自己设计阻抗匹配还是与 PCB 加工厂家合作?　　这个问题需要考虑很多因素。例如PCB材料的各种参数、根据这些参数建立的传输线模型、器件参数等。　　阻抗匹配一般根据制造商提供的信息进行设计。　　13、当模拟电路和数字电路共存时，例如一半是FPGA或单片数字电路部分，另一半是DAC和相关放大器的模拟电路部分。有许多不同电压值的电源。当遇到数字电路和模拟电路都使用电压值的电源时，可以使用通用电源吗?布线和磁珠布局有哪些技巧?　　一般不建议这样做。这样的使用会比较复杂，调试起来也比较困难。　　14、高速多层 PCB 设计时电阻、电容封装选择的主要依据是什么?常用的封装有哪些，能举一些例子吗?　　0402常用于手机;0603常用于一般高速信号模块;其依据是封装越小，寄生参数越小。当然，不同厂家的同一封装，高频性能差异很大。　　建议在关键位置使用高频专用器件。　　15、一般双面板设计时，是先走信号线还是先走地线?　　这个应该综合考虑。在首先考虑布局的情况下，再考虑布线。　　16、高速多层PCB设计时应注意什么?能给出详细的问题解决方案吗?　　应该注意的是，层的设计是如何将信号线、电源线、地线和控制线划分到每一层。　　总的原则是模拟信号和模拟信号地至少必须是单独的一层。还建议使用单独的电源层。　　17、什么时候使用2层板、4层板、6层板，有什么严格的技术限制吗?(排除体积原因)CPU的频率或者与外部设备数据交互的频率是否为标准?　　使用多层板首先可以提供完整的地平面，此外可以提供更多的信号层，方便布线。　　对于CPU需要控制外部存储设备的应用，应该考虑交互的频率。如果频率较高，必须保证完整的地平面。另外，信号线必须保持相同的长度。　　18、如何分析PCB布线对模拟信号传输的影响，如何区分信号传输过程中引入的噪声是布线引起的还是运放器件引起的?　　这个很难区分，只能采用PCB布线，尽量减少布线引入的额外噪声。　　19、对于高速多层PCB，电源线、地线、信号线的线宽设置是多少合适?常见的设置有哪些?例如，如何将工作频率设置为300Mhz?　　对于300MHz信号，必须进行阻抗仿真，计算出线宽以及线与地之间的距离;电源线需要根据电流的大小来确定线宽。　　当地在混合信号PCB中时，一般不使用“线”，而是使用整个平面。为了保证环路电阻，信号线下面有一个完整的平面。　　20、什么样的布局才能达到散热效果?　　PCB中的热量主要有三个方面：　　电子元件加热;　　PCB本身;　　来自其他部位的热量。　　三种热源中，元器件产生的热量是主要热源，其次是PCB板产生的热量。外部传递的热量取决于系统整体热设计，暂时不考虑。　　那么热设计的目的就是采取适当的措施和方法，降低元器件的温度和PCB板的温度，使系统能够在合适的温度下正常工作。　　主要是通过减少热量产生、加速散热来实现的。　　21、解释一下线宽与匹配过孔尺寸比例之间的关系?　　很难说存在简单的比例关系，因为两者的模拟不同。一种是表面传输，另一种是环形传输。　　可以在网上找到一个过孔阻抗计算软件，然后让过孔的阻抗与传输线的阻抗保持一致。　　22、在由MCU控制的普通PCB电路板中，但没有大电流高速信号且其他要求不是很高，那么如果在边缘铺设一层地线会更好PCB要包裹整个电路板吗?　　一般来说，打好完整的地面就可以了。　　23、1)AD转换芯片下面的模拟地和数字地是单点连接的，但是如果板上有多个AD转换芯片怎么办?　　2)多层电路板中，多路复用器切换模拟量采样时，是否需要像AD转换芯片那样将模拟部分和数字部分分开?　　尽可能将多个ADC放在一起，并在ADC下方单点连接模拟地和数字地;　　这取决于 MUX 和 ADC 的切换速度。一般情况下，ADC的速度会高于MUX，因此建议将其放置在ADC下方。　　当然，为了安全起见，MUX下面也可以放置磁珠封装，调试时根据具体情况选择单点连接。　　24、传统的网络电路设计中，有的是将多个地连接在一起。有这样的用法吗?为什么?　　混合系统的接地肯定有多种类型，并且它们总是连接在一个点上。这样做的目的是为了等电位。每个人都需要一个共同的地面水平作为参考。　　25、PCB中的模拟部分和数字部分、模拟地和数字地如何有效处理?　　模拟电路和数字电路应该放在不同的区域，这样模拟电路的回流在模拟电路区，数字电路在数字区，这样数字就不会影响模拟。　　模拟地和数字地处理的出发点是相似的，不能让数字信号的回流流到模拟地。　　26、PCB板设计中模拟电路和数字电路的地线设计有哪些区别?应注意哪些问题?　　模拟电路对地的主要要求是完整性、环路小、阻抗匹配。如果数字信号对低频没有特殊要求;如果速度高，还需要考虑阻抗匹配和接地完整性。　　27、去耦电容一般有0.1和10两个，如果面积紧张，这两个电容如何放置，哪个放在背面比较好?　　应该根据具体的应用以及针对什么芯片来设计。　　28、RF电路中经常有两个IQ信号。两根线的长度需要一样吗?　　在射频电路中使用相同的方法。　　29、高频信号电路的设计与普通电路设计有什么区别吗?以布线设计为例简单解释一下吗?　　高频电路的设计需要考虑很多参数的影响。在高频信号下，许多普通电路中可以忽略的参数不能忽略，因此可以考虑传输线效应。　　30、对于高速PCB，布线过程中如何处理避免过孔?有哪些好的建议?　　高速PCB，过孔较少，通过增加信号层来解决需要增加过孔的需要。　　31、PCB板设计中电源走线的粗细如何选择?有什么规则吗?　　可以参考：0.15×线宽(mm)=A，还需要考虑铜厚。　　32、当数字电路和模拟电路在同一多层板上时，模拟地和数字地是否应该布置在不同层?　　没有必要这样做，但模拟电路和数字电路应该分开放置。　　33、一般数字信号传输多少个过孔比较合适?(120Mhz以下的信号)　　不要超过两个过孔。　　34、在同时具有模拟电路和数字电路的电路中，设计PCB板时如何避免相互干扰?　　如果模拟电路匹配合理，辐射很小，一般都会产生干扰。干扰源来自器件、电源、空间、PCB;数字电路由于频率成分较多，必然是干扰源。　　解决办法一般是，合理的器件布局、电源去耦、PCB分层，如果干扰特性较大或者模拟部分非常敏感，可以考虑使用屏蔽罩。　　35、对于高速电路板来说，各处都可能存在寄生参数。面对这些寄生参数，我们是否要剔除各种参数，然后用经验方法来解决呢?效率和性能的问题应该如何平衡?　　应分析寄生参数对电路性能的影响。如果影响不能忽视，就必须解决和消除。　　36、多层板布局时应注意哪些事项?　　在多层板布局中，由于电源层和地层都在内层，所以要注意不要有浮动的地平面或电源平面。此外，确保接地的过孔实际上已连接到接地层。这是为了添加一些重要的信号。有些测试点方便调试时测量。　　37、如何避免高速信号串扰?　　可以将信号线保持较远的距离、避免平行走线、通过接地或添加保护等方式进行屏蔽等。　　38、在多层板设计中经常使用电源层，但在双层板中是否需要设计电源层?　　很难，因为你的各种信号线在双层布局中几乎是一样的。　　39、PCB的厚度对电路有影响吗?一般是如何选择的?　　厚度对于阻抗匹配更为重要。PCB厂家在计算阻抗匹配的时候会问板子的厚度是多少，PCB厂家就会根据你的要求来制作。　　40、地平面可以使信号环路，但也会与信号线产生寄生电容。该如何选择这个?　　这取决于寄生电容是否对信号有不可忽略的影响。如果不能忽略的话，就必须重新考虑。　　41、LDO 输出是用作数字电源还是模拟电源?　　如果要使用LDO为数字和模拟提供电源，建议先连接模拟电源。模拟电源经过LC滤波后，成为数字电源。　　42、模拟Vcc和数字Vcc之间应该使用磁珠，还是模拟地和数字地之间应该使用磁珠?　　模拟VCC经过LC滤波后得到数字VCC，模拟地和数字地之间使用磁珠。　　43、LVDS等差分信号线如何走线?　　一般需要注意：所有的布线，包括周围的器件，以及地平面都需要对称。　　44、好的PCB设计要求自身发射的电磁辐射尽可能少，同时还要防止外界电磁辐射对自身的干扰。电路应采取哪些措施来防止外界电磁干扰?　　方法是屏蔽，防止外界干扰进入。在电路上，例如当有INA时，需要在INA之前添加RFI滤波器，以滤除RF干扰。　　45、采用高时钟频率的快速集成电路芯片电路如何解决PCB板设计中的传输线效应问题?　　这种快速集成电路芯片到底是一种什么样的芯片呢?如果是数字芯片一般不考虑。　　如果是模拟芯片，就看传输线效应是否大到足以影响芯片的性能。　　46、多层PCB设计中，还需要倒铜吗?如果是覆铜的话应该接哪一层?　　如果内部有完整的地平面和电源平面，则顶层和底层不需要覆铜。　　48、 有些器件的引脚较细，但 PCB 上的走线较粗。连接后会不会造成阻抗不匹配?如果是的话如何解决?　　这取决于设备。而且，器件的阻抗一般在数据表中给出，一般与引脚的粗细无关。　　49、差分线一般需要等长。如果在Layout中很难实现，是否有其他补救措施?　　等长问题可以通过走蛇形线来解决。现在，大多数PCB软件都可以自动取等长，非常方便。　　50、用万用表测量芯片的模拟地和数字地接口时，模拟地数字地不是多点连接的吗?　　芯片内部的接地引脚全部连接在一起。但还是需要和PCB板连接。　　理想的单点接地应该是了解芯片模拟和数字部分连接点的位置，然后在芯片模拟和数字边界处设计PCB上的单点连接位置。
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发布时间：2025-04-08 13:29 阅读量：414 继续阅读>>
<span style='color:red'>PCB</span>设计铺铜的必要性
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PCB设计铺铜的必要性

　　PCB在所有设计内容都设计完成之后，通常还会进行最后一步的关键步骤——铺铜。　　铺铜就是将PCB上闲置的空间用铜面覆盖，各类PCB设计软件均提供了智能铺铜功能，通常铺铜完的区域会变成红色，代表这部分区域有覆盖铜。　　那么，为什么最后要铺铜呢?不铺不行吗?　　对于PCB来说，铺铜的作用蛮多的，比如减小地线阻抗，提高抗干扰能力;与地线相连，减小环路面积;还有帮助散热等等。　　1、铺铜能降低地线阻抗，以及提供屏蔽防护和噪声抑制　　数字电路中存在大量尖峰脉冲电流，因此降低地线阻抗显得更有必要，铺铜是一种常见的降低地线阻抗的方法。　　铺铜可以通过增加地线的导电截面积，从而降低地线的电阻;或者缩短地线的长度，减小地线的电感，从而降低地线的阻抗;还可以控制地线的电容，使地线的电容值适当增加，从而提高地线的导电性能，降低地线的阻抗。　　大面积的地或电源铺铜还可以起到屏蔽作用，有助于减少电磁干扰，提高电路的抗干扰能力，满足EMC的要求。　　另外，对于高频电路来说，铺铜给高频数字信号提供完整的回流路径，减少直流网络的布线，从而提高信号传输的稳定性和可靠性。　　2、铺铜能提高PCB的散热能力　　铺铜在PCB设计中除了用于降低地线阻抗外，还可以用于散热。　　众所周知，金属是易导电导热材质，所以PCB如果进行了铺铜，板子内的间隙等其他空白区域就有更多的金属成分，散热表面积增大，所以易于PCB板整体的散热。　　铺铜还可以帮助均匀分布热量，防止局部高温区域的产生。通过将热量均匀分布到整个PCB板上，可以减少局部热量集中，降低热源的温度梯度，提高散热效率。　　因此，在PCB设计中，可以通过以下方式利用铺铜进行散热：　　设计散热区域：根据PCB板上的热源分布情况，合理设计散热区域，并在这些区域铺设足够的铜箔，以增加散热表面积和导热路径。　　增加铜箔厚度：在散热区域增加铜箔的厚度，可以增加导热路径，提高散热效率。　　设计散热通孔：在散热区域设计散热通孔，通过通孔将热量传导到PCB板的另一侧，增加散热路径，提高散热效率。　　增加散热片：在散热区域增加散热片，将热量传导到散热片上，再通过自然对流或风扇散热器等方式散发热量，提高散热效率。　　3、铺铜可以减少形变，提高PCB制造质量　　铺铜可以帮助保证电镀的均匀性，减少层压过程中板材的变形，尤其是对于双面或多层PCB来说，提高PCB的制造质量。　　如果某些区域铜箔分布多，某些区域分布又过少，就会导致整个板子分布不均，铺铜可以有效减少这个差距。　　4、满足特殊器件的安装需求　　对于一些特殊器件，例如需要接地或特殊安装要求的器件，铺铜可以提供额外的连接点和固定支撑，增强器件的稳定性和可靠性。　　因此，基于以上多个优点，大部分情况下，电子设计师都会给PCB板上铺铜。　　但是，铺铜并不是PCB设计中必须要进行的部分。　　在某些情况下，铺铜可能不适合或不可行。以下是一些情况下不宜铺铜的情况：　　① 高频信号线路：　　对于高频信号线路，铺铜可能会引入额外的电容和电感，影响信号的传输性能。在高频电路中，通常需要控制地线的走线方式，减小地线的回流路径，而不是过度铺铜。　　比如，铺铜会导致天线部分信号受影响。在天线部分周围区域铺铜容易导致弱信号采集的信号收到比较大的干扰，天线信号对于放大电路参数设置非常严格，铺铜的阻抗会影响到放大电路的性能。所以天线部分的周围区域一般不会铺铜。　　② 高密度线路板：　　对于密度较高的线路板，过度铺铜可能会导致线路之间的短路或者接地问题，影响电路的正常工作。在设计高密度线路板时，需要谨慎设计铺铜结构，确保线路之间有足够的间距和绝缘，避免出现问题。　　③ 散热过快，焊接困难：　　如果对元器件的管脚进行铺铜全覆盖，可能会导致散热过快，从而使得拆焊和返修变得困难。我们知道铜的导热率很高，因此不管是手工焊接还是回流焊，在焊接时铜面都会迅速导热，而致使烙铁等温度流失，对焊接产生影响，因此设计上尽量采用"十字花焊盘"减少热量散发，方便焊接。　　④ 特殊环境要求：　　在一些特殊的环境中，如高温、高湿、腐蚀性环境等，铜箔可能会受到损坏或腐蚀，从而影响PCB板的性能和可靠性。在这种情况下，需要根据具体的环境要求选择合适的材料和处理方式，而不是过度铺铜。　　⑤ 特殊层次的板：　　对于柔性电路板、刚柔结合板等特殊层次的板，需要根据具体的要求和设计规范进行铺铜设计，避免过度铺铜导致的柔性层或刚柔结合层的问题。　　综上所述，在PCB设计中，需要根据具体的电路要求、环境要求和特殊应用场景，进行适当的铺铜与不铺铜的选择。
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发布时间：2025-03-06 15:48 阅读量：383 继续阅读>>
<span style='color:red'>PCB</span>基础知识分享-一文快速了解什么是<span style='color:red'>PCB</span>
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PCB基础知识分享-一文快速了解什么是PCB

　　PCB(Printed Circuit Board)是印制电路板的缩写，它是一种用于支持和连接电子元器件的基础组件。作为现代电子设备中必不可少的组成部分，PCB 提供了一种将电子元器件固定在一个机械载体上并通过导线进行连接的方法。这些导线是由薄膜金属材料打印而成，并且按照预定的设计布局插入到非导体基板中。通过 PCB，电子元件之间可以实现可靠的电气连接，从而使设备得以正常运行。　　1.PCB是什么意思?　　PCB是现代电子设备中不可或缺的关键组成部分。它提供了一种将电子元器件固定在一个机械载体上并通过导线进行连接的方法。这些导线是由薄膜金属材料打印而成，并按照预定的设计布局插入到非导体基板中。通过PCB，电子元件之间可以实现可靠的电气连接，从而使设备得以正常运行。　　PCB具有以下主要特点：　　结构简单且紧凑：PCB采用多层堆叠设计，将复杂的电路布局压缩到一个紧凑的空间中，节省了设备体积，增加了集成度。　　可靠性高：PCB采用标准化的制造工艺，确保了电路稳定性和可靠性。它具有较强的抗干扰能力，能够有效地防止电路之间的相互干扰。　　生产成本低：与传统的手工布线相比，PCB的制造过程采用自动化和规模化生产，大幅降低了生产成本。此外，PCB的高集成度还减少了组装时间和人力成本。　　易于维护和升级：使用PCB可以轻松更换或升级电子元器件，而不会对整个设备产生重大影响。这使得设备的维护和升级变得更加便捷。　　PCB广泛应用于各种电子设备中，涵盖了许多不同的行业和领域，例如：　　消费类电子产品：智能手机、平板电脑、电视、音响等。　　计算机设备：计算机主板、显卡、硬盘控制器等。　　通信设备：路由器、交换机、光纤设备等。　　医疗设备：心电图仪、血压计、医疗监测设备等。　　工业控制设备：PLC(可编程逻辑控制器)、工业自动化设备等。　　汽车电子：发动机控制单元、车载娱乐系统、车身电子系统等。　　2.PCB制作流程是怎样的　　设计电路原理图　　在制作PCB之前，首先需要设计电路原理图。电路原理图是电子产品的设计蓝图，它展示了各个电子元件之间的连接方式和功能关系。通过使用专业的电路设计软件，工程师可以创建电路原理图，并进行必要的模拟和验证。　　绘制PCB布局　　一旦电路原理图完成，接下来就需要将其转化为PCB布局。在这个阶段，设计师会根据电路原理图来规划PCB板的布局，包括确定元件的放置位置、导线的走向以及板子的大小和形状。布局的目标是确保电路能够正常运作并满足空间限制。　　导入元件库和布局布线　　在完成PCB布局后，设计师需要导入元件库并对元件进行布局布线。元件库是预先定义好的元件参数和封装库，其中包含了各种电子元件的尺寸、引脚和相互连接方式。设计师将根据元件库中的信息，在PCB板上安排元件的位置，并通过导线将它们连接起来。　　进行信号完整性分析　　在布局布线完成后，需要进行信号完整性分析。这一步骤是为了确保PCB布线能够正常传输信号，避免信号失真或干扰。通过使用专业的仿真工具，设计师可以模拟和分析信号在PCB中的传输情况，并优化布线方案以提高信号完整性。　　生成并导出Gerber文件　　在确认PCB布局和布线没有问题后，就可以生成Gerber文件了。Gerber文件是一种通用的PCB制造格式，它包含了PCB板的层次结构、导线走向、元件位置等信息。设计师将利用专业的PCB设计软件生成Gerber文件，并导出给PCB制造商。　　PCB制造　　一旦得到Gerber文件，PCB制造商就可以开始制造PCB板了。制造过程通常包括以下几个步骤：　　制作基板：根据Gerber文件，将导电材料(通常是铜)覆盖在绝缘材料(如FR-4)上，并通过化学腐蚀或机械刻蚀的方式将多余的铜去除，形成导线和连接器。　　电镀：在制作好的基板表面进行一层金属电镀，通常使用锡或其他合金。电镀可以增加PCB板的耐腐蚀性、提高导电性能，并为焊接做好准备。　　钻孔：根据Gerber文件，在PCB板上钻孔以便安装元件和连接线。这些孔通常是通过机械钻头或激光钻孔来完成。　　安装元件：在PCB板上根据布局图和元件清单，将各个电子元件逐一安装到对应的位置。这一步骤可能需要使用自动化设备，如贴片机器人或自动贴片机。　　焊接：一旦元件安装完成，就需要进行焊接。焊接是将电子元件与PCB板上的导线连接起来的过程。常见的焊接方法包括手工焊接、波峰焊接和表面贴装技术(SMT)。焊接完成后，需要对焊点质量进行检查，确保连接牢固且无短路或开路现象。　　测试和调试：制作完成的PCB板需要进行测试和调试以确保其功能正常。测试可以通过专用的测试设备或编程器来完成，可验证电路的性能和运行状态。　　最终加工和组装：在测试通过后，PCB板会进行最终的加工和组装。这可能包括喷涂保护层、刻印标识、安装外壳等步骤，以保护PCB板并使其适合安装到最终产品中。　　总结起来，PCB制作流程包括设计电路原理图、绘制PCB布局、导入元件库和布局布线、信号完整性分析、生成并导出Gerber文件、PCB制造、元件安装、焊接、测试和调试，最终进行最终加工和组装。每个步骤都至关重要，任何一个环节的错误或不妥都可能影响整个电子产品的性能和可靠性。因此，在PCB制作过程中，需要严格遵守相关设计规范和制造标准，确保产品的质量和稳定性。　　3.如何选择适合自己的PCB板?　　1)考虑应用需求　　在选择适合自己的 PCB 板之前，首先需要明确你的应用需求。不同的电子设备对于 PCB 板的要求可能会有所不同。以下是一些需要考虑的因素：　　电路复杂度：考虑你的电路是否需要多层 PCB 板以支持更复杂的布局和连接。　　尺寸要求：根据设备的空间限制，选择合适的 PCB 板大小和形状。　　环境特性：如果你的设备将在恶劣的环境中使用，比如高温、潮湿或者腐蚀性环境，你需要选择具有耐热、防潮或者耐腐蚀特性的材料。　　电气特性：根据你的电路设计要求，选择合适的导电性能、介电常数和阻抗控制等特性。　　可靠性要求：根据设备的使用寿命和稳定性要求，选择具有较高可靠性的 PCB 板。
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发布时间：2024-11-11 16:40 阅读量：806 继续阅读>>
什么是<span style='color:red'>PCB</span>？一文快速了解<span style='color:red'>PCB</span>基础知识
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什么是PCB？一文快速了解PCB基础知识

　　PCB(Printed Circuit Board)是印制电路板的缩写，它是一种用于支持和连接电子元器件的基础组件。作为现代电子设备中必不可少的组成部分，PCB 提供了一种将电子元器件固定在一个机械载体上并通过导线进行连接的方法。这些导线是由薄膜金属材料打印而成，并且按照预定的设计布局插入到非导体基板中。通过 PCB，电子元件之间可以实现可靠的电气连接，从而使设备得以正常运行。　　1.PCB是什么意思?　　PCB是现代电子设备中不可或缺的关键组成部分。它提供了一种将电子元器件固定在一个机械载体上并通过导线进行连接的方法。这些导线是由薄膜金属材料打印而成，并按照预定的设计布局插入到非导体基板中。通过PCB，电子元件之间可以实现可靠的电气连接，从而使设备得以正常运行。　　PCB具有以下主要特点：　　结构简单且紧凑：PCB采用多层堆叠设计，将复杂的电路布局压缩到一个紧凑的空间中，节省了设备体积，增加了集成度。　　可靠性高：PCB采用标准化的制造工艺，确保了电路稳定性和可靠性。它具有较强的抗干扰能力，能够有效地防止电路之间的相互干扰。　　生产成本低：与传统的手工布线相比，PCB的制造过程采用自动化和规模化生产，大幅降低了生产成本。此外，PCB的高集成度还减少了组装时间和人力成本。　　易于维护和升级：使用PCB可以轻松更换或升级电子元器件，而不会对整个设备产生重大影响。这使得设备的维护和升级变得更加便捷。　　PCB广泛应用于各种电子设备中，涵盖了许多不同的行业和领域，例如：　　消费类电子产品：智能手机、平板电脑、电视、音响等。　　计算机设备：计算机主板、显卡、硬盘控制器等。　　通信设备：路由器、交换机、光纤设备等。　　医疗设备：心电图仪、血压计、医疗监测设备等。　　工业控制设备：PLC(可编程逻辑控制器)、工业自动化设备等。　　汽车电子：发动机控制单元、车载娱乐系统、车身电子系统等。　　2.PCB制作流程是怎样的?　　设计电路原理图　　在制作PCB之前，首先需要设计电路原理图。电路原理图是电子产品的设计蓝图，它展示了各个电子元件之间的连接方式和功能关系。通过使用专业的电路设计软件，工程师可以创建电路原理图，并进行必要的模拟和验证。　　绘制PCB布局　　一旦电路原理图完成，接下来就需要将其转化为PCB布局。在这个阶段，设计师会根据电路原理图来规划PCB板的布局，包括确定元件的放置位置、导线的走向以及板子的大小和形状。布局的目标是确保电路能够正常运作并满足空间限制。　　导入元件库和布局布线　　在完成PCB布局后，设计师需要导入元件库并对元件进行布局布线。元件库是预先定义好的元件参数和封装库，其中包含了各种电子元件的尺寸、引脚和相互连接方式。设计师将根据元件库中的信息，在PCB板上安排元件的位置，并通过导线将它们连接起来。　　进行信号完整性分析　　在布局布线完成后，需要进行信号完整性分析。这一步骤是为了确保PCB布线能够正常传输信号，避免信号失真或干扰。通过使用专业的仿真工具，设计师可以模拟和分析信号在PCB中的传输情况，并优化布线方案以提高信号完整性。　　生成并导出Gerber文件　　在确认PCB布局和布线没有问题后，就可以生成Gerber文件了。Gerber文件是一种通用的PCB制造格式，它包含了PCB板的层次结构、导线走向、元件位置等信息。设计师将利用专业的PCB设计软件生成Gerber文件，并导出给PCB制造商。　　PCB制造　　一旦得到Gerber文件，PCB制造商就可以开始制造PCB板了。制造过程通常包括以下几个步骤：　　制作基板：根据Gerber文件，将导电材料(通常是铜)覆盖在绝缘材料(如FR-4)上，并通过化学腐蚀或机械刻蚀的方式将多余的铜去除，形成导线和连接器。　　电镀：在制作好的基板表面进行一层金属电镀，通常使用锡或其他合金。电镀可以增加PCB板的耐腐蚀性、提高导电性能，并为焊接做好准备。　　钻孔：根据Gerber文件，在PCB板上钻孔以便安装元件和连接线。这些孔通常是通过机械钻头或激光钻孔来完成。　　安装元件：在PCB板上根据布局图和元件清单，将各个电子元件逐一安装到对应的位置。这一步骤可能需要使用自动化设备，如贴片机器人或自动贴片机。　　焊接：一旦元件安装完成，就需要进行焊接。焊接是将电子元件与PCB板上的导线连接起来的过程。常见的焊接方法包括手工焊接、波峰焊接和表面贴装技术(SMT)。焊接完成后，需要对焊点质量进行检查，确保连接牢固且无短路或开路现象。　　测试和调试：制作完成的PCB板需要进行测试和调试以确保其功能正常。测试可以通过专用的测试设备或编程器来完成，可验证电路的性能和运行状态。　　最终加工和组装：在测试通过后，PCB板会进行最终的加工和组装。这可能包括喷涂保护层、刻印标识、安装外壳等步骤，以保护PCB板并使其适合安装到最终产品中。　　总结起来，PCB制作流程包括设计电路原理图、绘制PCB布局、导入元件库和布局布线、信号完整性分析、生成并导出Gerber文件、PCB制造、元件安装、焊接、测试和调试，最终进行最终加工和组装。每个步骤都至关重要，任何一个环节的错误或不妥都可能影响整个电子产品的性能和可靠性。因此，在PCB制作过程中，需要严格遵守相关设计规范和制造标准，确保产品的质量和稳定性。　　3.如何选择适合自己的PCB板?　　1)考虑应用需求　　在选择适合自己的 PCB 板之前，首先需要明确你的应用需求。不同的电子设备对于 PCB 板的要求可能会有所不同。以下是一些需要考虑的因素：　　电路复杂度：考虑你的电路是否需要多层 PCB 板以支持更复杂的布局和连接。　　尺寸要求：根据设备的空间限制，选择合适的 PCB 板大小和形状。　　环境特性：如果你的设备将在恶劣的环境中使用，比如高温、潮湿或者腐蚀性环境，你需要选择具有耐热、防潮或者耐腐蚀特性的材料。　　电气特性：根据你的电路设计要求，选择合适的导电性能、介电常数和阻抗控制等特性。　　可靠性要求：根据设备的使用寿命和稳定性要求，选择具有较高可靠性的 PCB 板。　　2)材料选择　　选择合适的 PCB 板材料对于电路性能和成本都起着重要作用。以下是几种常见的 PCB 板材料：　　FR-4：这是最常见的 PCB 板材料，具有良好的绝缘性能和机械强度，适用于大多数一般应用。　　金属基板(Metal-Core PCB)：适用于高功率和热管理要求较高的电路，如LED照明、电源模块等。　　柔性 PCB(Flex PCB)：适用于需要折叠或弯曲的电子产品，如手机、平板电脑等。　　高频 PCB：用于射频(RF)和微波应用中，需要较低的信号损耗和更好的信号传输特性。　　3)层数选择　　PCB 板的层数决定了其复杂度和可靠性。一般来说，层数越多，布线越灵活，但成本也会相应增加。以下是几种常见的 PCB 层数：　　单面 PCB：适用于简单电路，只有一层导线层。　　双面 PCB：适用于中等复杂度的电路，具有两层导线层。　　多层 PCB：适用于复杂电路，层数通常从4层到16层不等。　　4)品质和服务　　在选择 PCB 板供应商时，品质和服务是至关重要的。以下是一些需要考虑的因素：　　资质认证：确保供应商拥有相关的认证，例如ISO 9001质量管理体系认证。　　样品和原型支持：提供样品和原型 PCB 板，以便进行测试和验证。　　交货时间：了解供应商的生产能力和交货周期，确保能够按时交付。　　售后服务：供应商提供的技术支持和问题解决能力。　　阅读更多行业资讯，可移步与非原创，电源管理芯片产业分析报告(2024版完整报告下载)、国内CMOS图像传感器上市企业对比分析、特斯拉人形机器人Optimus进化简史 等产业分析报告、原创文章可查阅。　　4.什么是双面PCB?　　双面PCB(Double-Sided Printed Circuit Board)是一种印刷电路板的类型，它在两个表面上都布有导线和电子元件。相较于单面PCB，双面PCB提供了更高的布线密度和更复杂的电路设计能力。下面将详细介绍双面PCB的结构、制作过程以及应用领域。　　1)双面PCB的结构和特点　　双面PCB由一个绝缘性材料作为基板，两侧分别涂有一层铜箔。铜箔上通过化学腐蚀或机械刻蚀的方式形成导线和连接器。与单面PCB不同，双面PCB允许在两个表面上同时进行布线，并且可以通过通过孔(VIA)将不同层之间的导线连接起来。　　双面PCB具有以下特点：　　高布线密度：双面PCB允许在两个表面上进行布线，从而实现更高的布线密度。这使得双面PCB在电路设计中更加灵活，可以容纳更多的电子元件和复杂的连接。　　减小尺寸：由于双面PCB可以利用两个表面进行布线，因此相比单面PCB，它可以减小电路板的尺寸。这对于有限空间或紧凑型设计的设备非常有利。　　减少干扰：双面PCB可以通过将信号和电源分布在不同的层上，来降低信号之间的相互干扰。这增加了电路的抗干扰能力，提高了系统的稳定性。　　更复杂的电路设计：双面PCB允许更复杂的电路设计，包括多层互联以及更多的逻辑功能。它为工程师提供了更大的创作空间，并且可以实现更高级别的电路功能。　　2)双面PCB的制作过程　　制作双面PCB与制作单面PCB具有相似的步骤，但需要额外考虑连接两个表面的导线。　　以下是制作双面PCB的一般步骤：　　设计和布局：首先，根据电路需求，设计电路原理图和布局。确定元件的放置位置、导线的走向和连接方式。　　打孔和涂覆：使用机械钻孔等方法，在基板上打孔，以便后续的导线连接。然后在两个表面上涂覆铜箔，形成导线和连接器的基础。　　图案制作：类似于单面PCB，使用光刻技术将电路图案转移到铜箔上。通过制作印刷模板或使用敏感性光敏胶涂覆的方法，将电路图案暴露在铜箔上。　　化学腐蚀：将经过曝光的铜箔进行化学腐蚀处理，去除未被保护的部分。这将形成导线和连接器的图案。　　补孔和金属化：通过孔(VIA)将不同层之间的导线连接起来。补孔可以使用机械钻孔或激光钻孔完成。然后，在补孔处进行金属化处理，使不同层之间的导线能够通电。　　元件安装和焊接：根据布局图和元件清单，将电子元件逐一安装到对应的位置上。这个过程可以手工进行，也可以利用自动化设备如贴片机来实现。一旦元件安装完成，就需要进行焊接，将元件与导线进行连接。焊接方法包括手工焊接、波峰焊接和表面贴装技术(SMT)等。　　测试和调试：完成焊接后，对双面PCB进行测试和调试，以确保电路的功能正常。测试可以使用专业的测试设备或编程器进行。检查电路的连通性、信号传输和功耗等参数，确保没有短路和开路问题。　　最终加工和组装：经过测试和调试后，双面PCB会进行最终的加工和组装步骤。这可能包括喷涂保护层以提高防潮性能、刻印标识以便识别、安装外壳等。这些步骤可以根据特定需求进行定制。　　3)双面PCB的应用领域　　双面PCB在众多领域中得到广泛应用，包括但不限于以下几个方面：　　通信设备：双面PCB被广泛应用于通信设备，如手机、无线路由器和通信基站等。这些设备需要高度集成的电路设计和较小的尺寸，以适应快速发展的通信技术。　　汽车电子：汽车行业对于电子产品的需求不断增长，双面PCB被用于制造汽车电子控制系统、仪表板和娱乐导航系统等。双面PCB的高密度布线能够满足复杂电路设计的需求。　　工业控制和自动化：双面PCB广泛应用于工业控制和自动化领域，如PLC(可编程逻辑控制器)、传感器和机器人等。这些设备需要稳定的电路连接和高可靠性。　　医疗设备：医疗设备对于精确的电路设计和可靠性要求非常高。双面PCB在医疗设备中被用于心脏监护仪、血糖仪、医疗图像设备等。　　消费电子：双面PCB也广泛应用于消费电子产品，如电视机、音响设备、家用电器等。它们可以帮助实现更小巧、高性能的电子产品设计，提供更好的用户体验。　　总之，双面PCB在现代电子技术中扮演着重要角色。它们提供了高布线密度和更复杂的设计能力，适用于各种应用领域。制作双面PCB需要精确的工艺和严格的质量控制，以确保电路的可靠性和稳定性。随着科技的不断发展，双面PCB将继续在技术创新和电子产品设计中发挥着重要作用。　　5.PCB的价格是多少?　　1)定价因素　　在讨论 PCB 的价格时，需要考虑以下几个因素：　　PCB 板的尺寸和层数：PCB 板的尺寸和层数对价格有直接影响。通常来说，随着 PCB 板尺寸的增加和层数的增多，制造成本也会相应提高。　　材料选择：不同的 PCB 板材料具有不同的性能和成本。一般来说，使用高性能材料的 PCB 会更昂贵。　　工艺复杂度：如果 PCB 板具有复杂的布线、特殊的印刷工艺或特殊的要求(如盲孔、埋孔等)，则制造成本较高。　　生产数量：通常情况下，批量生产 PCB 板的成本会比小批量生产更低，因为规模化生产可以降低每个单元的成本。　　2)成本构成　　PCB 的价格主要由以下几个方面的成本构成：　　材料成本：包括 PCB 板基材、铜箔、喷镀材料等。　　工艺成本：包括图案设计、印刷、光刻、蚀刻、钻孔、喷涂、焊接和检测等工艺步骤。　　设备成本：包括 PCB 制造所使用的设备和机械，如印刷机、光刻机、蚀刻机等。　　人工成本：包括操作员的工资、培训和维护等费用。　　管理和利润：包括企业管理费用和利润。　　3)价格范围　　由于 PCB 的定价因素众多，其价格范围也很广泛。以下是一些常见情况下的参考价格范围：　　简单双面 PCB：对于小尺寸(10cm x 10cm)的双面 PCB 板，通常价格在几美元到十几美元之间。　　中等复杂度多层 PCB：对于中等复杂度的四层 PCB 板，价格可能会在几十美元到几百美元之间。　　高性能 PCB：具有特殊材料和复杂工艺要求的高性能 PCB 板价格通常较高，可以达到数百美元甚至更高。　　需要注意的是，以上仅为大致范围，并不适用于所有情况。实际的 PCB 价格会根据供应商、地理位置、生产数量、定制要求等因素而有所不同。　　4)提供报价和比较　　要获取准确的 PCB 报价，建议以下几个步骤：　　寻找多个供应商：与多个 PCB 制造商联系，并要求他们提供详细的报价。这将使你能够比较不同供应商之间的价格差异。　　明确需求：向供应商提供清晰的 PCB 设计文件，包括尺寸、层数、材料要求、特殊工艺要求等，以便他们可以准确地计算成本。　　询问批量价格：如果你计划进行大规模生产，询问供应商提供批量定价或折扣。　　注意隐藏费用：询问供应商是否有额外的费用，如运输费、样品费、工程费等。确保你对所有费用有清晰的了解。　　6.如何解决PCB设计中的布线问题?　　PCB(Printed Circuit Board)布线是电子产品设计中至关重要的一步，它涉及到连接电路中各个元件之间的导线，以实现信号传输和功耗控制。在进行PCB布线时，可能会面临许多挑战和问题。下面将介绍一些常见的布线问题，并提供相应的解决方法。　　1)布线密度问题——解决方法：使用多层PCB和高密度布线技术　　当电路较为复杂、元件较多时，可能会出现布线空间不足的情况。为了解决这个问题，可以考虑使用多层PCB。多层PCB允许在不同层之间进行布线，从而增加布线空间。此外，采用高密度布线技术，如通过孔(VIA)和内层连接等，可以进一步提高布线密度。　　2)信号完整性问题——解决方法：避免信号干扰、地平面规划和阻抗匹配　　在布线过程中，信号完整性是非常重要的。信号干扰可能导致信号失真、串扰或电磁干扰。为了解决这个问题，可以采取以下措施：　　分隔敏感信号和高功率信号：将敏感信号和高功率信号分离布线，降低相互干扰的可能性。　　地平面规划：合理规划地平面层，确保地面连接完整且减少回流路径。这有助于减少信号干扰和电磁辐射。　　阻抗匹配：根据设计需求，对传输线进行阻抗匹配，以确保信号的稳定传输。　　3)高频布线问题——解决方法：缩短信号路径、采用微带线、差分布线等　　在高频电路中，布线需要更加精确和谨慎。以下是一些解决高频布线问题的方法：　　缩短信号路径：尽量缩短信号的传输路径，减少信号传输的延迟和损耗。　　采用微带线：对于高频信号，可以使用微带线(Microstrip)来进行布线，以保持信号完整性和阻抗匹配。　　差分布线：对于差分信号，可以采用差分布线技术，通过两个平行布线的导线传输信号，以提高抗干扰能力和信号完整性。　　4)热管理问题——解决方法：合理布局和散热设计　　电子产品中的高功率元件可能会产生大量热量，如果不进行适当的热管理，可能会导致温度升高、元件损坏或系统故障。以下是一些解决热管理问题的方法：　　合理布局：将高功率元件分散布置，避免过于密集，以便更好地散热。　　散热设计：在PCB板上添加散热装置，如散热片、散热孔等，促进热量的传导和散发。　　优化通风：保证电子产品内部有足够的空间和通风口，以增加空气流动，提高散热效果。　　5)地线回流问题——解决方法：合理规划地线和分割功率地面　　地线回流是由于功率地面回流路径过长或不合理导致的电流回流问题。以下是解决地线回流问题的方法：　　规划地线：合理规划地线，确保地面连接完整且减少回流路径，降低地线回流的概率。　　分割功率地面：将功率地面分割为多个区域，减少功率电流在地面上的回流路径，以降低地线回流的影响。　　6)EMI和EMC问题——解决方法：使用屏蔽、地平面规划和滤波器等　　电磁干扰(EMI)和电磁兼容性(EMC)是布线过程中需要考虑的重要问题。以下是一些解决EMI和EMC问题的方法：　　屏蔽设计：对于敏感信号或高频信号，可以采用屏蔽罩或屏蔽层来阻挡电磁干扰。　　地平面规划：合理规划地平面层，确保地面连接完整且减少电磁辐射。　　滤波器：在信号输入和输出端口添加滤波器，以减少电磁噪声的传播和影响。　　综上所述，PCB布线中可能会遇到多种问题，但通过合适的解决方法，这些问题是可以克服的。合理规划布线、采用高密度布线技术、注意信号完整性和热管理、阻抗匹配等措施，都可以帮助解决各种布线问题。同时，了解特定应用领域的要求和需要也是解决布线问题的关键。随着技术的不断进步，布线工艺和解决方案也在不断发展，为PCB设计提供更好的支持和解决方案。　　7.如何防止PCB板发生腐蚀?　　1)理解 PCB 腐蚀的原因　　在探讨如何防止 PCB 板腐蚀之前，首先需要了解 PCB 腐蚀的主要原因。以下是导致 PCB 腐蚀的几个常见因素：　　湿度和水分：高湿度环境和接触水分都会增加 PCB 板腐蚀的风险。　　化学物质：与腐蚀性化学物质接触，如酸、碱或溶剂，可能导致 PCB 板腐蚀。　　电化学反应：电化学反应，如电解腐蚀，在存在电解质(如盐水)的情况下，也可能引起 PCB 板腐蚀。　　金属接触：不当的金属接触，比如使用不兼容的金属，会引起电化学反应，并导致 PCB 板腐蚀。　　2)采取预防措施　　为了防止 PCB 板腐蚀，可以采取以下预防措施：　　2.1 PCB 材料选择　　选择适当的 PCB 材料是防止腐蚀的重要一步。以下是一些常见的 PCB 材料选择：　　FR-4 板：FR-4 是最常用的 PCB 材料之一，具有较好的防潮和化学稳定性，能够抵抗一定程度的腐蚀。　　金属基板：金属基板具有较高的热散性能和耐腐蚀性，适用于一些对腐蚀要求较高的应用场景。　　2.2 表面涂层保护　　在制造过程中，可以对 PCB 板进行表面涂层以增强其防腐蚀性能。常见的表面涂层包括：　　防焊膜(Solder Mask)：防焊膜是一种覆盖在 PCB 表面的保护层，可以防止焊接时发生意外接触导致腐蚀。　　防氧化层：通过在 PCB 表面形成一层防氧化层，可以防止 PCB 板被氧化物腐蚀。　　2.3 正确处理和存储　　正确处理 PCB 板并妥善存储也可以帮助防止腐蚀。以下是一些建议：　　避免湿度和水分：尽量保存 PCB 板在干燥的环境中，避免暴露在高湿度或潮湿的条件下。　　避免化学物质接触：避免 PCB 板与腐蚀性化学物质接触，如酸、碱或溶剂。如果需要处理这些化学物质，应采取适当的防护措施。　　正确存储：将 PCB 板存放在干燥、清洁、无腐蚀性气体的环境中，并确保它们不会受到机械损伤。　　2.4 耐腐蚀金属选择　　在设计和制造 PCB 时，选择耐腐蚀金属是非常重要的。选择耐腐蚀性能较好的金属材料可以有效地防止 PCB 板腐蚀。以下是一些常用的耐腐蚀金属选择：　　铜：铜是常用的导电金属，具有良好的耐腐蚀性能，可在大多数环境中使用。然而，对于特殊应用场景，如海洋环境或化学工业等，可能需要采用某些耐腐蚀性更高的金属。　　不锈钢：不锈钢是一种合金材料，具有出色的耐腐蚀性能。它适用于一些需要长期抵御潮湿和化学腐蚀的应用场景。　　镍：镍具有良好的氧化和腐蚀抵抗能力，广泛应用于一些高要求的电子和化学工业领域。　　3)定期维护和检查　　定期维护和检查 PCB 板是确保其长期使用的关键。以下是一些建议：　　清洁 PCB 板：定期清洁 PCB 板表面，去除灰尘、污垢和其他杂质。使用适当的清洁剂和方法，以避免对 PCB 板产生腐蚀性影响。　　检查环境条件：定期检查周围环境的湿度、温度和化学物质等因素，确保它们不会对 PCB 板产生腐蚀作用。　　注意电解质：避免 PCB 板与电解质接触，特别是在高温和潮湿条件下。　　4)合理设计和制造　　在 PCB 的设计和制造过程中采取合理的措施也有助于防止腐蚀问题的发生：　　合理布局：合理布局电路板元件和导线，避免不必要的交叉和靠近金属边缘，以减少电化学反应发生的机会。　　正确焊接：采用正确的焊接技术和材料，确保连接良好，避免产生焊接点腐蚀引起的问题。　　综上所述，为了防止 PCB 板发生腐蚀，我们可以选择适当的 PCB 材料，增加表面涂层保护，正确处理和存储 PCB 板，选择耐腐蚀金属，并进行定期维护和检查。此外，合理的设计和制造过程也能够有效地减少 PCB 腐蚀的风险。通过采取这些措施，我们可以确保 PCB 板的稳定性和可靠性，并延长其使用寿命。　　8.PCB的设计软件有哪些推荐?　　1)Altium Designer　　Altium Designer是一个功能强大且广泛使用的PCB设计软件。它提供了完整的设计流程，从原理图设计到布局和布线，再到制造文件生成。Altium Designer具有直观的用户界面、丰富的元件库和强大的仿真工具，使得PCB的设计过程更加高效和精确。　　2)Cadence Allegro　　Cadence Allegro是另一个颇受欢迎的PCB设计软件。它拥有强大的布局和布线功能，适用于复杂的电路板设计。Cadence Allegro还提供了许多高级功能，如信号完整性分析、功耗分析和三维模型集成等，可帮助设计师优化电路性能和可靠性。　　3)Mentor Graphics PADS　　Mentor Graphics PADS是一款易于使用且功能全面的PCB设计软件。它适用于中小型项目，提供了快速原理图捕获、布局和布线功能。Mentor Graphics PADS还集成了仿真和分析工具，以帮助设计师在设计过程中进行更准确的评估和优化。　　4)Eagle　　Eagle是一款广泛应用于小型项目和初学者的PCB设计软件。它提供了简单易用的界面和丰富的元件库。Eagle具有基本的布局和布线功能，并支持可定制的元件和封装库。虽然Eagle在功能上可能不如其他软件全面，但其易学易用的特点使得它成为许多初学者和个人项目的首选软件。　　5)KiCad　　KiCad是一款开源免费的PCB设计软件，适用于各种规模的项目。它提供了完整的PCB设计流程，包括原理图设计、布局、布线和制造文件生成。KiCad具有友好的用户界面和强大的元件库管理功能。由于其免费和开源的特性，越来越多的设计师选择使用KiCad进行PCB设计。　　6)OrCAD　　OrCAD是一款功能强大且灵活的PCB设计软件。它提供了全套的PCB设计工具，包括原理图捕获、布局、布线和仿真等。OrCAD具有强大的信号完整性分析和电磁兼容性分析功能，可帮助设计师解决高速信号传输和EMI问题。　　9.PCB的金手指是什么作用?　　PCB的金手指是指位于电路板边缘的一组金属接点，通常采用金属材料(如金或镀金)进行涂层处理。它们具有长条形状，类似于手指，因此得名。金手指通常由脉冲码调制(PCM)和嵌入式系统中使用的扩展接口卡等高性能应用所采用。　　1)金手指在 PCB 中的作用　　连接与插拔　　PCB 的金手指主要用于连接与插拔操作。金手指通常与连接器相配合，用于在不同的设备之间传输信号和电力。通过插入和拔出连接器，金手指能够可靠地建立电气连接，并实现数据和信号的传输。　　信号传输　　金手指在 PCB 中充当了信号传输的重要角色。它们通过金属接点之间的接触来传输信号，确保精准、快速和稳定的数据传输。金手指设计得非常精细，以确保最小的信号干扰和损耗。　　电源供应　　除了信号传输，金手指还可以用作电源供应。通过金属接点的连接，电源信号能够稳定地传输到需要供电的部件或设备上。这对于高功率和高性能的电子设备至关重要。　　高频信号处理　　另一个重要的作用是金手指在高频信号处理中的应用。高频信号的传输需要特殊的技术和设计，以确保信号的准确性和稳定性。金手指的设计考虑到了高频信号的传输需求，并提供了低阻抗、低损耗和高速传输的特性。　　2)金手指的设计和制造　　设计要点　　设计 PCB 中的金手指时，需要考虑以下要点：　　尺寸和形状：金手指的尺寸和形状应与相应的连接器匹配，并符合设计要求。　　精度和可靠性：金手指的设计应具有良好的精度和可靠性，以确保稳定的信号传输和插拔操作。　　材料选择：金手指通常采用金属材料(如金或镀金)进行涂层处理，以提高导电性和耐腐蚀性。　　制造过程　　金手指的制造涉及以下步骤：　　PCB 制造：首先制造整个 PCB 板，包括金手指所在的边缘部分。　　金属表面处理：对 PCB 边缘上的金手指进行金属表面处理，通常采用电镀技术，在金属表面涂覆一层金或镀金，以提高导电性和耐腐蚀性。　　切割和成型：根据设计要求，将 PCB 板切割成适当的尺寸，并进行成型，使金手指保持正确的形状。　　3)金手指的维护和保养　　为了确保金手指的正常工作和延长其使用寿命，需要进行适当的维护和保养：　　定期清洁：金手指表面容易积聚污垢、灰尘和氧化物等杂质，这可能导致信号传输不稳定。因此，定期清洁金手指至关重要。可以使用无纺布或专用电子清洁剂轻轻擦拭金手指表面，去除污垢和氧化物。　　避免过度插拔：频繁的插拔操作可能会导致金手指的磨损和损坏。因此，在不必要的情况下，应避免过度插拔连接器，以减少对金手指的磨损。　　防止腐蚀：金手指通常采用金或镀金处理以提高其耐腐蚀性能。然而，仍需注意避免与腐蚀性化学物质接触，以防止金属表面受损和腐蚀。　　4)PCB 金手指的优势和应用领域　　PCB 金手指具有以下优势：　　可靠性：金手指提供可靠的信号传输和插拔连接，确保数据和电力的稳定传输。　　高频特性：金手指设计考虑了高频信号传输的要求，具有低阻抗、低损耗和高速传输能力。　　耐腐蚀性：采用金或镀金处理的金手指具有良好的耐腐蚀性，延长其使用寿命。　　PCB 金手指广泛应用于以下领域：　　电子通信：金手指在通信设备(如手机、路由器等)中起到关键作用，实现高速数据传输和可靠的连接。　　计算机硬件：金手指用于连接扩展接口卡(如显卡、声卡等)和主板之间，实现高性能计算和图形处理等功能。　　消费电子：金手指应用于各种消费电子产品，如平板电脑、智能电视等，以实现数据传输和电源供应。　　综上所述，PCB 的金手指在电路板中扮演着重要的角色。它们实现了信号传输、电源供应和插拔连接的功能，同时具有高频特性和耐腐蚀性。通过适当的维护和保养，金手指可以提供可靠的性能并延长其使用寿命。由于广泛的应用领域，PCB 金手指对于现代电子领域的发展起到了至关重要的作用。
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发布时间：2024-09-03 09:31 阅读量：1449 继续阅读>>
DC-DC电源的<span style='color:red'>PCB</span>布局设计及注意事项
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DC-DC电源的PCB布局设计及注意事项

　　在给首版电源板测试时，最好的结果是它不仅可以工作，而且还“安静”，凉爽地运行。然而现实总是很少一次成功。　　开关电源的一个常见问题是“不稳定”的开关波形。有时，波形抖动很明显，可以听到从磁性元件发出噪声。如果问题与印刷电路板( PCB)布局有关，则很难确定原因。EMC也是很注重( PCB)布局，这就是为什么在开关电源设计的早期正确布局 PCB至关重要的原因。其重要性不可夸大。　　良好的布局设计可优化电源效率，减轻热应力，最重要的是，可将噪声以及走线与组件之间的相互作用降至最低。为实现这些目标，设计人员必须了解开关电源中的电流传导路径和信号流，这一点很重要。以下讨论提出了针对非隔离式开关电源的正确布局设计的设计注意事项。　　布局：　　对于大型系统板上的嵌入式 DC /DC电源，电源输出应位于负载设备附近，以最大程度地减小互连阻抗和整个系统上的传导电压降 PCB走线可实现最佳的电压调节，负载瞬态响应和系统效率。　　此外，大型无源元件(例如电感器和电解电容器)不应阻止空气流向低剖面，表面贴装半导体元件(例如功率 MOSFET， PWM控制器等)。为防止开关噪声扰乱开关中的其他模拟信号系统，请尽可能避免在电源下方布线敏感信号走线。否则，需要在电源层和小信号层之间使用内部接地层进行屏蔽。　　需要指出的是，该电源位置和电路板空间规划应在系统的早期设计 /规划阶段进行。不幸的是，有时人们会首先关注大型系统板上其他更 “重要 ”或 “令人兴奋 ”的电路。如果电源管理 /电源是最后的考虑因素，并且将其降级到板上所剩的空间，那么这肯定无助于确保高效且可靠的电源设计。　　层的放置　　在多层 PCB板上，非常需要将 DC接地层或 DC输入或输出电压层放置在高电流功率组件层和敏感的小信号走线层之间。接地层和 /或直流电压层提供交流接地，以屏蔽小信号走线，使其免受嘈杂的电源走线和电源组件的影响。　　通常，多层 PCB的接地或直流电压平面不应分段。如果无法避免分割，则必须将这些平面中的迹线数量和长度最小化。走线的走线方向应与大电流流向相同，以最大程度地减小影响。　　图 1a和 1c提供了用于开关电源的 6层和 4层 PCB板的不希望有的层布置的示例。在这些示例中，小信号层夹在大电流电源层和接地层之间。这些配置增加了高电流 /电压电源层和小型模拟信号层之间的电容性噪声耦合。为了最大程度地降低噪声耦合，图 1b和 1d给出了 4层和 6层 PCB设计所需的层排列示例。　　在这两个示例中，小信号层被接地层屏蔽。重要的是，始终在外部功率级层旁边放置一个接地层。最后，还希望外部高电流电源层使用厚铜，以最小化 PCB的传导损耗和热阻。　　功率级组件布局　　开关电源电路可以分为功率级电路和小信号控制电路。功率级电路包括传导大电流的组件。通常，应首先放置这些组件。随后将小信号控制电路放置在布局中的特定位置。　　电感大电流走线应短而宽，以最小化 PCB电感，电阻和电压降。这对于具有高 di / dt脉动电流的走线尤其重要。　　实线表示连续电流路径，虚线表示脉动(开关)电流路径。脉动电流路径包括连接到输入去耦陶瓷电容器 CHF，顶部控制 FETQT，底部同步 FETQB及其可选的并联肖特基二极管的走线。　　图2 a显示了这些高 di / dt电流路径中的寄生 PCB电感。由于寄生电感，脉动电流路径不仅会辐射磁场，还会在 PCB走线和 MOSFET上产生高压振铃和尖峰。为了最大程度地减小 PCB电感，应将该脉动电流环路(热环路)布置为使其具有最小的周长，并由短而宽的走线组成。　　图2 .最小化同步降压转换器中的高 di / dt环路面积。( a)高 di /dt环路(热环路)及其寄生 PCB电感器，( b)布局示例。　　高频去耦电容器 CHF应该是一个 0.1µF至 10µF的 X5R或 X7R介电陶瓷电容器，其 ESL和 ESR非常低。较高电容的电介质(例如 Y5V)可以在电压和温度范围内大幅降低电容。因此，对于 CHF，这些类型的电容器不是优选的。　　图2 b提供了降压转换器中的临界脉动电流环路(热环路)的布局示例。为了限制电阻压降和通孔数量，应将功率组件放置在电路板的同一侧，并在同一层布线。当需要将电源走线路由到另一层时，请在连续电流路径中选择一条走线。当使用通孔连接大电流回路中的 PCB层时，应使用多个通孔以最小化通孔阻抗。　　类似地，图3显示了升压转换器中的连续和脉动电流环路(热环路)。在这种情况下，应将高频陶瓷电容器 C HF放置在靠近 MOSFET QB和升压二极管 D 的输出侧。　　图3. Boost转换器的连续和脉动电流路径　　由开关 QB，整流二极管 D和高频输出电容器 CHF组成的环路必须最小化。图4显示了升压转换器中脉动电流环路的布局示例。　　图4.最小化Boost转换器中的高di / dt环路面积。 (a)高di / dt环路(热环路)及其寄生PCB电感器，(b)布局示例　　隔离和最小化高 dv / dt 开关区域　　在图 2和 4中， SW节点电压以高 dv / dt速率在 VIN (或 VOUT)和地之间摆动。该节点富含高频噪声成分，并且是 EMI噪声的强大来源。为了使 SW节点与其他噪声敏感走线之间的耦合电容最小， SW铜面积应最小化。　　但是，另一方面，为了传导高电感电流并为功率 MOSFET提供散热片， SW节点的 PCB面积不能太小。通常最好在此 SW节点下方放置一个接地铜区域，以提供额外的屏蔽。　　足够的铜面积来限制功率部件的热应力　　在没有用于表面安装功率 MOSFET和电感器的外部散热器的设计中，必须有足够的铜面积作为散热器。对于直流电压节点，例如输入 /输出电压和电源接地，希望使铜面积尽可能大。　　多个通孔有助于进一步降低热应力。对于高 dv / dt SW节点， SW节点铜面积的适当大小是在最小化与 dv / dt相关的噪声与为 MOSFET提供良好散热性能之间的设计权衡。　　功率元件的正确焊盘图案以最小化阻抗　　重要的是要注意功率元件的焊盘(或焊盘)图案，例如低 ESR电容器， MOSFET，二极管和电感器。图 8a和 8b分别显示了不希望有的和所需的功率分量焊盘图案的示例。　　图5 .功率组件的期望和不需要的焊盘图案。( a)不当对功率组件的焊盘使用散热垫，( b)功率组件的推荐焊盘图案。　　如图5 b所示，对于去耦电容器，正对通孔和负对通孔应尽可能彼此靠近，以最小化 PCB有效串联电感( ESL)。这对于低 ESL的电容器特别有效。大价值的低 ESR电容器通常更昂贵。不合适的焊盘图案和不良的布线会降低其性能，从而增加总体成本。通常，所需的焊盘图案可降低 PCB噪声，降低热阻抗，并使高电流组件的走线阻抗和压降降至最低。　　大电流功率组件布局中的一个常见错误是对散热垫焊盘图案的不正确使用，如图5 a所示。不必要地使用散热垫图案会增加功率组件的互连阻抗。这会导致更高的功率损耗并降低低 ESR电容器的去耦效果。如果使用过孔来传导大电流，则必须使用足够数量的过孔来最小化过孔阻抗。同样，散热孔不应用于这些过孔。　　电源之间输入电流路径的分离　　图6显示了一个应用，其中几个车载开关电源共享同一输入电压轨。当这些电源彼此不同步时，有必要分开输入电流走线，以避免不同电源之间的常见阻抗噪声耦合。每个电源都具有本地输入去耦电容器的要求就不那么重要了。　　图6 .分开电源之间的输入电流路径　　控制电路布局控制电路的　　控制电路的位置应远离嘈杂的开关铜线区域。对于降压转换器，控制电路最好靠近 VOUT +侧，对于升压转换器，控制电路最好靠近 V IN +侧，其中电源走线承载连续电流。　　如果空间允许，请将控制 IC放置在与噪声和高温的功率 MOSFET和电感器相距很小的距离( 0.5-1英寸)处。但是，如果空间限制迫使控制器靠近功率 MOSFET和电感器放置，则必须格外小心，以将控制电路与具有接地层或走线的功率组件隔离开。　　信号接地和电源接地的分离控制电路应与功率级接地之间有单独的信号(模拟)接地岛。如果控制器 IC上有单独的信号接地( SGND)和电源接地( PGND)引脚，则应分别布线。对于具有集成 MOSFET驱动器的控制器 IC， IC引脚的小信号部分应使用 SGND，如图7所示。　　图7 .控制器 IC的去耦电容与地分离　　SGND和 PGND之间仅需要一个连接点。希望将 SGND恢复到 PGND平面的干净点。可以通过连接控制器 IC下方的两条接地走线来实现两个接地。图7显示了芯片电源的首选接地分隔。在此示例中， IC具有裸露的 GND焊盘。应将其焊接到 PCB上，以最大程度地减小电阻抗和热阻。应在此 GND焊盘区域上放置多个通孔。　　控制器 IC 的去耦电容　　控制器 IC的去耦电容器应物理上靠近其引脚。为了使连接阻抗最小，最好不使用过孔将去耦电容器直接连接到引脚。如图8所示，以下芯片引脚的去耦电容器应紧密放置：电流检测引脚， SENSE + / SENSE –，补偿引脚， ITH，信号接地引脚， SGND，反馈分压器引脚， FB， IC VCC 电压引脚 INTV CC和电源接地引脚 PGND。　　最小化环路面积和串扰　　分离出的噪声迹线和敏感迹线　　可以电容耦合两个或更多相邻导体。一根导体上的高 dv / dt电压变化会通过寄生电容器将电流耦合到另一根导体。为了减少从功率级到控制电路的噪声耦合，有必要使噪声开关走线远离敏感的小信号走线。如果可能，请在不同层上布线嘈杂的走线和敏感走线，并使用内部接地层屏蔽噪声。　　电流检测迹线和电压检测迹线　　在所有小信号迹线中，电流检测迹线对噪声最敏感。电流感测信号幅度通常小于 100mV，与噪声幅度相当。其 SENSE + / SENSE - 迹线应该与最小间隔(开尔文检测)平行进行路由，以尽量减少拾取的 di / dt相关的噪声的机会，如图8。　　图8 .电流感测的开尔文感测( a) RSENSE和( b)电感器 DCR感测　　此外，用于电流检测走线的滤波电阻和电容应尽可能靠近 IC引脚放置。如果将噪声注入到长检测线中，这将提供最有效的滤波。如果将电感器 DCR电流感测与 R / C网络一起使用，则 DCR感测电阻 R应靠近电感，而 DCR感测电容 C应靠近 IC。　　如果在走线到 SENSE –的返回路径中使用过孔，则该过孔不应与另一个内部 VOUT +层接触。否则，该过孔可能会传导大的 VOUT + 电流，并且导致的电压降可能会使电流检测信号失真。避免在嘈杂的开关节点( TG， BG， SW， BOOST迹线)附近布线电流检测迹线。如果可能，将接地层放置在电流感测走线和具有功率级走线的层之间。　　如果控制器 IC具有差分电压遥感引脚，则也应使用开尔文( Kelvin)感测连接对正负负极走线使用分开的走线。　　迹线宽度选择　　电流电平和噪声灵敏度是特定控制器引脚所独有的。因此，需要为不同的信号选择特定的走线宽度。通常，小型信号网可能较窄，并具有 10至 15 mil宽的走线。高电流网络(栅极驱动， VCC 和 PGND)的走线应短而宽。建议这些网的宽度至少为 20 mil。　　输入上电浪涌尖峰电压　　DC-DC电路在上电接通，断开重负载时，常常瞬间产生一个很高的尖峰电压，降低尖峰幅度的方法是线路阻抗和电容的等效串联电阻(ESR)。　　如：LDO电路中，功率比较低的应用，较高的输入上电时，一般在输入正极端串联2-10欧姆的电阻。　　如：DC-DC电路中，一般输入电容采用有较高ESR等效串联电阻的电解电容， LDO电路也可以用电解电容的方案。　　电路PCB设计要求重点　　1. 输入电容CIN就近放在芯片的输入Vin引脚盘和电容地端放置在功率的PGND， 增加过孔，减少阻抗，减少寄生电感的存在，因为输入电流不连续，寄生电感引起的噪声对芯片的耐压以及逻辑单元造成不良影响 。　　2. 功率电路的回路尽可能的短粗，保持较小的环路面积，　　3. SW/LX是噪声源，保证电流的同时保持尽量小的面积，远离敏感的易受干扰的位置，如FB输出反馈电路，　　4. 输出电容COUT就近放在放置在电感旁， 增加过孔，减少阻抗 ，　　5. FB反馈电阻连接到FB管脚尽可能短，靠近IC的FB管脚放置， 减少噪声的耦合，　　6. 散热设计，芯片底部尽量多打过孔，增加散热设计　　7. 外围器件电阻或电容的接地端，回路不能从电感底部(干扰大)走，可在电阻电容的接地端打过孔。如果是输入电容CIN或者输出电容COUT，需要多增加过孔。保证功率回路的干净稳定。
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发布时间：2024-07-29 15:01 阅读量：966 继续阅读>>

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