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PCB设计成败应该要注意的问题

2018年05月19日 08:20 次阅读

 在PCB设计中,Design Rule设计规则是关系到一个PCB设计成败的关键。所有设计师的意图,对于设计的功能体现都通过设计规则这个灵魂来驱动和实现。精巧细致的规则定义可以帮助设计师在PCB布局布线的工作中得心应手,节省工程师的大量精力和时间,帮助设计师实现优秀的设计意图,大大方便设计工作的进行。

 

PCB设计成败的应该要注意的问题

 

       在设计数据从原理图阶段转移到PCB设计阶段之后,进行PCB设计布局布线时,就需要提前定义好设计规则Design Rule。后续的整个PCB设计都需要遵守规则定义。包括最基本的电气规则(间距,短路断路),布线规则(线宽,走线风格,过孔样式,扇出等),平面规则(电源地平面层连接方式,铺铜连接方式);以及其他常用的辅助规则如布局规则,制造规则,高速设计规则,信号完整性规则等等。在规则驱动的设计完成之后,还可以进行规则检查Design Rule Check来重新审视您的设计,看看有无违反规则的情况发生并加以改进和完善。最终设计出完全符合规则定义并满足设计意图的优秀作品。

       相对于PCB制造相关的设计规则尤其具有现实意义。倘若设计规则设置的不符合PCB工艺制造的要求,将不仅仅是影响产品功能那么简单,甚至会无法加工无法实现工程师的设计意图。因此,在定义设计规则的时候,了解下下游制造方对设计的工艺制造要求是至关重要的。

PCB加工的制造工艺有哪些精度方面的要求?

       如下图所示为某家PCB制版生产厂家的工艺要求。包括电路板层数,厚度,孔径,最小线宽线距,铜厚等基本参数要求;也包括板材类型,表面处理,特殊加工等特别要求。一般在PCB加工的时候,分测试用的打样加工,以及最终成型的批量产品加工。对于设计师来说,有实际意义并需要严格遵守的是批量产品加工的工艺要求。

PCB设计成败的应该要注意的问题

       而对于制造精度相关的工艺要求来说,最基本最重要的是线宽线距和最小孔径。也即加工厂能处理最小多细的线宽以及最小多大的孔。如果线宽在设计中没有达到要求,太细的话是无法正确加工出来的。线宽线距精度同样影响到丝印层上的文字图案是否清晰。而孔径太小的话也是没有相应的钻头支持的。最小孔径所对应的钻头尺寸同样影响到机械孔,安装孔等各种类型板形剪切的公差精度。

线宽线距与孔径规则设置注意事项

       本文带您了解如何根据PCB生产制造工艺要求,在PCB制造精度方面,设置合乎要求并且满足设计意图的线宽线距与孔径规则.

  1. 最小线宽/间距4mil

      在PCB设计中,批量加工所能支持的最高精度为线宽线距4mil。即布线宽度必须大于4mil,两条线之间的间距也需要大于4mil。当然只是线宽线距的最低极限值。在实际的工作中线宽需要按照设计需要定义为不同的值。比如电源网络定义宽一些,信号线定义细些。这些不同的需求都可以在规则Design - Rules - RouTIng - Width 里定义不同网络不同的线宽值,然后根据重要程度设置规则应用优先级。同样,对于线距来说,在规则页面Design - Rules - Electrical - Clearance 里定义不同网络之间的电气安全间距,当然也包括线距。

      另外有一种特殊情况。对于高密度管脚的元器件来说,器件内焊盘之间的间距一般很小,比如6mil,虽然满足最小线宽或间距大于4mil的制造方面的要求,但作为设计PCB来说可能不符合规则设计要求。如果整个PCB的最小安全间距设置是8mil,那么元器件焊盘的间距明显违反了规则设置。在规则检查时或在线编辑时会一直绿色高亮来显示违规。这种违规显然是不需要处理的,我们应该修正规则设置来消除绿色高亮显示。在原来的处理办法中,是用query语言单独为这个器件定义不同的安全间距规则,并设置为高优先级。在新的版本中,只需要简单的勾选选项即可解决这个问题,即忽略封装内的焊盘间距Ignore Pad to Pad clearance within a footprint。如下图所示。

PCB设计成败的应该要注意的问题

       用此选项勾选非常简便。不需要原来那样用Query语句InComponent('U1') ,然后设置其最小安全间距为6mil,并设为最高间距优先级.

      2.   最小机械孔径0.2mm(8mil)最小镭射孔径4mil  

      PCB设计中不可避免要用到钻孔。而在设计规则的设置方面,甚至具体的钻孔操作方面,具体要钻怎样的孔(通孔,盲孔,埋孔,还是背钻孔?)以及钻多大尺寸的孔,您做到心中有数了吗?您会不会看别人钻多大孔自己也钻多大孔,或者随便填写个尺寸以满足板面布局和走线的方便程度?

      孔的类型如下图所示。一般不太复杂的设计,板层叠层不多的设计中通常用到通孔。在复杂的设计中,特别是多层板,高速高密设计,PCB布线空间要求很高的情况下,可根据实际需要设置盲孔或埋孔。当然盲埋孔因为制造工艺上比通孔复杂,制造成本会相应增高。

PCB设计成败的应该要注意的问题

机械钻孔与镭射钻孔的区别

      首先了解下钻孔的过程。如下图所示,钻孔是用不同规格的钻头尺寸来进行的。如果您的设计中过孔孔径的尺寸与加工厂现有的钻头尺寸不相同,那么会选择离您的设计值最近的钻头规格来钻孔。而Entry面板是用来防护钻头及台面,减少毛刺并降低钻头温度的作用。Backup底板是用来保护板面防止压痕,防止打滑导向并减少毛刺的作用。

PCB设计成败的应该要注意的问题

机械钻孔的钻头通常有ST型和UC型。一般来说UC型比ST型钻孔的精度更高。

PCB设计成败的应该要注意的问题

       镭射钻孔一般用于微通孔。随着PCB想微型和高密度互联的方向发展,越来越多制板加工采用导孔的连接方式实现高密度互连。而传统机械钻孔的小孔能力,几乎到了极限。随着盲孔设计的发展,高密度的需求其可靠性也要新的工艺来改善,镭射钻孔应运而生。如下图所示为镭射钻孔的方法。

PCB设计成败的应该要注意的问题

       所以,机械钻孔与镭射钻孔的区别如下:

PCB设计成败的应该要注意的问题

       镭射钻孔的精度会比机械钻孔高出许多。因此最小机械钻孔的孔径在规则设置里不得小于0.2mm(8mil)。最小镭射孔径在规则里设置不能小于4mil。

3.   孔径设置与板层厚度,层数等关系  

      孔径的设置大小首先在满足最小工艺要求的情况下,根据板子要求的精度,板层厚度,叠层数等共同决定。它们之间的关系如下:

PCB设计成败的应该要注意的问题

      因此,在设置孔径尺寸的时候可以参考上面的表格来根据板厚,叠层数等来设置相应的符合要求的尺寸。也可通过如下简易的板厚/孔径比来大概根据整个板厚尺寸来定义合适的钻孔孔径的尺寸。

PCB设计成败的应该要注意的问题

 

PCB设计成败的应该要注意的问题


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埋嵌元件基板由于元器件的三维配置而使PCB或者模组小型化,缩短元件之间的连接路径,降低传输损失,它是...

发表于 2018-04-30 17:44 781次阅读
埋嵌元件PCB的元件互联技术和评价解析

惊呼!新能源汽车将给国内汽车板市场带来30亿元的...

传统汽车现阶段电子化程度不高,对PCB的需求量较小,PCB价值量也比较低。

发表于 2018-04-30 15:58 1067次阅读
惊呼!新能源汽车将给国内汽车板市场带来30亿元的...

射频电路的设计中需要注意的一些小技巧

布线过程中需要注意的就是控制阻抗,比如走线时应该尽量控制走线的特征是50Ω,而电阻跟线宽有关系,在进...

发表于 2018-04-28 11:34 288次阅读
射频电路的设计中需要注意的一些小技巧

几招pcb底板变形的修正方法

PCB抄板改变孔位法在掌握数字化编程仪的操作技术情况下,先对底片和钻孔试验板进行对照,测量并分别记下...

发表于 2018-04-28 11:21 446次阅读
几招pcb底板变形的修正方法

影响PCB板价格的各种因素及报价

PCB的价格是很多采购者一直很困惑的事情,很多人在线下单时也会疑问这些价格是怎么算出来的,下面我们就...

发表于 2018-04-28 10:48 536次阅读
影响PCB板价格的各种因素及报价

如何分析电路是属于数字部分呢还是模拟部分?

那么可能有些同学会问,假设我现在有一个电源地,一个数字地,一个模拟地,是谁跟谁连?谁又跟谁通过电容连...

发表于 2018-04-28 09:47 625次阅读
如何分析电路是属于数字部分呢还是模拟部分?

DXP17转PCB修改原理图后 重新转PCB更新显示错误如何处理?

发表于 2018-04-27 17:50 257次阅读
DXP17转PCB修改原理图后 重新转PCB更新显示错误如何处理?

PCB的产业已经趋向于饱和,下个增长点会是什么?

就目前来看,pcb的产业已经趋向于饱和,经过几十年的发展,PCB 行业已成为全球性行业,但近几年总产...

发表于 2018-04-27 15:04 453次阅读
PCB的产业已经趋向于饱和,下个增长点会是什么?

研发流程中的EMC设计,EMC基础知识、测试、设...

工作电压宽的EMC特性好,工作电压低的EMC特性好,在设计允许的范围内延时大(通常所说的速度慢)特...

发表于 2018-04-27 09:18 705次阅读
研发流程中的EMC设计,EMC基础知识、测试、设...

altium designer 设计规范

发表于 2018-04-26 10:24 610次阅读
altium designer 设计规范

如何做好PCB层设计才能让PCB的EMC效果最优...

在PCB的EMC设计考虑中,首先涉及的便是层的设置;单板的层数由电源、地的层数和信号层数组成;在产品...

发表于 2018-04-25 08:40 1262次阅读
如何做好PCB层设计才能让PCB的EMC效果最优...

屏蔽的概念,外壳EMC屏蔽技术分析

因为开模塑料美观轻便,所以时常使用,对这种情况,一般在塑料杯面喷涂导电材料,因为导电层厚度不可能太厚...

发表于 2018-04-25 08:35 503次阅读
屏蔽的概念,外壳EMC屏蔽技术分析

PCB设计中单板的8条注意事项

在打孔的时候要把package geometry/silkscreen_top或者bot打开,如果不...

发表于 2018-04-24 14:12 177次阅读
PCB设计中单板的8条注意事项

浅谈PCB双层板信号线的布线技巧

PCB板是重要的电子部件,是所有电子元器件的母体,从上世初开始出现到现在也变得越来越复杂,从单层到双...

发表于 2018-04-24 10:52 223次阅读
浅谈PCB双层板信号线的布线技巧

高压线性恒流芯片LK2085应用实例

为了应对以往的低压12v以及24v的灯条产品的质量问题,工程师开始把高压线性恒流芯片LK2085逐渐...

发表于 2018-04-23 13:26 346次阅读
高压线性恒流芯片LK2085应用实例

HDMI接口的4层PCB板如何布线及布线指南

HDMI规范文件里面规定其差分线阻抗要求控制在100Ω±15%,其中Rev.1.3a里面规定相对放宽...

发表于 2018-04-23 10:32 267次阅读
HDMI接口的4层PCB板如何布线及布线指南

PCB双面板基本制造工艺流程及测试

PCBA工艺流程PCBA工艺流程十分复杂,基本要经历近50道工序,从电路板制程、元器件采购与检验、S...

发表于 2018-04-23 08:58 1422次阅读
PCB双面板基本制造工艺流程及测试

常用的五大PCB layout软件介绍及PCB ...

印刷电路板同时也叫印制电路板,是一种让各类电子元件实现有规则连接的载体。下面就随嵌入式小编一起来了解...

发表于 2018-04-23 05:56 293次阅读
常用的五大PCB layout软件介绍及PCB ...

开关电源EMC难点攻克 PCB Layout工程...

说起开关电源的难点问题,PCB布板问题不算很大难点,但若是要布出一个精良PCB板一定是开关电源的难点...

发表于 2018-04-21 15:59 1432次阅读
开关电源EMC难点攻克 PCB Layout工程...

PCB飞针测试设备假开路较多现象的原因分析及解决...

新文件工艺数据在第一次生成时出错,这也是造成开路的原因所在,很多工艺人员在CAM数据转换时,生成的...

发表于 2018-04-21 10:41 795次阅读
PCB飞针测试设备假开路较多现象的原因分析及解决...

pcb设计你需要掌握的layout元件方向

1.设计应按一定顺序方向进行,例如可以由左往右和由上而下的顺序进行 2.布线条宽窄和线条间距要适中,...

发表于 2018-04-20 16:54 81次阅读
pcb设计你需要掌握的layout元件方向

安徽铜陵政府基金引导企业重组,“腾笼换鸟”盘活P...

“原来生产的是十几微米厚的普通铜箔,一吨加工费是8千到1万元。技改后,能够生产6到8微米的锂电池用铜...

发表于 2018-04-20 16:10 367次阅读
安徽铜陵政府基金引导企业重组,“腾笼换鸟”盘活P...

不同的高频应用场景有适用的“介质+铜箔”组合方式

面向2020年及未来,移动通信技术和产业将迈入第五代移动通信(5G)的发展阶段,5G将满足人们对于超...

发表于 2018-04-20 15:35 713次阅读
不同的高频应用场景有适用的“介质+铜箔”组合方式

全球PCB产业增速超预期,内资厂商加速崛起

尽管 2015 年和 2016 年全球 PCB 产业规模均为负增长,但根据 Prismark 在 2...

发表于 2018-04-20 11:45 485次阅读
全球PCB产业增速超预期,内资厂商加速崛起

关于SPI传输过程 stm32 SPI配置

SPI是一种高速的,全双工,同步的通信总线,并且在芯片的管脚上只占用四根线,节约了芯片的管脚,同时为...

发表于 2018-04-20 11:01 460次阅读
关于SPI传输过程 stm32 SPI配置

刚挠印制电路板湿法去钻污及凹蚀技术三个步骤

值得注意的是原子状态的O与C-H和C=C发生羰基化反应而使高分子键上增加了极性基团,使高分子材料表面...

发表于 2018-04-19 14:24 407次阅读
刚挠印制电路板湿法去钻污及凹蚀技术三个步骤

Prismark预计PCB产业在2018年将保持...

从产业发展来看,在产品类型上,全球PCB产业均在向高精度、高密度和高可靠性方向靠拢,不断缩小体积、减...

发表于 2018-04-19 14:21 1210次阅读
Prismark预计PCB产业在2018年将保持...

PCB企业如何走智能化道路?如何才能真正实现智能...

“企业如何走上智能化道路肯定不是一条路,有各种各样不同的走法。我们一直认为制造业要扎根于生产现场,因...

发表于 2018-04-19 14:12 541次阅读
PCB企业如何走智能化道路?如何才能真正实现智能...