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电脑主板电路板设计规范(电路板设计原则)

2023-09-23 18:21:00

电路板设计原则

PCB设计的基本原则

PCB设计的好坏对电路板的性能有很大的影响，因此在进行PCB设计的时候，必须遵循PCB设计的一般原则。

首先，要考虑PCB的尺寸大小，PCB尺寸过大时，印制线路长，阻抗增加，抗噪能力下降，成本增加；PCB尺寸过小时，则散热不好，且临近线容易受干扰。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，对电路的全部元件进行布局。

设计流程：

在绘制完电路原理图之后，还要进行PCB设计的准备工作：生成网络报表。

规划PCB板：首先，我们要对设计方案有一个初步的规划，如电路板是什么形状，它的尺寸是多大，使用单面板还是双面板或者是多层板。这一步的工作非常重要，是确定电路板设计的框架。

设置相关参数：主要是设置元件的布置参数、板层参数和布线参数等。

导入网络报表及元件封装：网络报表相当重要，是原理图设计系统和PCB设计系统之间的桥梁。自动布线操作就是建立在网表的基础上的。元件的封装就是元件在PCB板上的大小以及各个引脚所对应的焊盘位置。每个元件都要有一个对应的封装。

元件布局：元件的布局可以使用Protel 软件自动进行，也可以进行手动布局。元器件布局是PCB板设计的重要步骤之一，使用计算机软件的自动布局功能常常有很多不合理的地方，还需要手动调整，良好的元件布局对后面的布线提供方便，而且可以提高整板的可靠性。

布线：根据元件引脚之间的电气联系，对PCB板进行布线操作。布线有自动布线和手动布线两种方式。自动布线是根据自动布线参数设置，用软件在PCB板的一部分或者全部范围内进行布线，手动布线是用户在PCB板上根据电气连接进行手工布线。自动布线的结果并不是最优的，存在很多缺陷和不合理的地方，而且并不能保证每次都能百分之百完成自动布线任务。而手动布线的工作量过于繁重，一个大的PCB板往往要耗费巨大的工作量，因此需要灵活运用手工和自动相结合的方式进行布线。

完成布线操作后，需要对PCB 板进行补泪滴、打安装孔和覆铜等操作，以完成PCB 板的后续工作。

最后在通过设计规则检查之后，就可以保存并输出PCB文件了。

3.2注意事项

3.2.1布局

在确定特殊元件的位置时要遵循以下原则：

1．尽可能缩短高频元件的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元件不能靠得太近，输入和输出元件应相互远离。

2．某些元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，以免放电引起意外短路。带强电的元件应尽量布置在调试时手不宜触及的地方。

3．质量超过15g的元件，应当用支架固定，然后焊接。那些又大又重、发热量又多的元件，不宜装在PCB上，而应安装在整机的机箱上，且考虑散热问题。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。

5．应留出印制板的定位孔和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，使布局便于信号流畅，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，围绕它来布局。元件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上，尽量减少和缩短各元件之间的引线和连接。

3．在高频下工作的电路，要考虑元件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元件平行排列。这样不但美观，而且焊接容易，易于批量生产。

4．位于电路板边缘的元件，离电路板边缘一般小于2mm。电路板的最佳形状为矩形，长宽比为3:2（或4:3）。电路板面尺寸过大时，应考虑板所受到的机械强度。

3.2.2布线

1．连线精简原则

连线要精简，尽可能短，尽量少拐弯，力求线条简单明了，特别是在高频回路中，当然为了达到阻抗匹配而需要进行特殊延长的线就例外了，如蛇形走线等等。

2．安全载流原则

铜线宽度应以自己能承受的电流为基础进行设计，铜线的载流能力取决于以下因素：线宽、线厚（铜箔厚度）、容许温升等。

电磁抗干扰原则

电磁抗干扰设计的原则比较多，例如铜膜线的应为圆角或斜角（因为高频时直角或者尖角的拐弯会影响电气性能），双面板两面的导线应相互斜交或者弯曲走线，尽量避免平行走线，

减少寄生耦合等。

4．安全工作原则

要保证安全工作，例如保证两线最小安全间距要能承受所加电压峰值；高压线应圆滑，不得有尖锐的倒角，否则容易造成板路击穿等。以上是一些基本的布线原则，布线很大程度上和设计者的设计经验有关。

3.2.3 焊盘大小

焊盘的直径和内孔尺寸：焊盘的内孔尺寸必须从元件引线直径、公差尺寸以及焊锡层厚度、孔径公差、孔金属电镀层等方面考虑。焊盘的内孔一般不小于0.6mm，因为太小的孔开模冲孔时不易加工。通常情况下以金属引脚加上0.2mm作为焊盘内孔直径，焊盘的直径取决

于内孔直径。

有关焊盘的其他注意事项：

焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm，这样可以避免加工时导致焊盘缺损。焊盘的补泪滴：当与焊盘的连接走线较细时，要将焊盘与走线之间的连接设计成泪滴状，这样的好处是焊盘不容易起皮，增加了连接处的机械强度，使走线与焊盘不易断开。相邻的焊盘要避免成锐角或大面积的铜箔，成锐角会造成波峰焊困难，大面积铜箔会因散热过快导致不易焊接。

3.2.4 PCB的抗干扰措施

PCB的抗干扰设计与具体电路有着密切的关系，这里介绍一下PCB抗干扰设计的常用措施。

1 电源线设计。根据PCB 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不一致，这样有助于增强抗噪声能力。

2地线设计原则：

数字地与模拟地分开。若PCB板上既有逻辑电路又有模拟电路，应使它们尽量分开。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的大面积铜箔。接地线应尽量加粗。若接地线用很细的线条，则接地电位随电流的变化而变化，使抗噪能力降低。因此应将接地线加粗，使它能通过三倍于PCB上的允许电流。如有可能，接地线宽度应在2～3mm以上。

接地线构成闭环路。有数字电路组成的印刷板，其接地电路构成闭环能提高抗噪声能力。

3大面积覆铜

所谓覆铜，就是将PCB上没有布线的地方，铺满铜膜。PCB上的大面积覆铜有两种作用：一为散热；另外还可以减小地线阻抗，并且屏蔽电路板的信号交叉干扰以提高电路系统的抗干扰能力。

3.2.5去耦电容配置

在 PCB 板上每增加一条导线，增加一个元件，或者增加一个通孔，都会给整个PCB 板引入额外的寄生电容，因此在对PCB板进行设计的时候，应该在电路板的关键部位安装适当的去耦电容。

安装去耦电容的一般原则是：

1．在电源的输入端配置一个10～100μF的电解电容器。

2．每一个集成电路芯片都应配置一个0.01pF 的电容，也可以几个集成电路芯片合起来配置一个10pF的电容。

3．对于抗噪能力弱的元件，如RAM、ROM等，应在芯片的电源线与地线之间直接接入去耦电容。

4．配置的电容尽量靠近被配置的元件，减少引线长度。

5．在有容易产生电火花放电的地方，如继电器，空气开关等地方，应该配置RC电路，以便吸收电流防止电火花发生。

3.3 设计规则检查

对布线完毕的电路板必须要进行DRC(Design Rule Check)检验，通过DRC检查可以查找出电路板上违反预先设定规则的行为，以便于修改不合理的设计。一般检查有一下几个方面：

1．检查铜膜导线、焊盘、通孔等之间的距离是否大于允许的最小值。

2．不同的导线之间是否有短路现象发生。

3．是否有些连线没有连接好，或者导线中间有中断现象发生，或者PCB 板上存在未清除干净的废线。

4．各个导线的宽度是否满足要求，尤其是电源线和地线，能加宽的地方一定要加宽，以减小阻抗。

5．导线拐角的地方不能形成锐角或者直角，对不理想的地方进行修改。

6．所有通孔、焊盘的大小是否满足设计要求。

电路板规则

万用表红色是正极，黑色是负极。在所有电器和电路板上面，国际通用的规则都是：正极用红色表示或者用红色导线连接，负极用黑色表示或者用黑色导线连接。当然现在使用的数字万用表，虽然红色是正极，黑色是负极，但是在测量时极性接反也可以正常使用。萊垍頭條

电路板设计原理

电路板的工作原理：利用板基绝缘材料隔离开表面铜箔导电层，使得电流沿着预先设计好的路线在各种元器件中流动完成诸如做功、放大、衰减、调制、解调、编码等功能。

在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面，所以这种PCB叫作单面板。

多层板，多层有导线，必须要在两层间有适当的电路连接才行，这种电路间的桥梁叫做导孔(via)。

电路板布局的基本原则

1、使用CAD或CAXA,布局线路板图纸

2、生成DWG/DXF格式文件，比如A.dwg

3、使用Altium Designer，文件——新建——PCB，新建一块板子

4、导入A.dwg，文件——导入——DXF/DWG——选择A.dwg导入

——作为元素导入——比例为mm——绘制空间为模型——确定

5、剪切图纸A，并粘贴到板子上适当位置（黑色区域即板子）

6、设置单面板，设计——规则——Routing——RoutingLayers——约束，使能的层里去掉Bottom Layer的勾——确定

7、Top Layer层铺铜，Keep-Out Layer层画边界线，Multi Layer放置锡盘，Top Overlay画标识显示内容

8、画边界线后，裁剪板子到图纸大小，设计——板子形状——按照选择对象定义

9、在图纸适当位置放置锡盘，设置锡盘的大小形状，及其通孔的大小形状，对于不规则异形锡盘可采用多个锡盘叠加使用

10、铺铜，要求实用美观。

注意铜线间间距、铜线与接地线口等不能太近，以免引起短路

铜线铺覆原则上要求横平竖直、45度角或依边界线，多余的铜线需要通过剪切挖空去掉

铺铜与锡盘间距为0，以免断路

11、铺铜与锡盘间距为0，设计——规则——Electrical——Clearance,TH Pad列Copper行设置为0

电路板电路设计

印制电路板（PCB）设计前的必要工作　　

1. 认真校核原理图：任何一块印制电路板的设计，都离不开原理图。原理图的准确性，是印制电路板正确与否的前提依据。所以，在印制电路板设计之前，必须对原理图的信号完整性进行认真、反复的校核，保证器件相互间的正确连接。　　

2. 器件选型：元器件的选型，对印制电路板的设计来说，是一个十分重要的环节。同等功能、参数的器件，封装方式可能有不同。封装不一样，印制电路板上器件的焊孔（盘）就不一样。所以，在着手印制电路板设计之前，一定要确定各个元器件的封装形式。　　多层板在器件选型方面，必须定位在表面安装元器件（SMD）的选择上，SMD以其小型化、高度集成化、高可靠性、安装自动化的优点而广泛应用于各类电子产品上。同时，在器件选用上，不仅要注意器件的特性参数应符合电路的需求，也要注意器件的供应，避免器件停产问题；同时应意识到：目前很多国产器件，如片状电阻、电容、连接器、电位器等的质量已逐渐达到进口器件的水平，且有货源充足、交货期短、价格便宜等优势。所以，在电路许可的条件下，应尽量考虑采用国产器件。　　文章引自深圳宏力捷网站！　　提供专业PCBA、PCB抄板、PCB设计、SMT贴片加工、OEM代工代料！

电路板设计需要什么知识

电路设计入门，自学也能会！

电路设计是电子工程师的必备技能，学好电路设计，业余爱好者就能自己动手制作简单的电子产品，熟练到一定程度，还能通过做一些项目增加一笔额外的收入，何乐而不为呢。接下来，就给大家总结下电路设计的四个阶段。

第一，作为一个初学者，首先要具备一定的电路基础知识。我们可以去书店买两本书看，模拟电路和数字电路，先学点模电知识，懂得电路的一些基本知识，弄明白三极管工作原理就可以了。接下来学一学数电知识，主要了解一些基本数字电路的原理及作用，因为再复杂的电路都是由这些基本电路组成的，我们只要懂得分析就行，认识哪些是放大电路，哪些是逻辑电路。

第二，学会画电路板。画板是电路设计的基本功，也是初学者最大的障碍。没有基础怎么办，现在就教大家一个快速入门的方法。首先，我们在网上下载一个画板软件，建议protell或AD，只要会其中一个，再用另一个基本也没问题了。软件安装完后，我们就要进入画图阶段。画图又分为两部分，原理图和PCB。原理图就是元器件以及电气连接，元器件包括引脚和外形图，连接的时候把相通的引脚连起来。画完原理图，还要检查下电气规则，生成网表，才可以导入PCB。画PCB就是我们实际要做的板子了，这时候要根据板子大小，布局元器件，再画好线路，当然，这过程需要不断练习，孰能生巧。

第三，画好PCB，就要导出gerber文件，给电路板厂家去生产，这过程不需要我们参与，厂家最后会按图纸造出我们需要的东西。

最后就是贴片和测试了。板子做好后，我们要把器件用烙铁一个个焊上去，通常芯片引脚是比较密的，焊的时候要注意不能虚焊和短路。板子焊完，就要测试一下功能，看运行的效果和设计的是不是一样。

电路板设计要求

图层详解：

1.Mechanical layer(机械层)

Altium Designer提供了16个机械层，它一般用于设置电路板的外形尺寸，数据标记，对齐标记，装配说明以及其它的机械信息。这些信息因设计公司或PCB制造厂家的要求而有所不同。另外，机械层可以附加在其它层上一起输出显示。

2.Keep out layer(禁止布线层)

用于定义在电路板上能够有效放置元件和布线的区域。在该层绘制一个封闭区域作为布线有效区，在该区域外是不能自动布局和布线的。

3.Signal layer(信号层)

信号层主要用于布置电路板上的导线。Altium Designer提供了32个信号层，包括Top layer(顶层)，Bottom layer(底层)和32个内电层。

4.Internal plane layer(内部电源/接地层)

Altium Designer提供了32个内部电源层/接地层。该类型的层仅用于多层板，主要用于布置电源层和接地层。我们称双层板，四层板，六层板，一般指信号层和内部电源/接地层的数目。

5.Silkscreen layer(丝印层)

丝印层主要用于放置印制信息，如元件的轮廓和标注，各种注释字符等。Altium Designer提供了Top Overlay（顶层丝印层）和Bottom Overlay（底层丝印层）两个丝印层。

6.Solder mask layer(阻焊层)

在焊盘以外的各部位涂覆一层涂料，我们通常用的有绿油、蓝油等，用于阻止这些部位上锡。阻焊层用于在设计过程中匹配焊盘，是自动产生的。阻焊层是负片输出，阻焊层的地方不盖油，其他地方盖油。Altium Designer提供了Top Solder(顶层)和Bottom Solder(底层)两个阻焊层。

7.Paste mask layer(助焊层，SMD贴片层)

它和阻焊层的作用相似，不同的是在机器焊接时对应的表面粘贴式元件的焊盘。Altium Designer提供了Top Paste(顶层助焊层)和Bottom Paste(底层助焊层)两个助焊层。主要针对PCB板上的SMD元件。在将SMD元件贴PCB板上以前，必须在每一个SMD焊盘上先涂上锡膏，在涂锡用的钢网就一定需要这个Paste Mask文件,菲林胶片才可以加工出来。Paste Mask层的Gerbe

电路板设计方案

1.原理图绘制

常见的元器件原理图库都会自带，但是一些特殊的元器件需要自己画，比如特殊芯片、晶体管、数码管等；找出所需的元器件，然后排列得当之后，按照要实现的电路功能连线；画好原理图后，可生成BOM表。

2.PCB板设计

画PCB板，可设计单面板、双层板和多层板，然后生成元器件封装电路图，接着需要画元器件封装库；布局连线。

布局随意仅供参考

3.Layout布线

最后就是Layout布线。布线完成之后可以查看3D效果图。如果要制成PCB板的话，需要打样制作PCB板，导出BOM表，焊接相对应的元器件，实现线路功能。

电路板设计基础知识

一个产品的基本设计点如下：

1、根据你的产品的需求规划好使用的元器件（主要元器件）。

2、绘制对应的原理图图库和PCB封装库。

3、绘制对应的原理图。

4、检查以后，出netlist5、绘制PCB6、检查，出gerber，7、焊接，或者SMT8、调试，修改原理图，修改PCB，重复5~7。9、完成。你想设计原理图、PCB。你需要具备：1、对应的基础知识，比如模电，数电等等，否则你的原理图出不来2、会最少一种软件，比如allegro、pads、protel、mentor等等，包括建立原理图图库和PCB封装库、netlist3、对PCB布局布线法则有一定的了解。否则你做的PCB可能只是“联通”了。无法生产甚至对应的功能都出不来。