印制电路板设计心得体会_设计印制电路板的五个技巧

　　印制电路板设计概述

　　印制电路板的设计是以电路原理图为蓝本，实现电路使用者所需要的功能。印刷电路板的设计主要指版图设计，需要内部电子元件、金属连线、通孔和外部连接的布局、电磁保护、热耗散、串音等各种因素。优秀的线路设计可以节约生产成本，达到良好的电路性能和散热性能。简单的版图设计可以用手工实现，但复杂的线路设计一般也需要借助计算机辅助设计（CAD）实现，而著名的设计软件有OrCAD、Pads（也即PowerPCB）、Altiumdesigner（也即Protel）、FreePCB、CAM350等。

　　成功设计印制电路板的五个技巧

　　1.熟悉工厂**流程

　　在这个无晶圆厂IC业者当道的时代，许多工程师其实不清楚根据他们的设计档案**之PCB生产步骤与化学处理制程；这并不令人惊讶。不过这种实作知识的缺乏，往往导致新手工程师做出不必要的较复杂设计决策。

　　设计真的需要那么复杂吗？难道不能用更大的网格来进行布线，从而降低电路板成本并提高可靠性？设计新手容易犯的其他错误，还有不必要的过小通孔尺寸以及盲孔（blindvia）和埋孔（buriedvia）。那些先进的通孔结构是PCB设计师的利器，但其有效性高度情境化（effectiveness），它们虽然是可用的工具，但并不表示一定要使用。

　　PCB设计专家BertSimonovich的一篇部落格文章就谈到了通孔尺寸比例的问题：“长宽比6:1的通孔，能确保你的电路板可以在任何地方生产。”对于大多数设计来说，只要稍加思考和规划，就可以避免那些高密度（HDI）特征并再次节省成本、提高设计的可**性。

　　那些超小尺寸或单端（dead-ended）通孔进行镀铜所要求的物理学和流体力学能力，并不是所有PCB代工厂都擅长的。记住，只要有一个不良通孔就可以毁掉整片电路板；如果你的设计里有2万个通孔，那么你就有2万次失败的机会。不必要地使用HDI通孔，失败率立刻飙升。

　　2.电路图能简化设计任务

　　有时候只是设计一片简单电路板，画电路图（schematic）似乎是在浪费时间；特别是如果你已经有过完成一、两个设计的经验。但对于初次设计PCB的人来说，画电路图也会是个艰钜任务。跳过电路图是新手和具备中等程度经验的设计工程师经常采取的一种战略，但请从一个可以做为参考的完整电路图为起点来发展你的布线，有助于确保你的布线连结能全部完成；以下是其理由。

　　首先，电路图是PCB电路的视觉呈现，能传达多个层次的资讯；电路的子区域分好几页详细绘制，功能相对应的零组件能安排在邻近的位置，无论其最终实体布局为何。其次，由于电路图符号会标示每个零组件的每一支接脚，很容易检查出未连线的接脚；换句话说，无论描述电路的正式规则是否被遵循，电路图有助于你快速以视觉判定，确保电路的完整。

　　在设计PCB时如果有一个电路图可做为基础范本，能简化布线任务。利用电路图符号来完成连结，同时你就在不需要反覆思索那些连结的前提下克服了走线挑战；最后你会因为抓到了在第一次修订时遗漏的走线连结而节省了设计重做。

　　3.使用自动布线器但勿依赖

　　大多数专业级PCBCAD工具都有自动布线器，不过除非你设计PCB很专业，自动布线器充其量只能被用来让设计初步过关；对PCB电路连结来说，自动布线器并非一次点击就能完成的解决方案，你仍然应该要知道如何以手工布线。

　　自动布线器是一种高度可配置的工具，为充分发挥它们的作用，每次任务都要对布线器参数进行仔细、考虑周全的设置，甚至对单片PCB上的各个模组都要个别考量，总之就是没有任何恰当的基本通用预设值。

　　当你问一个经验丰富的设计工程师：“哪种自动布线器最好用？”他们会回答：“两边耳朵中间的的东西（眼睛）；”而且他们是认真的。布线这个过程如同演算法一般更像是一种艺术，本身就是启发式（heuristic）的，因此很类似传统的回溯演算法（backtrackingalgorithm）。

　　回溯演算法很适合用来寻找解决方案，特别是迷宫或拼图等路径选择受限的场合；但在一个开放、不受限制的场合，例如预先放置了零组件的PCB，回溯演算法就无法发挥寻找最佳化解决方案的强项。除非自动布线器的约束条件经过工程师仔细微调，其布线成品还是需要人工检查回溯演算法结果中的弱点。

　　走线尺寸是另一个问题点，自动布线器无法百分之百确定你打算在一条走线上通过多大的电流，所以也不能帮你确定要用多宽的走线；结果是大多数自动布线器产生的走线宽度不符规格。

　　当你考虑使用自动布线器时，先问问自己：“在我为板子设置好自动布线器约束条件、甚至为电路图上的每条走线都设置了约束条件之后，还有多少时间让我用手工布线？”设计工程师老手会把大部份精力放在最初的零件布局上，几乎整个设计时间的一半都致力于从以下三个方面最佳化元件布局：

　　布线简化—尽量减少飞线（rat‘snest，或译鼠线、鼠迹网）的交叉等等。元件的近接—绕线越短越好。讯号时序（signaltiming）考量。

　　老前辈们经常使用混合方法来布线—用手工进行关键布线，固定它们的位置，然后以自动布线器处理非关键走线；设计中的自动布线区域有助于管理在布线演算法中的“失控（runaway）状态”，这种方法有时能在手工布线的可掌控性与自动布线的速度之间取得良好折衷。

　　4.考量电路板尺寸和电流

　　大多数从事电子设计的人都知道，就像沿着河道走的河流，流动的电子也可能会遇到咽喉点和瓶颈；这一点被直接应用在车用保险丝（automotivefuse）的设计中。透过控制走线的厚度和形状（U型弯曲、V型弯曲、S形等），保险丝可以经过校准，在电流超载时熔断于咽喉点。

　　问题是，设计工程师偶尔会在他们的PCB设计中遭遇类似的电气咽喉点；举例来说：在用两个陡峭45度也可以的地方，使用90度弯角；当弯曲度大于90度时，采用之字形状。充其量那些导线只会让讯号传播速度变慢；最糟糕的情况是它们会像汽车保险丝一样在电阻点熔断。

　　5.避开裂片风险

　　裂片（sliver）是一种**上的失误，可透过适当的电路板设计获得最佳管理；为了理解裂片问题，我们需要复习一下化学蚀刻制程。化学蚀刻是为了分解不需要的铜，但如果要蚀刻的部分特别长、薄、呈片状，那些形状有时候会在完全被分解之前整块剥离；这种裂片会飘浮在化学溶液中，有可能随机落在另一片电路板上。

　　同样有可能发生的风险是，裂片仍留在原来那片电路板上；如果裂片够窄，酸液池可能会腐蚀掉下方足够多的铜，使裂片部分剥离。于是裂片像旗子一样黏着电路板四处飘，最后还是免不了落到那片板子上导致其他走线短路。

　　PCB电路板设计总结

　　经过几天的PCB电路板训练，通过对软件的使用，以及实际电路板的设计，对电路板有了更深的认识，知道了电路板的相关知识和实际工作原理。同时也感受到了电路板的强大能力，怪不得现在的电路都是采用集成的电路板电路，因为它实在是有太多的好处，节约空间，方便接线，能大大缩小电路的体积。方便人类小型电器的发明。但是电路板也有一定缺陷，就是太小了，散热不是特别好，这就使得器件的性能不能像想象中那么好。

　　通过使用，不得不说cadence软件确实很好用，功能太强大，而且也很方便使用，接线，布线，绘制电路板等，很方便使用，不过有一点就是，器件接线的时候不能直接把器件接到导线上，这点不够人性化。虽然说，软件学了五天时间，不过对软件使用还不是能完全掌握，只能掌握一些基本操作，对更深层的有些就不是很了解了。但是时间有限，只有一个星期实训PCB电路板，老师能教给我们的也只有这么多了，剩下的只有靠我们自己回去自己学习了，作为电子工程系的一名学生，深知掌握这些装也软件的重要性，因为以后我们从事的技术工作需要这些软件工具。

　　第一天搭接电路，还比较简单，只是有点麻烦，电路搭接好后就要开始封装各个元器件的封装，这就需要很大的耐心，一个一个元器件的进行封装，还不能弄错，不然后面就生成不了报表，生成不了报表，后面进行电路板设计的时候就会导入错误，以致不能进行电路板设计。后面用PCBEditer进行设计电路板设计要导入报表，然后才能开始布局和布线，由于导入的库文件里面没有sop8和sop28两个焊盘的封装，因此在进行设计电路板之前，要先设计那两个器件的焊盘的封装，然后导入库函数，才能导入报表的时候不会报错。不过导入的时候也遇到了一些问题，会提示二极管的管脚不匹配，譬如多一个2脚，少一个3角，然后就觉得很神奇，二极管就只有两个管脚怎么会有3脚了。后面通过老师的讲解，才明白，原来设计电路板的时候只认封装，不认元器件，是根据封装导入元器件，因此在设计封装的时候，管脚是怎么设计，在原理图里面就要把元器件的管脚改成和封装一样，后面把原理图的管脚改成和导入库函数里面的封装一样，提示就没有了，不过后面又遇到一些小问题，譬如说，下划线写成横线了，然后就有报错，找不到元器件的封装。这给我警示，在原理图的时候，要仔细认真的把管脚封装写对，最然会很麻烦。

　　后面导入报表，开始设计电路板，先开始是布局，大致步好后，然后就开始用软件自带的自动布线，结果发现有很多蝴蝶结，为什么要自动布线，因为最开始我认为如果自动布线可以的话，那手动布线肯定也可以，结果后面一直自动布线不成功。后面老师讲解，才知道，不一定要自动布线成功才能手动布线，浪费了好多时间，以至于后面都要重新排，因为最开始没有把原理图的元器件分块布局，完全是凭感觉乱布局的，后面就是一大片密密麻麻的线，而且很多元器件接点的线都有点长。后面按块先布局，然后再整体布局，然后再微小变动，这样，线明显变少了，而且元器件的接点的线都很少很长了，这样就方便后面的布线了。所以说，布局那是相当的重要啊，先考虑局部，然后再考虑整体。布局步好后，布线就很快了，也没有花多少时间布局，步好后，看了下，还是感觉蛮好的，再没有布电源和地线的情况下，总共打了21个孔，总之，布线的图看起还是蛮自豪的，花了几天的时间，设计出了人生的第一块的电路板，虽然设计的不是很好，但是第一次也足够了。后面再布电源线和地线，记过后面就有63个孔，能感觉到，电路板中间设计电源层和地层，真是一个相当合理的设计，只需要一个打孔到该层就可以了，不用在电路板上面绕好多好多的线，同时也方便了其他没有接电源线和地线的元器件的布线，因为没有这些接电源线和地线，就节约出了很多的空间，可以用来给其他元器件布线。

　　这次设计也收获了很多，最重要的是对电路板有了很好的认识，因为以前都不怎么知道电路板，平时上课的时候也没有老师讲过。通过这次设计电路板以及老师的讲解，才对电路板有了很好的认识，因为电路板这个东西，对我们是很有用的，因为以后我们就是和这个东西打交道。其次是知道了怎么去设计电路板，虽然只是理论上的，还不是实际上的，也感觉到其实设计电路板也不像想象中那么困难，只要最开始设计好原理图，后面的一切就交给计算机去设计。不过从这个实训中也体会到，仔细认真，对我们理工科学生是相当重要，因为在封装的时候任何一个小错误，都会造成后面设计电路板不成功。还有就是不能太急躁，最开始想很快做完，结果做的后面都要重做，设计这个东西，也要循环渐进。

　　制作PCB的心得体会

　　学习了一学期的PCB制版，我有很多的心得体会，在整个制版过程中，可以在AltiumDesigner6.9之下进行，也可以在DXP2004下进行，但两者之间要关联的文件，可在打工软件后，在菜单栏DXP---属性preferences---system—filetype将文件类型与该软件进行关联，以后就可双击文件而利用这个AltiumDesigner6.9打开那个文件。常用的要关联的文件有工程文件project，原理图文件sch，当然还有PCB文件。

　　先新建原理图（sch图），再新建PCB图。还要建个SCH.lib和PCB.lib。Sch.lib用来画库里找不到的元件，PCB.lib用来为该元件创建封装（先用游标卡尺量好尺寸），再将这个封装给了SCH.lib里新建的元件，这样就可以了。若要新建第二个元件，则TOOL-NewComponent，然后画矩形，放管脚。放管脚Pin时，Displayname要在矩形框内部，风络标识Designator要在矩形框外部。还有在PCB.lib里画元件封装时一定要注意，将封装画在坐标的（0，0）点，否则将原理图导入PCB后，拖动元件时，会产生鼠标指针跑到别的地方去的现象。原理图上的连线，可以用线直接连，也可以用net网络标识。在建好原理图之后，要先导出所需元件的清单（reports---Billofmaterials），里面的模板Templa（来自：WWw.Zaidian.Com在点网）te要空着，fileformat先.xls，然后点Export就可以保存了。建好原理图后，要进行编译，Project---compileschdoc.，若没弹出message窗口，则需手动去右

　　下角system，，打开messages对话框，查看文件中的错误，对警告warnings要进行检查，然后再导入PCB中。Design---updataPCBDocument（第一个），就可将原理图导入到PCB中。

　　一次性修改多个元件的某项属性，可以按shift一个一个的选，也可以选中一个后右键，findsimilarobjects，然后在PCBInspector中进行统一修改即可。如果要改变放置的过孔的大小，则步骤为：Tool—属性Preference—PCBEditor—Default—选择过孔Via，再点EditValue更改后OK即可。

　　PCB图是实际要制作的电路板。Q键是PCB中mm和mil之间的转换。Ctrl+m是测量距离，P+V是放置过孔，Z+A是观看整图等常用操作。过孔是上下两层之间连接改线使用的，焊盘是用来焊接元件的。过孔大小Holesize==22mil，直径Diameter==40mil较为好看且实用。

　　将所有器件布局好后。进行连线前，先要设置好线的粗细。比如12V电源线最好用30mil，信号线用12mil，需要线宽大约是1.5到2mm等。线宽与电流是有对应关系的。

　　布线前，要先设置好要布的各种线的宽度，如VCC和GND的线宽和信号NET的线宽。

　　（步骤：先选设计（D）—规则（R）—DesignRout，选电气规则（Electrical），将其线间距在右边窗口中设置为12mil，放入右边的窗口中，然后点应用;再Design---RuleWizard---Routing中选择网络，在这个栏中将线宽的Name改一下，命名为VCC或GND，将其

　　线宽widthconstraint设置为30mil，后选width，将其线宽设置为12mil，然后点击应用，接着选择RoutingLayers，在右边窗口中设置为BottomLayer，然后选择Holesize，在右边窗口中将其最大值设置为2.54mm，最后点击确定（OK）。然后再设定优先级Priorities，然后要点Apply，最后OK即可。）

　　PCB中如果要改某个元件的封装，不用回到原理图，直接从PCB.lib中拖出所需封装即，（如果没有，则需要自己画），然后双击封装上的某个焊盘，将网络标识Designator改成需要连接的网络标识，就可完成对应，然后可进行连线。若是现有网络中不存在的网络标识，则需要在Design---Netlist—EditNets中先AllNets后在第二栏中出现了现有网络中所有的Net，点Add，将NetName就可添加上所想要的网络标识。然后再双击焊盘，就有了这个新的标识。

　　画好PCB图之后，要进行检查。首先要Project—CompilePCBDOC，从system中调出message窗口进行错误检查。然后还要进行Tool—DesignRuleCheck（DRC）检查，查看是否有Rule上的错误。线与焊盘之间的最小间距在Design—Rule----Clearance中进行设置。PCB制作的后期进行覆铜时，要想加大覆铜与焊盘之间的距，一般应大于20mil，应先将Design---Rule---Clearance中，最小安全间距改为20mil，然后PCB上很多元件变绿了，不用管，对要覆铜的区域进行覆铜，PlacePolygonPlane（多边形面板），填覆铜区域的名字，可不填，覆铜所连接的网络，顶层还是底层，去除死铜（连不到GND的覆铜起不到降低电磁干扰的作用），覆盖所有相同名的网络Pouroverallsamenet，然后OK后会出现十字标，画出所需的覆铜区域就完成了覆铜的操作。覆好铜后，再将Design—Rule中的规则改回来即可。

　　PCB制作的最后，要将焊盘与连线之间加上泪滴，以避免连线与焊盘之间接触不良。步骤是Tool—Teardrop，选择allpad，allvia即可，若有部分焊盘或过孔未加上泪滴，是因为连线未接到焊盘的正中间，重新连线，再重新添加即可解决。板子的最后，要加四个内径3.1mm，外径5.5mm的大过孔来固定板子，如果过孔变绿了，则需要改下design—rule—routing—routingvia中过孔大小的规则，若还是绿色，则需要再改design—rule—manufacturing—Holesize，即可不为绿色。最后将四个孔对齐。还可右键鼠标，选option—选mechanicallayer，去掉PCB上的keepoutlayer和multilayer，使PCB界面更清晰。在PCB上右键—option—Boardoption—visiblegrid中将line改为dots，有利于看清连线。

　　最后将其PCB进行制版，在制版的过程中，先将PCB转化在Protues99SE下，进行钻孔和打印，之后再进行曝光、显影、蚀刻，这就是整个制版过程。在此过程中，我们更加熟悉的掌握了制版的每一个细节，能够从中学习到很多很多的东西，为以后的学习打下坚实的结果。

　　PCB设计总结

　　一、PCB板框设计

　　1.物理板框的设计一定要注意尺寸精确，避免安装出现麻烦，确保能够将电路板顺利安装进机箱，外壳，插槽等。

　　2.拐角的地方（例如矩形板的四个角）最好使用圆角。一方面避免直角，尖角刮伤人，另一方面圆角可以减轻应力作用，减少PCB板因各种原因出现断裂的情况。

　　3.在布局前应确定好各种安装孔（例如螺丝孔）及各种开口，开槽。一般来说，孔与PCB板边缘的距离至少大于孔的直径。

　　4.当电路板的面积大于200x150mm时，应重视该板所受的机械强度。从美学角度来看，电路板的最佳形状为矩形。宽和长之比最好是黄金比值0.618（黄金比值的应用也是很广的）。实际应用时可取宽和长为2：3或3：4等。

　　5.结合产品设计要求（尤其是批量生产），综合考虑PCB板的尺寸大小。尺寸过大，印刷铜线过长，阻抗增加，抗噪声能力下降；尺寸过小，散热不好，线距不好控制，相邻导线容易干扰。

　　6.一般来说，板框的规划是在KeepOutLayer层进行。

　　二、PCB板布局设计

　　元件布置是否合理对整板的寿命，稳定性，易用性及布线都有很大的影响，是设计出优秀PCB板的前提。不同的板的布局各有其要求和特点，但当中不乏一些通用的规则，技巧。。

　　1.元件的放置顺序

　　①一般来说，首先放置与整板的结构紧密相关的且固定位置的元件。比如常见的电源插座，开关，指示灯，各种有特殊位置要求的接口（连接件之类），继电器等，并且不要与PCB板中的开孔，开槽相冲突，位置要正确。放置好后，最好用软件的锁定功能将其固定。②接着放置体积大的元件和核心元件以及一些特殊的元件。例如变压器等大元件，集成电路，处理器等核心IC元件，发热元件等。这些元件会随着布线的考虑有所移动，因此是大致的放置，更不用锁定。

　　③最后放置小元件。例如阻容元件，辅助小IC等。

　　2.注意点

　　①原则上所有元件都应该放置在距离板边缘3mm以上的地方。尤其在大批量生产时的流水线插件和波峰焊，此举是要提供给导轨槽使用的，同时可以防止外形切割加工时引起边缘部分缺损。②要重视散热问题。

　　对于一些大功率的电路，应该将其发热严重的元件（如功率管，高功率变压器等）尽量分布在板的边缘，便于热量散发，不要过于集中在一个地方。总之要适当，尤其在一些精密的模拟系统中，发热器件产生的温度场对一些放大电路的影响是严重的。除了保证有足够的散热措施外，一些功率超大的部分建议做成一个单独的模块，并作好隔热措施，避免影响后续信号处理电路。还有一点，电解电容不要离热源太近，以免电解液过早老化，寿命剧减。热敏元件切忌靠近热源！③注意元件的重量问题。对于一些较重的元件，建议设计成用支架固定，然后焊接。一些又大又重且发热多的元件，不应直接安装在PCB板上，而应考虑安装在机箱底版上。

　　④重视PCB板上高压元件或导线的间距。

　　若要设计的电路板上同时存在高压电路和低压电路，则器件之间或导线之间就可能存在较高的电位差。此时应将它们分开放置，加大导线的间距，以免放电引起意外短路。还应注意带高压的器件应布置在人手不易触及的地方。

　　⑤摆放元件时，注意焊盘不要重叠，或相碰，避免短路。还有，焊盘重叠放置，在钻孔时会在一处地方多次钻孔，易导致钻头断裂，焊盘和导线都有损伤。

　　⑥注意元件摆放不要与定位孔，固定支架等有空间冲突。元件应与定位孔，固定支架等保持适当的距离，空间，避免安装冲突。⑦注意电路中用于调节的器件（例如电位器，可调电容器，微动，拨动开关等）。在布局时应充分结合整机结构要求来布置：若只在机内调节，则应放置在方便调节的地方；若是机外面板调节，则应配合面板旋钮的位置来布局。

　　3.布局技巧

　　①对照、结合原理图，以每个功能电路的核心元件（通常是IC芯片）为中心，其他阻容元件等围绕它展开布局。元件应均匀、整齐、

　　紧凑地布置，不仅要考虑整齐有序，更要注重稍候布线的优美流畅性。②按照电路的流程合理布置各子功能电路，使信号流畅，并使信号尽可能保持一致的方向。

　　③尽量缩短相关元件之间的连线距离，特别是高频元件间的连线距离，减少它们的分布参数。例如振荡电路元件应尽可能靠近。④一般尽可能使元件平行对齐排列，避免横七竖八。这样不但美观，而且便于安装焊接，批量生产。

　　⑤输入和输出元件应当尽量远离。容易相互干扰的元件不能挨得太近。

　　⑥合理区分模拟电路部分，数字电路部分，噪声产生严重的部分（如继电器火花，大电流、高压的开关）。设法优化调整它们的位置，使相互间的信号耦合最小，减少电磁干扰。例如尽可能让电机、继电器与敏感的单片机远离。

　　⑦强信号与弱信号，交流信号与直流信号要分开设置隔离。⑧在布线前应检查确定好各类元件的焊盘大小。若在布完线后，再修改焊盘的大小，则极易引起焊盘与导线或焊盘与焊盘的间距问题，严重时造成短路！

　　三、PCB板布线设计

　　1.注意点

　　①输入和输出的导线应避免相邻、平行，以免发生回授，产生反馈耦合。可以的话应加地线隔离。

　　②布线时尽量走短、直的线，特别是数字电路高频信号线，应尽可能的短且粗，以减少导线的阻抗。

　　③遇到需要拐角时，高压及高频线应使用135度的拐角或圆角，杜绝少于90度的尖锐拐角。90度的拐角也尽量不使用，这在高频高密度情况下更要关注，这些都为了减少高频信号对外的辐射和耦合。

　　④相邻两层的布线要避免平行，以免容易形成实际意义上的电容而产生寄生耦合。例如双面板的两面布线宜相互垂直，斜交或弯曲走线。

　　⑤数据线尽可能宽一点（特别是单片机系统），以减少导线的阻抗。数据线的宽度至少不小于12mil（0.3mm），可以的话，采用18至20mil（0。46至0.5mm）的宽度就更为理想。

　　⑥注意元件布线过程中，过孔使用越少越好。数据表明，一个过孔带来约0.5pF的分布电容，减少过孔数量能显著提高速度。

　　⑦同类的地址线或数据线，走线的长度差异不要太大，否则短的线要人为弯曲加长走线，补偿长度的差异。

　　2.布线技巧

　　①良好的布局对自动布线的布通率大有益处。根据实际设计要求预设好布线的规则（例如走线拓扑，过孔大小，线距等等），然后先进行探索式布线，把短线快速连接好，可以利用交互式布线，把要求严格的线进行布线。接着进行迷宫式布线，把剩余的线全局不好，再进行全局路径优化，可以断开已布的线重新再布。

　　②电源线和地线应尽量加宽，不要嫌大，最好地线比电源线宽，其关系是：地线﹥电源线﹥信号线。加宽除了减少阻抗降低压降外，