一、 從原理圖到PCB的設計流程

 

建立元件參數－>輸入原理網表->設計參數設置->手工布局->手工布線->驗證設計－>複查->CAM輸出。 

 

二
、 參數設置

 

相(xiang)鄰(lin)導(dao)線(xian)間(jian)距(ju)必(bi)須(xu)能(neng)滿(man)足(zu)電(dian)氣(qi)安(an)全(quan)要(yao)求(qiu)
，而(er)且(qie)為(wei)了(le)便(bian)於(yu)操(cao)作(zuo)和(he)生(sheng)產(chan)，間(jian)距(ju)也(ye)應(ying)盡(jin)量(liang)寬(kuan)些(xie)。最(zui)小(xiao)間(jian)距(ju)至(zhi)少(shao)要(yao)能(neng)適(shi)合(he)承(cheng)受(shou)的(de)電(dian)壓(ya)，在(zai)布(bu)線(xian)密(mi)度(du)較(jiao)低(di)時(shi)，信(xin)號(hao)線(xian)的(de)間(jian)距(ju)可(ke)適(shi)當(dang)地(di)加(jia)大(da)

，對(dui)高(gao)
、低電平懸殊的信號線應盡可能地短且加大間距，一般情況下將走線間距設為8mil。焊盤內孔邊緣到印製板邊的距離要大於1mm
，這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)避(bi)免(mian)加(jia)工(gong)時(shi)導(dao)致(zhi)焊(han)盤(pan)缺(que)損(sun)。當(dang)與(yu)焊(han)盤(pan)連(lian)接(jie)的(de)走(zou)線(xian)較(jiao)細(xi)時(shi)
，要(yao)將(jiang)焊(han)盤(pan)與(yu)走(zou)線(xian)之(zhi)間(jian)的(de)連(lian)接(jie)設(she)計(ji)成(cheng)水(shui)滴(di)狀(zhuang)，這(zhe)樣(yang)的(de)好(hao)處(chu)是(shi)焊(han)盤(pan)不(bu)容(rong)易(yi)起(qi)皮(pi)
，而(er)是(shi)走(zou)線(xian)與(yu)焊(han)盤(pan)不(bu)易(yi)斷(duan)開(kai)。 

 

如圖：

 

 

三、 元器件布局

 

實(shi)踐(jian)證(zheng)明(ming)，即(ji)使(shi)電(dian)路(lu)原(yuan)理(li)圖(tu)設(she)計(ji)正(zheng)確(que)
，印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)設(she)計(ji)不(bu)當(dang)，也(ye)會(hui)對(dui)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)產(chan)生(sheng)不(bu)利(li)影(ying)響(xiang)。例(li)如(ru)，如(ru)果(guo)印(yin)製(zhi)板(ban)兩(liang)條(tiao)細(xi)平(ping)行(xing)線(xian)靠(kao)得(de)很(hen)近(jin)
，則(ze)會(hui)形(xing)成(cheng)信(xin)號(hao)波(bo)形(xing)的(de)延(yan)遲(chi)，在(zai)傳(chuan)輸(shu)線(xian)的(de)終(zhong)端(duan)形(xing)成(cheng)反(fan)射(she)噪(zao)聲(sheng)；

 

由於電源
、地(di)線(xian)的(de)考(kao)慮(lv)不(bu)周(zhou)到(dao)而(er)引(yin)起(qi)的(de)幹(gan)擾(rao)，會(hui)使(shi)產(chan)品(pin)的(de)性(xing)能(neng)下(xia)降(jiang)，因(yin)此(ci)，在(zai)設(she)計(ji)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)時(shi)候(hou)，應(ying)注(zhu)意(yi)采(cai)用(yong)正(zheng)確(que)的(de)方(fang)法(fa)。每(mei)一(yi)個(ge)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)都(dou)有(you)四(si)個(ge)電(dian)流(liu)回(hui)路(lu)： 

 

(1). 電源開關交流回路 

 

(2). 輸出整流交流回路 

 

(3). 輸入信號源電流回路 

 

(4). 輸出負載電流回路輸入回路

 

通過一個近似直流的電流對輸入電容充電
，濾波電容主要起到一個寬帶儲能作用；類(lei)似(si)地(di)，輸(shu)出(chu)濾(lv)波(bo)電(dian)容(rong)也(ye)用(yong)來(lai)儲(chu)存(cun)來(lai)自(zi)輸(shu)出(chu)整(zheng)流(liu)器(qi)的(de)高(gao)頻(pin)能(neng)量(liang)，同(tong)時(shi)消(xiao)除(chu)輸(shu)出(chu)負(fu)載(zai)回(hui)路(lu)的(de)直(zhi)流(liu)能(neng)量(liang)。所(suo)以(yi)，輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)濾(lv)波(bo)電(dian)容(rong)的(de)接(jie)線(xian)端(duan)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)，輸(shu)入(ru)及(ji)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)回(hui)路(lu)應(ying)分(fen)別(bie)隻(zhi)從(cong)濾(lv)波(bo)電(dian)容(rong)的(de)接(jie)線(xian)端(duan)連(lian)接(jie)到(dao)電(dian)源(yuan)；如果在輸入/輸出回路和電源開關/整流回路之間的連接無法與電容的接線端直接相連，交流能量將由輸入或輸出濾波電容並輻射到環境中去。

 

電(dian)源(yuan)開(kai)關(guan)交(jiao)流(liu)回(hui)路(lu)和(he)整(zheng)流(liu)器(qi)的(de)交(jiao)流(liu)回(hui)路(lu)包(bao)含(han)高(gao)幅(fu)梯(ti)形(xing)電(dian)流(liu)
，這(zhe)些(xie)電(dian)流(liu)中(zhong)諧(xie)波(bo)成(cheng)分(fen)很(hen)高(gao)
，其(qi)頻(pin)率(lv)遠(yuan)大(da)於(yu)開(kai)關(guan)基(ji)頻(pin)
，峰(feng)值(zhi)幅(fu)度(du)可(ke)高(gao)達(da)持(chi)續(xu)輸(shu)入(ru)/輸出直流電流幅度的5倍，過渡時間通常約為50ns。這兩個回路最容易產生電磁幹擾，因此必須在電源中其它印製線布線之前先布好這些交流回路

，每個回路的三種主要的元件濾波電容、電源開關或整流器
、電感或變壓器應彼此相鄰地進行放置
，調整元件位置使它們之間的電流路徑盡可能短。

 

建立開關電源布局的最好方法與其電氣設計相似
，最佳設計流程如下： 

 

1.放置變壓器 

 

2. 設計電源開關電流回路 

 

3.設計輸出整流器電流回路 

 

4.連接到交流電源電路的控製電路 

 

設計輸入電流源回路和輸入濾波器 設計輸出負載回路和輸出濾波器根據電路的功能單元，對電路的全部元器件進行布局時，要符合以下原則： 

 

(1) 首先要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時，印製線條長，阻抗增加，抗噪聲能力下降

，成本也增加；過小則散熱不好，且鄰近線條易受幹擾。電路板的最佳形狀矩形，長寬比為3：2或4：3，位於電路板邊緣的元器件，離電路板邊緣一般不小於2mm。 

 

(2) 放置器件時要考慮以後的焊接，不要太密集. 

 

(3) 以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進行布局。元器件應均勻
、 整齊、緊湊地排列在PCB上，盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接, 去耦電容盡量靠近器件的VCC

 

(4) 在(zai)高(gao)頻(pin)下(xia)工(gong)作(zuo)的(de)電(dian)路(lu)，要(yao)考(kao)慮(lv)元(yuan)器(qi)件(jian)之(zhi)間(jian)的(de)分(fen)布(bu)參(can)數(shu)。一(yi)般(ban)電(dian)路(lu)應(ying)盡(jin)可(ke)能(neng)使(shi)元(yuan)器(qi)件(jian)平(ping)行(xing)排(pai)列(lie)。這(zhe)樣(yang)，不(bu)但(dan)美(mei)觀(guan)，而(er)且(qie)裝(zhuang)焊(han)容(rong)易(yi)，易(yi)於(yu)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)。 

 

(5) 按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，使布局便於信號流通，並使信號盡可能保持一致的方向。 

 

(6) 布局的首要原則是保證布線的布通率，移動器件時注意飛線的連接，把有連線關係的器件放在一起。 

 

(7) 盡可能地減小環路麵積,以抑製開關電源的輻射幹擾 

 

四

、 布線

 

開關電源中包含有高頻信號
，PCB上shang任ren何he印yin製zhi線xian都dou可ke以yi起qi到dao天tian線xian的de作zuo用yong

，印yin製zhi線xian的de長chang度du和he寬kuan度du會hui影ying響xiang其qi阻zu抗kang和he感gan抗kang
，從cong而er影ying響xiang頻pin率lv響xiang應ying。即ji使shi是shi通tong過guo直zhi流liu信xin號hao的de印yin製zhi線xian也ye會hui從cong鄰lin近jin的de印yin製zhi線xian耦ou合he到dao射she頻pin信xin號hao並bing造zao成cheng電dian路lu問wen題ti(甚至再次輻射出幹擾信號)。因(yin)此(ci)應(ying)將(jiang)所(suo)有(you)通(tong)過(guo)交(jiao)流(liu)電(dian)流(liu)的(de)印(yin)製(zhi)線(xian)設(she)計(ji)得(de)盡(jin)可(ke)能(neng)短(duan)而(er)寬(kuan)，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)必(bi)須(xu)將(jiang)所(suo)有(you)連(lian)接(jie)到(dao)印(yin)製(zhi)線(xian)和(he)連(lian)接(jie)到(dao)其(qi)他(ta)電(dian)源(yuan)線(xian)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)放(fang)置(zhi)得(de)很(hen)近(jin)。

 

印(yin)製(zhi)線(xian)的(de)長(chang)度(du)與(yu)其(qi)表(biao)現(xian)出(chu)的(de)電(dian)感(gan)量(liang)和(he)阻(zu)抗(kang)成(cheng)正(zheng)比(bi)
，而(er)寬(kuan)度(du)則(ze)與(yu)印(yin)製(zhi)線(xian)的(de)電(dian)感(gan)量(liang)和(he)阻(zu)抗(kang)成(cheng)反(fan)比(bi)。長(chang)度(du)反(fan)映(ying)出(chu)印(yin)製(zhi)線(xian)響(xiang)應(ying)的(de)波(bo)長(chang)

，長(chang)度(du)越(yue)長(chang)
，印(yin)製(zhi)線(xian)能(neng)發(fa)送(song)和(he)接(jie)收(shou)電(dian)磁(ci)波(bo)的(de)頻(pin)率(lv)越(yue)低(di)
，它(ta)就(jiu)能(neng)輻(fu)射(she)出(chu)更(geng)多(duo)的(de)射(she)頻(pin)能(neng)量(liang)。根(gen)據(ju)印(yin)製(zhi)線(xian)路(lu)板(ban)電(dian)流(liu)的(de)大(da)小(xiao)，盡(jin)量(liang)加(jia)租(zu)電(dian)源(yuan)線(xian)寬(kuan)度(du)，減(jian)少(shao)環(huan)路(lu)電(dian)阻(zu)。 

 

同時
、使電源線、dixiandezouxianghedianliudefangxiangyizhi，zheyangyouzhuyuzengqiangkangzaoshengnengli。jiedishikaiguandianyuansigedianliuhuiludedicengzhilu，zuoweidianludegonggongcankaodianqizhehenzhongyaodezuoyong
，tashikongzhiganraodezhongyaofangfa。yinci，zaibujuzhongyingzaixikaolvjiedixiandefangzhi，jianggezhongjiedihunhehuizaochengdianyuangongzuobuwending。

 

在地線設計中應注意以下幾點 ：

 

1. 正zheng確que選xuan擇ze單dan點dian接jie地di通tong常chang，濾lv波bo電dian容rong公gong共gong端duan應ying是shi其qi它ta的de接jie地di點dian耦ou合he到dao大da電dian流liu的de交jiao流liu地di的de唯wei一yi連lian接jie點dian，同tong一yi級ji電dian路lu的de接jie地di點dian應ying盡jin量liang靠kao近jin

，並bing且qie本ben級ji電dian路lu的de電dian源yuan濾lv波bo電dian容rong也ye應ying接jie在zai該gai級ji接jie地di點dian上shang，主zhu要yao是shi考kao慮lv電dian路lu各ge部bu分fen回hui流liu到dao地di的de電dian流liu是shi變bian化hua的de，因yin實shi際ji流liu過guo的de線xian路lu的de阻zu抗kang會hui導dao致zhi電dian路lu各ge部bu分fen地di電dian位wei的de變bian化hua而er引yin入ru幹gan擾rao。

 

在zai本ben開kai關guan電dian源yuan中zhong，它ta的de布bu線xian和he器qi件jian間jian的de電dian感gan影ying響xiang較jiao小xiao，而er接jie地di電dian路lu形xing成cheng的de環huan流liu對dui幹gan擾rao影ying響xiang較jiao大da，因yin而er采cai用yong一yi點dian接jie地di，即ji將jiang電dian源yuan開kai關guan電dian流liu回hui路lu （zhongdejigeqijiandedixiandouliandaojiedijiaoshang，shuchuzhengliuqidianliuhuiludejigeqijiandedixianyetongyangjiedaoxiangyingdelvbodianrongdejiedijiaoshang，zheyangdianyuangongzuojiaowending，buyiziji。zuobudaodandianshi，zaigongdichujieliangerjiguanhuoyixiaodianzu，qishijiezaibijiaojizhongdeyikuaitongbochujiukeyi。 

 

2. 盡量加粗接地線 若ruo接jie地di線xian很hen細xi，接jie地di電dian位wei則ze隨sui電dian流liu的de變bian化hua而er變bian化hua，致zhi使shi電dian子zi設she備bei的de定ding時shi信xin號hao電dian平ping不bu穩wen，抗kang噪zao聲sheng性xing能neng變bian壞huai，因yin此ci要yao確que保bao每mei一yi個ge大da電dian流liu的de接jie地di端duan采cai用yong盡jin量liang短duan而er寬kuan的de印yin製zhi線xian，盡jin量liang加jia寬kuan電dian源yuan
、地線寬度
，最好是地線比電源線寬。

 

它們的關係是：地線＞電源線＞信號線，如有可能，接地線的寬度應大於3mm，也可用大麵積銅層作地線用,在印製板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用。進行全局布線的時候，還須遵循以下原則 參考圖： 

 

 

布線方向：從(cong)焊(han)接(jie)麵(mian)看(kan)
，元(yuan)件(jian)的(de)排(pai)列(lie)方(fang)位(wei)盡(jin)可(ke)能(neng)保(bao)持(chi)與(yu)原(yuan)理(li)圖(tu)相(xiang)一(yi)致(zhi)，布(bu)線(xian)方(fang)向(xiang)最(zui)好(hao)與(yu)電(dian)路(lu)圖(tu)走(zou)線(xian)方(fang)向(xiang)相(xiang)一(yi)致(zhi)
，因(yin)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)在(zai)焊(han)接(jie)麵(mian)進(jin)行(xing)各(ge)種(zhong)參(can)數(shu)的(de)檢(jian)測(ce)
，故(gu)這(zhe)樣(yang)做(zuo)便(bian)於(yu)生(sheng)產(chan)中(zhong)的(de)檢(jian)查(zha)

，調(tiao)試(shi)及(ji)檢(jian)修(xiu)（注：指在滿足電路性能及整機安裝與麵板布局要求的前提下）。

 

(2).設計布線圖時走線盡量少拐彎，印刷弧上的線寬不要突變，導線拐角應≥90度,力求線條簡單明了。 

 

(3).印刷電路中不允許有交叉電路，對於可能交叉的線條
，可以用“鑽”
、“繞”兩種辦法解決。即讓某引線從別的電阻、電容
、三極管腳下的空隙處“鑽”過去

，或從可能交叉的某條引線的一端“繞”過去
，在特殊情況下如何電路很複雜，為簡化設計也允許用導線跨接，解決交叉電路問題。

 

因采用單麵板，直插元件位於top麵，表貼器件位於bottom麵
，所以在布局的時候直插器件可與表貼器件交疊，但要避免焊盤重疊。 

 

3．輸入地與輸出地本開關電源中為低壓的DC－DC，欲(yu)將(jiang)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)反(fan)饋(kui)回(hui)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)初(chu)級(ji)，兩(liang)邊(bian)的(de)電(dian)路(lu)應(ying)有(you)共(gong)同(tong)的(de)參(can)考(kao)地(di)，所(suo)以(yi)在(zai)對(dui)兩(liang)邊(bian)的(de)地(di)線(xian)分(fen)別(bie)鋪(pu)銅(tong)之(zhi)後(hou)，還(hai)要(yao)連(lian)接(jie)在(zai)一(yi)起(qi)，形(xing)成(cheng)共(gong)同(tong)的(de)地(di) 

 

五、檢查

 

布bu線xian設she計ji完wan成cheng後hou，需xu認ren真zhen檢jian查zha布bu線xian設she計ji是shi否fou符fu合he設she計ji者zhe所suo製zhi定ding的de規gui則ze，同tong時shi也ye需xu確que認ren所suo製zhi定ding的de規gui則ze是shi否fou符fu合he印yin製zhi板ban生sheng產chan工gong藝yi的de需xu求qiu
，一yi般ban檢jian查zha線xian與yu線xian
、線與元件焊盤、線與貫通孔
、元件焊盤與貫通孔、貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，是否滿足生產要求。電源線和地線的寬度是否合適，在PCB中是否還有能讓地線加寬的地方。注意：有些錯誤可以忽略，例如有些接插件的Outline的一部分放在了板框外，檢查間距時會出錯；另外每次修改過走線和過孔之後，都要重新覆銅一次。 

 

複查根據“PCB檢查表”，內容包括設計規則
，層定義、線寬、間距、焊盤、過孔設置，還要重點複查器件布局的合理性，電源、地線網絡的走線，高速時鍾網絡的走線與屏蔽，去耦電容的擺放和連接等。 

 

六、 設計輸出

 

輸出光繪文件的注意事項： 

 

a. 需要輸出的層有布線層（底層） 、絲印層（包括頂層絲印、底層絲印）、阻焊層（底層阻焊）
、鑽孔層（底層）
，另外還要生成鑽孔文件（NC Drill） 

 

b. 設置絲印層的Layer時，不要選擇Part Type，選擇頂層（底層）和絲印層的Outline

、Text、Line。

 

c. 在設置每層的Layer時，將Board Outline選上，設置絲印層的Layer時，不要選擇Part Type，選擇頂層（底層）和絲印層的Outline、Text、Line。

 

d. 生成鑽孔文件時，使用PowerPCB的缺省設置，不要作任何改變。

 

 

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