第一天

1.注意事项

         （1）Pcb比较重要的特性

1、可制造性 DFM（做产品和搞科研的区别）

2、信号完整性 SI

3 、电源完整性 PI

4 、电磁兼容性 EMC

5 、热设计

6、可维修性

         （2）使用软件

原理图工具：Orcad

PCB工具：Allegro

全球最大的电子设计自动化(Electronic

DesignAutomation)、半导体解决方案和

设计服务供应商

         （3）必会的  pcb的加工流程/工艺流程     先内后外

         （4）必会

         （5）注意：1 OZ铜厚的定义为1 平方英尺面积内

铜箔的重量为一盎（ang）司，对应的物理厚度为35um（1.378mil）；

5.16 第二天

1.注意事项

         （1）

（1.1）pcb封装的相关操作软件

（1.2）原理图的相关操作软件

         （2）原理图设计软件的使用

（2.1）首先   在 开始 菜单  找到   CIS   然后选择第一个    并把  左下角的  对钩  勾上

(2.2)

New design  新设计   new project  新项目

(2.2.1)  新设计

点击 new design  然后找到design页面  右键.dsn文件  save as  保存文件

（2.2.2） 展开.dsn文件

会找到SCHMATIC1文件  右键可以创建  新的page页面   右上角带星号的表示没保存（可以在最上方的工具栏选项  点击保存  右键该文件名可以进行重命名等操作）

（2.3）库的操作   –库用来存放所有  要画的元器件  –没有则需要自己画

右键选中Library  选择add file  然后 找到该文件夹（D:\课程\20240319\Symbol）   然后选中里面的所有.OLB文件  打开

（2.3.1）小案例 先选中page1 然后选中 箭头图标和加号图标  再  选择 04.10  ESP32

然后双击ESP32  即可将图形放在页面中   然后单机确认  当确认完成后即可 右键  选择end mode即可    （同理想要删除   则单机图像   右键选择  delete 即可）

（2.3.2）  图纸大小的设置  在最上方的菜单栏  Options  中的  Schematic Page 再选择  ab c d 即可  a最小

（2.4）实操  放元器件的前提  就是要有自己的库（后缀名.OLB）

直接找到对应的文件夹D:\pcbxiangmu\pcblianxi\培训USB-hub   打开HUB.opj文件

1.导出网表

首先  选择page页面的最上方.\文件夹   然后  找到 菜单栏中的tools

第一个create netlist  然后选择自己的路径  确认即可

2.导入网表   （在pcb封装软件中操作）

首先进入pcb封装软件中  随便选择前两个选项  （默认会打开上次使用的项目）

然后修改  默认的库文件   找到菜单栏中的  setup  选择最后一个文件 user   找到paths  Library  修改padpath   psmpath中的路径（修改为库的路径    —-焊盘库）

然后选择ok  file  import  Logic   勾选CIS  最下面路径是自己的导出网表路径   最后选择右上角的import（不报错）即可

3.先导入dxf   首先  file  import  dxf  找到dxf文件   修改为mm   选择右边前两个框  然后点击Edit

选择select all  左边选择第一个   右边选择倒数第三个  map   然后ok  导入即可

移动图形  直接框住  然后鼠标左键移动

4.  放置器件  （先导网表）   —一般情况不需要自己创建

4.1   添加板框    【要有白色的框子】

(方法一)

Outline 前面是灰色的   All on

（方法二）

找到edit  change  勾选右上角的outline  然后点击place 选择Qucik查看

若count不是0 则直接点击place  再点击ok  即可放置元器件

（若count为0  则）Add  line   鼠标左键划线   绘图即可   然后  place能弹出东西

首先找到菜单栏中的  place  然后选择第二个 quickplace (没东西   则说明没有板框) 此时就可以查看元器件个数   然后点击最下面的  place   成功放置器件

4.2. 【移动时一定要看属性  symbols】

5.然后进行移动

先点击移动  菜单栏中的十字架  或者  edit中的move  然后 选中原理图中的元器件   然后再pcb封装软件中 的移动 操作

【移动不了时  查看options设置中的问题】

5.1.  当元器件可以移动时

右键  选择route  实现旋转

Done 固定位置

右边菜单栏中的  Angle是旋转度数     【移动一般只勾选Symbols  Shapes】

一般移动使用Sym Origin

整体中心移动  body center

User pink 自定义的点（随机点）  不建议

Sym pin#  pin脚标移动

5.2.  元器件定位    旋转过后即可单机取消

特殊情况

Pin  到pin

移动抓pin脚   任意pin脚

然后  将器件放在   对应的板框中   右键   选择最后一个   再点击pin   锁死  然后  再删除   shape即可

上铜 选择shape 倒数第三个 点击对应的的 引脚框 （然后使用绿色标识） done

然后移动 元器件到对应的位置上    再选中引脚  【若已经选择center 则直接左键单机   再down 删铜即可】 右键  放在对应的位置   done  选择最后一个  切换    数第一个   然后选择  shape  center  最后再删铜即可（删铜要注意细节）

—没有删铜  会出现红色叉叉  然后只选择当前上铜区域删除即可

删铜   选中shapes

5.3.默认设置  选中菜单栏中的cloor192   选择右上角的off 将对钩全叉掉

然后选择对应的提示颜色

Board Geometry  选择Outline  板图  Ass Notes  定位  然后apply一下

Package Geometry  选择Place_Bound_Bottom   Top

Components  选择RefDes

5.4  修改格点  12.5   25     set  up  Grids

5.5. 修改双击   打孔

先点击 菜单栏  CM

然后   修改参数

打孔  在铺线的基础上   然后再双击

若没有   则将  v16x8.pad文件   放在对应的pcb封装库中

5.6.修改默认保存位置

Set up  user

5.7.  走线  F9  建议使用hug only

5.8.修改dxf文件的默认位置   （居中）

Set up  第一个   选择design  修改参数

5.17 第三天

1.先将相关联的原理图器件放在一起   根据指定的dxf 文件    将导入的元器件放在对应的位置上

2.当使用  旋转快捷键时  要双击

3.  实操

3.2.pcb封装图  放置元器件  连线

–导入网表   dxf文件     mirror  双击过后   再确定

–修改网格  12.5  6.25  可以相切  菜单栏 set up  grids

–若打孔的位置  直接在元器件上   则   先打开走线  F9  然后  选择最后一个   第一个选择  off

–当连接完成后   可以在   菜单栏中的display中进行查看

–报黄  红   都是有问题的

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3.1.画原理图

1.先创建新的design

然后导入pcb原理图库   【导入老师的原理图库】 选中元器件   roate进行旋转 然后修改页面大小 在菜单栏的options中  选择schematic page    【a最小】 –双击放置器件   右键  End modle取消 –框选器件  然后可以移动 –GND  地线 –VCC5电源 –连线     快捷建   W   esc直接取消连线操作 –没有连上的线  则表示该引脚未使用 –写字  标注 然后移动到对应的位置上     快捷建 N   （只能放在自己画的黑线上） –显示   GND   双击GND图标    然后修改默认显示  保存关闭即可 –显示晶振的默认值 双击  晶振元器件 若未显示   则右键  当前晶振数值  display    选择Value only  保存即可 –修改格点 –然后选择对应的组件  电阻RES_0 —   当原理图完成后    然后进行  导出网表   操作 –注意   判断是否连接上   可以将先拖动一下  若一起移动则连接成功

2.所有的元器件 的封装   [切记所有的封装和值都要保持一致]

value PCB Footprint 都要跟老师的模板保持一致     –【切记  不然导不出网表】 J1    pcb footprint    usb-tf     value值   USB2.0 AM & MICRO SD U2                SOP16_P0635              CH334R C21   C0402    5.6pF C22    C0402    5.6pF C17     C0402            0.1uF C18  C0402      10uF X2    2520     12MHz U3    SOP16_P0635    GL823K R6   R0402   36 R5  R0402   36 R10  R0402   36 R9  R0402   36 R8  R0402   36 R7  R0402   36 R4   R0402   4.7K C13   C0402       4.7uF      C14   C0402    0.1uF/NC C15  C0402 4.7uF     C16  C0402  2.2uF U4  SOT23    SSP7615-33MR C19    C0402      1uF C20   C0402       1uF U5  usb_a    usb_a R11    R0402       0R R12  R0402     0R C12   c0402   1uF

4.   当我们导入网表  成功时   此时进行pcb封装的先关操作

3.1.  导入网表  首先创建一个新的 pcb封装文件 修改默认设置   导入dxf文件的位置   color192的设置   打孔大小  修改格点12.5 修改默认的库文件  setnup users  里面的  path  library  padpath  psmpath  （pcb封装库的位置） 然后导入  file  import  login  （选择网表的位置） 然后导入对应的dxf  文件   并修改其默认配置 然后  画板框  移动对应的器件    change   place 3.2.然后开始放置器件和走线  打孔    先移动  J1   U5   选择shape  center  和 off 开始按照原理图   进行pcb封装图的走线  和  打孔（顶层到底层已经连通了  故既可以走正面也可以走背面）    器件还可以放在背面（在移动的基础上） Display   show  rats   net   显示部分网络 镜像只能一个器件一个器件的镜像 走线  要么走正面  要么走反面 【注意  制作pcb封装图时  一定要一块一块的去处理   然后再进行拼接】

5.20 第四天

（1）绘制原理图库

先右键LIbrary文件夹   然后  add file  添加对应的pcb原理图库文件 然后 选中当前的pcb原理图库文件   右键   new  part 名字  U类型  下面两个   左边是分割 注意一定要给元器件      留有足够的空间     不然会叠在一起 一般绘制过程   —-不需要考虑绘制的pcb原理图有多大 第一个  画pin脚标识 第二个和第三个  是用来  改变封装大小的 第四个  快速添加序号用的 当画成矩形的时候   直接可以移动大小 Pcb原理图   双击空白处   即是元器件   修改属性为false   电阻 顶层 管脚很多   使用矩阵放置      选中多个引脚   右键   第一个  修改 右键  库文件  add  选择  官放原理图 方库文件  【一般情况  直接使用公司的库文件】 右键别人的库里面的某个封装   copy    然后  选择自己的库路径 右键   paste PLACE   连页符  off  page     磁珠（类似于电阻）   bead 当我们二次修改   pcb原理图时  就可以在design中右键  要更新的元器件  update一下 CAP  电源 当我们绘制pcb的原理图时  desige  Cache中才会显示内容 使用快速添加pin脚 右键框选  然后编辑 Pcb的封装  必须严格要求 红色的  焊盘（PAD）   丝印框(silk) 专门画  焊盘  Pad_Designer   贴片  0     plated电镀  内壁普通 本体层 装配层  比器件  大一点       透视图    用虚线表示    D  X   E 钢网 焊盘库  长方形 （长*  宽） 汉字  REF DES 1.焊盘的相关操作 先使用pad工具  绘制焊盘   修改单位为毫米 参数：hole type  孔的类型   表贴焊盘  通孔焊盘 贴片的不用修改 single只有单层    不勾选则是含有多层 然后进行绘制焊盘的先关操作： 辨别是否是表贴器件还是通孔器件     看管脚是直的还是竖直的

（2）绘制pcb焊盘库

（2）绘制表贴焊盘 【画的是俯视图    顶层】     —-只修改top层即可 若是插件的  则bottom也要设置   不需要勾选single Single  表层     选择图形 Beg焊盘本体   solder开创（比焊盘大一圈 大0.1mm）   paste 钢网（与焊盘大小保持一致） Beginlayrerr  焊盘的本体 一般没有推荐尺寸时  使用最大值进行绘制pcb焊盘 推荐的  可以在下面看到  括号中的是毫米单位 由此可见   宽  0.559  长1.194 然后  pad进行绘制      右上角 选择top   顶视图 x是横切面 Rect   矩形 可以拖动小方块  使其全展开 当创建完成后file  save  as 进行保存 命名规范 原来的尺寸是  0.559X1.1940   s是表贴矩形焊盘 使用四舍五入  取056就相当于0.56毫米  119=1.19 此时pcb焊盘做完以后  就可以进行绘制pcb封装库了

（3）绘制pcb封装库

根据说明文档进行绘制 首先  打开pcb封装文件 然后     file    new   选择package symbol   进行pcb焊盘库操作 修改对应的参数   将文件保存到对应的pcb封装库中 此时就可以进行焊盘的相关操作了 首先   要指定自己刚刚创建的焊盘库  路径  set  up  user 然后修改参数  格点  板子单位   毫米都在setup中修改   grids   design 根据说明文档上进行设置1.27或者1.27的倍数  pin到pin之间的距离 当我们设置1.27  发现 只有中心在焊盘上  则可以将格点给为1.27/2=0.635  就好了 都是在毫米单位下  操作的 修改参数 1.显示原点坐标   以及设置其位置合理 Setup  第一个   显示原点 若找不到  则  关闭格点  进行查看 然后将需要的焊盘   放置到原点附近位置 放置焊盘： 点击  圆形焊盘  然后右上角选择  对应的焊盘   进行相关的绘制  然后左键单机  即可 注意：焊盘的整体位置  要在坐标原点的中心    而且要保证上下一致 由于放置的是焊盘   即pin   故只需要查看当前焊盘的信息即可 然后根据信息进行移动位置即可 移动位置： 使用距离工具  进行测量距离  pin之间的dx=1.27 调整y轴位置 3.886-3.861=0.025 因此需要下面一排上移0.025个单位 先整体移动  然后 在控制台 iy 0.025   向上移动 Iy空格0.1  y轴向上移动0.1个单位 此时  再测量距离 然后调整x轴位置 同理计算误差  选择移动   第二行1.9050第一行  1.9050    则此时不需要移动位置 Ix 0.705 ——-原点坐标是0 0    此时整体移动  x向右移动 1.27/2 =0.635个单位即可 Ix 0.635  即可对称 注意   pcb封装中的pin  脚必须要跟说明书上的保持一致   可以右键数字8 edit进行编辑 此时pin已经完成  然后添加丝印    规格书上的E 丝印    位置（放在能够快速定位的地方）  此时可以将格点改小一点  方便走线 装配层    铜皮 丝印框不需要很准确   要比实体大即可   不能画在焊盘上 也可以带 横向 然后   直接  添加字符 写字  ref des 添加字体   refdes 然后绘制装配层 铜皮   （将丝印也包裹住） 要将所有的管脚都包住 添加本体   实体  中间一部分 同理选择铜皮   选择对应的位置 然后画在pin脚的位置上即可  有个大概即可 放置矩形 X 00即是原点坐标 在丝印层绘制1脚标识 1脚标识   三角  圆圈  箭头都可以   丝印   要在丝印外面 —–此时  就完成了pcb的封装库 快速放置  焊盘 （2）通孔焊盘 修改焊盘编号 通孔   1 圆形焊盘     因为不是镶嵌进去的   故不需要勾选single 显示 焊盘通孔 [/ceo-payment-hide]

抗干扰角度分析六层板的布线技巧

刘雅芳  张俊辉

(天津光电通信技术有限公司技术中心  天津  300211 )

摘要  基于降低电路的电磁辐射，提高其抗干扰能力的目的， 根据 PCB 的布线中与此相关的 因素，分析具体原则下的六层板走线技巧。

关键词:  电磁干扰  PCB    走线

1    引言

六层板人工布线，工作量较大，在繁琐的布线 过程中，如何使布线在准确、简洁、美观之外，兼 顾良好的抗干扰能力。对这个问题，本文作者整理 归纳了在实际布线过程中遇到的相关内容，着重对 布线技巧进行了分析说明。

2    抗电磁干扰布局布线的具体原则

(1)走线的过孔尽量少，过孔越少，产生的板 间电磁干扰越少。在过孔数不变的情况下，稀疏的 排布可减小板老化破损的可能。

(2)走线的设计应尽量减少形成信号环路，相 邻两层间走线，大致为一横一纵垂直分布。可降低 电磁干扰，也便于走线。

(3) 根据电路工作特性进行分区设计，避免各 部分工作电路相互干扰。

(4) 器件的布局应注意初次级电路的隔离。

3    具体原则下的布线技巧

一般地，六层板设置第一层为元件面，第二层 为地层，第三、四层为走线层，第五层为电源层， 第六层为焊接面。地层和电源层很好地屏蔽了第三、 四层的大量走线产生的电磁辐射；地层比电源层更 多地吸收电磁辐射，因而地层置于上方使 PCB 向外 辐射更少。但根据具体情况， 常做一些调整，比如， 将第三层设置成第二个地层，或是将第六层设置为 第二个地层等等。

3.1    层内平行，层间垂直

布线时, 若任意两端间的连接在不同的层里更 换若为 N 次,那么除去这两端将有 N- 1 个过孔，设有 这样的连接端 A、B，忽略两点是否在同一面上(包 括元件面和焊接面)。如图 1：

图 1

图 2

 

如图 2 深浅两色走线分别为六层板两个相邻层 上的走线，任意两点 An 、Bn，过孔 On  (n=1 、2、 3   …)，都 可通过分别在这两层上的两根连线 AnOn 、BnOn 连接， 而须要遵守的规则就是深色线 走横向， 浅色线走纵向。

之所以在同一层要保证线走向一致，除了减小 错杂弯曲的电流间会造成的强辐射、强干扰，主要 也是考虑到遵循这一规则，可以使所有须连接的点没有障碍地连接。因为横线相互平行，不会阻拦， 并且在如上图的情况下，即使增加点间的新连线， 或是新点间的连线都是相对简单的事。如图 3，连 接 B3 和新端点 B6 ，增加走线：

图 3

3.2    减少过孔

要减少过孔，并防止其过度密集，则：

首先：如前文中谈到的，坚持层间横纵垂直走 线的原则,取 N=2 的做法， 减少过孔数。

其次： 连接两点的过程中， 尽量少得换层走线， 减少过孔数。

最后，在无法避免建立过孔，而过孔又集中的 区域， 下面列出过孔在 PCB 上团状分布， 在较小区 域密集的 a 、b 、c 、d 四种情况。在特定状况中， 减 少孔数， 或协调过孔位置排列如下：

3.2.1    大芯片的引脚周围

一般地，PCB 表面即 1、6 层上不走线，因为对于表面的走线通电后造成电磁辐射，缺少有效遮蔽。同时，这两层也应分别用大面积地来处理，以降低电磁辐射，提高电磁兼容性。因而，1、6 层上的走线仅限于“表面贴装器件的引脚——换层走线的过孔”之间，如图 4 中的 2。将过孔置于芯片丝印内，如图 4 中的 1，则走线和过孔都被器件遮盖，对减小电磁辐射起到了一

定作用。

图 4

图 4 中的 2 、3 八个过孔分别横向和纵向排布，这种简洁的 PCB  布线方式减少了造成信号环 路的可能，于是起到了降低大电流走线对其他部分电路的干扰的作用。

3.2.2    层间换线的拐弯处

如图 5，放大处是相邻两层走线建立过孔的区 域 ，如何将这些过孔祥走线一样理顺，并规则排列， 可以根据具体情况，灵活处理，图中仅给出一种简单的参考。

图 5

3.2.3    贴片电阻、电容集中区域

(1) PCB 面积压缩造成的贴片器件分布紧密    如图 6 将相连的器件紧靠放置， 这样连线 1、2、3 便缩短，两端就不需要过孔存在而连接。

图 6

(2) 用于电磁兼容的电阻电容在工作频不是很高的情况下，用于电磁兼容的电阻电容紧靠相关器件排布，这些电阻电容一端常
与地（或电源）相连。如图 7 可以先将它们相互连接，然后通过一个孔 O1 接地（或电源）。否则，每一个都打孔接地（或电源）的话，就增加了过孔O2~O5。

图 7

(3) 根据电路特性 PCB 布局将硬件分区，结构复杂的逻辑电路，其电阻、电容相对集中。

注：贴片器件放在焊接面时注意其间间隔，否则布线困难并造成工艺实现困难。

3.2.4     电源变换电路部分

与电源层、地层连接较多，因而过孔较多，可 一定程度上借鉴 C-II 的方法。

3.3    电源层，地层的走线

电源层、地层具有类似特性，以电源层为例，常见有+24V、+5V、+3.3V、-12V，基本按其包括的孔数由少到多，一一布大面积。对于实在无法相连的点，可以在其它层通过走线连接，有时甚至还要改变过孔的位置。

对于+24V 这样的高电压电源区域，应根据电流情况决定走线的宽度，其余如+5V、+3.3V、-12V可略微减小，但对于这些需要良好接触的大面积，理想状态是连接径口越宽越好。同时要注意检查区域中是否有的过孔或插装孔，堵塞了电源的连通，并加以修改。

3.4    布线的顺序

3.4.1    先局部， 按电路特性功能， 在某一逻辑结构内布线

(1)  短距离的；

(2)  对应的几组线有规律排列的， 比如数据线，一般的数据线不会太长在布局的时候就会有所考虑；

(3)  单个， 无规律，远距离的。

3.4.2    再在各个局部之间布线

一般地， 这些走线都较长，较曲折。

3.4.3    最后是与电源层和地层线连的线(在布局过 程中也应有所考虑)

某一层上基本平行的走线，假设为横向的话， 则大致以纵向的顺序选择走线初始端布线，反之亦 然。过程中，相对平行的走线越紧密，就可以为布 线节省更多的空间。

3.5    初次级间的隔离

初次级间的隔离在布局时基本可以达到，走线 同时要注意，使初次间形成一条“人为沟壑”，要保 证电器间隙的爬电距离。

3.6    须加粗的一些线

包括数据线、高频信号线；电源线 地线； 小信 号经过的线； 大电流电路部分。短粗的走线，受到 的电磁干扰相对少，在空间允许的情况下，任何线 均可加粗。

4    结 论

六层板布线对 PCB  的电磁兼容性的影响具体 体现在了过孔、布线的存在形态上。过孔少、稀疏； 走线短粗、不形成环路；局部电路的分区、隔离； 等等这些基本原则，通过具体的每一根走线体现出 来。在合理的电路原理设计，电路器件布局之外， PCB 布线的精简同样造就着整体电路良好的电磁兼 容性。

参考文献

[1]     白同云. 电磁兼容设计[M].  北京： 北京邮电大学出 版社， 2001.

 

作者简介

刘雅芳  女， 1983 年生，工程师，现研究方向电路设计。

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