pcb电路板设计毕业设计论文.docx

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1、大庆石油学院应用技术学院毕业论文PCB电路板设计探讨学科专业，应用电子专业学生，指导老师，入学日期：2008年9月论文完成日期:2011年3月摘要PCB是电子工业重要的电子部件之一，几乎每种电子设备，小到电子手表，计算器，大到计算机，通讯电子设备，军用的武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为J它们之间电气互连，都要运用电路板。在较大型的电子产品研制过程中，最基本的胜利因素是该产品的电路板的设计、文件编制的制造。PCB的功能为供应完成第一层级构装的组件与其它必需的电子电路零件接合的基地，以组成个具特定功能的模块或成品。所以PeB在整个电子产品中，扮演了整合连结总其成全部功能的角色，也因此时常电

2、子产品功能故障时，最先被质疑往往就是PCB。那么为什么在电路板的印制和运用中会出现这样或那样的故障呢？问题的关键就在于PCB电路板的设计环节。电路板设计是从电路原理图变成个具体产品的必经之路门。电路版设计的合理性与产品的生产与质量亲密相关。PCB制造行湿作为Fk子信息行业的上游行业，近两年受消费类电子尤其是手机、PC等的拉动，国际和国内的PCB行业都进入了景气上升阶段，将来随着3G手机的应用和数字电视销量的迅猛增长，PCB行业的景气度将进一步高涨。所以，PCB制造行业的发展前景将不行估量！关键词：PCB:电路板设计：上游行业：电子信息书目摘要I第1章PCB概述11. 1PCB的发展史11.2

3、PCB的作用21.3 PCB的分类3第2章PCB的构造42. 1PCB的层次结构42.2 PCB的部件42.3 PCB特定名词5第3章PCB的设计53. 1PCB的布局设计5布局原则63.2 PCB的布线设计73.3 地线设计83.4 电磁兼容性设许93.5 电源噪声设计11第4章高速PCB设计134.1什么是高速电路134. 2高速信号的确定144. 3什么是传输线144. 4传输线效应144.1.1 反射信号154.1.2 延时和时序错误154.1.3 多次跨越逻辑电平门限错误154.1.4 过冲与下冲154.1.5 串扰154.1.6 电磁辐射164. 5避开传输线效应的方法16第5章P

4、CB设计实例175. 1数控直流电流源的简介176. 2数控直流电流源的PCB制作185.2.1Protel99软件简介185.2.2设计步骤18参考文献18致谢第1章PCB概述PCB即PrintedCircuitBoard的简写，中文名称为印制电路板,又称印刷电路板、印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的供应者.由于它是采纳电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。1. 1PCB的发展史印制电路板的独创者是奥地利人保罗爱斯勒(PaUlEisler),他于1936年在一个收音机装置内采纳了印刷电路板.1943年,美国人将该技术大量运用于军用收音机内。1948

5、年，美国正式认可这个独创用于商业用途，自20世纪50年头中期起，印刷电路版技术才起先被广泛采纳。在印制电路板出现之前，电子元器件之间的.互连都是依靠电线干脆连接实现的。而现在，电路面包板只是作为有效的试验工具而存在：印刷电路板在电子业中已经占据肯定统治的地位。印制电路基本概念在本世纪初已有人在专利中提出过，1947年美国航空局和美国标准局发起了印制电路疔次技术探讨会，当时列出Z26种不同的印制电路制造方法。并归纳为六类：涂料法、喷涂法、化学沉积法、真空蒸发法、模压法和粉压法。当时这些方法都未能实现大规模工业化生产，直到五十的年头初期，由于铜箔和层压板的粘合问题得到解决，海铜层压板性能稳定牢靠，

6、并实现了大规模工业化生产，铜箔蚀刻法，成为印制板制造技术的主流，始终发展至今。六十年头，孔金属化双面印制和多层印制板实现了大规模生产，七十年头收于大规模集成电路和电子计算机和快速发展，八十年头表面安装技术和九十年头多芯片组装技术的快速发展推动r印制板生产技术的接着进步，批新材料、新设备、新测试仪器相继涌现。印制电路生产动手术进一步向高密度，细导线，多层，高牢靠性、低成本和白动化连续生产的方向发展。我国从五十年头中期起先了单面印制板的研制。六十年头中自食其力地开发r我国的澄箔板基材，使铜箔蚀刻法成为我国PCB生产的主导工艺。六十年头已能大批量地生产单面板，小批量生产双面金属化孔印制，并在少数几个

7、单位起先研制多层板.七十年头在国内推广r图形电镀蚀刻法工艺，但由于受到各种干扰，印制电路专用材料和专用设备没有与时跟上，整个生产技术水平落后于国外先进水平。到了八十年头，由于改革、开放政策的批引，不仅引进r大殳具有国外八十年头先进水平的单面、双面、多层印制板生产线，而且经过十多年消化、汲取，较快地提高了我国印制电路生产技术水平。1.2 PCB的作用PCB是电子工业重要的电子部件之一，几乎每种电子设备，小到电子手表，计算器，大到计算机，通讯电子设备，军用的武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为了它们之间电气互连，都要运用印制板。在较大型的电子产品研制过程中，最基本的胜利因素是该产品的印制板的设

8、计、文件编制的制造。PCB的设计的制造质量干脆影响到整个产品的质量:的成本，甚至会导致一家公司的命运。PCB扮演的角色：PCB的功能为供应完成第一层级构装的组件与其它必需的电子电路零件接合的基地，以组成一个具特定功能的模块或成品。所以PCB在整个电子产品中，扮演了整合连结总其成全部功能的角色，也因此时常电子产品功能故障时，最先被质疑往往就是PCBo图IT是多层PCB板结构示意图：图1-1PCB具有的功能：I、供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑。2、实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气接或电绝缘。供应所要求的电气特性，如特性阻抗等。3、为自动锡焊供应阻焊图形，为元器件插装、检

9、查、修理供应识别字符和图形。4、电子设备我纳印制板后由同类印制板的一样性，从而避开了人工接线的差错，并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动锡焊、自动检测。保证/电子设备的质量，提高了劳动生产率、降低了成本，并便于修理。PCB从单面发展到双面、多层和挠性，并仍保持各自的发展趋势。由于不断地向高精度、高密度和高牢能性方向发展，不断缩小体积，减轻成本，提高性能，使得PCB在将来电子设备的发展过程中，仍旧保持强大的生命力。1.3 PCB的分类1、以材质分.有机材质：酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂、Polyimide.BIVEpoxy等皆属之。无机材质：铝、COPPer-invar-copper、Cera

10、miC等皆属之。主要取其散热功能。2、以成品软硬区分硬板RigidPCB软板FlexiblePCB软硬板Rigid-FlexPCB图1-23、以结构分单面板（剖面图）在最基本的PCB上，零件集中在其中面，导线则集中在另面上。因为导线只出现在其中一面，所以我们就称这种PCB叫作单面板（Single-sided）。因为单面板在设计线路上有很多严格的限制（因为只有一面，布线间不能交叉而必需绕独自的路径），所以只有早期的电路才运用这类的板子。图1-3b、双面板（剖面图）这种电路板的两面都有布线。不过要用上两面的导线，必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的！桥梁叫做导孔（via）.导孔是在PC

11、B上,充溢或涂上金属的小洞，它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍，而且因为布线可以相互交织（可以绕到另一面），它更适合用在比单面板更困难的电路上。图1-4c、多层板（剖面图）为了增加可以布线的面积，多层板用上了更多单或双面的布线板。多层板运用数片双面板，并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢（乐合）。板子的层数就代表r有几层独立的布线层，通常层数都是偶数，并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构，不过技术上可以做到近100层的PCB板。大型的超级汁算机大多运用相当多层的主机板，不过因为这类计算机已经可以用很多一般计算机的集群代替，超多层板己经慢慢不被运用了。因为P

12、CB中的各层都紧密的结合，一般不太简洁看出实际数目，不过假如您细致视察主机板，或许可以看出来。图1-5第2章PCB的构造2. 1PCB的层次结构PCB的结构其实就是像一块三明治样。下面我们以一块多层板为例来进行说明：第3章PCB的设计PCB的实际制造过程是在PCB工厂里完成的，工厂是不管设计的，设计工作由特地的公司进行，它们的设计结果叫做原理图，原理图再由专业的布线公司进行线路图的设计，得到的线路图就被交到PCB工厂制作。工厂的任务就是将工作站中的线路图变成现实中的实物板。印制电路板的设计是以电路原理图为依据，实现电路设计者所须要的功能。印刷电路板的设计主要指版图设计，须要考虑外部连接的布局、

13、内部电子组件的优化布局、金属连线和通孔的优化布局、电磁爱护、热耗散等各种因素。优秀的版图设计可以节约生产成本,达到良好的电路性能和散热性能。简洁的版图设计可以用手工实现，困难的版图设计须要借助计算机协助设计（CAD）实现。3. 1PCB的布局设计在设计中，布局是一个重要的环节。布局结果的好坏将干脆影响布线的效果，因此可以这样认为，合理的布局是PCB设计胜利的第一步。布加的方式分两种，一种是交互式布局，另一种是白动布般是在自动布局的恭础上用交互式布局进行调整，在布局时还可依据走线的状况对门电路进行再安排，将两个门电路进行交换，使其成为便于布线的最佳布局。在布局完成后，还可对设计文件与有关信息进行

14、返回标注于原理图，使得PCB板中的有关信息与原理图相一样，以便在今后的建档、更改设计能同步起来，同时对模拟的有关信息进行更新，使得能对电路的电气性能与功能进行板级验证。.3.1.1布局前的打算工作1 .查看捕获点设置是否正确.08工艺为0.1,06工艺为0.05,05工艺为0.025.2 .Cell名称不能以数字开头.否则无法做DRACU1.A检衽.3 .布局前考虑好出PIN的方向和位置4 .布局前分析电路，完成同一功能的MOS管画在一起5 .对两层金属走向预先订好。一个图中栅的走向尽量一样，不要有横有竖。3.1.2布局原则1 .元件排列规则1) .在通常条件下，全部的元件均应布置在印制电路的

15、同一面上，只有在顶层元件过密时，才能将些高度有限并且发热量小的器件，如贴片电阻、贴片电容、贴IC等放在底层。2) .在保证电气性能的前提下，元件应放置在栅格上旦相平行或垂直排列，以求整齐、美观，一般状况下不允许元件重在：元件排列要紧凑，输入和输出元件尽量远离。3) .某元器件或导线之间可能存在较高的电位差，应加大它们的距离，以免因放电、击穿而引起意外短路。4) .带高电压的元件应尽量布置在调试时手不易触与的地方。5) .位于板边缘的元件，离板边缘至少有2个板厚的距离6) .元件在整个板面上应分布匀称、疏密一样。2,依据信号走向布局原则1) .通常依据信号的流程逐个支配各个功能电路单元的位置，以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它进行布局。2) .元件的布局应便于信号流通，使信号尽可能保持样的方向。多数状况下，信号的流向支配为从左到右或从上到下，与输入、输出端干脆相连的元件应当放在轮近输入、输出接插件或连接器的地方。3.防止电磁干扰1) .对辐射电磁场较强的元件，以与对电磁感应较灵敏的元件,应加大它们相互之间的距离或加以解蔽，元件放置的方向应与相邻的印制导线交叉。