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PCB
layout
结合生产的七大设计要点总结
能够应用和生产，
继而成为一个正式的有效的产品才是
PCB
layout
最终目的，
< br>layout
的工作才算告一个段落。那么在
layou
t
的时候，
应该注意哪些常规的要点，
才能使自己画的文件有效符
合一般
PCB
加工厂规则，不至于给企业造成不必要的额外支出
?
这篇文
章为是为大家总结出目前
PCBlayout
一般要遵行七大规
则：
一、外层线路设计规则：
(1)
焊环
(Ring
环
)
：
PTH(
< br>镀铜孔
)
孔的焊环必须比钻孔单边大
8mil
，
也就是直径必需比钻孔大
孔的焊环必须比钻孔单边大
8mil
，直径必需比钻孔大
16mil.
总之不管是通孔
PAD
还是
Via
，
设置内径必须大于
12mil
，外径必须大于
28mil
，这点很重要啊
!
(2)
线宽、线距必须大于等于
4mil
，孔与孔之间的距离不要小于
8mil.
(3)
外层的蚀刻字线宽大于等于
10mil.
注意是蚀刻字而不是丝印。
(4)
< br>线路层设计有网格的板子
(
铺铜铺成网格状的
)
，网格空处矩形
大于等于
10*10mil
，就是在铺铜设置时
line
spacing
不要小于
10mil
，网格线宽大于等于
8mil.
在铺设大面积的铜皮
时，很对资
料都建议将其设置成网状，
一来可以防止
PCB
板的基板与铜箔的
黏合剂在浸焊或受热时，
产生挥发性气体﹑热量不易排除，
导致
铜箔膨胀﹑脱落现象
;
二来更重要的是网格状的铺地其受热性能
，
高频导电性性能都要大大优于整块的实心铺地。
但是本人认为
在
散热方面不能以网格铺铜的优点以偏概全。
应考虑到局部受热
而
会导致
PCB
变形的情况下，以损耗
散热效果而保全
PCB
完整性
为条件应
采用网格铺铜，
这种铺铜相对铺实铜的好处就是，
板面
温度虽有一定提高，
但还在商业或工业标准的范围之内，
对元器
件损害有限
;
但是如果
PCB
板弯曲带来的直接后果就是出现虚焊
点，
可能会直接导致线路出故障。
相比较的结果就是采用以
损害
小为优。
真正的散热效果还是应该以实铜最佳。
在实际应用中中
间层铺铜基本上很少有网格状的，
就是因温度引起的受力不均情
况不象表层那么明显了，而基本采用散热效果更好的实铜。
(5)NPTH
孔与铜的距离大于等
于
20mil.
(6)
锣板
(
铣刀
)
成型的板子，
铜离成型线的距离大于等于
16mil;
所
以在
layout
的时候，
走线离
边框的距离不要小于
16mil
哦。
同
理，
开槽的时候，也要遵循与铜的距离大于等于
16mil.
(7)
模冲成型的板子，
铜离成型线的
距离大于等于
20mil;
如果你画
的
板子以后可能会大规模生产，
为了节约费用，
可能会要求开模<
/p>
的，所以在设计的时候一定要预见到。
(8)V-CUT(
一般在
Bottom
Mask
和
Top
< br>Mask
层画一根线，最好标
注一下此地要
V-CUT)
成型的板子，要根据板厚设计
;
[1]
板厚为
1.6mm
< br>，
铜离
V-CUT
线的距离大于
等于
0.8mm(32mil)
。
<
/p>
[2]
板厚为
1.2mm
，
铜离
V-CUT
线的距离大
于等于
0.7mm(28mil)
。
[3]
板
厚
为
0.8mm-1.0mm
，
铜
离
V-CUT
线
的
距
离
大
于
等
于
0.6mm(24mil)
。
[4]
板厚为
0.8mm
以下，
铜离
V
-CUT
线的距离大于等于
0.5mm(mil)
。
[5]
金手板，铜离<
/p>
V-CUT
线的距离大于等于
1.2mm
(mil)
。
注意：拼板的时候可别设置这么小的间距，尽量大一点哦。
二、内层线路设计规则：
(1)
焊环
(Ring
环
)
：
PTH
孔的焊环必须比钻孔单边大
8mil
，也就是
直径必需比钻孔大<
/p>
孔的焊环必须比钻孔单边大
8mil
，
直径必需比钻孔大
16mil.(2)<
/p>
线宽、线距必须大于等于
4mil.
(
3)
内层的蚀刻字线宽大于等于
10mil.
(4)NPTH
孔与铜的距离大于等于
20mil.
(5)
锣板
(
铣刀
)
成型的板子，铜离成型线的距离大于等于
30mil(
一
般
40mil
)
。
(6)
内层无焊环的
PTH
钻孔到铜箔的距离保持在至少
10mil(
四层
板
)
，六层板至少
11mil.
(7)
线宽小于等于
6mil
线，且焊盘中有钻孔时
;
线与焊盘之间必须
加泪滴。
(8)
两个大铜面之间的隔离区域为
12mil
以上。
(
9)
散热
PAD(
梅花焊盘
)
，
钻孔边缘到内圆的距离大于等于
8mil(
即
Ring
环<
/p>
)
，内圆到外圆的距离大于等于
8mil
，开口宽度大于等于
8mil.
一般有
四个开口，至少要保证二个开口以上。
三、钻孔设计规则
(1)PCB
板厂原则上把
“
8
”
字形的孔设计成槽孔
(
环形孔
)
。
所以建
议在
layout
的时候尽量做成环形的，
实在
没有这个功能，
可以放
N
多个圈圈，<
/p>
尽量多的错位叠起。
这样最后环形槽就不会出现
< br>“狗
要齿”了，制板厂也不会因为你的槽孔而断了钻头
!
(2)
最小机械钻孔孔径
0.25mm
(10mil)
，一般孔径设计大于等于
0.3mm(12mi
l)
。比这小的话或者刚好
0.25mm
，制板厂的人肯定
会找你的。为什么呢，在
(5)
找到你要的答案吧
!
(3)
最
小
槽
孔
孔
径
0.25mm(10mil)
，<
/p>
一
般
孔
径
设
计
大
于
等
于
0.3mm(12mil)
< br>。同
(2)
。
(4)
一般惯例，
只有机械钻孔单位为
mm;
其余单位为
mil.
本
人画图
的习惯是，
除了做库因为要量尺寸用
mm
，
其余都用
mil
为单位，
mil
的单位小，实在方便。
(5)
激光钻孔
(
镭射
)
孔径一般为
4mil(0.1mm)-8mil(0.2mm)
。一般
6<
/p>
层以上、
又非常密集的板子，
才会采用这
种技术，
例如手机主板，
当然价格肯定会提高一个
N
个等级了。更重要的是
PCB
最小能
加工的要素：
一至三阶盲埋孔，
激光
(
镭射
)
钻孔最小
4mil(0.10mm)
，
最小线宽
4mil(0.10mm)
，最小间隙
4mil(0.10mm)
。埋孔，顾名思
义埋在
板层中间不见天日的，仅作为导通用的
;
盲孔，一头露在
外面一头躲在里面的，通常也只作为导通用的。而激光
(
镭射
)
钻
孔，穿透厚度小于
等于
4.5mil
，而是打出来的是圆台孔。所以别
想用激光钻孔
(
镭射
)<
/p>
工艺来打通
PAD
，
Via
勉强用用就不错了。
所
以放
置
PAD
时千万注意，别忘了
0.25
mm
限制。
四、文字设计原则：
(1)
文字线宽
6mil
以上，文字字高
32mil
以上，文字线框的线宽
6mil
以上。
五、孔铜与面铜设计原则
(1)
一般成品面铜
1OZ(35um)
的板子，
孔铜
0.7mil(18um)
。
<
/p>
(2)
一
般
成<
/p>
品
面
铜
0.7m
il(18um)-1.4mil(35um)
。
六、防焊设计原则
(1)
防焊比焊盘大
3mil(clearance)
。
很多软件是默认设置的，可以
自己找找看
!
< br>(2)
防焊距离线路
(
铜皮
)
大于等于
3mil.
< br>(3)
绿油桥≥
4mil
，即<
/p>
IC
脚的防焊之间的空隙
(dam)
。
(4)BGA
位开窗和盖线大于等于
2mil
，
设计
绿油桥，
不足此间距则
开天窗制作。
(5)
金手指板的金手指部分必须防焊打开，包含假手指。
(8)
防焊形式的文字线径≥
8mi
，字高≥
32mil.
七、当然这只是一般原则，具体问题还是需要具体分析的了。
Signal
layer(
信号层
):
信号层主要用于布置电路板上的导
线
.Protel
99 SE
提供了
32
个信号层
,
包括
Top
layer(
顶层
),Bottom layer(
底层
)
和
30
个
MidLayer(
中间层
).
顶层信号层
(Top Signal Layer)
：
也称元
件层
,
主要用来放置元器件
,
对于多层板可
以用来布线；
中间信
号层
(Mid Signal
Layer)
：
最多可有
30
层
,
在多层板中用于布信号线
< br>.
底层信号层
(Bootom Signal Layer)
：
也称焊接层
,
主
要用于布线及焊
接
,
有时也可放置元器
件
.
Silkscreen
layer(
丝印层
)
：
丝印层主要
2OZ(70um)
的
板
子
，
孔
铜
用于放置印制信息
,
如元件的轮
廓和标注
,
各种注释字符等
.Prot
el
99 SE
提供了
Top
Overlay
和
Bottom Overlay
两个丝印层
.
一般
,
各种
标注字符都在顶层丝印层
,
底层丝印层可关闭
.
顶部丝印层
(Top
Overlay
er)
：
用于标注元器件的投影轮廓、元器
件的标号、标称值或型号及各种注释字符。
底部丝印层
(Bottom Ove
rlayer)
：与顶部丝印层作用相同，如果各种标注在顶
部
丝印层都含有，那么在底部丝印层就不需要了。
内部电源
/
接地层
(Internal Plane layer)
：
通常称为内电层，
包括供电电源层、
参考电
源层和地平面信号层。
内部电源层为负片形式输出。
Prote
l
99 SE
提供了
16
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
置电源线和接地线
.
我们称双层板
,<
/p>
四层板
,
六层板
,
一
般指信号层和内部电源
/
接地层的数目
.
机械数据层
(Mechanical Layer)
：
定义设计中电路板机械数据的图
层。电路板的机
械板形定义通过某个机械层设计实现。
Protel 99
S
E
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
.
执
< br>行
菜
单
命
令
Design|Mechanical
Layer
能为电路板设置更多的机械层
.
另外
,
机
械层可以附加在其它层上一起输出显示
.
阻焊层
(Solder
Mask-
焊接面
)
：
有顶部阻焊层
(Top
solder <
/p>
Mask)
和
底部阻焊层
(Bootom Solder
mask)
两层，是
Protel PCB
对应于电路
板文件中的焊盘和过孔数据自动生成的板层，
主
要用于铺设阻焊
漆．
本板层采用负片输出，
所以板层上显示的焊盘和过孔部分代
表电路板上不铺阻焊漆的区域，
也就是可以进行焊接的部分．
在
焊盘以外的各部位涂覆
一层涂料
,
如防焊漆
,
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
< br>.Protel 99 SE
提供了
Top Solde
r(
顶层
)
和
Bottom Solder(
底层
)
两个阻焊层
. Solder
Mask
是出负片，也就是说，设计图纸上
*
绘制了图形的地方
*
在
实际生产的时候，是
*
没有绿油
*
的。
锡膏防护层
(Paste
Mask-
面焊面
)
：
有
顶部锡膏层
(Top
Past
Ma
sk)
和底部锡膏层
(Bottom Past mask)<
/p>
两层，
它是过焊炉时用来对应Ｓ
ＭＤ元件
焊点的，也是正片形式输出，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
.Protel
99
SE
提供了
Top Paste(
顶层
)
和
Bott
om Paste(
底层
)
两个锡膏防
护层
.
Paste
是出正片，有画东
西的地方是会有锡膏的。
禁止布线层
(Keep Out L
ayer)
：
定义信号线可以被放置的布线区域，
放置信号线进入位定义的功能范围。
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
.
多层
(MultiLayer)
：
电路板上焊盘和穿透
式过孔要穿透整个电路板
,
与不同的导电图
形层建立电气连接关系
,
因此系统专门设置了一个抽象的层
,
多层
.
一般
,
焊盘与过孔都要设置在多层上
,
如果关闭此层
,
焊盘与过孔
就无法显示出来
.
通常与过孔或通孔焊盘设计组合出现
，用于描
述空洞的层特性。
钻孔数据
层
（
Drill
）
：
钻孔层提供电路板制造过程中的钻孔信息
(
如
焊盘
,
过孔就需要钻孔<
/p>
).Protel 99
SE
提供了
Drill gride(
钻孔指示图
)
和
Drill draw
ing(
钻孔图
)
两个钻孔层
.
Solder
Mask
与
Paste
Mask
的区别：
solder mask
就是阻焊层，是
为了把焊盘露出来用的
,
< br>也就是通常说的绿油层，实际上就是在
绿油层上挖孔，把焊盘等不需要绿油盖住的
地方露出来。
Solder
层是要把
P
AD
露出来
.
paste mask
业内俗称
“钢网
”
或
“钢板”
。
是单独的一张钢网，上面有
SMD
焊盘的位置上镂空。一般镂
空
的形状与
SMD
焊盘一样，尺寸略小
。这张钢网是在
SMD
自动装
配焊接工
艺中，用来在
SMD
焊盘上涂锡浆膏的。
Paste
Mask
layers:
锡膏防护层
(
用于作钢网
)
，是针对表面贴（
SMD
）元件的，
该层用来制作钢膜（片）﹐而钢膜上的孔就
对应着电路板上的
SMD
器件的焊点。
在表面贴装
（
SMD
）
器件焊接时﹐先将钢膜盖
在电路板上
（与实际焊盘对应
）
﹐然后将锡膏涂上﹐用刮片将多
余的锡膏刮去﹐移除钢膜﹐这
样
SMD
器件的焊盘就加上了锡膏
<
/p>
﹐之后将
SMD
器件贴附到锡膏上面去（
手工或贴片机）﹐最后
通过回流焊机完成
SMD
器件的焊接。通常钢膜上孔径的大小会
比电路板上实际的焊小一些
.
Solder Mask
和
Paste Mask
区别：
Solder Mask
是出负
片，也就是说，设计图纸上
*
绘制了图形的地
< br>方
*
在实际生产的时候，是
*<
/p>
没有绿油
*
的。
Paste
是出正片，有画
东西的地方是会有锡膏的。
你在
Solder
Mask
Layer
【有
TopSolder
和
BottomSolder
】上
FILL
个实矩形，那么这个矩形框
内就等
于开了个窗口了（不涂油，不涂油就会露铜了！
）
，除了焊
盘、
过孔等不能涂其他都要涂上阻焊剂，
这
个阻焊剂有绿色的蓝
色的红色的。
Paste Mask
层为做
SMD<
/p>
钢网用，对做
PCB
无影响
必知的电路设计八大误区
我们常常会发现，
自己想当然的一些规则或道理往往会存在一些
差错。
电子工程师在电路设计中也会有这样的例子。
下面是一
位
工程师总结的八大误区点。
误区一
：
这板子的
PCB
设计要求不高，
就用细一点的线，
自动布
点评：
自动布线必然要占用更大的
PCB
面积，
同时产生比手动布
线多好多倍的过孔，在批量
很大的产品中，
PCB
厂家降价所考虑
的因素除了商务因素外，
就是线宽和过孔数量，
它们分别影响到
PCB
的成品率和钻头的消耗数量，节约了供应商的成本，也就
给
降价找到了理由。
误区二：
这些总线信号都用电阻拉一下，感觉放心些
点评：
信号需要上下拉的原因很多，但也不是个个都要拉。上下
拉电阻拉一个单纯的输入信号，
电流也就几十微安以下，
但拉一
个被驱动了的信号，
其电流将达毫安级，
现在的系统常常是地址
数据各
32
位
，可能还有
244/245
隔离后的总线及其它信号，都
上拉的话，几瓦的功耗就耗在这些电阻上了。
误区三：
CPU
和
FPGA
的这些不用的
I/O
口怎么处理呢
?
先让它空
着吧，以后再说
点评：
不用的
I/O
< br>口如果悬空的话，受外界的一点点干扰就可能
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