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PCB设计标准知识

1.定义

导通孔(Via):一种用于内层连接的金属化孔,但其中并不用于插入元件引线或其他增强材料.

盲孔(Blind via):从印制板内仅延展到一个表层的导通孔.

埋孔(Buried via): 未延伸到印制板表面的一种导通孔.

过孔(Through via): 从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔.

元件孔(Component hole):用于元件端子固定于印制板及导电图形电气联接的孔

2. 规范内容

2.1热设计要求

2.1.1 高热器件应考虑放于出风口或利于对流的位置.

PCB在布局中考虑将高热器件放于出风口或利于对流的位置.

2.1.2 较高的元件应考虑放于出风口,且不阻挡风路.

2.1.3 散热器的放置应考虑利于对流

2.1.4 温度敏感器械件应考虑远离热源

对于自身温升**30°C的热源,一般要求.a. 在风冷条件下,电解电容等温度敏感器件离热源距离要求大于或等于2.5mm.b. 自然冷条件下,电解电容等温度PCB设计培训敏感器件离热源距离要求大于或等于4.0mm.若因为空间的原因不能达到要求距离,则就通过温度测试保证温度敏感器件的温升在降额范围内.

2.2器件库选型要求

2.2.1 已有PCB元件封装库的选用就确认无误

PCB板上已有元件库器件的选用应保证封装与元器件实物外形轮廓,引脚间距.通孔直径等相符合.插装器件管脚应与通孔公差配合良好(通孔直径大于管脚直径80mil)考虑公差可适当增加,确保透锡良好.元件的孔径形成序列化,40mil以上按5mil递加,即40mil,45mil,50mil,55mil,40mil以下按4mil递减,即36mil,32mil,28mil,24mil, 20mil,16mil,12mil,8mil器件引脚直径与PCB焊盘孔径的对应关系,以及二次电源插针焊脚与通孔回流焊的焊盘孔径对应关系如下表器件引脚直径(D) PCB焊盘孔径/插针通孔回流焊焊盘孔径

D*1.0mm D+0.3mm/+0.15mm

1.0mm2.0mm D+0.5mm/0.2mm

建立元件封装库存时应将孔径的单位换算为英制(mil),并使孔径满足序列化要求.

2.2.2 新器件的PCB元件封装库存应确定无误.

PCB上尚无件封装库的器件,应根据器件资料建立打捞的元件封装库,并保证丝印库存与实物相符合,特别是新建立的电磁元件,自制结构件等的元件库存是否与元件的资料(承认书,图纸)相符合.新器件应建立能够满足不同工艺(回流焊,波峰焊,通孔回流焊)要求的元件库.

2.2.3 锰铜丝等作为测量用的跳线的焊盘要做成非金属化,若是金属化焊盘,那么焊接后,焊盘内的那段电阻将被短路,电阻的有效长度将变小而且不一致,从而导致测试结果不准确.

2.3 基本布局要求

2.3.1 初次级的布局:初级必需放在与AC 输入端同侧.次级与初级布局必需分上下两侧.

2.3.2 波峰焊加工的制成板进板方向要求有丝印标明.

波峰焊加工的制成板进板方向应在PCB上标明,并使进板方向合理,若PCB可以从个方向进板,应采用双箭头的进板标识.(对于回流焊,可考虑采用工装夹具来确定其过回流焊的方向).

2)不同类型器件距离

封装尺寸 0603 0805 1206

1206 SOT封装 钽电容 钽电容 SOIC 通孔

0603 1.27 1.27 1.27 1.52 1.52 2.54 2.54 1.27

0805 1.27 1.27 1.27 1.52 1.52 2.54 2.54 1.27

1206 1.27 1.27 1.27 1.52 1.52 2.54 2.54 1.27

1206 1.27 1.27 1.27 1.52 1.52 2.54 2.54 1.27

SOT封装 1.52 1.52 1.52 1.52 1.52 2.54 2.54 1.27

钽电容32.16,3528 1.52 1.52 1.52 1.52 1.52 2.54 2.54 1.27

钽电容6032,7343 2.54 2.54 2.54 2.54 2.54 2.54 2.54 1.27

SOIC 2.54 2.54 2.54 2.54 2.54 2.54 2.54 1.27

通孔 1.27 1.27 1.27 1.27 1.27 1.27 1.27 1.27

    1. 您如何看待未来三年PCB设计市场会有上量需求趋势？

    随着中国制造2025计划的快速推进以及工业4.0概念的流行，当今世界正逐渐从信息化时代步入万物互联的智能化时代，各种传统行业都在进行智能化升级，包括工业电子、汽车电子以及电子领域都表现出迅猛的发展势头。同时大众消费者对于终端电子产品的功能需求也越来越丰富，不仅是传统电子产业在蓬勃发展，还涌现出大量的新兴产业，如人工智能、智慧家居、智能穿戴等等，可以说电子化是未来世界发展的必然趋势。

    而说到电子产品就离不开半导体芯片、电子元器件以及PCB电路板，作为绝大部分电子产品基础载体的PCB电路板行业也变的越来越重要。包括原材料的研发生产、PCB的研发设计、以及电路板生产制造等相关领域，都将作为未来电子产业发展的重要基础而存在，所以说整个PCB行业在未来相当长一段时间内的发展前景都是非常值得期待的。

    2. Cadence、Mentor、PADS、HyperLynx、HFSS、ADS等多种PCB设计与EDA仿真工具，您较看好哪种？

    评价EDA设计工具的优劣是个比较有争议的话题，很难得出一个*的结论。因为每一种工具都有其自身的特点，对应不同的行业领域。不同的行业对电子开发工具的需求差别是很大的。所以与其说较看好哪一种，不如说自己更适合哪一种，或者说更需要哪一种工具。在这里仅以我个人使用经验来简单分享一下自己的心得体会。

    PADS（Power PCB）是Mentor公司一款优秀的PCB设计工具，其优势在于入门学习简单，使用方便灵活，设计流程简洁明了，工作效率较高，原理图与PCB的交互操作性好等等…… 这个工具在中小型企业应用普及度是相当高的。其适用领域非常广泛，例如消费类产品设计、手机主板、工业产品设计等。我自己也非常喜欢这个工具平台。

但是PADS这款工具也有一定的不足，比如主体设计环境PADS-Layout与布线工具PADS-Router是两个独立界面，使用时候需要频繁切换，集成度不是很好。另外当设计规模较大的时候，操作流畅度会有明显下降，从而影响工作效率，另外对于复杂设计规则支持不是很完善，一些复杂的设计规则没有办法用常规的功能设置来快速实现，这对于高端产品的设计效率影响明显。

    Mentor EE（Expedition Enterprise）这个工具与PADS同属Mentor公司（其实PADS是被收养的，EE才是Mentor亲娃……），EE对于**大型设计项目、多人在线同步协作、团队作战来说**是攻坚利器，其PCB布线质量和效率非常优秀，同时Mentor工具的平台化、系统化管理完善而严谨，从前端原理图设计到后端工程制造都有对应的解决方案，这都是大型企业喜欢用Mentor的重要原因。

    不过从规范严谨的反面来看，就是其工具平台稍显复杂，一般需要专门的团队进行管理维护才能充分发挥其使用效率，这对于大型企业当然不是问题，但是对于一些专注于特定领域的公司来说，有时候平台管理的重要性要让位于产品开发进度与效率，所以这时候另一款Cadence公司的Allegro工具则会显得更加快捷与高效。

    Cadence Allegro可以说是目前地球上较火的PCB设计工具，它的优点有很多，如软件操作界面友好，响应速度块，操作效率高，二次开发功能丰富，规则管理器功能完善，高速设计专属功能强悍等等。其对大型项目支持较好，不会因为设计规模加大而大幅度降低响应速度，用Allegro做几万Pin的设计项目基本不会有太大压力，所以对于通讯行业，商用服务器，以及工控、领域来说是很适用的。

    当然任何工具都不可能是**无瑕的，Allegro本身也有一些不足，比如布线推挤功能相对较弱，但是好在其布线操作效率很高，在一定程度上弥补了推挤功能的弱势；另外随着设计复杂度的增加，地铜铺设层数增多以后，对铜箔处理的效率会明显变慢；还有就是软件升级换代导致高低版本的不兼容问题稍显麻烦等。另外正是因为这款工具功能非常强大，所以学习入门相对于PADS等工具来说要难一些。

    AlTIum也是一款在国内比较流行的EDA工具，早期版本叫Protel，这个工具在国内应用较早，操作简单容易上手，用它来做简单的小项目设计非常方便，当年的Protel-99SE陪伴我们度过了多少个不眠之夜…… 这个工具就像是带我们入行的老朋友，伴随我们走过了早期的学习成长阶段。

    不过新版本的AlTIum软件对于资源消耗比较大，响应速度和操作效率偏低，并且核心的设计功能相比另外几款工具来说也基本没有优势，基于这些原因在高端项目开发团队中很少见到它。但是AlTIum也有一些比较特色的功能，比如3D显示效果很漂亮等，总体来说基于其操作简单、易于快速入门的特点，加上高校教学的推动，所以其在国内的普及程度还是很高的。

    除了这几种软件之外还有几种PCB设计工具也简单列一下：

    PADS Professional：这货除了名字之外跟PADS其实没有什么实质关系，其真身是Mentor EE的简化、低价版本，用于抢占中端设计软件市场的。

    Eagle：一款来自德国的PCB设计工具，其特点是较低的价格，基础的功能甚至可以免费使用，这使其在PCB设计开发相对简单，并且版权意识和法规完善的地区拥有较高的使用率。

    Zuken：一款来自日本的PCB设计工具，在国内的热度相比以上几种要低一些，在日系企业或者跟日资企业合作的公司中占有一定的使用率。

    以上说了这么多软件工具，你说哪个好呢？其实工具不分好坏，关键看使用者的需求，对工具的掌握的程度，以及能发挥出多少工具的效力。作为PCB设计工程师来说，选择设计工具的时候必须思考清楚是否适合自己所在领域，如果在入门阶段就追求学习高端复杂工具，反而会难以发挥其效力，学习的进度也难以达到预期。

    除了基本的PCB设计工具之外，基本上每一款PCB设计平台都对应有其原理图设计工具，例如Protel-SCH，PADS- Power logic，DxDesigner，Concept HDL，ORCAD等等，基本上也是各有特色，这个就看设计师的个人习惯和平台需求来选择了。同时Mentor和Cadence公司都还有系列的电子开发工具平台，例如IC设计，FPGA设计等等，这些由于不属于PCB设计领域所以我们暂时不做展开讨论。