《PCB设计基础》课件教程

设计基础PCB欢设计础课课为您电设迎参加《PCB基》程！本程旨在提供全面的印制路板计识实论您刚电设计还专业知和用技能无是接触子的初学者，是希望提升师课满您习技能的工程，本程都将足的学需求们统绍设计个从概级术从论我将系地介PCB的各方面，基本念到高技，理知识实过习您业标设计到战案例通学，将掌握行准工具的使用方法，了解流关键骤决设计程中的步，以及如何解常见挑战让们开这设计习这项现电业我一起始段PCB的学之旅，掌握在代子工中不可或缺的核心技能！什么是PCB的定义发展历史在电子产品中的作用PCB电历纪电产经统它印制路板Printed CircuitPCB的史可追溯到20世40年代，PCB是子品的神系，不简称电军设备术发仅还过铜Board，PCB是子元器件的支最初用于事随着技展，提供元器件的机械支撑，通预设计导图从简单单发复杂线实现电连电撑体，在其上按定形成体PCB的面板展到的多路气互，将分散的子元实现间电连层线宽从级缩级个统现形，用于元器件之的气板，毫米小到微米，器件整合成一完整的功能系它现电设备组极动电产电设备从简单计接是代子的核心成部大地推了子品的小型化和高代几乎所有子，的算为电电复杂设备开分，子元器件提供机械支撑和性能化器到的航天，都离不连气接PCB的类型PCB单面板双面板Single-sided Double-sidedPCB PCB单仅面板PCB在基板的一面上双面板PCB在基板的两面都有铜层铜层过过实现有箔，元器件安装在另一箔，通孔Via两这导电连单面是最基本、成本最低的面体的气接相比面类简单电线PCB型，适用于路，板，双面板提供了更多的布电遥频间线如家控器、玩具等低、空和更高的布密度，适用应单优复杂电产低密度用面板的主要于中等度的子品，如势简单电简单是制造、成本低廉，但源适配器、控制器等线复杂严布密度和度受到重限制多层板Multi-layer PCB层层导电层绝缘层叠压层层层多板由多和交替而成，常见的有

4、

6、8复杂设计达数层层线间等，可十多板大大增加了布空，适用于高密电设备计务度、高性能的子，如智能手机、算机主板、高性能服器等层复杂线电设计多板支持更的信号布和更好的磁兼容性的结构组成PCB基材覆铜Substrate CopperLayer础绝缘纤贴铜层经过蚀导图铜铜PCB的基材料，提供机械支撑和性能常用的基材包括FR-4玻璃附在基材表面的薄，刻形成体形厚通常以重表示如维环氧树铝规为铜层导电脂板、基板、陶瓷基板等FR-4是最常用的材料，具有良好的1oz=35μm，常见格

0.5oz、1oz、2oz等是PCB的核心部绝缘优势频应罗负责传输电性、机械强度和成本高用可能使用特殊材料如杰斯分，流和信号Rogers基板焊盘过孔Pad Via焊电属类焊盘焊盘连层铜属层实现层间连关键结构过用于安装和接子元器件的金区域根据元器件型，有通孔接不同箔的金化孔，是多PCB中互的孔贴焊盘种焊盘状类过和表面装两的大小和形需要符合特定元器件的要求，确保型包括通孔Through Hole、盲孔Blind Via和埋孔Buried Via孔焊质设计响良好的接量的直接影PCB的信号完整性和制造成本设计软件简介PCBAltium CadenceMentorDesigner OrCAD/Allegro PADS/Xpedition决现Altium Designer是目Cadence的PCB解Mentor Graphics场为前市上最流行的PCB方案包括OrCAD和Siemens旗下的设计软从个件之一，提供Allegro两系列，适PADS和Xpedition是图获复杂设计业设计原理捕到PCB布局用于不同度的界知名的PCB平线决布的全流程解方需求OrCAD适合中台PADS适合中小型预览项项则案其3D功能强小型目，而Allegro目，而Xpedition实时查则复杂设计针复杂大，可以看PCB面向高端对大型、高度的维间设计这在三空中的效果，Cadence工具在高速些工具在汽车拟电领有助于防止机械干涉信号模和分析方面表子、航空航天等域观现设备较场额Altium具有直的用出色，在通信、有高的市份，提户库资务电产团队协界面和丰富的服器等高性能子供强大的作和版应类电设计应源，广泛用于各品中广泛用本控制功能设计项子目设计基本流程PCB需求分析与规划电术规•确定路功能和技格约条•收集机械束件设计计划时间•制定和表原理图设计选创•元器件型和符号建绘电图•制路原理电规则检查•气ERC布局与布线PCB导义叠层•入网表，定板框和线•元器件布局和布设计规则检查•DRC文件输出与制造•生成制造文件Gerber等备档•准装配文和BOM表沟认•与制造商通确设计输入需求分析系统功能需求产实现标确定品的功能和性能目电气规格要求电压电规、流、功率和信号特性格机械尺寸限制连PCB外形、安装孔和接器位置环境与可靠性要求温围护级度范、防等和使用寿命设计关键骤设计设计团队应户产经需求分析是PCB的第一步，也是最的步之一充分了解需求可以避免后期的大量返工与客或品理密切沟档记录阶还应评设计术险样验证关键术通，确保所有需求清晰明确，并形成文在此段，估的技可行性和风，确定是否需要机技元器件选型原则成本因素性能参数单购关电设计•价与采量的系•气特性与要求匹配获温环•替代品可得性•度特性与工作境预•生命周期成本考量•可靠性与期使用寿命供应链稳定性封装兼容性应获积间•多供商可得性•体与空限制货焊艺•交周期控制•接工要求产险评热•未来停风估•散需求考量典型元器件封装封装双列直插式封装表面贴装封装球栅阵列DIPSMDBGA种传统DIPDual In-line Package是一SMDSurface MountDevice元器件直BGABall GridArray封装在底部排列侧间焊锡阵连这种的通孔封装，两各一排引脚，距通接接在PCB表面，不需要通孔常见有球列，用于与PCB接封为电电实现常

2.54mm

0.1英寸DIP封装的元的SMD封装包括阻和容的

0402、装可以非常高的引脚密度，适用于过焊数处复杂器件通PCB上的孔插入并在背面

0603、0805系列按英寸尺寸命名，以高引脚的理器、FPGA等芯片这种焊简单电焊专业设备检测维接封装手工接，适合原型及集成路的SOT、SOIC等封装SMD BGA接需要，且和修设计产产间较较为难电设备应和低量生，但占用空大，封装大大提高了PCB的元器件密度，是都困，但在高性能子中设计现电产选择不适合高密度代子品的主流用广泛原理图设计基础项目设置与库准备创项导库建目文件、入所需放置元器件符号块按照功能布置各元器件连线与网络标签间电连建立元器件的气接检查与验证进电规则检查误行气确保无图设计设计个实质骤个图应逻辑层阅读设计时应原理是PCB流程中的第一性步一良好的原理当清晰、次分明，便于他人和理解按照信号流向或功能块组织电络标签连线图纸洁模路，并使用适当的网代替长距离，以保持整绘须进电规则检查没悬连电问题图质响续设计在制完成后，必行全面的气ERC，确保有短路、空接或气冲突等原理的量直接影后PCB的效率和成品的可靠性原理图符号标准化类标规应符号型准范用示例电阻IEEE/ANSI或IEC方框或Z字形电极标电电标负极容性注方式解容需明正电组电集成路引脚功能分源、地、信号分区排列连编规则编接器引脚号按物理位置或功能号图标设计团队协关业标欧标电标原理符号的准化对于作至重要界常用的符号准包括IEEE/ANSI美国和IEC洲两大体系IEEE准中阻使用矩形符号，而IEC准使用Z形论哪种标个项则符号无采用准，在一目中保持一致性是基本原复杂电应组电顶应标识类对于的集成路，将功能相近的引脚分排列，如将源和地放在部和底部，信号引脚按功能排列所有符号都有明确的信息，包括元件型、参考指示符关键数电值电值这样设计减错误如R

1、C2和参如阻、容有助于提高效率并少元器件库的建立与管理库结构规划类类•按元器件型分规则•制定命名•管理版本和更新符号创建义编•引脚定和号电类设•气型置图规•形表示范化封装设计测•精确的尺寸量虑焊盘焊艺•考与接工辅标记•添加装配助参数化设置链编•接零件号设应•置描述和供商关联•添加3D模型原理图电气校验短路检查验证络间连错误连线不同网之是否存在意外接短路通常是由或器件引脚分配不这种问题发现导电损当引起的如果未被，可能致PCB制造后的路失效或坏校验动识别应连络间连工具会自不相的网的接开路检查查悬连输应悬找空或未接的引脚某些引脚如IC的未使用入不空，需要适当接测试则连电规则检查地或上拉；而其他引脚如某些点可以有意保持未接气工许设计哪悬哪须连具允者指定些引脚可以空，些必接电气兼容性检查验证连类输应该驱动输连接的引脚型是否兼容例如，出引脚入引脚，而不是接个输电应连电络线现到另一出引脚；源引脚接到源网，而非信号代EDA工具能够设电类规则动检查这问题根据定的气型自些电气特性检查检查电这电负载信号的气特性是否符合要求包括平兼容性、能力和信号完整性逻辑驱动逻辑驱动输满等方面例如，确保

3.3V不直接5V，确保器的出能力足负载这类检查结拟进所有的需求可能需要合模分析工具行网表（）生成与作用Netlist网表定义生成过程网表的作用电连关从图设计过设计网表是描述路元器件及其互系网表生成是原理到PCB的网表在PCB流程中扮演核心角数它图设计骤统检查图它仅传递图电连的据文件是原理到PCB渡步首先，系原理的完色不原理的气接信桥连还设计变时的梁，包含了元器件的引脚接信整性和一致性；然后，收集所有元器息到PCB布局工具，在更标识类数标识为设计验息、参考符和封装型等据件的参考符、封装信息和引脚定作比对基准工具使用网表义记录电连证线个连网表通常以文本或特定格式的文件形；最后，分析并所有气PCB布的正确性，确保每接应图义实现式存在，如PADS、OrCAD或Altium接，形成网表文件网表生成前先都按照原理定此外，网表过电规则检查图错导动测试等格式通气，确保原理无也用于生成BOM表和指自化误设备进电测试行路板层叠层介绍PCB层叠结构电导电层绝缘层单层简单层铜层顶层层层铜PCB是指印制路板中各和的排列方式板最，只有一箔；双板有和底两间为绝缘层则层导电层绝缘层叠压箔，中基材；多板由多和交替而成设计层时电层层内层层层这种电在多板，通常将源和地平面放在，信号放在外安排有助于改善信号完整性并提供良好的磁屏层叠设计虑艺种层叠结构质设计础蔽需要考阻抗控制、信号隔离、制造工和成本等多因素合理的是高量PCB的基走线宽度与间距计算电内层线宽层线宽流A走度mil外走度mil布局原则信号流向分析传输径组织从输输根据信号路元器件位置，使信号入到出形成自然流向，避免信这种拟电频电径号回流和交叉方法尤其适用于模路和射路的布局信号路越传输质扰短，量越高，抗干能力越强功能区域划分电块划为电拟数将路按功能模分不同区域，如源区、模区、字区、接口区等确电拟远开关电电保敏感路如模前端离噪声源如源合理的功能分区是降低路互扰的有效手段热管理考量识别发热围够热间热铜高元件，确保其周有足的散空如有必要，配置散孔或皮热发热应应热热区域增强散元件不集中放置，并避免敏元件靠近源对于大功应虑热率用，可能需要考外部散器的安装位置可制造性与可测试性虑组测试贴应侧连考装和的便利性表面装元件尽量集中在同一；接器等机械接应测试应针设计仅虑电口元件便于操作；点易于探接触良好的布局不考气性还应顾续产能，兼后生和使用的便利性关键元器件布局时钟元件时钟•尽量靠近使用的器件远拟电•离敏感的模路虑屏•考蔽和接地策略时钟线•避免信号交叉或并行处理器微控制器/电•放置在路板中心位置围预够线间•周留足的布空热条•确保良好的散件虑调试访问•考接口的可性电源元件开关电•源器件集中布局电开关•感与管靠近放置输输滤电负载•入和出波容靠近电径宽•大流路尽量短而接口连接器•按机械要求定位虑连•考外部接的便利性虑•高速接口需考信号完整性电远电•源接口离敏感路良好布局实例分析模拟电路布局示例电源电路布局示例数字电路布局示例这个拟电电电这个数电为模路布局展示了信号流方向的此源路布局展示了功率元件的合理字路布局以微控制器中心，从侧输开经过开关电紧凑环边块清晰性左入信号始，放排布管和感形成的路，周配置各功能模晶振靠近微控制调电侧输减电输输电别时钟时钟径储大和理路，最后到右出注意少寄生感；入和出容分靠器的引脚，最小化路；存远数电电输负载连关键数总线敏感的前置放大器被放置在离字近源入和接点；控制信器器件放置在据和地址的便利位电专拟线积铜电应连个路和源的区域，并有用的模地平号短而直接；大面皮提供良好的置；接口路靠近对的接器；每电电热径围电面去耦容被放置在源引脚附近，散和低阻抗返回路注意功率器件IC周都有适当放置的去耦容整体减电响间间热紧凑拥挤为线够最大限度少源噪声的影之的距，避免量集中布局但不，布留出足空间布线基础规则PCB信号完整性优先线路长度最小化关键应优线时钟缩径别信号先布，包括、高尽量短信号路，特是高速信号数线拟这电径较线速据和敏感模信号些信号和大流路短的走具有更低设计电电通常需要控制阻抗、等长或特殊的阻和寄生感，有助于提高信号屏质减损的蔽措施量和少功率耗合理使用参考平面减少过孔使用线径过额连续确保信号有完整的返回路高速孔会引入外的阻抗不性和寄应该连续应减过信号有的参考平面，避免跨生效尽量少高速信号中的孔缝隙这连续数时术减越平面或槽口，些不性会量，必要使用埋孔或盲孔技导电扰层间转换致磁干少信号的单面板布线技巧1一线一面原则单线过规划线面板上所有走都在同一面，无法使用孔穿越，需要合理避免路交叉8-20基本线宽范围mil线电线电选择宽线普通信号通常采用8-12mil，源根据流大小更的路0跨线交叉单则许线线辅实现连面板原上不允路交叉，需使用跳或器件引脚助交叉接°45转角角度转圆过减避免使用90°直角角，推荐使用45°斜角或弧渡以少信号反射单设计设计础虽复杂设计帮单线决线面板是PCB中最基的形式，然限制多，但掌握其技巧对理解更的PCB非常有助面板布的核心挑战是解问题线导线线为过规划从路交叉常用方法包括使用跳通常是裸在路上方跨越；利用元器件引脚作天然孔；以及合理元器件位置，源头避免交叉需求双面板布线方法分层布线策略过孔使用技巧线优势个决线问过连顶层层导属设计关双面板布的核心是可以利用两面解路交叉孔是接和底体的金化孔，是双面板的题线层键过径环宽响常见策略是将水平方向的走放在一，垂直方向的走元素孔的直和直接影制造成本和可靠性，一线层线结构这种显减标过径环宽放在另一，形成正交布方法可以著少般推荐准孔直不小于

0.3mm，不小于

0.2mm扰线信号串，提高布密度种层线电别过线质响应减另一常见的分方法是将信号和源/地分布置在不孔的合理使用对布量有重要影尽量少高速信层层积为顶层径过数为个过额同面例如，可以在底形成大面的地平面，的号路中的孔量，因每孔都会引入外的阻抗不径电屏连续电连应个过信号提供良好的返回路和磁蔽性对于源和地接，使用多孔并行，降低阻电载抗并提高流承能力多层板布线与叠层设计信号完整性最优化扰阻抗控制与串最小化电源分配网络优化电低阻抗源和地平面层次结构规划层层信号和平面合理搭配制造工艺约束满产足生能力和成本要求层叠层结构为顶层内层内层电层这种为层邻典型的4板通常信号、1接地平面、2源平面、底信号排列信号提供了近的参考平面，有利于层个内层层则进细电层信号完整性对于6板，可以增加两部信号；8板可一步分源平面或增加更多信号层设计线应邻层线减线导扰应层线多板中，信号尽量在相以正交方向布，少平行走致的串高速差分信号尽量在同一布，保持等长和一致的参考平关键线应电径复杂设计术线面信号避免跨越平面分割区，以免造成返回流路中断中，可能需要使用盲孔和埋孔技提高布密度差分信号布线等长等阻抗设计紧密耦合原则参考平面连续性条线须线应紧线线间应连续差分信号的两路必保持相等的长差分信号密平行布，两距差分信号下方有的参考平面，避线异应线宽紧缝隙须度和一致的特性阻抗长差控制通常与相当密耦合可以增强共免跨越平面或槽口如果必穿越电围内质条线应时在信号波长的小比例范通常要模噪声抑制能力，提高信号量差分不同的参考平面，两差分同穿线动结应为个处条线应设够过连求≤5mil使用蛇形走或抖对作一整体理，两路始越，并在穿越点附近置足的孔构补偿异终时转电径可以长度差阻抗一致性要求保持并行，同向，并避免不必要接不同的参考平面，确保返回流路条线宽间须应减连续层间转换时条线应两路具有相同的度、距和参考的分离如果必分离，尽量少分的性在，两路数邻过平面距离离的长度和次使用相的孔时钟和高速信号布局时钟源布局等长设计时钟荡应数总线源晶振、振器尽量靠近多路并行高速信号如据需时钟缩传设计时达使用的器件放置，短信号要等长，确保信号同到目输个时钟内时距离对于多使用者，可的地对于DDR存等对序要求虑时钟缓时严异应考使用冲器或分配器格的接口，差控制在±5mil钟围应远内实现源周有良好的接地，并离以等长的常用方法包括添拟电为减动线弯结构设敏感的模路和外部接口加抖、蛇形或曲电辐时钟电围设计软辅设计少磁射，可在路周件通常提供等长功能助围实现这标置接地包者一目最小化串扰间扰为减扰应线高速信号之的串是信号完整性的主要挑战少串，增加信号之间间为线宽线间的距通常至少的3倍，避免平行布，或在平行信号之添加接地线为屏关键线应时应作蔽信号避免与其他信号交叉，必要在正交方向交叉以积最小化耦合面电源管理与去耦设计概述EMI/EMC识别源EMI电扰频时钟开关电线线应磁干主要来源于高、快速路、长走天效和识别电时钟发开关接地不良首先需要路中的潜在EMI源，如生器、电总线频电这别关针源、高速和射路等些区域需要特注并采取对性措施布局与布线优化减数电拟电开合理的布局是少EMI的第一步将字路与模路分，电电关键线应为辐高速路与低速路隔离信号尽量短，避免成射线应术电天对于高速信号，使用参考平面和控制阻抗技源和线应减地粗而短，小阻抗屏蔽与滤波过决问题屏滤对于无法通布局解的EMI，可采用蔽和波措施围栏属屏罩处EMI敏感区域可使用接地或金蔽；I/O接口可增滤电电输处应滤这加波容或共模扼流圈；源入配置EMI波器扰传径些措施能有效阻断干的播途接地系统设计单点接地多点接地混合接地策略单称连个电实际设计结单点接地又星形接地将所有地接集多点接地在多位置将路接地，形成中，往往需要合点和多点个这种络状结构这种优势为拟电中到一公共点方式可以有效防网方式提供了低阻抗返接地的例如，可以模路使环减单径频电层为数电止地路的形成，少共阻抗耦合回路，适用于高路在多PCB用独立的地区域AGND，字路使频电拟电实现点接地适用于低路和敏感模中，通常使用完整的接地平面多点用地平面DGND，然后在特定位置通减电异实应连续电输处连这种路，可以最大限度少地位差接地接地平面尽量，如需分割常在源入将二者接混合时应组织顺应谨慎规划线时施按照信号流向接地序，避，确保信号不跨越分割区策略可以在保持信号完整性的同，提电关键应过免高流回路与敏感信号共享接地路域区域增加接地孔，增强与供有效的EMI抑制径连接地平面的接规则设置PCB规则类别数值典型参推荐线宽线宽标艺最小信号最小度6mil准工间导间标艺最小距体最小距离6mil准工过规径环宽孔格孔/

0.3mm/

0.2mm铜间铜线皮距皮与走距离10mil规则间线宽差分对距/阻抗等于/100Ω设计规则检查设计过关键环节设计Design RuleCheck,DRC是PCB程中的，用于确保符合电规则设应艺电设计标制造和气要求置基于具体的制造工能力、气性能要求和准常见的规则线规则线宽间过规则间铜规则热间DRC包括布、距、长度、孔尺寸、距、皮阻、距等设计还设规则规则规则规则设规则时应对于高速，需置特殊如差分对、阻抗控制和等长置虑项军疗设备严规则规则设考目的特定需求，例如工或医可能需要更格的以确保可靠性置过宽导问题过严则设计难于松可能致制造，于格可能造成不必要的困，需要合理平衡严重干扰信号布线高速信号区域隔离高压区域安全设计扰应电压别间绝缘电压级高速信号是潜在的干源，与敏感路物理隔离对于高高区域需特注意安全距和要求根据等和频时钟总线频电应划专标导间间、高速或射路，分用区域，并可能使安全准如IPC-2221，确定体的最小距例如，围栏进屏线应拟线电压间压应标用接地行蔽高速信号避免靠近模信号，500V可能需要至少60mil的距高区域明确别电传时线为识压电够时特是低平感器信号必要可使用地或地平面作，并与低路保持足距离，必要使用物理隔离或槽屏减电绝缘障，少磁耦合口加强线应环过压线应转弯圆减电场压节高速信号路尽量短而直接，避免形成路使用接地高路避免急，使用角少集中高点栅栏线侧减辐关围电晕环减电险过孔沿高速路两布置，可以有效少射对于周可使用防guard ring少放风对于超键虑内层线层围应虑压高速信号，考使用布，上下都有地平面包，1000V的用，考使用特殊的高PCB材料，并可能需要类轴电缆传输结构绝缘胶绝缘极压应形成似同的涂覆漆或增强性能某些高用可能需要通过挖铣电槽或切增加爬距离散热设计PCB散热铜皮设计散热过孔应用外部散热器集成积铜热过热大面皮是最基本的散孔thermal via当PCB自身散不足热连热时虑热PCB散方法，可以增是接表面散器件与，需考外部散器导热积热内层铜属设计这为加面并降低或背面皮的金的集成包括应显热热预间阻对于功率器件，化小孔，能著提高散器留安装空和焊盘围传导过径规划导热在其周布置大面效率孔直通固定孔，以及积铜热连为间径设计关皮，并使用接常

0.3-

0.5mm，距路接触面是为键应thermal connection

0.8-

1.2mm，排列成，确保良好的平整内层铜连阵够压将其与外皮列形式对于BGA等度和足的力对于铜积热热设通皮面越大，散底部散的器件，散TO-220等封装，可热过阵计焊盘热效果越好，但需平衡孔列可直接布置在特殊支持散片线间铜过焊丝布空需求皮厚芯片下方需注意孔直接接或螺固定铜焊导焊复杂统虑度箔重量也直接影可能被料吸走致系可能需要考响热应设计优散能力，高功率接不良，可使用盖孔或风道以化空气流虑填过术决动用可考使用2oz或更充孔技解铜厚的箔丝印图层设计规范元件标识规范识•位号R

1、C2等清晰可辨•字体高度不小于1mm挡•避免被元件本身遮统测试•方向一，便于装配和极性和方向标记电电标负极•解容明正极标•二管清晰示正向标记•芯片引脚1位置连标编•接器明引脚号版本和追溯信息•PCB版本号和日期设计标识标•者或公司志称•板卡名或型号条码维码•形或二如需要装配辅助标记轮线•元件廓关键标记•尺寸和配合标识•禁止布置区域调试测试标记•和点机械结构与尺寸定义±

0.13-5尺寸公差边缘安全距离mm mm标艺应边缘边缘损伤准PCB制造工的外形尺寸公差，高精度用可要求±

0.05mm元器件到PCB的最小距离，避免装配和加工

3.28-10标准安装孔径孔距离边缘mm mm丝标径虑丝边缘开适合M3螺的准安装孔直，需考螺公差和装配便利性安装孔中心到PCB的推荐最小距离，防止板材裂设计够标统关键骤须义虑间边缘状圆异应结PCB的机械是确保其能正确安装在目系中的步外形尺寸必精确定，考机箱或底板的安装空形可能包含非矩形特征，如角、凹槽或形切口，以适特定的机械构减轻或重量统连数径围设铜丝导电连设计为安装孔是PCB与机械系接的主要方式孔的位置、量和直需根据固定方式和承重要求确定孔周通常置无区域，避免螺与体接触造成短路对于需要气接的安装孔，可金属连设计连统时别连化孔并接到地平面在多板接的系，需特注意接器的对准和机械耦合测试点设计测试产维护过验证电关键测试设计显维测试点是PCB生和程中路功能的接口良好的点可著提高制造良率和修效率点可分为种类测试焊盘径为专测试过镀测试连统级测几型表面直通常1-

1.5mm、用孔通常金以提高接触可靠性和接器用于系试测试规则够间应测试针挡关键测试应点的布局需遵循一定保持足的距通常≥

2.5mm以适探；避免被高大元件阻；信号点时测测试应标识丝标记图纸动测试设备测试标集中布置，便于同量；点有明确，如印或参考对于自ICT，点的坐需精确定义虑针带应测试电响应谨慎设计，并考探接触力可能来的机械力对于高速信号，点的寄生容可能影信号完整性，制造工艺流程PCB材料准备与切割1选择设计选择合适的基板材料如FR-4，根据尺寸裁切材料考虑电层备内层铜气性能、机械强度和成本要求对于多板，准外图形转移与蚀刻绝缘频应氟箔和材料高用可能使用特殊材料如聚四乙烯基板丝设计图转铜蚀使用光刻或网印刷将形移到箔上涂覆光致抗剂过显护图药叠层压合多层板，通掩模曝光，影形成保案然后使用化学液通常氯铜氯铁蚀护铜导图是化或化溶液刻未保的，形成体形层内层绝缘层预设计顺叠多板制造中，将板与浸料按序合，在温压压预环氧树热动高高下制成整体浸料中的脂在加后流并固钻孔与金属化层这过温压时间4化，将各牢固粘合一程需精确控制度、力和数钻钻过钻进使用控床在PCB上出所需的孔和安装孔孔后行去处过积电镀艺积铜层实现阻焊与丝印毛刺理，然后通化学沉和工在孔壁沉，层间电连这层关不同之的气接一步对于多板的功能至重要焊为绿护导仅焊盘涂覆阻膜通常色保体，留下和接触区域然丝标识极标记焊层护铜后印刷白色印元件位置、性和参考阻保导环响丝则测试体免受境影，印便于人工装配和表面处理工艺PCB热风整平有机保焊膜HASL OSPHASLHotAir SolderLeveling是OSPOrganic Solderability种传统经济处艺铜层一且的表面理工Preservative在表面涂覆一薄锡铅铅焊氧焊PCB浸入熔融或无料中，的有机膜，防止化并保持接热焊这种艺然后用空气吹平多余料HASL性工成本低、平整度好、优焊质环铅质较个点是成本低、接性好、保期保无；但保期短通常6细焊较长；缺点是平整度不佳，不适合月，且接窗口窄，多次回流可间传统导护层细间距元件和BGA封装HASL使能致保失效OSP适合锡铅现环贴设用合金，在更多使用保的距表面装和对平整度有要求的铅艺计费电领应无HASL工，在消子域用广泛镍金ENIG艺铜积层镍ENIGElectroless NickelImmersion Gold工在表面依次沉一和一层层护镍层氧镍层则为铜焊间扩屏薄金金保下面的不被化，作和料之的散障优异焊较质个细间ENIG具有的平整度、良好的接性和长的保期12月以上，适合线键较垫险距元件和金合缺点是成本高，且存在黑Black Pad缺陷风生产文件输出文件准备Gerber层图数包含所有PCB制造的形据钻孔文件生成义径定所有孔的位置和直信息装配图和坐标文件导贴详细指SMT片和元件装配的信息检查与确认DFM验证文件完整性和制造可行性业标顶层铜层铜内层铜顶层焊层焊Gerber是PCB制造的准文件格式，通常包括Top、底Bottom、Inner1,Inner

2...、阻TopMask、底阻顶层丝层丝现设计它义单径BottomMask、印TopSilk、底印BottomSilk和板框Outline等文件代PCB使用RS-274X格式，包含光圈定，无需独的孔表钻标径还备说处设计联严孔文件通常使用Excellon格式，包含所有孔的坐和直此外需要提供注文件明板厚、材料、表面理和特殊要求，以及者系方式格的规则录结构应专检查认文件命名和目有助于避免混淆在提交制造前，使用用工具如GerbView文件完整性，并与PCB厂商确要求装配文件与表制作BOM标识数规应序号元件量型号格封装供商1R1-R101010KΩ±50603国巨%/YAGEO2C1-C55100nF/50603三星0V/Samsung3U11STM32F LQFP48意法/ST103C8T6从组导档档装配文件是PCB制造到装的重要指文完整的装配文包括BOM表物料清单图贴标详细标识、装配和片坐文件BOM表列出所有元器件的信息，包括元件符如数规应须误R

1、C

1、量、完整型号格、推荐供商和替代品BOM表必精确无，并与原图设计理和PCB保持一致图顶层层图标个极标记装配一般包括和底元件分布，清晰示每元件的位置、方向和性关键释贴标个对于元件，可添加特殊安装注片坐文件Pick andPlace file包含每标转动贴档应标SMT元件的精确X-Y坐和旋角度，用于自片机文中明确注PCB版本、艺产过装配版本和任何特殊工要求，确保生程可追溯和一致性制造与焊接工艺PCBA锡膏印刷过属锡焊盘艺通金模板将膏精确印刷到PCB上，是SMT工的第一步元件贴装动贴锡使用自片机将SMT元件准确放置到膏位置回流焊接过焊炉锡连PCB通回流，膏熔化后冷却固化形成可靠接插件焊接焊手工或波峰接通孔元件，完成PCBA制造贴术现电产艺数锡质表面装技SMT是代子品制造的主流工，适用于大多小型元件膏印刷量直响焊动贴视觉统识别标记接影接可靠性，需精确控制厚度和位置自片机使用系元件和PCB，焊温线设计预热润个确保精确放置回流接度曲根据元件要求，通常包括、浸、回流和冷却四阶段贴连艺对于无法表面装的元件，如某些接器和大功率器件，需采用通孔插装THT工插装可以焊选择焊设备产复杂艺手工完成，也可使用波峰或性接批量生PCB可能需要混合工，先完成进焊个过严质检验线动SMT后再行插装接整制造程需格的量控制，包括首件、在AOI自光学检测终测试和最功能焊接缺陷与返修虚焊与冷焊锡桥与元件立碑返修技术BGA虚焊焊内连锡桥邻焊盘间焊复杂焊难观是指点表面看似正常但部接不是指相之形成的料短路，BGA等封装的接缺陷以直接焊温焊盘污锡过错导检测过良的缺陷，通常由接度不足、通常由膏印刷量或元件位致元察，通常需借助X光返修程包括焊导焊则现为焊专热染或元件可性差致冷表件立碑Tombstoning是指小型元件如使用用的风返修台移除缺陷元件，清没属电电现焊盘锡点表面暗淡、粗糙，有典型的金光0402阻、容一端抬起的象，通常理，重新涂覆膏，精确放置新器件泽这种导电间焊盘热导复锡桥进焊个过温两缺陷都会致路歇性故由两端受不均致修可使并行回流接整程需精确控制问题复锡带锡枪现线围损障，是PCB制造中的常见修方法用吸或吸；而立碑象需重新放度曲，避免对PCB和周元件造成热焊时焊焊伤别层过温是重新加点，必要添加适量料置元件并接特是对于多板，高的度可能导内层变致形检查与测试方法PCB目视检查自动光学检测AOI检查观图•人工外缺陷•高精度相机捕捉像焊质评标•点量初步估•算法比对准模板极认动识别焊•元件性与方向确•自接缺陷电气功能测试光检测X针测试检查焊•飞ICT•穿透BGA点边扫发现隐内•界描JTAG•藏的部缺陷电测试层连验证•功能路FCT•多板通性常见设计错误及规避问题EMI时钟线屏过•未蔽或长连续•接地平面不线规•高速信号走不范电滤•源波不足短路风险焊盘间过•距小铜间隙•皮不足过线•孔与走太近热设计•敏区域不当信号完整性•差分对不等长•阻抗不匹配过数过•孔量多扰问题•反射和串制造问题虑•未考最小加工能力焊开•阻窗不合理测试•点缺失热设计•散不足实战案例分析单片机控制板1设计需求设计方案与要点单实现设计顶层线层一款基于STM32F103片机的控制板，需要多路AD采•采用双面板，主要布置元器件和信号，底为为集、PWM控制和串口通信功能PCB尺寸限制作地平面设计虑单设连线80mm×50mm，双面板，需考成本和可靠性平•片机放置在PCB中央位置，最小化与外的长度关键证扰设计热为拟设远数电开关电衡挑战包括信号完整性保、抗干和管理•模信号置独立区域，离字路和源电开关电结•源部分采用LDO和源合的方案，平衡效率和该业环温围板需要在工境中运行，度范-20℃至70℃，相对噪声湿电输为载转换为关键设计扰度5%至95%源入12V DC，板

3.3V和•信号使用差分对，增强抗干能力统电线5V两路系源需要支持在固件更新，并提供良好的电别单电调试•充分使用去耦容，特在片机源引脚附近接口预测试调试开发维护•留充分的点和接口，便于后期和过减•使用孔网格增强接地性能，少地阻抗实战案例分析高频射频板2需求与挑战设计频线块实现频一款工作在

2.4GHz段的无通信模，需要低噪声放大、混和带处关键频基理功能挑战包括射信号完整性、阻抗匹配和EMI控制PCB尺紧凑层设计寸，信号密度高，要求四板层叠设计2层结构顶层频层层电采用四板射信号、第二地平面、第三源平面、底层数频线带线设计为线宽计字信号射走使用微，控制特性阻抗50Ω，算考虑电数板厚和介常射频布局布线频数围栏线络线连射部分与字部分明确分区，使用接地隔离天匹配网靠近天传输线关键频设计接器，最小化长度射信号采用等长，避免相位偏差优化EMC关键频预属屏罩缝隙设计减射器件上方留金蔽安装位置地平面采用最小化，辐处滤传导扰设计少射I/O接口增加EMI波器，抑制干多点接地方案，降低地阻抗实战案例分析开关电源板3设计输输开关电电实现转换负输一款12V入、多路出5V/3A,

3.3V/2A,-12V/

0.5A的源板采用同步整流Buck路高效率DC-DC，出设计优热电标纹态响应使用反激式拓扑核心挑战是效率化、管理和EMI控制源性能目包括效率90%、波50mV、瞬5%设计关键环积减电紧凑够热间输输滤电应点包括功率路面最小化，少寄生感；功率器件布局但留有足散空；入出波容靠近相端子，电径宽线过热热铜过阵屏设计最小化ESR和ESL；大流路使用走和多孔，降低阻抗；点区域增加散皮和孔列；EMI敏感区域增加蔽；馈线远测试结显该电满载条达温内辐反走离噪声源，保持短而直接果示，源板在件下效率

92.5%，升控制在45℃以，EMI射符合标EN55022Class B准设计趋势PCB小型化电产轻发设计进关键术连极细线艺实现线随着子品不断向薄化展，PCB正朝着更高密度、更小尺寸的方向演技包括HDI高密度互、微通孔、埋入式元件和路最新工可40μm宽间层间径缩线电电内进节间/距，甚至更小微通孔直已小至75μm以下，大大提高了布密度部分无源元件如阻、容可直接埋入PCB部，一步省空高速化数传输续设计应现设计从级进这设计关扰据速率持提升，PCB需适新的挑战代高速已Gbps入10Gbps、25Gbps甚至更高速率要求者更加注信号完整性、阻抗控制和串抑制损纤频应进术协为设计备帮设计预测决新材料如改性PTFE、低耗玻材料在高高速用中日益普及先的仿真技如SI/PI/EMI同仿真已成高速PCB的必工具，助者在制造前和解潜在问题多功能化仅电连载变为种复刚结电弯叠应维间导热应时热PCB不再是气互的体，正演集成多功能的合平台柔性PCB和柔合板使得路可以曲、折，适三空布局材料的用使PCB同承担散功术内创紧凑统进传线为统级能嵌入式无源和有源器件技将元件直接集成到PCB部，造更的系未来PCB可能一步集成感、能量收集、无通信等功能，成真正的系平台绿色环保要求合规RoHS欧电产质盟RoHSRestriction ofHazardous Substances指令限制子品中有害物的使用最铅镉铬溴联苯溴苯醚种邻苯新版本RoHS

3.0限制、汞、、六价、多PBB、多二PBDE和四二酯设计选择别铅焊甲酸DEHP、BBP、DBP、DIBP的含量PCB需符合RoHS的材料，特是无处艺料和表面理工无卤素要求氯溴烧时释产蚀质卤素主要是和在燃会放有毒气体并生腐性物无卤素PCB使用不含卤素阻燃剂氮术这类疗领的基材，通常基于磷或化合物的阻燃技PCB在医、航空等对安全要求高的域越欢义为溴氯总来越受迎无卤素材料通常被定和含量均低于900ppm，卤素含量低于1500ppm与可回收性WEEE欧电产盟WEEEWaste Electricaland ElectronicEquipment指令要求子品易于拆解和回设计过选择减种类胶收PCB可通更易回收的材料、少材料、避免永久性接等方式提高可回收设计时虑产结处选择环处艺难复性考品生命周期束后的理，保型表面理工，避免使用以分离的合材料法规REACH欧规盟REACHRegistration,Evaluation,Authorization andRestriction ofChemicals法产业关关质单该单设管控化学品在品中的使用PCB行需注SVHC高注度物清，清定期更新计应应链规备应质者了解所用材料的化学成分，确保供合，并准对未来可能的物限制设计资源与参考文献权威书籍数设计电设计师•《高速字路指南》-Howard Johnson电设计•《印制路板与制造》-Clyde F.Coombs简•《信号完整性化》-Eric Bogatin电设计测试•《EMC磁兼容与案例》-Mark I.Montrose行业标准设计标•IPC-2221:印制板通用准贴设计标•IPC-7351:表面装准标•IPC-A-600:印制板可接受性准刚鉴规•IPC-6012:性印制板定和性能范在线资源设计杂•PCB志www.pcbdesign

007.com电设计•EDN子网www.edn.com术•Altium Designer技社区电术协资•IEEE子元件制造技会源社区与论坛论坛•EEVblog电•Reddit子社区r/electronics,r/PrintedCircuitBoard设计师联•PCB盟电问•Stack Exchange子工程答社区设计职业发展路径PCB入门级设计师PCB级设计师经验够处简单设计务导图入门通常有1-2年，能理的PCB任主要工作包括在指下完成原理捕获线维护库阶种设计软、PCB布局布，以及元件此段需掌握至少一主流PCB件的基本操作，了解基本设计规则艺资围为级师发术的和制造工薪范通常初工程水平，展方向是提升技深度和独立工作能力中级设计师PCB级设计师经验够复杂设计项内处层设中通常具有3-5年，能独立完成中等度的目工作容包括理多板计术阶设计软类、高密度布局、信号完整性控制等技挑战此段需深入掌握件功能，了解各元器件特处问题级设计师开软团队协资性，能理EMI/EMC中可能始参与跨部门合作，与机械、件同工作，薪处业于行中等水平高级设计师PCB级设计师拥经验够处复杂术设计项内扩高通常有5年以上，能理高度和高技要求的目工作容展到设计术难关设计标阶设计频设计电方案制定、技点攻、准建立等此段需要掌握高速、射、源完专业识备项级设计师为团队术带头导级设计整性等知，具目管理能力高往往成技人，指初中师术决资较职业发转专径，并参与技策薪水平高，展可向家或管理路设计专家经理PCB/达专级别设计师经验种设计领够决复杂术到家的PCB通常有10年以上，精通多域，能解最的技内术规划设计优团队设业务专专挑战工作容包括技战略、流程化、建和拓展家可能注于某个领设计频设计为权转岗负责个设计团队阶垂直域如高速、射成威，或向管理位整此段的专业为业讲师术顾问资响达顶级人士可能成行、技作者或，薪和影力到水平课程总结与问答核心知识体系从础级设计习径PCB基到高技巧的完整学路实用设计技能线实布局布、信号完整性、EMC等战能力工程方法论3统决设计问题系化解PCB的思路和方法行业最佳实践4实际项经验训来自工程目的和教过课习您经设计础识从概复杂设计术从图绘产输们统通本程的学，已掌握了PCB的基知和核心技能PCB的基本念到的高速技，原理制到生文件出，我系讲设计个环节过实论识实际应值地解了PCB的各，并通战案例分析展示了理知在用中的价设计电电艺综术习实践课为您坚实础帮您电PCB是一门融合了子学、磁学、材料学和工学的合性技，需要不断学和才能精通希望本程提供了的基，助在设计领进们励您继续习领级识数设计频设计电设计为专业设计师子域不断步我鼓深入学特定域的高知，如高速字、射或源等，成的PCB工程。