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PCB基本設(shè)計(jì)流程
在現(xiàn)代電子制造業(yè)中，PCB（印制電路板）是不可或缺的基石。它是電子元器件的載體，承載著電路連接和信號(hào)傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。PCB的設(shè)計(jì)流程是一個(gè)精密而復(fù)雜的過程，它涉及到電路設(shè)計(jì)、布局、布線等多個(gè)環(huán)節(jié)。以下是小編整理的PCB基本設(shè)計(jì)流程，僅供參考，希望能夠幫助到大家。
PCB基本設(shè)計(jì)流程
一般PCB基本設(shè)計(jì)流程如下：前期準(zhǔn)備->PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)->PCB布局->布線->布線優(yōu)化和絲印->網(wǎng)絡(luò)和DRC檢查和結(jié)構(gòu)檢查->制版。
第一：前期準(zhǔn)備。
這包括準(zhǔn)備元件庫和原理圖�！肮び破涫拢叵壤淦鳌�，要做出一塊好的板子，除了要設(shè)計(jì)好原理之外，還要畫得好。在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)之前，首先要準(zhǔn)備好原理圖SCH的元件庫和PCB的元件庫。元件庫可以用peotel自帶的庫，但一般情況下很難找到合適的，最好是自己根據(jù)所選器件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸資料自己做元件庫。原則上先做PCB的元件庫，再做SCH的元件庫。PCB的元件庫要求較高，它直接影響板子的安裝;SCH的元件庫要求相對(duì)比較松，只要注意定義好管腳屬性和與PCB元件的對(duì)應(yīng)關(guān)系就行。PS：注意標(biāo)準(zhǔn)庫中的隱藏管腳。之后就是原理圖的設(shè)計(jì)，做好后就準(zhǔn)備開始做PCB設(shè)計(jì)了。
第二：PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
這一步根據(jù)已經(jīng)確定的電路板尺寸和各項(xiàng)機(jī)械定位，在PCB設(shè)計(jì)環(huán)境下繪制PCB板面，并按定位要求放置所需的接插件、按鍵/開關(guān)、螺絲孔、裝配孔等等。并充分考慮和確定布線區(qū)域和非布線區(qū)域(如螺絲孔周圍多大范圍屬于非布線區(qū)域)。
第三：PCB布局。
布局說白了就是在板子上放器件。這時(shí)如果前面講到的準(zhǔn)備工作都做好的話，就可以在原理圖上生成網(wǎng)絡(luò)表(Design->CreateNetlist)，之后在PCB圖上導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表(Design->LoadNets)。就看見器件嘩啦啦的全堆上去了，各管腳之間還有飛線提示連接。然后就可以對(duì)器件布局了。一般布局按如下原則進(jìn)行：
①.按電氣性能合理分區(qū)，一般分為：數(shù)字電路區(qū)(即怕干擾、又產(chǎn)生干擾)、模擬電路區(qū)
(怕干擾)、功率驅(qū)動(dòng)區(qū)(干擾源);
②.完成同一功能的電路，應(yīng)盡量靠近放置，并調(diào)整各元器件以保證連線最為簡潔;同時(shí)，調(diào)整各功能塊間的相對(duì)位置使功能塊間的連線最簡潔;
③.對(duì)于質(zhì)量大的元器件應(yīng)考慮安裝位置和安裝強(qiáng)度;發(fā)熱元件應(yīng)與溫度敏感元件分開放置，必要時(shí)還應(yīng)考慮熱對(duì)流措施;
�、�.I/O驅(qū)動(dòng)器件盡量靠近印刷板的邊、靠近引出接插件;
�、�.時(shí)鐘產(chǎn)生器(如：晶振或鐘振)要盡量靠近用到該時(shí)鐘的器件;
⑥.在每個(gè)集成電路的電源輸入腳和地之間，需加一個(gè)去耦電容(一般采用高頻性能好的獨(dú)石電容);電路板空間較密時(shí)，也可在幾個(gè)集成電路周圍加一個(gè)鉭電容。
�、�.繼電器線圈處要加放電二極管(1N4148即可);
⑧.布局要求要均衡，疏密有序，不能頭重腳輕或一頭沉
――需要特別注意，在放置元器件時(shí)，一定要考慮元器件的實(shí)際尺寸大小(所占面積和高度)、元器件之間的相對(duì)位置，以保證電路板的電氣性能和生產(chǎn)安裝的可行性和便利性同時(shí)，應(yīng)該在保證上面原則能夠體現(xiàn)的
前提下，適當(dāng)修改器件的擺放，使之整齊美觀，如同樣的器件要擺放整齊、方向一致，不能擺得“錯(cuò)落有致”。這個(gè)步驟關(guān)系到板子整體形象和下一步布線的難易程度，所以一點(diǎn)要花大力氣去考慮。布局時(shí)，對(duì)不太肯定的地方可以先作初步布線，充分考慮。
第四：布線。
布線是整個(gè)PCB設(shè)計(jì)中最重要的工序。這將直接影響著PCB板的性能好壞。在PCB的設(shè)計(jì)過程中，布線一般有這么三種境界的劃分：首先是布通，這時(shí)PCB設(shè)計(jì)時(shí)的最基本的要求。如果線路都沒布通，搞得到處是飛線，那將是一塊不合格的板子，可以說還沒入門。其次是電器性能的滿足。這是衡量一塊印刷電路板是否合格的標(biāo)準(zhǔn)。這是在布通之后，認(rèn)真調(diào)整布線，使其能達(dá)到最佳的電器性能。接著是美觀。假如你的布線布通了，也沒有什么影響電器性能的地方，但是一眼看過去雜亂無章的，加上五彩繽紛、花花綠綠的，那就算你的電器性能怎么好，在別人眼里還是垃圾一塊。這樣給測試和維修帶來極大的不便。布線要整齊劃一，不能縱橫交錯(cuò)毫無章法。這些都要在保證電器性能和滿足其他個(gè)別要求的情況下實(shí)現(xiàn)，否則就是舍本逐末了。布線時(shí)主要按以下原則進(jìn)行：
�、�.一般情況下，首先應(yīng)對(duì)電源線和地線進(jìn)行布線，以保證電路板的電氣性能。在條件允許的范圍內(nèi)，盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關(guān)系是：地線>電源線>信號(hào)線，通常信號(hào)線寬為：0.2～0.3mm，最細(xì)寬度可達(dá)0.05～0.07mm，電源線一般為1.2～2.5mm。對(duì)數(shù)字電路的PCB可用寬的地導(dǎo)線組成一個(gè)回路,即構(gòu)成一個(gè)地網(wǎng)來使用(模擬電路的地則不能這樣使用)
�、�.預(yù)先對(duì)要求比較嚴(yán)格的線(如高頻線)進(jìn)行布線，輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行，以免產(chǎn)生反射干擾。必要時(shí)應(yīng)加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產(chǎn)生寄生耦合。
�、�.振蕩器外殼接地，時(shí)鐘線要盡量短，且不能引得到處都是。時(shí)鐘振蕩電路下面、特殊高速邏輯電路部分要加大地的面積，而不應(yīng)該走其它信號(hào)線，以使周圍電場趨近于零;
�、�.盡可能采用45o的折線布線，不可使用90o折線，以減小高頻信號(hào)的輻射;(要求高的線還要用雙弧線)
�、�.任何信號(hào)線都不要形成環(huán)路，如不可避免，環(huán)路應(yīng)盡量小;信號(hào)線的過孔要盡量少;
�、�.關(guān)鍵的線盡量短而粗，并在兩邊加上保護(hù)地。
�、�.通過扁平電纜傳送敏感信號(hào)和噪聲場帶信號(hào)時(shí)，要用“地線-信號(hào)-地線”的方式引出。
⑧.關(guān)鍵信號(hào)應(yīng)預(yù)留測試點(diǎn)，以方便生產(chǎn)和維修檢測用
�、�.原理圖布線完成后，應(yīng)對(duì)布線進(jìn)行優(yōu)化;同時(shí)，經(jīng)初步網(wǎng)絡(luò)檢查和DRC檢查無誤后，對(duì)未布線區(qū)域進(jìn)行地線填充，用大面積銅層作地線用,在印制板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用�；蚴亲龀啥鄬影澹娫�，地線各占用一層。
―PCB布線工藝要求
�、�.線
一般情況下，信號(hào)線寬為0.3mm(12mil)，電源線寬為0.77mm(30mil)或1.27mm(50mil);線與
線之間和線與焊盤之間的距離大于等于0.33mm(13mil)，實(shí)際應(yīng)用中，條件允許時(shí)應(yīng)考慮加大距離;布線密度較高時(shí)，可考慮(但不建議)采用IC腳間走兩根線，線的寬度為0.254mm(10mil)，線間距不小于0.254mm(10mil)。
特殊情況下，當(dāng)器件管腳較密，寬度較窄時(shí)，可按適當(dāng)減小線寬和線間距。
�、�.焊盤(PAD)
焊盤(PAD)與過渡孔(VIA)的基本要求是：盤的直徑比孔的直徑要大于0.6mm;例如，通用插腳式電阻、電容和集成電路等，采用盤/孔尺寸1.6mm/0.8mm(63mil/32mil)，插座、插針和二極管1N4007等，采用1.8mm/1.0mm(71mil/39mil)。實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際元件的尺寸來定，有條件時(shí)，可適當(dāng)加大焊盤尺寸;PCB板上設(shè)計(jì)的元件安裝孔徑應(yīng)比元件管腳的實(shí)際尺寸大0.2～0.4mm左右。
�、�.過孔(VIA)
一般為1.27mm/0.7mm(50mil/28mil);
當(dāng)布線密度較高時(shí)，過孔尺寸可適當(dāng)減小，但不宜過小，可考慮采用1.0mm/0.6mm(40mil/24mil)。
�、�.焊盤、線、過孔的間距要求
PADandVIA：≥0.3mm(12mil)
PADandPAD：≥0.3mm(12mil)
PADandTRACK：≥0.3mm(12mil)
TRACKandTRACK：≥0.3mm(12mil)
密度較高時(shí)：
PADandVIA：≥0.254mm(10mil)
PADandPAD：≥0.254mm(10mil)
PADandTRACK：≥0.254mm(10mil)
TRACKandTRACK：≥0.254mm(10mil)
第五：布線優(yōu)化和絲印。
“沒有最好的，只有更好的”!不管你怎么挖空心思的去設(shè)計(jì)，等你畫完之后，再去看一看，還是會(huì)覺得很多地方可以修改的。一般設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)是：優(yōu)化布線的時(shí)間是初次布線的時(shí)間的兩倍。感覺沒什么地方需要修改之后，就可以鋪銅了(Place->polygonPlane)。鋪銅一般鋪地線(注意模擬地和數(shù)字地的分離)，多層板時(shí)還可能需要鋪電源。時(shí)對(duì)于絲印，要注意不能被器件擋住或被過孔和焊盤去掉。同時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)正視元件面，底層的字應(yīng)做鏡像處理，以免混淆層面。
第六：網(wǎng)絡(luò)和DRC檢查和結(jié)構(gòu)檢查。
首先，在確定電路原理圖設(shè)計(jì)無誤的前提下，將所生成的PCB網(wǎng)絡(luò)文件與原理圖網(wǎng)絡(luò)文件進(jìn)行物理連接關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)檢查(NETCHECK)，并根據(jù)輸出文件結(jié)果及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修正，以保證布線連接關(guān)系的正確性;網(wǎng)絡(luò)檢查正確通過后，對(duì)PCB設(shè)計(jì)進(jìn)行DRC檢查，并根據(jù)輸出文件結(jié)果及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修正，以保證PCB布線的電氣性能。最后需進(jìn)一步對(duì)PCB的機(jī)械安裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查和確認(rèn)。
第七：制版。
在此之前，最好還要有一個(gè)審核的過程。
PCB設(shè)計(jì)是一個(gè)考心思的工作，誰的心思密，經(jīng)驗(yàn)高，設(shè)計(jì)出來的板子就好。所以設(shè)計(jì)時(shí)要極其細(xì)心，充分考慮各方面的因數(shù)(比如說便于維修和檢查這一項(xiàng)很多人就不去考慮)，精益求精，就一定能設(shè)計(jì)出一個(gè)好板子。
PCB基本設(shè)計(jì)流程
一、前期準(zhǔn)備
PCB設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備階段是整個(gè)設(shè)計(jì)流程的基礎(chǔ)。在這一階段，設(shè)計(jì)師需要明確設(shè)計(jì)目標(biāo)，了解項(xiàng)目需求，收集相關(guān)資料。同時(shí)，還需要準(zhǔn)備元件庫和原理圖。元件庫是PCB設(shè)計(jì)中不可或缺的一部分，它包含了所有在電路板上使用的元器件的詳細(xì)信息，如尺寸、引腳數(shù)量、封裝形式等。原理圖則是電路設(shè)計(jì)的核心，它展示了電路中各個(gè)元器件的連接方式和信號(hào)流向。
二、PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)師需要根據(jù)電路板的尺寸和機(jī)械定位要求，在PCB設(shè)計(jì)環(huán)境下繪制PCB板面。這一階段需要充分考慮布線區(qū)域和非布線區(qū)域，如螺絲孔周圍多大范圍屬于非布線區(qū)域等。同時(shí)，還需要根據(jù)實(shí)際需求添加接插件、按鍵/開關(guān)、螺絲孔、裝配孔等必要的機(jī)械結(jié)構(gòu)。
三、PCB布局
PCB布局是設(shè)計(jì)流程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在這一階段，設(shè)計(jì)師需要將原理圖上的元器件按照一定規(guī)則放置在PCB板面上。布局時(shí)需要考慮元器件的實(shí)際尺寸大小、所占面積和高度，以及元器件之間的相對(duì)位置，以保證電路板的電氣性能和生產(chǎn)安裝的可行性和便利性。同時(shí)，還需要注意布局的整齊美觀，如同樣類型的器件要擺放整齊、方向一致等。
四、布線
布線是PCB設(shè)計(jì)中最為復(fù)雜和繁瑣的環(huán)節(jié)之一。在這一階段，設(shè)計(jì)師需要根據(jù)電路原理圖將各個(gè)元器件連接起來，形成完整的電路網(wǎng)絡(luò)。布線時(shí)需要考慮信號(hào)的傳輸質(zhì)量、電磁兼容性、散熱性能等多個(gè)因素。同時(shí)，還需要注意布線的層次和走線方式，以避免出現(xiàn)信號(hào)干擾和電磁泄漏等問題。
五、優(yōu)化和檢查
在完成布線后，設(shè)計(jì)師還需要對(duì)電路板進(jìn)行優(yōu)化和檢查。優(yōu)化主要是為了提高電路板的性能和可靠性，如優(yōu)化布線方式、添加散熱結(jié)構(gòu)、增加濾波電路等。檢查則是為了確保電路板的設(shè)計(jì)符合規(guī)范和要求，如檢查網(wǎng)絡(luò)連接是否正確、元件是否遺漏或錯(cuò)誤等。此外，還需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)和DRC（設(shè)計(jì)規(guī)則檢查）檢查以及結(jié)構(gòu)檢查等。
六、制版
經(jīng)過優(yōu)化和檢查無誤后，就可以進(jìn)行制版了。制版是將設(shè)計(jì)好的PCB文件轉(zhuǎn)換為實(shí)際電路板的過程。在制版過程中，需要選擇合適的材料和工藝參數(shù)，以確保電路板的質(zhì)量和性能。同時(shí)，還需要注意制板過程中的各種細(xì)節(jié)問題，如板材的平整度、孔位的精度等。
總結(jié)而言，PCB基本設(shè)計(jì)流程是一個(gè)復(fù)雜而精密的過程。它需要設(shè)計(jì)師具備豐富的電子知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，能夠熟練掌握各種設(shè)計(jì)軟件和工具的使用。通過不斷的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，設(shè)計(jì)師可以不斷提高自己的設(shè)計(jì)水平，為電子制造業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。
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