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      PCB設計

      PCB設計流程包括哪些必備步驟?PCB設計步驟介紹

      發布時間:2016-05-09 01:16:29

      PCB設計流程中各步驟的具體內容

      PCB設計中,一般采用雙面板或多面板,每一層的功能區分都很明確。在多層結構中零件的封裝有兩種情況:一種是針式封裝,即焊點的導孔是貫穿整個電路板的;另一種是SMT封裝,其焊點只限于表面層。元器件的跨距是指元器件成形后的端子之間的距離。

      pcb設計流程圖

      PCB的設計流程圖

      一般PCB印刷電路板的基本設計流程如下:畫原理圖、PCB物理結構設計、PCB布局、布線、布線優化和絲印、網絡和DRC檢查和結構檢查—制板。

      PCB設計流程

      畫原理圖

      要做出一塊好的板子,除了要設計好原理之外,還要畫得好。好的原理圖的標準是原理清晰易懂?層次分明?連線很有規則等。

      PCB物理結構設計

      在執行這一步前,首先要明白要設計的電路板的應用場合和環境。例如,實際應用對PCB的形狀和尺寸有嚴格的規定,那么PCB的形狀和尺寸就要按照規定來制作;如果需

      要對PCB有固定孔,在這一步也要將固定孔的位置確定下來,并設置禁止布線區的大小。

      PCB布局

      說白了就是在板子上放器件。

      一般布局按如下原則進行。

      1. 按電氣性能合理分區,一般分為:數字電路區(即怕干擾?又產生干擾)?模擬電路區(怕干擾)?功率驅動區(干擾源)。

      2. 完成同一功能的電路,應盡量靠近放置,并調整各元器件以保證連線最為簡潔;同時,調整各功能塊間的相對位置使功能塊間的連線最簡潔。

      3. 對于質量大的元器件應考慮安裝位置和安裝強度;發熱元件應與溫度敏感元件分開放置,必要時還應考慮散熱措施。

      4. I/O驅動器件盡量靠近印刷板的邊,靠近引出接插件。

      5. 時鐘產生器(如晶振或鐘振)要盡量靠近用到該時鐘的器件。

      6. 在每個集成電路的電源輸入腳和地之間,需加一個去耦電容(一般采用高頻性能好的獨石電容);電路板空間較密時,也可在幾個集成電路周圍加一個鉭電容。

      7. 繼電器線圈處要加放電二極管。

      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,一定要考慮元器件的實際尺寸大小(所占面積和高度)和元器件之間的相對位置,以保證電路板的電氣性能和生產安裝的可行性和便利性。設計者應該清楚電路板的安裝位置,如果安裝空間狹小,就考慮將一些較高器件折彎處理,PCB背面盡量少放器件。同時,應該在保證上述原則能夠體現的前提下,適當修改器件的擺放,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“錯落有致”。這個步驟關系到板子整體形象和下一步布線的難易程度,所以一定要花大力氣去考慮。布局時,對不太肯定的地方可以先做初步布線,然后充分考慮。

      布線

      布線是整個PCB設計中最重要的工序。這將直接影響著PCB板的性能好壞。布線有兩種方法。第一種方法是:可以在原理圖上生成網絡表(Design→Create Net pst),之后在PCB圖上導入網絡表(Design→Load Nets)。導入之后就看見器件全堆上去了,各管腳之間還有飛線提示連接。然后就可以對器件布局了。第二種方法是:按照原理圖需要的器件一個一個添加。本書推薦第二種方法,因為第一種方法導入網絡表后PCB圖上器件非常凌亂,還是要設計者一個一個地查找,效率很低。

      布線時主要按以下原則進行。

      1. 一般情況下,首先應對電源線和地線進行布線,以保證電路板的電氣性能。在條件允許的范圍內,盡量加寬電源?地線寬度,最好是地線比電源線寬,它們的關系是:地線>電源線>信號線,通常信號線寬為:0.2~0.3mm,最細寬度可達0.05~0.07mm,電源線一般為1.2~2.5mm。對數字電路的PCB可用寬的地導線組成一個回路,即構成一個地網來使用(模擬電路的地則不能這樣使用)。

      2. 預先對要求比較嚴格的線(如高頻線)進行布線,輸入端與輸出端的邊線應避免相鄰平行,以免產生反射干擾。必要時應加地線隔離,兩個相鄰層的布線要互相垂直,平行容易產生寄生耦合。

      3. 振蕩器外殼接地,時鐘線要盡量短,且不能引得到處都是。時鐘振蕩電路下面?特殊高速邏輯電路部分要加大地的面積,而不應該走其他信號線,以便使周圍電場趨近于零。

      4. 盡可能采用45°的折線布線,不可使用90°折線,以減小高頻信號的輻射(要求高的線還要用雙弧線)。

      5. 任何信號線都不要形成環路,如不可避免,環路應盡量小;信號線的過孔要盡量少。

      6. 關鍵的線盡量短而粗,并在兩邊加上保護地。

      7. 通過扁平電纜傳送敏感信號和噪聲場帶信號時,要用“地線—信號—地線”的方式引出。

      8. 關鍵信號應預留測試點,以方便生產和維修檢測用。

      8. 原理圖布線完成后,應對布線進行優化。

      同時,經初步網絡檢查和DRC檢查無誤后,對未布線區域進行地線填充,用大面積銅層作為地線用,在印刷板上把空白?無用的地方都與地相連接作為地線用,或是做成多層板,電源?地線各占用一層。

      布線優化和絲印

      “沒有最好的,只有更好的?!辈还苣阍趺赐诳招乃嫉娜ピO計,等你畫完之后,再去看一看,還是會覺得有很多地方可以修改。一般設計的經驗是:優化布線的時間是初次布線時間的兩倍。感覺沒什么地方需要修改之后,就可以鋪銅了(Place→polygon Plane)。鋪銅一般需要鋪地線(注意模擬地和數字地的分離),鋪多層板時可能還需要鋪電源。對于絲印,要注意不能被器件擋住或被過孔和焊盤去掉。同時,設計時正視元件面,底層的字應做鏡像處理,以免混淆層面。

      網絡DRC檢查和結構檢查

      首先,在確定電路原理圖設計無誤的前提下,將所生成的PCB網絡文件與原理圖網絡文件進行物理連接關系的網絡檢查(NETCHECK),并根據輸出文件結果及時對設計進行修正,以保證布線連接關系的正確性;網絡檢查正確通過后,對PCB設計進行DRC檢查,并根據輸出文件結果及時對設計進行修正,以保證PCB布線的電氣性能。最后需進一步對PCB的機械安裝結構進行檢查和確認。

      制板

      在制板之前,最好還要有一個審核的過程。PCB設計是一個考心思的工作,要求思維嚴謹,經驗豐富。所以設計時要極其細心,充分考慮各方面的因素(比如說便于維修和檢查這一項很多人就不去考慮),精益求精,就一定能設計出一個好板子。

      PCB設計步驟

      1.PCB設計前的準備工作繪制原理圖,然后生成網絡表。當然,如果是一個非常簡單的電路圖,可以直接進行PCB的設計。

      2.進入PCB設計系統根據個人習慣設計系統的環境參數,如格點的大小和類型、光標的大小和類型等,一般來說可以采用系統的默認值。

      3.設置電路板的有關參數對電路板的大小、電路板的層數等進行設置。

      4.引入生成的網絡表網絡表引入時,需要對電路原理圖設計中的錯誤進行檢查和修正。特別要注意的是在電路原理圖設計時一般不會涉及零件封裝的問題,但PCB設計的時候,零件封裝是必不可少的。

      5.布置各零件封裝的位置布置各零件封裝的位置,可利用系統的自動布局功能。但自動布局功能并不太完善,還需要進行手工調整各零件封裝的位置。

      6.進行布線規則設置布線規則包括對安全距離、導線形式等內容進行設置,這是進行自動布線的前提。

      7.進行自動布線PCB設計軟件的自動布線功能比較完善,一般的電路圖都是可以布通的;但有些線的布置并不令人滿意,還需要進行手工調整。

      8.通過打印機輸出或硬拷貝保存電路圖文件完成電路板的布線后,保存完成的電路線路圖文件,然后利用各種圖形輸出設備,如打印機或繪圖儀輸出電路板的布線圖。

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