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PCB线路板设计流程解析

发布时间 :2018-10-11 17:50 阅读 : 来源 :公司动态责任编辑 :深圳宏力捷PCB设计部
深圳宏力捷电子是一家专业从事电子产品设计(layout布线设计)的PCB设计公司,主要承接多层、高密度的PCB设计画板业务。拥有平均超过10年工作经验的PCB设计团队,能熟练运用市场主流PCB设计软件,专业高效沟通保证PCB设计进度,助您早一步抢占市场先机!接下来为大家介绍下PCB线路板设计的基本设计流程。
 
 
PCB线路板设计需提供资料:
1、原理图:可以产生正确网表(netlist)的完整电子文档格式;
2、机械尺寸:提供定位器件的具体位置、方向标识,以及具体限高位置区域的标识;
3、BOM 清单:主要是为了确定、检查原理图上器件指定封装信息;
4、布线指南:对于特殊信号具体要求的描述,以及阻抗、叠层等的设计要求。
 
PCB线路板设计的基本设计流程如下:
前期准备->PCB结构设计->PCB布局->布线->布线优化和丝印->网络和DRC检查和结构检查->制版。
 
一、前期准备
1、这包括准备元件库和原理图。“工欲善其事,必先利其器”,要做出一块好的板子,除了要设计好原理之外,还要画得好。在进行PCB设计之前,首先要准备好原理图SCH的元件库和PCB的元件库(这是第一步-很重要)。元件库可以用Protel自带的库,但一般情况下很难找到合适的,最好是自己根据所选器件的标准尺寸资料自己做元件库。
 
原则上先做PCB的元件库,再做SCH的元件库。PCB的元件库要求较高,它直接影响板子的安装;SCH的元件库要求相对比较松,只要注意定义好管脚属性和与PCB元件的对应关系就行。
PS:注意标准库中的隐藏管脚。之后就是原理图的设计,做好后就准备开始做PCB设计了。
 
2、制作原理图的库时注意引脚是否连上/输出PCB板后检查一下制作的库。
 
 
二、PCB结构设计
这一步根据已经确定的电路板平面尺寸和各项机械定位,在PCB设计环境下绘制PCB板面,并按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、数码管、指示灯、输入、输出、螺丝孔、装配孔等等.并充分考虑和确定布线区域和非布线区域(如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域)。
 
(需要特别注意,在放置元器件时,一定要考虑元器件的实际尺寸大小(所占面积和高度)、元器件之间的相对位置—空间尺寸,器件放置的面,以保证电路板的电气性能和生产安装的可行性和便利性同时,应该在保证上面原则能够体现的前提下,适当修改器件的摆放,使之整齐美观,如同样的器件要摆放整齐、方向一致,不能摆得“错落有致”)。
 
三、PCB布局
1、布局前确保原理图的正确无误—这很重要!-----非常重要!
原理图绘制完毕检查项目:电源网络、地网络等。
 
2、布局时要注意器件放置的面(特别是插件等)与器件的摆放方式(直插是卧放还是竖着放),以保证安装的可行性与便利性。
 
3、布局说白了就是在板子上放器件。这时如果前面讲到的准备工作都做好的话,就可以在原理图上生成网络表(Design->CreateNetlist),之后在PCB图上导入网络表(Design->LoadNets)。就看见器件哗啦啦的全堆上去了,各管脚之间还有飞线提示连接,然后就可以对器件布局了。
 
一般布局按如下原则进行:
布局时应确定好器件放置的面:一般来讲贴片要放同一面,插件要看具体的情况。
①按电气性能合理分区,一般分为:数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)、模拟电路区(怕干扰)、功率驱动区(干扰源);
②完成同一功能的电路,应尽量靠近放置,并调整各元器件以保证连线最为简洁;同时,调整各功能块间的相对位置使功能块间的连线最简洁;
③对于质量大的元器件应考虑安装位置和安装强度;发热元件应与温度敏感元件分开放置,必要时还应考虑热对流措施;
④I/O驱动器件尽量靠近印刷电路板的边、靠近引出接插件;
⑤时钟产生器(如:晶振或钟振)要尽量靠近用到该时钟的器件;
⑥布局要求要均衡,疏密有序,不能头重脚轻或一头沉。
 
四、布线
布线是整个PCB设计中最重要的工序。这将直接影响着PCB板的性能好坏。在PCB的设计过程中,布线一般有这么三种境界的划分:首先是布通,这时PCB设计时的最基本的要求。如果线路都没布通,搞得到处是飞线,那将是一块不合格的板子,可以说还没入门。其次是电器性能的满足。这是衡量一块印刷电路板是否合格的标准.这是在布通之后,认真调整布线,使其能达到最佳的电器性能,接着是美观。假如你的布线布通了,也没有什么影响电器性能的地方,但是一眼看过去杂乱无章的,加上五彩缤纷、花花绿绿的,那就算你的电器性能怎么好,在别人眼里还是垃圾一块。这样给测试和维修带来极大的不便。布线要整齐划一,不能纵横交错毫无章法.这些都要在保证电器性能和满足其他个别要求的情况下实现,否则就是舍本逐末了。
 
布线时主要按以下原则进行:
①一般情况下,首先应对电源线和地线进行布线,以保证电路板的电气性能。在条件允许的范围内,尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最细宽度可达0.05~0.07mm,电源线一般为1.2~2.5mm.对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路,即构成一个地网来使用(模拟电路的地则不能这样使用);
②预先对要求比较严格的线(如高频线)进行布线,输入端与输出端的边线应避免相邻平行,以免产生反射干扰.必要时应加地线隔离,两相邻层的布线要互相垂直,平行容易产生寄生耦合;
③振荡器外壳接地,时钟线要尽量短,且不能引得到处都是。时钟振荡电路下面、特殊高速逻辑电路部分要加大地的面积,而不应该走其它信号线,以使周围电场趋近于零;
④尽可能采用45°的折线布线,不可使用90°折线,以减小高频信号的辐射;(要求高的线还要用双弧线);
⑤任何信号线都不要形成环路,如不可避免,环路应尽量。恍藕畔叩墓滓×可伲
⑥关键的线尽量短而粗,并在两边加上保护地;
⑦通过扁平电缆传送敏感信号和噪声场带信号时,要用“地线-信号-地线”的方式引出;
⑧关键信号应预留测试点,以方便调试、生产和维修检测用;
⑨原理图布线完成后,应对布线进行优化;同时,经初步网络检查和DRC检查无误后,对未布线区域进行地线填充,用大面积铜层作地线用,在印制电路板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板,电源,地线各占用一层。
 
五、添加泪滴
泪滴是焊盘与导线或者是导线与导孔之间的滴装连接过度,设置泪滴的目的是在电路板受到巨大外力的冲撞时,避免导线与焊盘或者导线与导孔的接触点断开,另外,设置泪滴也可使PCB电路板显得更加美观。
 
在电路板设计中,为了让焊盘更坚固,防止机械制板时焊盘与导线之间断开,常在焊盘和导线之间用铜膜布置一个过渡区,形状像泪滴,故常称做补泪滴( Teardrops )。
 
六、检查的第一项,依次看Keepout层、top层、bottom层topoverlay、bottomoverlay。
 
七、电器规则检查:过孔(0过孔-很是不可思议;0.8分界线)、是否有断开的网表、最小间距(10mil)、短路(对个参数要逐条分析)
 
八、电源线与地线的检查—干扰。(滤波电容应靠近芯片)
 
九、PCB完成后重新载入网标可检查网表是否有被修改的地方—很奏效。
 
十、PCB完成后把核心器件的线核查一下,确保准确无误。

好了,以上就是PCB线路板设计的基本流程,有PCB设计需求的朋友欢迎咨询我们!


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