設(shè)計(jì)一塊PCB只需七大步驟

印制電路板{PCB線路板}，又稱印刷電路板，是電子元器件電氣連接的提供者。它的發(fā)展已有100多年的歷史了；它的設(shè)計(jì)主要是版圖設(shè)計(jì)；采用電路板的主要優(yōu)點(diǎn)是大大減少布線和裝配的差錯(cuò)，提高了自動(dòng)化水平和生產(chǎn)勞動(dòng)率。

由于印刷電路板并非一般終端產(chǎn)品，因此在名稱的定義上略為混亂，例如：個(gè)人電腦用的母板，稱為主板，而不能直接稱為電路板，雖然主機(jī)板中有電路板的存在，但是并不相同，因此評(píng)估產(chǎn)業(yè)時(shí)兩者有關(guān)卻不能說(shuō)相同。再譬如：因?yàn)橛?/span>集成電路零件裝載在電路板上，因而新聞媒體稱他為IC板，但實(shí)質(zhì)上他也不等同于印刷電路板。我們通常說(shuō)的印刷電路板是指裸板-即沒(méi)有上元器件的電路板。

PCB線路板從單面發(fā)展到雙面、多層、撓性和柔性，并且仍舊保持著各自的發(fā)展趨勢(shì)。由于不斷地向高精度、高密度和高可靠性方向發(fā)展，不斷縮小體積、減少成本、提高性能，使得印刷板在未來(lái)電子設(shè)備的發(fā)展工程中，仍然保持著強(qiáng)大的生命力。

那么PCB線路板是如何設(shè)計(jì)的呢?看完以下七大步驟就明白了

1、前期準(zhǔn)備

包括準(zhǔn)備元器件和原理圖。在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)之前，首先要準(zhǔn)備好原理圖SCH元器件和PCB元件封裝庫(kù)。

PCB元件封裝庫(kù)最好是工程師根據(jù)所選器件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸資料建立。原則上先建立PC的元件封裝庫(kù)，再建立原理圖SCH元件庫(kù)。

PCB元件封裝庫(kù)要求較高，它直接影響PCB的安裝;原理圖SCH元件庫(kù)要求相對(duì)寬松，但要注意定義好管腳屬性和與PCB元件封裝庫(kù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2、PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)已經(jīng)確定的PCB線路板錢(qián)尺寸和各項(xiàng)機(jī)械定位，在PCB設(shè)計(jì)環(huán)境下繪制PCB板框，并按定位要求放置所需的接插件、按鍵/開(kāi)關(guān)、定位孔、裝配孔等等。

充分考慮和確定布線區(qū)域和非布線區(qū)域(如定位孔周圍多大范圍屬于非布線區(qū)域)。

3、PCB布局設(shè)計(jì)

布局設(shè)計(jì)即是在PCB板框內(nèi)按照設(shè)計(jì)要求擺放器件。在原理圖工具中生成網(wǎng)絡(luò)表(Design→Create Netlist)，之后在PCB軟件中導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表(Design→Import Netlist)。網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入成功后會(huì)存在于軟件后臺(tái)，通過(guò)Placement操作可以將所有器件調(diào)出、各管腳之間有飛線提示連接，這時(shí)就可以對(duì)器件進(jìn)行布局設(shè)計(jì)了。

PCB布局設(shè)計(jì)是PCB整個(gè)設(shè)計(jì)流程中的首個(gè)重要工序，越復(fù)雜的PCB板，布局的好壞越能直接影響到后期布線的實(shí)現(xiàn)難易程度。

布局設(shè)計(jì)依靠PCB線路板設(shè)計(jì)師的電路基礎(chǔ)功底與設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富程度，對(duì)PCB線路板設(shè)計(jì)師屬于較高級(jí)別的要求。初級(jí)電路板設(shè)計(jì)師經(jīng)驗(yàn)尚淺、適合小模塊布局設(shè)計(jì)或整板難度較低的PCB布局設(shè)計(jì)任務(wù)。

4、PCB布線設(shè)計(jì)

PCB布線設(shè)計(jì)是整個(gè)PCB設(shè)計(jì)中工作量最大的工序，直接影響著PCB板的性能好壞。

在PCB的設(shè)計(jì)過(guò)程中，布線一般有三種境界：

首先是布局，這是PCB設(shè)計(jì)的最基本的入門(mén)要求;

其次是電氣性能的滿足，這是衡量一塊PCB板是否合格的標(biāo)準(zhǔn)，在線路布通之后，認(rèn)真調(diào)整布線、使其能達(dá)到最佳的電氣性能;

再次是整齊美觀，雜亂無(wú)章的布線、即使電氣性能過(guò)關(guān)也會(huì)給后期改板優(yōu)化及測(cè)試與維修帶來(lái)極大不便，布線要求整齊劃一，不能縱橫交錯(cuò)毫無(wú)章法。

5、布線優(yōu)化及絲印擺放

“PCB設(shè)計(jì)沒(méi)有最好、只有更好”，“PCB設(shè)計(jì)是一門(mén)缺陷的藝術(shù)”，這主要是因?yàn)?/span>PCB設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)硬件各方面的設(shè)計(jì)需求，而個(gè)別需求之間可能是沖突的、魚(yú)與熊掌不可兼得。

6、網(wǎng)絡(luò)DRC檢查及結(jié)構(gòu)檢查

質(zhì)量控制是PCB設(shè)計(jì)流程的重要組成部分，一般的質(zhì)量控制手段包括：設(shè)計(jì)自檢、設(shè)計(jì)互檢、專家評(píng)審會(huì)議、專項(xiàng)檢查等。

原理圖和結(jié)構(gòu)要素圖是最基本的設(shè)計(jì)要求，網(wǎng)絡(luò)DRC檢查和結(jié)構(gòu)檢查就是分別確認(rèn)PCB設(shè)計(jì)滿足原理圖網(wǎng)表和結(jié)構(gòu)要素圖兩項(xiàng)輸入條件。

一般電路板設(shè)計(jì)師都會(huì)有自己積累的設(shè)計(jì)質(zhì)量檢查Checklist，其中的條目部分來(lái)源于公司或部門(mén)的規(guī)范、另一部分來(lái)源于自身的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。專項(xiàng)檢查包括設(shè)計(jì)的Valor檢查及DFM檢查，這兩部分內(nèi)容關(guān)注的是PCB設(shè)計(jì)輸出后端加工光繪文件。

7、PCB制板

在PCB正式加工制板之前，PCB線路板設(shè)計(jì)師需要與PCB供應(yīng)商的PE進(jìn)行溝通，答復(fù)廠家關(guān)于PCB板加工的確認(rèn)問(wèn)題。

這其中包括但不限于：PCB板材型號(hào)的選擇、線路層線寬線距的調(diào)整、阻抗控制的調(diào)整、PCB層疊厚度的調(diào)整、表面處理加工工藝、孔徑公差控制與交付標(biāo)準(zhǔn)等。