PCB设计流程简述.doc

PCB设计流程简述一般PCB基本设计流程如下:前期准备、PCB结构设计、PCB布局、布线、布线优化与丝印、网络与DRC检查与结构检查、制版。一. 前期准备这包括准备元件库与原理图。“工欲善其事,必先利其器”,要做出一块好得板子,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得元件库与PCB得元件库。元件库可以用peotel 自带得库,但一般情况下很难找到合适得,最好就是自己根据所选器件得标准尺寸资料自己做元件库。原则上先做PCB得元件库,再做SCH得元件库。PCB得元件库要求较高,它直接影响板子得安装;SCH得元件库要求相对比较松,只要注意定义好管脚属性与与PCB元件得对应关系就行。注意标准库中得隐藏管脚。之后就就是原理图得设计,做好后就准备开始做PCB设计了。二. PCB结构设计PCB设计中首先考虑外形尺寸,这就是PCB最终装配得尺寸。与PCB安装壳体进行尺寸核实后确定PCB板得外轮廓尺寸,在CAD中将外轮廓尺寸画好后导入PCB图纸中,这一步根据已经确定得电路板尺寸与各项机械定位,按定位要求放置所需得接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等。其次要考虑禁止布线尺寸,改尺寸影响到器件安装与绝缘耐压问题,要预留足够得空间用于测试调整。充分考虑与确定布线区域与非布线区域(如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域)。最后考虑异形板尺寸,尽可能使用规则外形,有利于拼板降低生产成本,减少材料浪费。三. PCB布局布局说白了就就是在板子上放器件。这时如果前面讲到得准备工作都做好得话,就可以在原理图上生成网络表(DesignCreate Netlist),之后在PCB图上导入网络表(DesignLoad Nets)。就瞧见器件哗啦啦得全堆上去了,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: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. 完成同一功能得电路,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,调整各功能块间得相对位置使功能块间得连线最简洁;3. 对于质量大得元器件应考虑安装位置与安装强度;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;4. I/O驱动器件尽量靠近印刷板得边、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得器件;6. 在每个集成电路得电源输入脚与地之间,需加一个去耦电容(一般采用高频性能好得独石电容);电路板空间较密时,也可在几个集成电路周围加一个钽电容。7. 继电器线圈处要加放电二极管(1N4148即可);8. 布局要求要均衡,疏密有序,不能头重脚轻或一头沉需要特别注意,在放置元器时,一定要考虑元器件得实际尺寸大小(所占面积与高度)、元器件之间得相对位置,以保证电路板得电气性能与生产安装得可行性与便利性同时,应该在保证上面原则能够体现得前提下,适当修改器件得摆放,使之整齐美观,如同样得器件要摆放整齐、方向一致,不能摆得“错落有致” 。这个步骤关系到板子整体形象与下一步布线得难易程度,所以一点要花大力气去考虑。布局时,对不太肯定得地方可以先作初步布线,充分考虑。四. 布线布线就是整个PCB设计中最重要得工序。这将直接影响着PCB板得性能好坏。在PCB得设计过程中,布线一般有这么三种境界得划分:首先就是布通,这时PCB设计时得最基本得要求。如果线路都没布通,搞得到处就是飞线,那将就是一块不合格得板子,可以说还没入门。其次就是电气性能得满足。这就是衡量一块印刷电路板就是否合格得标准。这就是在布通之后,认真调整布线,使其能达到最佳得电气性能。接着就是美观。假如您得布线布通了,也没有什么影响电气性能得地方,但就是一眼瞧过去杂乱无章得,加上五彩缤纷、花花绿绿得,那就算您得电气性能怎么好,在别人眼里还就是垃圾一块。这样给测试与维修带来极大得不便。布线要整齐划一,不能纵横交错毫无章法。这些都要在保证电气性能与满足其她个别要求得情况下实现,否则就就是舍本逐末了。1、 布线时主要原则.一般情况下,首先应对电源线与地线进行布线,以保证电路板得电气性能。在条件允许得范围内,尽量加宽电源、地线宽度,最好就是地线比电源线宽,它们得关系就是:地线电源线信号线,通常信号线宽为:0、20、3mm,最细宽度可达0、050、07mm,电源线一般为1、22、5mm。对数字电路得PCB可用宽得地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路得地则不能这样使用).预先对要求比较严格得线(如高频线)进行布线,输入端与输出端得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,两相邻层得布线要互相垂直,平行容易产生寄生耦合。.振荡器外壳接地,时钟线要尽量短,且不能引得到处都就是。时钟振荡电路下面、特殊高速逻辑电路部分要加大地得面积,而不应该走其它信号线,以使周围电场趋近于零;.尽可能采用45度角得折线布线,不可使用90度角折线,以减小高频信号得辐射;(要求高得线还要用双弧线).任何信号线都不要形成环路,如不可避免,环路应尽量小;信号线得过孔要尽量少;.关键得线尽量短而粗,并在两边加上保护地。.通过扁平电缆传送敏感信号与噪声场带信号时,要用“地线信号地线”得方式引出。.关键信号应预留测试点,以方便生产与维修检测用。.原理图布线完成后,应对布线进行优化;同时,经初步网络检查与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,在印制板上把没被用上得地方都与地相连接作为地线用。或就是做成多层板,电源,地线各占用一层。2、 布线工艺要求 线一般情况下,信号线宽为0、3mm(12mil),电源线宽为0、77mm(30mil)或1、27mm(50mil);线与线之间与线与焊盘之间得距离大于等于0、33mm(13mil),实际应用中,条件允许时应考虑加大距离;布线密度较高时,可考虑(但不建议)采用IC脚间走两根线,线得宽度为0、254mm(10mil),线间距不小于0、254mm(10mil)。特殊情况下,当器件管脚较密,宽度较窄时,可按适当减小线宽与线间距。 焊盘(PAD)焊盘(PAD)与过渡孔(VIA)得基本要求就是:盘得直径比孔得直径要大于0、6mm;例如,通用插脚式电阻、电容与集成电路等,采用盘/孔尺寸1、6mm/0、8mm(63mil/32mil),插座、插针与二极管1N4007等,采用1、8mm/1、0mm(71mil/39mil)。实际应用中,应根据实际元件得尺寸来定,有条件时,可适当加大焊盘尺寸;PCB板上设计得元件安装孔径应比元件管脚得实际尺寸大0、20、4mm左右。 过孔(VIA)一般为1、27mm/0、7mm(50mil/28mil);当布线密度较高时,过孔尺寸可适当减小,但不宜过小,可考虑采用1、0mm/0、6mm(40mil/24mil)。 焊盘、线、过孔得间距要求PAD and VIA : 0、3mm(12mil)PAD and PAD : 0、3mm(12mil)PAD and TRACK : 0、3mm(12mil)TRACK and TRACK : 0、3mm(12mil)密度较高时:PAD and VIA : 0、254mm(10mil)PAD and PAD : 0、254mm(10mil)PAD and TRACK : 0、254mm(10mil)TRACK and TRACK : 0、254mm(10mil)五. 布线优化与丝印“没有最好得,只有更好得”！不管您怎么挖空心思得去设计,等您画完之后,再去瞧一瞧,还就是会觉得很多地方可以修改得。一般设计得经验就是:优化布线得时间就是初次布线得时间得两倍。感觉没什么地方需要修改之后,就可以铺铜了(Placepolygon Plane)。铺铜一般铺地线(注意模拟地与数字地得分离),多层板时还可能需要铺电源。对于丝印,要注意不能被器件挡住或被过孔与焊盘去掉。同时,设计时正视元件面,底层得字应做镜像处理,以免混淆层面。注意:正式布线时必须先设置好布线规则,利用布线规则检查布线当中得错误,实时利用在线检查功能调整布线。六. 网络与DRC检查与结构检查首先,在确定电路原理图设计无误得前提下,将所生成得PCB网络文件与原理图网络文件进行物理连接关系得网络检查(NETCHECK),并根据输出文件结果及时对设计进行修正,以保证布线连接关系得正确性;网络检查正确通过后,对PCB设计进行DRC检查,并根据输出文件结果及时对设计进行修正,以保证PCB布线得电气性能。最后需进一步对PCB得机械安装结构进行检查与确认。七. 制版在此之前,最好还要有一个审核得过程。PCB设计就是一个考心思得工作,谁得心思密,经验高,设计出来得板子就好。所以设计时要极其细心,充分考虑各方面得因数(比如说便于维修与检查这一项很多人就不去考虑),精益求精,就一定能设计出一个好板子。要注意得电气规则1、 电源、地线得处理既使在整个PCB板中得布线完成得都很好,但由于电源、 地线得考虑不周到而引起得干扰,会使产品得性能下降,有时甚至影响到产品得成功率。所以对电、地线得布线要认真对待,把电、地线所产生得噪音干扰降到最低限度,以保证产品得质量。对每个从事电子产品设计得工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生得原因,现只对降低式抑制噪音作以表述:众所周知得就是在电源、地线之间加上去耦电容。尽量加宽电源、地线宽度,最好就是地线比电源线宽,它们得关系就是:地线电源线信号线,通常信号线宽为:0、20、3mm,最细宽度可达0、050、07mm,电源线为1、22、5 mm,对数字电路得PCB可用宽得地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路得地不能这样使用)用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上得地方都与地相连接作为地线用。或就是做成多层板,电源,地线各占用一层。2、 数字电路与模拟电路得共地处理现在有许多PCB不再就是单一功能电路(数字或模拟电路),而就是由数字电路与模拟电路混合构成得。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题,特别就是地线上得噪音干扰。数字电路得频率高,模拟电路得敏感度强,对信号线来说,高频得信号线尽可能远离敏感得模拟电路器件,对地线来说,整人PCB对外界只有一个结点,所以必须在PCB内部进行处理数、模共地得问题,而在板内部数字地与模拟地实际上就是分开得它们之间互不相连,只就是在PCB与外界连接得接口处(如插头等)。数字地与模拟地有一点短接,请注意,只有一个连接点。也有在PCB上不共地得,这由系统设计来决定。3、 信号线布在电(地)层上在多层印制板布线时,由于在信号线层没有布完得线剩下已经不多,再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定得工作量,成本也相应增加了,为解决这个矛盾,可以考虑在电(地)层上进行布线。首先应考虑用电源层,其次才就是地层。因为最好就是保留地层得完整性。4、 大面积导体中连接腿得处理在大面积得接地(电)中,常用元器件得腿与其连接,对连接腿得处理需要进行综合得考虑,就电气性能而言,元件腿得焊盘与铜面满接为好,但对元件得焊接装配就存在一些不良隐患如:焊接需要大功率加热器。容易造成虚焊点。所以兼顾电气性能与工艺需要,做成十字花焊盘,称之为热隔离(heat SHIELD)俗称热焊盘(THERMAL),这样,可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点得可能性大大减少。多层板得接电(地)层腿得处理相同。5、 布线中网络系统得作用在许多CAD系统中,布线就是依据网络系统决定得。网格过密,通路虽然有所增加,但步进太小,图场得数据量过大,这必然对设备得存贮空间有更高得要求,同时也对象计算机类电子产品得运算速度有极大得影响。而有些通路就是无效得,如被元件腿得焊盘占用得或被安装孔、定们孔所占用得等。网格过疏,通路太少对布通率得影响极大。所以要有一个疏密合理得网格系统来支持布线得进行。标准元器件两腿之间得距离为0、1英寸(2、54mm),所以网格系统得基础一般就定为0、1英寸(2、54 mm)或小于0、1英寸得整倍数,如:0、05英寸、0、025英寸、0、02英寸等。八. 注意事项PCB在设计完成后再发往供应商制板之前要着重检查几个项点,确保设计没有遗漏。1. 检查尺寸。PCB边框尺寸涉及到最终产品得安装与性能测试,在PCB设计中注意安装尺寸,安规尺寸(尤其就是螺钉安装位),接口尺寸,外轮廓最大尺寸(与金属外壳得安规距离),以及PCB板上得元器件尺寸。2. 检查有极性得元器件封装。着重检查有极性得元器件,如,二极管,三极管,MOS管,继电器,IC,排线插座等等,确保采购得实物封装与画图封装一致。对于同一个元器件,不同生产厂家出现多种封装得器件,采购中会出现批次封装不一致得情况,要考虑在PCB设计时采取预留封装设计,防止因采购不到物料而出现代用得问题。3. 检查丝印丝印放着遵从瞧图习惯放置,从左到右,从上到下放置,器件密集区域独立引出标记。4. 检查器件布局PCB设计完成后最终要进入生产焊接环节,因此要考虑机器焊接与手工焊接得不同。器件放置遵从先低后高,先里后外得原则。波峰焊接时要在IC多管脚得走锡方向放置拖锡盘,防止器件堆锡。器件放置中也要考虑维修拆卸得问题,尽可能得拆装方便。5. 检查线径特别检查大电流线径得载流能力,必要时加厚覆铜或露窗挂锡,对有连接器得大电流焊盘,加强焊盘走线连接,放置大电流发热造成焊盘脱落。6. 检查走线线路走通得情况下要结合元器件考虑线路得合理性,直插件布线走底层,贴片元件放置在顶层则布线走顶层,放置在底层则布线走底层,尽可能得减少过孔,同时也方便调试检查。