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- H: \! F. a( D- u7 o' n" K2 o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->布线优化和丝印->网络和DRC检查和结构检查->制版。
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第一:前期准备。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。元件库可以用peotel 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。 3 x) u4 G1 a# v( r+ h4 F
$ u) I0 E. {! m/ i3 ~% F 第二:PCB结构设计。这一步根据已经确定的电路板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、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)。
: t+ G2 o% `: v0 ~, q 第三:PCB布局。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-> Create Netlist),之后在PCB图上导入网络表(Design->Load Nets)。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:3 W1 H: d8 N: m; ?" B/ x1 F9 u
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);
Y( k& M1 L' h4 ]: { 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;/ L' N9 a$ R7 P" z7 j& U
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;
/ U7 Z' p: R6 P, p ④. I/O驱动器件尽量靠近印刷板的边、靠近引出接插件;
, [& T: ^% O0 c5 s& ?3 E6 p+ I0 Z/ p 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;
7 d% y; H- ^4 F ⑥. 在每个集成电路的电源输入脚和地之间,需加一个去耦电容(一般采用高频性能好的独石电容);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。
( {2 d0 }; f5 N& X ⑦. 继电器线圈处要加放电二极管(1N4148即可);& X. ^9 b: e9 P4 [
⑧. 布局要求要均衡,疏密有序,不能头重脚轻或一头沉
* U, r( [* F5 w8 i ——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,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” 。
+ k: `* {) p, n. K; k# T这个步骤关系到板子整体形象和下一步布线的难易程度,所以一点要花大力气去考虑。布局时,对不太肯定的地方可以先作初步布线,充分考虑。
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$ O& _5 Y7 V8 v% a$ m; U 第四: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:
- x! ? g( P8 h, K 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)6 {- U0 f% ^2 a
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 B& n3 C( E. a* |( n4 U
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;) j9 I/ N* M, I, M* I4 e
④. 尽可能采用45º的折线布线,不可使用90º折线,以减小高频信号的辐射;(要求高的线还要用双弧线)
# s/ ^ R, x" ^: y) ^2 T0 T6 w ⑤. 任何信号线都不要形成环路,如不可避免,环路应尽量小;信号线的过孔要尽量少;
" N8 l- M# n/ e# ]* c: j1 I* E6 L ⑥. 关键的线尽量短而粗,并在两边加上保护地。
5 z, _+ m5 N& l2 a- R% u& @ 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。
7 _/ y5 C1 o* H$ n2 F6 [: F ⑧. 关键信号应预留测试点,以方便生产和维修检测用
* A9 R `: d- F. q$ O* u 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。
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% ~9 ~; s! T! S: a& W* V3 I ——PCB布线工艺要求9 ?; K1 l* q5 j& u
①. 线
+ o" ]$ u [2 w; U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);线与线之间和线与焊盘之间的距离大于等于0.33mm(13mil),实际应用中,条件允许时应考虑加大距离;
- L5 ]8 `" }5 k0 J" o" n& u, j布线密度较高时,可考虑(但不建议)采用IC脚间走两根线,线的宽度为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,可按适当减小线宽和线间距。
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" t2 G0 y6 t2 \ ②. 焊盘(PAD)
& |+ e# `& h8 k# [" C3 b焊盘(PAD)与过渡孔(VIA)的基本要求是:盘的直径比孔的直径要大于0.6mm;例如,通用插脚式电阻、电容和集成电路等,采用盘/孔尺寸 1.6mm/0.8mm(63mil/32mil),插座、插针和二极管1N4007等,采用1.8mm/1.0mm(71mil/39mil)。实际应用中,应根据实际元件的尺寸来定,有条件时,可适当加大焊盘尺寸;
0 O& x& j4 b) bPCB板上设计的元件安装孔径应比元件管脚的实际尺寸大0.2~0.4mm左右。) P ]1 z$ F3 b4 c7 x* U, w" `2 }/ C
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③. 过孔(VIA)( u: q1 T" T3 e% @( K/ e
一般为1.27mm/0.7mm(50mil/28mil);
: ]0 l1 W. f7 a; o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)。! M: _1 G% h8 E0 n) W- ]- O
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④. 焊盘、线、过孔的间距要求& y3 I! G7 c7 t9 t7 A5 E4 D2 w
PAD and VIA : ≥ 0.3mm(12mil)
* j, U. j# m$ T+ [: jPAD and PAD : ≥ 0.3mm(12mil)% f$ R' X( g! O
PAD and TRACK : ≥ 0.3mm(12mil); ~' ^+ N" i' V6 T
TRACK and TRACK : ≥ 0.3mm(12mil)
, `0 a( ]; F# f; u/ | p8 u密度较高时:
8 u2 e, W+ q. S" v4 p2 x. C: TPAD and VIA : ≥ 0.254mm(10mil)
7 F) _$ n1 y- C, G; }PAD and PAD : ≥ 0.254mm(10mil)" l; A* b# V$ ?8 F( X
PAD and TRACK : ≥ 0.254mm(10mil)
- q& E0 b& O' q) q7 K# J1 BTRACK and TRACK : ≥ 0.254mm(10mil)
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( C# T' b- r. h M0 } 第五:布线优化和丝印。“没有最好的,只有更好的”!不管你怎么挖空心思的去设计,等你画完之后,再去看一看,还是会觉得很多地方可以修改的。一般设计的经验是:优化布线的时间是初次布线的时间的两倍。感觉没什么地方需要修改之后,就可以铺铜了(Place->polygon Plane)。铺铜一般铺地线(注意模拟地和数字地的分离),多层板时还可能需要铺电源。时对于丝印,要注意不能被器件挡住或被过孔和焊盘去掉。同时,设计时正视元件面,底层的字应做镜像处理,以免混淆层面。
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第六:网络和DRC检查和结构检查。首先,在确定电路原理图设计无误的前提下,将所生成的PCB网络文件与原理图网络文件进行物理连接关系的网络检查(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的正确性;' w% u/ l0 j) G6 ~1 ^" Z
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布线的电气性能。最后需进一步对PCB的机械安装结构进行检查和确认。8 o- k) P: t, [. p
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第七:制版。在此之前,最好还要有一个审核的过程。2 G8 }+ o D; y8 V/ S3 ~2 w5 d
PCB设计是一个考心思的工作,谁的心思密,经验高,设计出来的板子就好。所以设计时要极其细心,充分考虑各方面的因数(比如说便于维修和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 |
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