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細(xì)說PCB設(shè)計基本流程

發(fā)布時間 :2022-07-18 17:23 閱讀 : 來源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCB設(shè)計部
PCB設(shè)計是一項非常詳細(xì)的工作,所以設(shè)計應(yīng)該非常小心和耐心,充分考慮各種因素,包括生產(chǎn)組裝加工、后期維護方便等問題。此外,在設(shè)計中養(yǎng)成一些好的工作習(xí)慣會使你的設(shè)計更合理、更高的設(shè)計效率、更容易的生產(chǎn)和更好的性能。好的設(shè)計應(yīng)用于日常產(chǎn)品,消費者會更加放心和信任。

一般PCB基本設(shè)計流程如下:
前期準(zhǔn)備→PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計→導(dǎo)網(wǎng)表→規(guī)則設(shè)置→PCB布局→布線→布線優(yōu)化和絲印→網(wǎng)絡(luò)和DRC檢查及結(jié)構(gòu)檢查→輸出光繪→光繪審查→PCB板材生產(chǎn)/打樣數(shù)據(jù)→PCB板廠工程EQ確認(rèn)→貼片數(shù)據(jù)輸出→項目完成。
 

1、前期準(zhǔn)備

這包括準(zhǔn)備裝庫和原理圖。正在進行中。PCB設(shè)計前,首先要準(zhǔn)備好原理圖SCH邏輯封裝和PCB封裝庫。封裝庫可以是封裝庫。PADS有自己的庫,但一般很難找到合適的,最好根據(jù)所選設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)尺寸數(shù)據(jù)自己做包裝庫。原則上,先做PCB封裝庫,再做SCH邏輯封裝。PCB封裝庫要求較高,直接影響板材安裝;SCH邏輯包裝要求比較寬松,只要注意管腳屬性的定義和與PCB封裝的對應(yīng)關(guān)系。PS:注意標(biāo)準(zhǔn)庫中隱藏的管腳。然后是原理圖的設(shè)計,準(zhǔn)備開始做。PCB設(shè)計了。
 
 

2、CB結(jié)構(gòu)設(shè)計

本步根據(jù)確定的電路板尺寸和各種機械定位,在PCB繪制設(shè)計環(huán)境PCB板面,并根據(jù)定位要求放置所需的連接器、按鈕/開關(guān)、螺孔、裝配孔等。并充分考慮和確定布線區(qū)域和非布線區(qū)域(如螺孔周圍屬于非布線區(qū)域的范圍)。

CB結(jié)構(gòu)設(shè)計
 

3、導(dǎo)網(wǎng)表

建議在導(dǎo)網(wǎng)表之前先導(dǎo)入板框。導(dǎo)入板框。DXF格式的板框或emn格式的板框

導(dǎo)網(wǎng)表
 

4、規(guī)則設(shè)置

根據(jù)具體情況PCB設(shè)計合理的規(guī)則,我們所說的規(guī)則是PADS約束管理器通過約束管理器在設(shè)計過程中的任何環(huán)節(jié)來約束線寬和安全間距。DRC檢測時,會使用DRCMarkers標(biāo)記出來。

規(guī)則設(shè)置
 
一般規(guī)則設(shè)置放在布局之前,因為有時候布局的時候要完成一些fanout工作,所以在fanout以前要設(shè)置好規(guī)則,當(dāng)設(shè)計項目較大時,可以更高效地完成設(shè)計。
注:設(shè)置規(guī)則是為了更好、更快地完成設(shè)計,換句話說是為了方便設(shè)計師。
常規(guī)設(shè)置有:
默認(rèn)線寬/線距1.普通信號。
2.選擇并設(shè)置過孔
3.重要信號和電源的線寬和顏色設(shè)置。
4.板層設(shè)置。
 

5、PCB布局

一般布局按以下原則進行:
(1)根據(jù)電氣性能合理分區(qū),一般分為:數(shù)字電路區(qū)(即怕干擾、怕干擾)、模擬電路區(qū)(怕干擾)、功率驅(qū)動區(qū)(干擾源);
(2)完成相同功能的電路應(yīng)盡可能靠近放置,并調(diào)整各部件,確保連接最簡單;調(diào)整各功能塊之間的相對位置,使功能塊之間的連接最簡單;
(3)高質(zhì)量元件應(yīng)考慮安裝位置和強度;加熱元件應(yīng)與溫度敏感元件分開放置,必要時應(yīng)考慮熱對流措施;
(4)I/O驅(qū)動器件盡量靠近印刷板邊緣,靠近引出接插件;
(5)時鐘產(chǎn)生器(如晶振或鐘振)應(yīng)盡量靠近使用時鐘的器件;
(6)在各集成電路的電源輸入腳和地面之間增加去耦電容器(一般采用高頻獨石電容器);當(dāng)電路板空間密集時,也可以在幾個集成電路周圍增加鉭電容器。
(7)繼電器線圈應(yīng)加放電二極管(1)N4148即可);
(8)布局要求均衡,密度有序,頭重腳輕或頭重腳輕

PCB布局
 
需要特別注意的是,在放置元器件時,必須考慮元器件的實際尺寸(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(chǎn)安裝的可行性和方便性。同時,在保證上述原則能夠體現(xiàn)的前提下,應(yīng)適當(dāng)修改設(shè)備的擺放,使其整潔美觀,同樣的設(shè)備要擺放整齊,方向一致,不能擺放“錯落有致”。
這一步與板的整體形象和下一步布線的難度有關(guān),因此需要大力考慮。布局時,可以對不確定的地方進行初步布線,充分考慮。
 

6、布線

布線是整個PCB最重要的設(shè)計過程。這將直接影響到設(shè)計。PCB板的性能好壞PCB在設(shè)計過程中,布線一般有三種境界:
第一個是布通,此時PCB設(shè)計中最基本的要求。如果線路沒有布通,到處都是飛線,那將是一塊不合格的板,可以說還沒有開始。

布線
 
二是滿足電氣性能。這是衡量印刷電路板是否合格的標(biāo)準(zhǔn)。這是布線后仔細(xì)調(diào)整布線,使其達(dá)到最佳的電氣性能。
然后就是美了。如果你的布線連接起來,沒有什么影響電器性能的地方,但一眼就看起來雜亂無章,五顏六色,五顏六色,即使你的電器性能好,在別人眼里也是垃圾。這給測試和維護帶來了極大的不便。布線要整齊劃一,不能縱橫交錯。這些都要在保證電器性能和滿足其他個人要求的同時實現(xiàn),否則就是舍本逐末。
 
布線主要按以下原則進行:
(1)一般來說,電源線和地線應(yīng)首先接線,以確保電路板的電氣性能。在條件允許的范圍內(nèi),盡量加寬電源和地線寬度,最好比電源線寬。它們之間的關(guān)系是:地線>電源線>信號線,通常信號線寬度為:0.2~0.3mm(大約是8-12mil),最小寬度可達(dá)0.05~0.07mm(2-3mil),電源線一般為1.2~2.5mm(50-100mil)。數(shù)字電路PCB寬地線可以形成一個電路,即構(gòu)成一個地網(wǎng)使用(模擬電路的地面不能這樣使用)。
(2)提前布線要求嚴(yán)格的線(如高頻線),輸入端和輸出端的邊緣應(yīng)避免相鄰平行,以避免反射干擾。必要時,應(yīng)增加地線隔離,相鄰層的接線應(yīng)垂直,平行容易產(chǎn)生寄生耦合。
(3)振蕩器外殼接地時,時鐘線應(yīng)盡可能短,不能到處吸引。在時鐘振蕩電路下,應(yīng)增加特殊高速邏輯電路的面積,而不是其他信號線,使周圍電場接近零;
(4)盡可能使用45盡可能使用°不能使用90折線°折了減少高頻信號的輻射,折線;(要求高線也要用雙弧線)
(5)任何信號線都不應(yīng)形成環(huán)路,如不可避免,環(huán)路應(yīng)盡量小;信號線的過孔應(yīng)盡量小;
(6)關(guān)鍵線盡量短而粗,并在兩側(cè)加保護地。
(7)通過扁平電纜傳輸敏感信號和噪聲場帶信號時,應(yīng)使用“地線-信號-地線”引出的方式。
(8)關(guān)鍵信號應(yīng)預(yù)留試驗點,便于生產(chǎn)和維護檢測
(9)原理圖布線完成后,應(yīng)優(yōu)化布線;同時,經(jīng)初步網(wǎng)絡(luò)檢查和初步網(wǎng)絡(luò)檢查,同時,DRC檢查無誤后,填充未接線區(qū)域的地線,用大面積銅層作為地線,將未使用的地方連接到印刷板上作為地線。或者做成多層板,電源,地線各占一層。
 
PCB布線工藝要求(可在規(guī)則中設(shè)置)
(1)線
一般信號線寬為0.3mm(12mil),電源線寬為0.77mm(30mil)或1.27mm(50mil);線與線與焊盤之間的距離大于等于0.33mm(13mil),在實際應(yīng)用中,條件允許時應(yīng)考慮增加距離;
當(dāng)接線密度較高時,可考慮(但不推薦)IC腳間有兩條線,線寬為0.254mm(10mil),線間距不小于0.254mm(10mil)。特殊情況下,當(dāng)設(shè)備管腳較密,寬度較窄時,可適當(dāng)減小線寬和線間距。
 
(2)焊盤(PAD)
焊盤(PAD)與過渡孔(VIA)基本要求是:盤直徑大于孔直徑0.6mm;例如,通用插腳電阻、電容、集成電路等,使用盤/孔尺寸1.6mm/0.8mm(63mil/32mil),插座、插針、二極管1N4007等,采用1.8mm/1.0mm(71mil/39mil)。在實際應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)實際元件的尺寸來確定,有條件時可適當(dāng)增加焊盤尺寸;
PCB板上設(shè)計的元件安裝孔徑應(yīng)大于元件管腳的實際尺寸.2~0.4mm(8-16mil)左右。
 
(3)過孔(VIA)
一般為1.27mm/0.7mm(50mil/28mil);
接線密度高時,可適當(dāng)減小過孔尺寸,但不宜過小,可考慮使用1.0mm/0.6mm(40mil/24mil)。
 
(4)焊盤、線、過孔間距要求
PADandVIA:≥0.3mm(12mil)
PADandPAD:≥0.3mm(12mil)
PADandTRACK:≥0.3mm(12mil)
TRACKandTRACK:≥0.3mm(12mil)
高密度:
PADandVIA:≥0.254mm(10mil)
PADandPAD:≥0.254mm(10mil)
PADandTRACK:≥0.254mm(10mil)
TRACKandTRACK:≥0.254mm(10mil)
 

7、布線優(yōu)化和絲印

“沒有最好的,只有更好的”!不管你怎么努力設(shè)計,畫完之后再去看看,你還是會覺得很多地方都可以修改。一般的設(shè)計經(jīng)驗是:優(yōu)化布線的時間是第一次布線的兩倍。感覺沒有地方可以修改,然后鋪銅。鋪銅一般鋪地線(注意模擬地面和數(shù)字地面的分離),多層板也可能需要鋪電源。對于絲網(wǎng)印刷,注意不要被設(shè)備堵塞或被過孔和焊盤拆除。同時,設(shè)計時要正視元件表面,底部的文字要做鏡像處理,以免混淆水平。
 

8、網(wǎng)絡(luò),DRC檢查及結(jié)構(gòu)檢查

出光前,一般需要檢查,每個公司都會有自己的CheckList,它包原理、設(shè)計、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的要求。以下是軟件提供的兩個主要檢查功能。
DRC檢查:

網(wǎng)絡(luò),DRC檢查及結(jié)構(gòu)檢查
 

9、輸出光繪

在光繪輸出之前,需要確保單板是已完成并滿足設(shè)計要求的最新版本。光繪輸出文件分別用于板廠板、鋼網(wǎng)廠鋼網(wǎng)、焊接廠工藝文件等。

輸出光繪
 
輸出文件包括(以四層板為例):
1)布線層:指常規(guī)信號層,主要是布線。
命名為L1,L2,L3,L4、其中L代表層層.

布線層
 
2)絲網(wǎng)印刷層:指設(shè)計文件中為加工絲網(wǎng)印刷提供信息的水平。通常,當(dāng)頂層和底層有設(shè)備或標(biāo)志時,會有頂層絲網(wǎng)印刷和底層絲網(wǎng)印刷。
命名:頂層命名為SILK_TOP;底層命名為SILK_BOTTOM。

絲網(wǎng)印刷層
 
3)阻焊層:指設(shè)計文件中為綠色涂料提供加工信息的水平。
命名:頂層命名為SOLD_TOP;底層命名為SOLD_BOTTOM。

阻焊層
 
4)鋼網(wǎng)層:指設(shè)計文件中為錫膏涂料提供加工信息的水平,通常在頂層和底層都有SMD在裝置條件下,會有鋼網(wǎng)頂層和鋼網(wǎng)底層。
命名:頂層命名為PASTE_TOP;底層命名為PASTE_BOTTOM。

鋼網(wǎng)層
 
5)鉆孔層(包括2個文件,NCDRILL數(shù)控鉆孔文件和DRILLDRAWING鉆孔圖)
分別命名為NCDRILL和DRILLDRAWING。

鉆孔層
 

10、光繪審查

輸出光繪后要進行光繪檢查,Cam350開短路等方面的檢查可發(fā)送到板廠制板,后期還要注意制板工程及問題回復(fù)。

光繪審查
 

11、PCB制板資料(Gerber光繪資料+PCB制板要求+拼板圖)

PCB制板資料
 

12、PCB板廠工程EQ確認(rèn)(制板工程及問題回復(fù)).

 

13、PCBA貼片數(shù)據(jù)輸出(鋼網(wǎng)數(shù)據(jù)、貼片位號圖、元件坐標(biāo)文件).

PCBA貼片數(shù)據(jù)輸出

 
這里有一個項目PCB所有工作流程的設(shè)計都完成了
 

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