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細說PCB設計基本流程

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

一般PCB基本設計流程如下:
前期準備→PCB結構設計→導網表→規則設置→PCB布局→布線→布線優化和絲印→網絡和DRC檢查及結構檢查→輸出光繪→光繪審查→PCB板材生產/打樣數據→PCB板廠工程EQ確認→貼片數據輸出→項目完成。
 

1、前期準備

這包括準備裝庫和原理圖。正在進行中。PCB設計前,首先要準備好原理圖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,最好根據所選設備的標準尺寸數據自己做包裝庫。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封裝的對應關系。PS:注意標準庫中隱藏的管腳。然后是原理圖的設計,準備開始做。PCB設計了。
 
 

2、CB結構設計

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

CB結構設計
 

3、導網表

建議在導網表之前先導入板框。導入板框。DXF格式的板框或emn格式的板框

導網表
 

4、規則設置

根據具體情況PCB設計合理的規則,我們所說的規則是PADS約束管理器通過約束管理器在設計過程中的任何環節來約束線寬和安全間距。DRC檢測時,會使用DRCMarkers標記出來。

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

5、PCB布局

一般布局按以下原則進行:
(1)根據電氣性能合理分區,一般分為:數字電路區(即怕干擾、怕干擾)、模擬電路區(怕干擾)、功率驅動區(干擾源);
(2)完成相同功能的電路應盡可能靠近放置,并調整各部件,確保連接最簡單;調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)高質量元件應考慮安裝位置和強度;加熱元件應與溫度敏感元件分開放置,必要時應考慮熱對流措施;
(4)I/O驅動器件盡量靠近印刷板邊緣,靠近引出接插件;
(5)時鐘產生器(如晶振或鐘振)應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安裝的可行性和方便性。同時,在保證上述原則能夠體現的前提下,應適當修改設備的擺放,使其整潔美觀,同樣的設備要擺放整齊,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,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最重要的設計過程。這將直接影響到設計。PCB板的性能好壞PCB在設計過程中,布線一般有三種境界:
第一個是布通,此時PCB設計中最基本的要求。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準。這是布線后仔細調整布線,使其達到最佳的電氣性能。
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,否則就是舍本逐末。
 
布線主要按以下原則進行:
(1)一般來說,電源線和地線應首先接線,以確保電路板的電氣性能。在條件允許的范圍內,盡量加寬電源和地線寬度,最好比電源線寬。它們之間的關系是: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0.05~0.07mm(2-3mil),電源線一般為1.2~2.5mm(50-100mil)。數字電路PCB寬地線可以形成一個電路,即構成一個地網使用(模擬電路的地面不能這樣使用)。
(2)提前布線要求嚴格的線(如高頻線),輸入端和輸出端的邊緣應避免相鄰平行,以避免反射干擾。必要時,應增加地線隔離,相鄰層的接線應垂直,平行容易產生寄生耦合。
(3)振蕩器外殼接地時,時鐘線應盡可能短,不能到處吸引。在時鐘振蕩電路下,應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)任何信號線都不應形成環路,如不可避免,環路應盡量小;信號線的過孔應盡量小;
(6)關鍵線盡量短而粗,并在兩側加保護地。
(7)通過扁平電纜傳輸敏感信號和噪聲場帶信號時,應使用“地線-信號-地線”引出的方式。
(8)關鍵信號應預留試驗點,便于生產和維護檢測
(9)原理圖布線完成后,應優化布線;同時,經初步網絡檢查和初步網絡檢查,同時,DRC檢查無誤后,填充未接線區域的地線,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(可在規則中設置)
(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),在實際應用中,條件允許時應考慮增加距離;
當接線密度較高時,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,當設備管腳較密,寬度較窄時,可適當減小線寬和線間距。
 
(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)。在實際應用中,應根據實際元件的尺寸來確定,有條件時可適當增加焊盤尺寸;
PCB板上設計的元件安裝孔徑應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、布線優化和絲印

“沒有最好的,只有更好的”!不管你怎么努力設計,畫完之后再去看看,你還是會覺得很多地方都可以修改。一般的設計經驗是:優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(注意模擬地面和數字地面的分離),多層板也可能需要鋪電源。對于絲網印刷,注意不要被設備堵塞或被過孔和焊盤拆除。同時,設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、網絡,DRC檢查及結構檢查

出光前,一般需要檢查,每個公司都會有自己的CheckList,它包原理、設計、生產等環節的要求。以下是軟件提供的兩個主要檢查功能。
DRC檢查:

網絡,DRC檢查及結構檢查
 

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計要求的最新版本。光繪輸出文件分別用于板廠板、鋼網廠鋼網、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)絲網印刷層:指設計文件中為加工絲網印刷提供信息的水平。通常,當頂層和底層有設備或標志時,會有頂層絲網印刷和底層絲網印刷。
命名:頂層命名為SILK_TOP;底層命名為SILK_BOTTOM。

絲網印刷層
 
3)阻焊層:指設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)鋼網層:指設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,會有鋼網頂層和鋼網底層。
命名:頂層命名為PASTE_TOP;底層命名為PASTE_BOTTOM。

鋼網層
 
5)鉆孔層(包括2個文件,NCDRILL數控鉆孔文件和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送到板廠制板,后期還要注意制板工程及問題回復。

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(制板工程及問題回復).

 

13、PCBA貼片數據輸出(鋼網數據、貼片位號圖、元件坐標文件).

PCBA貼片數據輸出

 
這里有一個項目PCB所有工作流程的設計都完成了
 

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