pcb原理图设计过程 pcb原理图设计步骤
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pcb原理图设计过程 pcb原理图设计步骤

admin
2022-12-18 / 0 评论 / 0 阅读 / 正在检测是否收录...

pcb原理图设计过程

1、前期准备

包括准备元件库和原理图。在进行PCB设计之前,首先要准备好原理图SCH元件库和PCB元件封装库。

PCB元件封装库最好是工程师根据所选器件的标准尺寸资料建立。原则上先建立PC的元件封装库,再建立原理图SCH元件库。

PCB元件封装库要求较高,它直接影响PCB的安装;原理图SCH元件库要求相对宽松,但要注意定义好管脚属性和与PCB元件封装库的对应关系。

2、PCB结构设计

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板框,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。

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)。

3、PCB布局设计

布局设计即是在PCB板框内按照设计要求摆放器件。在原理图工具中生成网络表(Design→CreateNetlist),之后在PCB软件中导入网络表(Design→ImportNetlist)。网络表导入成功后会存在于软件后台,通过Placement操作可以将所有器件调出、各管脚之间有飞线提示连接,这时就可以对器件进行布局设计了。

PCB布局设计是PCB整个设计流程中的首个重要工序,越复杂的PCB板,布局的好坏越能直接影响到后期布线的实现难易程度。

布局设计依靠电路板设计师的电路基础功底与设计经验丰富程度,对电路板设计师属于较高级别的要求。初级电路板设计师经验尚浅、适合小模块布局设计或整板难度较低的PCB布局设计任务。

4、PCB布线设计

PCB布线设计是整个PCB设计中工作量最大的工序,直接影响着PCB板的性能好坏。

在PCB的设计过程中,布线一般有三种境界:

首先是布通,这是PCB设计的最基本的入门要求;

其次是电气性能的满足,这是衡量一块PCB板是否合格的标准,在线路布通之后,认真调整布线、使其能达到最佳的电气性能;

再次是整齐美观,杂乱无章的布线、即使电气性能过关也会给后期改板优化及测试与维修带来极大不便,布线要求整齐划一,不能纵横交错毫无章法。

5、布线优化及丝印摆放

“PCB设计没有最好、只有更好”,“PCB设计是一门缺陷的艺术”,这主要是因为PCB设计要实现硬件各方面的设计需求,而个别需求之间可能是冲突的、鱼与熊掌不可兼得。

例如:某个PCB设计项目经过电路板设计师评估需要设计成6层板,但是产品硬件出于成本考虑、要求必须设计为4层板,那么只能牺牲掉信号屏蔽地层、从而导致相邻布线层之间的信号串扰增加、信号质量会降低。

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。PCB布线优化完成后,需要进行后处理,首要处理的是PCB板面的丝印标识,设计时底层的丝印字符需要做镜像处理,以免与顶层丝印混淆。

6、网络DRC检查及结构检查

质量控制是PCB设计流程的重要组成部分,一般的质量控制手段包括:设计自检、设计互检、专家评审会议、专项检查等。

原理图和结构要素图是最基本的设计要求,网络DRC检查和结构检查就是分别确认PCB设计满足原理图网表和结构要素图两项输入条件。

一般电路板设计师都会有自己积累的设计质量检查Checklist,其中的条目部分来源于公司或部门的规范、另一部分来源于自身的经验总结。专项检查包括设计的Valor检查及DFM检查,这两部分内容关注的是PCB设计输出后端加工光绘文件。

7、PCB制板

在PCB正式加工制板之前,电路板设计师需要与PCB甲供板厂的PE进行沟通,答复厂家关于PCB板加工的确认问题。

PCB(printed circuit board)即印制线路板,简称印制板,是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备,小到电子手表、计算器,大到计算机、通信电子设备、军用武器系统,只要有集成电路等电子元件,为了使各个元件之间的电气互连,都要使用印制板。印制线路板由绝缘底板、连接导线和装配焊接电子元件的焊盘组成,具有导电线路和绝缘底板的双重作用。它可以代替复杂的布线,实现电路中各元件之间的电气连接,不仅简化了电子产品的装配、焊接工作,减少传统方式下的接线工作量,大大减轻工人的劳动强度;而且缩小了整机体积,降低产品成本,提高电子设备的质量和可靠性。印制线路板具有良好的产品一致性,它可以采用标准化设计,有利于在生产过程中实现机械化和自动化。同时,整块经过装配调试的印制线路板可以作为一个独立的备件,便于整机产品的互换与维修。目前,印制线路板已经极其广泛地应用在电子产品的生产制造中。

印制线路板最早使用的是纸基覆铜印制板。自半导体晶体管于20世纪50年代出现以来,对印制板的需求量急剧上升。特别是集成电路的迅速发展及广泛应用,使电子设备的体积越来越小,电路布线密度和难度越来越大,这就要求印制板要不断更新。目前印制板的品种已从单面板发展到双面板、多层板和挠性板;结构和质量也已发展到超高密度、微型化和高可靠性程度;新的设计方法、设计用品和制板材料、制板工艺不断涌现。近年来,各种计算机辅助设计(CAD)印制线路板的应用软件已经在行业内普及与推广,在专门化的印制板生产厂家中,机械化、自动化生产已经完全取代了手工操作。

起源

PCB的创造者是奥地利人保罗·爱斯勒( Paul eisler),1936年,他首先在收音机里采用了印刷电路板。1943年,美国人多将该技术运用于军用收音机,1948年,美国正式认可此发明可用于商业用途。自20世纪50年代中期起,印刷线路板才开始被广泛运用。印刷电路板几乎会出现在每一种电子设备当中。如果在某样设备中有电子零件,那么它们也都是镶在大小各异的PCB上。PCB的主要功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接,起中继传输的作用,是电子产品的关键电子互连件,有“电子产品之母”之称。

特点

PCB之所以能受到越来越广泛的应用,是因为它有很多独特的优点,大致如下:

可高密度化。多年来,印制板的高密度一直能够随着集成电路集成度的提高和安装技术的进步而相应发展。高可靠性。通过一系列检查、测试和老化试验等技术手段,可以保证PCB长期(使用期一般为20年)而可靠地工作。可设计性。对PCB的各种性能(电气、物理、化学、机械等)的要求,可以通过设计标准化、规范化等来实现。这样设计时间短、效率高。可生产性PCB采用现代化管理,可实现标准化、规模(量)化、自动化生产,从而保证产品质量的一致性。可测试性。建立了比较完整的测试方法、测试标准,可以通过各种测试设备与仪器等来检测并鉴定PCB产品的合格性和使用寿命。可组装性。PCB产品既便于各种元件进行标准化组装,又可以进行自动化、规模化的批量生产。另外,将PCB与其他各种元件进行整体组装,还可形成更大的部件、系统,直至整机。可维护性。由于PCB产品与各种元件整体组装的部件是以标准化设计与规模化生产的,因而,这些部件也是标准化的。所以,一旦系统发生故障,可以快速、方便、灵活地进行更换,迅速恢复系统的工作。

PCB还有其他的一些优点,如使系统小型化、轻量化,信号传输高速化等。

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