只需七大步驟看懂如何設(shè)計一塊PCB

PCB于1936年誕生，美國于1943年將該技術(shù)大量使用于軍用收音機內(nèi)；自20世紀(jì)50年代中期起，PCB技術(shù)開始被廣泛采用。目前，PCB已然成為“電子產(chǎn)品之母”，其應(yīng)用幾乎滲透于電子產(chǎn)業(yè)的各個終端領(lǐng)域中，包括計算機、通信、消費電子、工業(yè)控制、醫(yī)療儀器、國防軍工、航天航空等諸多領(lǐng)域。

PCB從單層發(fā)展到雙面、多層和撓性，并且仍舊保持著各自的發(fā)展趨勢。由于不斷地向高精度、高密度和高可靠性方向發(fā)展，不斷縮小體積、減少成本、提高性能，使得印制板在未來電子設(shè)備的發(fā)展工程中，仍然保持著強大的生命力。

那么PCB是如何設(shè)計的呢？看完以下七大步驟就懂了

1、前期準(zhǔn)備

包括準(zhǔn)備元件庫和原理圖。在進行PCB設(shè)計之前，首先要準(zhǔn)備好原理圖SCH元件庫和PCB元件封裝庫。

PCB元件封裝庫最好是工程師根據(jù)所選器件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸資料建立。原則上先建立PC的元件封裝庫，再建立原理圖SCH元件庫。

PCB元件封裝庫要求較高，它直接影響PCB的安裝；原理圖SCH元件庫要求相對寬松，但要注意定義好管腳屬性和與PCB元件封裝庫的對應(yīng)關(guān)系。

2、PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)已經(jīng)確定的電路板尺寸和各項機械定位，在PCB設(shè)計環(huán)境下繪制PCB板框，并按定位要求放置所需的接插件、按鍵/開關(guān)、螺絲孔、裝配孔等等。

充分考慮和確定布線區(qū)域和非布線區(qū)域（如螺絲孔周圍多大范圍屬于非布線區(qū)域）。

3、PCB布局設(shè)計

布局設(shè)計即是在PCB板框內(nèi)按照設(shè)計要求擺放器件。在原理圖工具中生成網(wǎng)絡(luò)表（Design→Create Netlist），之后在PCB軟件中導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表（Design→Import Netlist）。網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入成功后會存在于軟件后臺，通過Placement操作可以將所有器件調(diào)出、各管腳之間有飛線提示連接，這時就可以對器件進行布局設(shè)計了。

PCB布局設(shè)計是PCB整個設(shè)計流程中的首個重要工序，越復(fù)雜的PCB板，布局的好壞越能直接影響到后期布線的實現(xiàn)難易程度。

布局設(shè)計依靠電路板設(shè)計師的電路基礎(chǔ)功底與設(shè)計經(jīng)驗豐富程度，對電路板設(shè)計師屬于較高級別的要求。初級電路板設(shè)計師經(jīng)驗尚淺、適合小模塊布局設(shè)計或整板難度較低的PCB布局設(shè)計任務(wù)。

4、PCB布線設(shè)計

PCB布線設(shè)計是整個PCB設(shè)計中工作量最大的工序，直接影響著PCB板的性能好壞。

在PCB的設(shè)計過程中，布線一般有三種境界：

首先是布通，這是PCB設(shè)計的最基本的入門要求；

其次是電氣性能的滿足，這是衡量一塊PCB板是否合格的標(biāo)準(zhǔn)，在線路布通之后，認(rèn)真調(diào)整布線、使其能達到最佳的電氣性能；

再次是整齊美觀，雜亂無章的布線、即使電氣性能過關(guān)也會給后期改板優(yōu)化及測試與維修帶來極大不便，布線要求整齊劃一，不能縱橫交錯毫無章法。

5、布線優(yōu)化及絲印擺放

“PCB設(shè)計沒有最好、只有更好”，“PCB設(shè)計是一門缺陷的藝術(shù)”，這主要是因為PCB設(shè)計要實現(xiàn)硬件各方面的設(shè)計需求，而個別需求之間可能是沖突的、魚與熊掌不可兼得。

例如：某個PCB設(shè)計項目經(jīng)過電路板設(shè)計師評估需要設(shè)計成6層板，但是產(chǎn)品硬件出于成本考慮、要求必須設(shè)計為4層板，那么只能犧牲掉信號屏蔽地層、從而導(dǎo)致相鄰布線層之間的信號串?dāng)_增加、信號質(zhì)量會降低。

一般設(shè)計的經(jīng)驗是：優(yōu)化布線的時間是初次布線的時間的兩倍。PCB布線優(yōu)化完成后，需要進行后處理，首要處理的是PCB板面的絲印標(biāo)識，設(shè)計時底層的絲印字符需要做鏡像處理，以免與頂層絲印混淆。

6、網(wǎng)絡(luò)DRC檢查及結(jié)構(gòu)檢查

質(zhì)量控制是PCB設(shè)計流程的重要組成部分，一般的質(zhì)量控制手段包括：設(shè)計自檢、設(shè)計互檢、專家評審會議、專項檢查等。

原理圖和結(jié)構(gòu)要素圖是最基本的設(shè)計要求，網(wǎng)絡(luò)DRC檢查和結(jié)構(gòu)檢查就是分別確認(rèn)PCB設(shè)計滿足原理圖網(wǎng)表和結(jié)構(gòu)要素圖兩項輸入條件。

一般電路板設(shè)計師都會有自己積累的設(shè)計質(zhì)量檢查Checklist，其中的條目部分來源于公司或部門的規(guī)范、另一部分來源于自身的經(jīng)驗總結(jié)。專項檢查包括設(shè)計的Valor檢查及DFM檢查，這兩部分內(nèi)容關(guān)注的是PCB設(shè)計輸出后端加工光繪文件。