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一個畫板十年工程師總結(jié)PCB設(shè)計的經(jīng)驗

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樓主
ID:104287 發(fā)表于 2016-1-30 03:58 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
本帖最后由 51黑fan 于 2016-1-30 04:00 編輯

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->PCB布局->布線->布線優(yōu)化和絲印->網(wǎng)絡(luò)和DRC檢查和結(jié)構(gòu)檢查->制版。
:   
:   第一:前期準(zhǔn)備。這包括準(zhǔn)備元件庫和原理圖。工欲善其事,必先利其器,要做出一塊好的板子,除了要設(shè)計好原理之外,還要畫得好。在進(jìn)行PCB設(shè)計之前,首先要準(zhǔn)備好原理圖SCH的元件庫和PCB的元件庫。元件庫可以用peotel 自帶的庫,但一般情況下很難找到合適的,最好是自己根據(jù)所選器件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸資料自己做元件庫。原則上先做PCB的元件庫,再做SCH的元件庫PCB的元件庫要求較高,它直接影響板子的安裝;SCH的元件庫要求相對比較松,只要注意定義好管腳屬性和與PCB元件的對應(yīng)關(guān)系就行。PS:注意標(biāo)準(zhǔn)庫中的隱藏管腳。之后就是原理圖的設(shè)計,做好后就準(zhǔn)備開始做PCB設(shè)計了。  
:   
:   第二PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計。這一步根據(jù)已經(jīng)確定的電路板尺寸和各項機(jī)械定位,在PCB 設(shè)計環(huán)境下繪制PCB板面,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。并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)。
:   第三PCB布局。布局說白了就是在板子上放器件。這時如果前面講到的準(zhǔn)備工作都做好的話,就可以在原理圖上生成網(wǎng)絡(luò)表(Design-> Create Netlist),之后在PCB圖上導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表(Design->Load Nets)。就看見器件嘩啦啦的全堆上去了,各管腳之間還有飛線提示連接。然后就可以對器件布局了。一般布局按如下原則進(jìn)行:
:    ①. 按電氣性能合理分區(qū),一般分為:數(shù)字電路區(qū)(即怕干擾、又產(chǎn)生干擾)、模擬電路區(qū)(怕干擾)、功率驅(qū)動區(qū)(干擾源);
:    ②. 完成同一功能的電路,應(yīng)盡量靠近放置,并調(diào)整各元器件以保證連線最為簡潔;同時,調(diào)整各功能塊間的相對位置使功能塊間的連線最簡潔;
:    ③. 對于質(zhì)量大的元器件應(yīng)考慮安裝位置和安裝強(qiáng)度;發(fā)熱元件應(yīng)與溫度敏感元件分開放置,必要時還應(yīng)考慮熱對流措施;
:    ④. I/O驅(qū)動器件盡量靠近印刷板的邊、靠近引出接插件;
:    ⑤. 時鐘產(chǎn)生器(如:晶振或鐘振)要盡量靠近用到該時鐘的器件;
:    ⑥. 在每個集成電路的電源輸入腳和地之間,需加一個去耦電容(一般采用高頻性能好的獨石電容);電路板空間較密時,也可在幾個集成電路周圍加一個鉭電容。
:    ⑦. 繼電器線圈處要加放電二極管(1N4148即可);
:    ⑧. 布局要求要均衡,疏密有序,不能頭重腳輕或一頭沉
:    ——需要特別注意,在放置元器件時,一定要考慮元器件的實際尺寸大。ㄋ济娣e和高度)、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)安裝的可行性和便利性同時,應(yīng)該在保證上面原則能夠體現(xiàn)的前提下,適當(dāng)修改器件的擺放,使之整齊美觀,如同樣的器件要擺放整齊、方向一致,不能擺得錯落有致
: 這個步驟關(guān)系到板子整體形象和下一步布線的難易程度,所以一點要花大力氣去考慮。布局時,對不太肯定的地方可以先作初步布線,充分考慮。
:   
:   第四:布線。布線是整個PCB設(shè)計中最重要的工序。這將直接影響著PCB板的性能好壞。在PCB的設(shè)計過程中,布線一般有這么三種境界的劃分:首先是布通,這時PCB設(shè)計時的最基本的要求。如果線路都沒布通,搞得到處是飛線,那將是一塊不合格的板子,可以說還沒入門。其次是電器性能的滿足。這是衡量一塊印刷電路板是否合格的標(biāo)準(zhǔn)。這是在布通之后,認(rèn)真調(diào)整布線,使其能達(dá)到最佳的電器性能。接著是美觀。假如你的布線布通了,也沒有什么影響電器性能的地方,但是一眼看過去雜亂無章的,加上五彩繽紛、花花綠綠的,那就算你的電器性能怎么好,在別人眼里還是垃圾一塊。這樣給測試和維修帶來極大的不便。布線要整齊劃一,不能縱橫交錯毫無章法。這些都要在保證電器性能和滿足其他個別要求的情況下實現(xiàn),否則就是舍本逐末了。布線時主要按以下原則進(jìn)行:
:    ①.一般情況下,首先應(yīng)對電源線和地線進(jìn)行布線,以保證電路板的電氣性能。在條件允許的范圍內(nèi),盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬,它們的關(guān)系是:地線>電源線>信號線,通常信號線寬為:0.20.3mm,最細(xì)寬度可達(dá)0.050.07mm,電源線一般為1.22.5mm。對數(shù)字電路的 PCB可用寬的地導(dǎo)線組成一個回路, 即構(gòu)成一個地網(wǎng)來使用(模擬電路的地則不能這樣使用)
:    ②. 預(yù)先對要求比較嚴(yán)格的線(如高頻線)進(jìn)行布線,輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行,以免產(chǎn)生反射干擾。必要時應(yīng)加地線隔離,兩相鄰層的布線要互相垂直,平行容易產(chǎn)生寄生耦合。
:    ③. 振蕩器外殼接地,時鐘線要盡量短,且不能引得到處都是。時鐘振蕩電路下面、特殊高速邏輯電路部分要加大地的面積,而不應(yīng)該走其它信號線,以使周圍電場趨近于零;
:    ④. 盡可能采用45o的折線布線,不可使用90o折線,以減小高頻信號的輻射;(要求高的線還要用雙弧線)
:    ⑤. 任何信號線都不要形成環(huán)路,如不可避免,環(huán)路應(yīng)盡量。恍盘柧的過孔要盡量少;
:    ⑥. 關(guān)鍵的線盡量短而粗,并在兩邊加上保護(hù)地!綪S:包地
:    ⑦. 通過扁平電纜傳送敏感信號和噪聲場帶信號時,要用地線-信號-地線的方式引出。
:    ⑧. 關(guān)鍵信號應(yīng)預(yù)留測試點,以方便生產(chǎn)和維修檢測用
:    ⑨.原理圖布線完成后,應(yīng)對布線進(jìn)行優(yōu)化;同時,經(jīng)初步網(wǎng)絡(luò)檢查和DRC檢查無誤后,對未布線區(qū)域進(jìn)行地線填充,用大面積銅層作地線用,在印制板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用;蚴亲龀啥鄬影,電源,地線各占用一層。
:   
:    ——PCB布線工藝要求
:    ①. 線
: 一般情況下,信號線寬為0.3mm(12mil),電源線寬為0.77mm(30mil)1.27mm(50mil);線與線之間和線與焊盤之間的距離大于等于0.33mm(13mil),實際應(yīng)用中,條件允許時應(yīng)考慮加大距離;
: 布線密度較高時,可考慮(但不建議)采用IC腳間走兩根線,線的寬度為0.254mm(10mil),線間距不小于0.254mm(10mil)。特殊情況下,當(dāng)器件管腳較密,寬度較窄時,可按適當(dāng)減小線寬和線間距。
:   
:    ②. 焊盤(PAD
: 焊盤(PAD)與過渡孔(VIA)的基本要求是:盤的直徑比孔的直徑要大于0.6mm;例如,通用插腳式電阻、電容和集成電路等,采用盤/孔尺寸 1.6mm/0.8mm63mil/32mil),插座、插針和二極管1N4007等,采用1.8mm/1.0mm71mil/39mil)。實際應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)實際元件的尺寸來定,有條件時,可適當(dāng)加大焊盤尺寸;
: PCB板上設(shè)計的元件安裝孔徑應(yīng)比元件管腳的實際尺寸大0.20.4mm左右。
:   
:    ③. 過孔(VIA
: 一般為1.27mm/0.7mm(50mil/28mil)
: 當(dāng)布線密度較高時,過孔尺寸可適當(dāng)減小,但不宜過小,可考慮采用1.0mm/0.6mm(40mil/24mil)
:   
:    ④. 焊盤、線、過孔的間距要求
: PAD and VIA : ≥ 0.3mm12mil
: PAD and PAD。 ≥ 0.3mm12mil
: PAD and TRACK。 ≥ 0.3mm12mil
: TRACK and TRACK。 ≥ 0.3mm12mil
: 密度較高時:
: PAD and VIA : ≥ 0.254mm10mil
: PAD and PAD。 ≥ 0.254mm10mil
: PAD and TRACK :  0.254mm10mil
: TRACK and TRACK。  0.254mm10mil
:    
:   第五:布線優(yōu)化和絲印。沒有最好的,只有更好的!不管你怎么挖空心思的去設(shè)計,等你畫完之后,再去看一看,還是會覺得很多地方可以修改的。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。感覺沒什么地方需要修改之后,就可以鋪銅了(Place->polygon Plane)。鋪銅一般鋪地線(注意模擬地和數(shù)字地的分離),多層板時還可能需要鋪電源。時對于絲印,要注意不能被器件擋住或被過孔和焊盤去掉。同時,設(shè)計時正視元件面,底層的字應(yīng)做鏡像處理,以免混淆層面。
:   
:   第六:網(wǎng)絡(luò)和DRC檢查和結(jié)構(gòu)檢查。首先,在確定電路原理圖設(shè)計無誤的前提下,將所生成的PCB網(wǎng)絡(luò)文件與原理圖網(wǎng)絡(luò)文件進(jìn)行物理連接關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)檢查(NETCHECK),并根據(jù)輸出文件結(jié)果及時對設(shè)計進(jìn)行修正,以保證布線連接關(guān)系的正確性;
: 網(wǎng)絡(luò)檢查正確通過后,對PCB設(shè)計進(jìn)行DRC檢查,并根據(jù)輸出文件結(jié)果及時對設(shè)計進(jìn)行修正,以保證PCB布線的電氣性能。最后需進(jìn)一步對PCB的機(jī)械安裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查和確認(rèn)。
:   
:   第七:制版。在此之前,最好還要有一個審核的過程。

: PCB設(shè)計是一個考心思的工作,誰的心思密,經(jīng)驗高,設(shè)計出來的板子就好。所以設(shè)計時要極其細(xì)心,充分考慮各方面的因數(shù)(比如說便于維修和檢查這一項很多人就不去考慮),精益求精,就一定能設(shè)計出一個好板子



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沙發(fā)
ID:105539 發(fā)表于 2016-2-16 09:54 | 只看該作者
學(xué)習(xí)中。。。。。
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板凳
ID:105930 發(fā)表于 2016-3-5 14:02 來自手機(jī) | 只看該作者
學(xué)習(xí)了
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地板
ID:108773 發(fā)表于 2016-3-14 08:24 | 只看該作者
看了非常受益,我自己的經(jīng)驗是前期布局至少占用一般時間
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5#
ID:137695 發(fā)表于 2016-8-31 12:31 | 只看該作者
不錯,正往這個方向發(fā)展,謝謝
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6#
ID:138144 發(fā)表于 2016-9-1 13:45 | 只看該作者
學(xué)習(xí)了,
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7#
ID:138144 發(fā)表于 2016-9-1 16:31 | 只看該作者
學(xué)習(xí)了,大神好人熱于分享
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8#
ID:153199 發(fā)表于 2016-12-16 16:24 | 只看該作者
不錯,有所獲
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9#
ID:156378 發(fā)表于 2016-12-20 21:50 | 只看該作者
學(xué)習(xí)中,好東西 。。。。。。。。。。。。
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10#
ID:157059 發(fā)表于 2016-12-23 10:29 | 只看該作者
學(xué)習(xí)了,感謝分享
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11#
ID:157059 發(fā)表于 2016-12-23 10:30 | 只看該作者
學(xué)習(xí)中,感謝分享
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12#
ID:153199 發(fā)表于 2017-2-13 11:27 | 只看該作者
不錯的文件,值得收藏
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13#
ID:164505 發(fā)表于 2017-2-13 22:17 | 只看該作者
受益匪淺
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14#
ID:170736 發(fā)表于 2017-4-4 21:02 | 只看該作者
剛開始學(xué),這樣就讓我方向入手了
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15#
ID:113612 發(fā)表于 2018-3-30 21:07 | 只看該作者
初學(xué)者一枚,雖然沒有完全看懂你的所有思路,但收獲挺多,謝謝分享!
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16#
ID:421145 發(fā)表于 2018-11-5 16:28 | 只看該作者
感謝分享
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17#
ID:421395 發(fā)表于 2018-11-5 21:57 | 只看該作者
感謝前輩的經(jīng)驗
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18#
ID:931825 發(fā)表于 2021-7-10 16:29 | 只看該作者
很詳細(xì),對我?guī)椭艽?/td>
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19#
ID:956901 發(fā)表于 2021-8-18 15:39 | 只看該作者
好東西,學(xué)到了學(xué)到了
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20#
ID:863579 發(fā)表于 2021-8-23 09:34 | 只看該作者
很不錯,補(bǔ)充一下,包地的線通常是ADC\CLK\PWM是必須做包地處理,如何不能包地至少要留出2倍線寬的距離稱為2W原則
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21#
ID:956424 發(fā)表于 2021-8-25 19:05 | 只看該作者
好東西,我們看到更多的東西,謝謝
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22#
ID:185845 發(fā)表于 2021-10-13 15:04 | 只看該作者
感謝分享,我還記得我第一次制版時(大一),基本操作都會點,就開始自己打板,拿到板子的那一刻還是很開心的,到焊接部分,由于設(shè)計時的疏忽居然把USB的口朝里了,當(dāng)時直接給自己一個大嘴巴子。
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23#
ID:978297 發(fā)表于 2021-11-5 22:19 | 只看該作者
剛開始接觸AD,希望能有進(jìn)步。
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24#
ID:916682 發(fā)表于 2021-11-21 22:15 | 只看該作者
很實用,贊一個!
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25#
ID:338503 發(fā)表于 2021-11-22 08:07 | 只看該作者
我覺得很好,復(fù)制下來好好看一下。
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26#
ID:986812 發(fā)表于 2021-12-2 09:06 | 只看該作者
很好的經(jīng)驗總結(jié)
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27#
ID:1060912 發(fā)表于 2023-1-11 10:50 | 只看該作者
學(xué)習(xí)到了,感謝大佬
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28#
ID:69457 發(fā)表于 2023-4-17 21:10 | 只看該作者
實踐才能學(xué)的好,這個少不了。
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29#
ID:1001976 發(fā)表于 2023-4-18 06:51 | 只看該作者
非常感謝在,正在學(xué)習(xí)中,非常有用
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30#
ID:61218 發(fā)表于 2024-1-10 13:47 | 只看該作者
謝謝分享
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31#
ID:1113688 發(fā)表于 2024-3-21 14:14 | 只看該作者

我覺得很好,學(xué)習(xí)
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32#
ID:1113835 發(fā)表于 2024-3-22 17:08 | 只看該作者
非常好的帖子
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33#
ID:289698 發(fā)表于 2024-5-10 19:50 | 只看該作者
我也畫板子十年了,感覺沒啥長進(jìn),還是雙面板,唯一感覺厲害的就是原來老板說我沒那個天賦,后來換了個工作頂著上了,結(jié)果走線還走通了,基本完全自學(xué)。
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34#
ID:1135122 發(fā)表于 2024-10-31 13:49 | 只看該作者
之前看凡億教育的教學(xué)是先布信號線最后布電源線,最后發(fā)現(xiàn)電源走線很重要,很多路徑都被事先布好的信號線擋住了。所以是先布電源線好呢,還是先布信號線好呢,求大佬們解答
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