PCB佈線工程師設計經驗

一般的PCB基本設計流程如下:前期準備->PCB結構設計->PCB佈局->佈線->佈線優化和絲印->網絡和DRC檢查和結構檢查->製版。
前期準備。
這包括準備目錄和原理圖“如果你想做好工作,你必須首先磨礪你的工具。 “要做一塊好板子,不僅要設計原理,還要畫好。 在PCB設計之前,首先要準備好原理圖Sch和PCB的元件庫。 組件庫可以是Protel(當時很多電子老鳥都是Protel),但是很難找到合適的。 最好根據所選器件的標準尺寸數據製作元件庫。 原則上先做PCB的元件庫,再做sch的元件庫。 PCB的元器件庫要求高,直接影響板子的安裝; SCH 的組件庫要求相對寬鬆。 只需注意定義引腳屬性以及與PCB元件的對應關係即可。 PS:注意標準庫中隱藏的引腳。 然後是原理圖設計。 當您準備就緒時,您就可以開始 PCB 設計了。
第二:PCB結構設計。
在此步驟中,根據確定的電路板尺寸和各種機械定位,在PCB設計環境中繪製PCB表面,並根據定位要求放置所需的連接器、按鍵/開關、螺絲孔、裝配孔等。 並充分考慮和確定佈線區和非佈線區(如螺絲孔周圍有多少區域屬於非佈線區)。
第三:PCB佈局。
佈局是將設備放在板上。 這時候如果上面的準備都做好了,就可以在原理圖上生成一個網絡表(Design->create netlist),然後在PCB圖上導入一個網絡表(Design->Load nets)。 可以看到器件都堆起來了,引腳之間有飛線提示連接。 然後您可以佈局設備。 總體佈置應按照以下原則進行:
①按電氣性能合理分區,一般分為:數字電路區(即怕干擾和產生干擾)、模擬電路區(怕干擾)和電源驅動區(干擾源);
② 完成相同功能的電路盡量靠近放置,所有元器件都要調整好,保證接線簡單; 同時,調整功能塊之間的相對位置,使功能塊之間的連接簡潔;
③ . 對於質量好的部件,應考慮安裝位置和安裝強度; 加熱元件應與感溫元件分開放置,必要時應考慮熱對流措施;
④ I/O 驅動器應盡可能靠近印製板邊緣和出線連接器;
⑤ 時鐘發生器(如晶體振盪器或時鍾振盪器)應盡可能靠近使用時鐘的設備;
⑥各集成電路的電源輸入引腳與地之間應加去耦電容(一般採用高頻性能好的單晶電容); 當電路板空間比較密集時,也可以在幾個集成電路的周圍加一個鉭電容。
⑦. 繼電器線圈處加放電二極管(1N4148);
⑧ 佈置要平衡、密集、有序,不得頭重腳輕
“”
——需要特別注意
放置元件時,必須考慮元件的實際尺寸(面積和高度)和元件之間的相對位置,以保證電路板的電氣性能和生產安裝的可行性和便利性。 同時,在能體現上述原則的前提下,應適當修改元件的擺放位置,使其整齊美觀。 相似的元件要整齊地排列在同一個方向,不能“散落”。
這一步關係到板子的整體形象和下一步佈線的難度,所以要下功夫去考慮。 在佈局時,可以對不確定的地方進行初步佈線,並充分考慮。
第四:接線。
佈線是整個PCB設計中的重要工序。 這將直接影響PCB的性能。 在PCB設計過程中,佈線一般分為三個境界:第一是佈線,這是PCB設計的基本要求。 如果線路不接,有飛線,則為不合格板。 可以說還沒有介紹。 二是電氣性能的滿意度。 這是衡量一塊印刷電路板是否合格的標準。 這是接線後仔細調整接線,以達到良好的電氣性能。 然後是美。 如果你的接線接好了,沒有地方影響電器的性能,但是一看就是過去的亂七八糟的,再加上五光十色,就算你的電器性能再好,也還是一塊塊的別人眼中的垃圾。 這給測試和維護帶來了極大的不便。 佈線應整齊統一,不得縱橫交錯。 這些都應該在保證電氣性能和滿足其他個性化要求的條件下實現,否則就是背棄基礎。 接線時應遵循以下原則:
① 一般應先佈線電源線和地線,以保證電路板的電氣性能。 在允許範圍內,電源和地線的寬度應盡可能加寬。 地線最好比電源線寬。 它們的關係是:地線>電源線>信號線。 一般信號線寬度為0.2~0.3mm,細線寬度可達0.05~0.07mm,電源線一般為1.2~2.5mm。 對於數字電路的PCB,可以用一條寬的地線組成電路,即形成地網(模擬電路的地不能這樣使用)
② 要求嚴格的導線(如高頻線)應提前走線,輸入端和輸出端的邊線應避免相鄰平行,避免反射干擾。 必要時應加地線隔離。 相鄰兩層走線要相互垂直、平行,容易產生寄生耦合。
③振盪器外殼要接地,時鐘線盡量短,不要到處走。 在時鍾振盪電路和專用高速邏輯電路下,應加大對地面積,不要走其他信號線,使周圍電場接近於零;
④ 盡量採用45o折線佈線,不採用90o折線佈線,以減少高頻信號的輻射(要求高的線路也可採用雙弧線)
⑤ 信號線不得形成迴路。 如果不可避免,環路應盡可能小; 信號線的過孔盡量少;
⑥ 重點線盡量短粗,兩側增加保護區域。
⑦ 通過扁平電纜傳輸敏感信號和噪聲場帶信號時,應按“地線信號地線”的方式引出。
⑧ 關鍵信號預留測試點,方便生產、維護和檢測
⑨. 原理圖佈線完成後,進行佈線優化; 同時,在初步網絡檢查和DRC檢查無誤後,用地線填充非佈線區域,使用大面積的銅層作為地線,將印製板上未使用的地方與地連接為地線。 也可以做成多層板,電源和地線分別佔一層。
——PCB佈線工藝要求
① . 線
一般信號線寬0.3mm(12mil),電源線寬0.77mm(30mil)或1.27mm(50mil); 線與線與焊盤之間的距離大於或等於0.33mm(13mil)。 在實際應用中,如果條件允許,可以增加距離;
當佈線密度較高時,可以考慮(但不推薦)在IC引腳之間使用兩根導線。 線材寬度為0.254mm(10mil),線距不小於0.254mm(10mil)。 特殊情況下,當器件引腳密集且寬度較窄時,可適當減小線寬和線距。
② . 軟墊
焊盤和過孔的基本要求如下:焊盤直徑比孔直徑大0.6mm; 例如,對於一般引腳電阻、電容和集成電路,盤/孔尺寸為1.6mm/0.8mm(63mil/32mil),插座、引腳和二極管1N4007為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。 如果可能,可以適當增加焊盤尺寸;
PCB上設計的元件安裝孔徑應比元件引腳的實際尺寸大0.2~0.4mm左右。
③ . 通過
一般為1.27mm/0.7mm(50mil/28mil);
佈線密度較高時,可適當減小過孔尺寸,但不宜過小。 1.0mm/0.6mm(40mil/24mil)可以考慮。
④ . pad、wire、via的間距要求
PAD和VIA?: ≥ 0.3mm(12mil)
PAD和PAD?: ≥ 0.3mm(12mil)
PAD and TRACK?: ≥ 0.3mm(12mil)
TRACK和TRACK?: ≥ 0.3mm(12mil)
密度高時:
PAD和VIA?: ≥ 0.254mm(10mil)
PAD和PAD?: ≥ 0.254mm(10mil)
PAD 和 TRACK?: ≥? 0.254mm(10mil)
TRACK和TRACK?: ≥? 0.254mm(10mil)
第五:佈線優化和絲印。
“沒有好,只有更好”! 不管你怎麼努力設計,當你畫完之後,你仍然會覺得很多地方都可以修改。 一般的設計經驗是優化佈線的時間是初始佈線的兩倍。 覺得沒什麼好修改後,就可以鋪銅了(放置->多邊形平面)。 銅線一般鋪設地線(注意模擬地和數字地分開),鋪設多層板時也可以鋪設電源。 對於絲印,注意不要被器件擋住或被過孔和焊盤去除。 同時,設計要正對元件表面,底部的文字要鏡像,以免混淆圖層。
第六:網絡和DRC檢查和結構檢查。
首先,在電路原理圖設計正確的前提下,對生成的PCB網絡文件和原理圖網絡文件的物理連接關係進行netcheck,根據輸出文件結果及時修正設計,保證佈線連接關係的正確性;
網絡檢查正確通過後,DRC對PCB設計進行檢查,並根據輸出文件結果及時修正設計,保證PCB佈線的電氣性能。 PCB的機械安裝結構需進一步檢查確認。
第七:製版。
在此之前,應該有一個審計過程。
PCB設計是一種心靈的考驗。 誰的腦洞大,經驗高,設計的板子就不錯。 因此,我們在設計時要格外小心,充分考慮各種因素(比如很多人不考慮維護和檢查的方便性),不斷改進,才能設計出好板子。