PCB布线工程师设计经验

一般的PCB基本设计流程如下:前期准备->PCB结构设计->PCB布局->布线->布线优化和丝印->网络和DRC检查和结构检查->制版。
前期准备。
这包括准备目录和原理图“如果你想做好工作,你必须首先磨砺你的工具。 “要做一块好板子,不仅要设计原理,还要画好。 在PCB设计之前,首先要准备好原理图Sch和PCB的元件库。 组件库可以是Protel(当时很多电子老鸟都是Protel),但是很难找到合适的。 最好根据所选设备的标准尺寸数据制作元件库。 原则上先做PCB的元件库,再做sch的元件库。 PCB的元器件库要求高,直接影响板子的安装; SCH 的组件库要求相对宽松。 只需注意定义引脚属性以及与PCB元件的对应关系即可。 PS:注意标准库中隐藏的引脚。 然后是原理图设计。 当您准备就绪时,您就可以开始 PCB 设计了。
第二:PCB结构设计。
在此步骤中,根据确定的电路板尺寸和各种机械定位,在PCB设计环境中绘制PCB表面,并根据定位要求放置所需的连接器、按键/开关、螺丝孔、装配孔等。 并充分考虑和确定布线区和非布线区(如螺丝孔周围有多少区域属于非布线区)。
第三:PCB布局。
布局是将设备放在板上。 这时候如果上面的准备都做好了,就可以在原理图上生成一个网络表(Design->create netlist),然后在PCB图上导入一个网络表(Design->Load nets)。 可以看到器件都堆起来了,引脚之间有飞线提示连接。 然后您可以布局设备。 总体布置应按照以下原则进行:
①按电气性能合理分区,一般分为:数字电路区(即怕干扰和产生干扰)、模拟电路区(怕干扰)和电源驱动区(干扰源);
② 完成相同功能的电路尽量靠近放置,所有元件都要调整好,保证接线简单; 同时,调整功能块之间的相对位置,使功能块之间的连接简洁;
③ . 对于质量好的部件,应考虑安装位置和安装强度; 加热元件应与感温元件分开放置,必要时应考虑热对流措施;
④ I/O 驱动器应尽可能靠近印制板边缘和出线连接器;
⑤ 时钟发生器(如晶体振荡器或时钟振荡器)应尽可能靠近使用时钟的设备;
⑥各集成电路的电源输入引脚与地之间应加去耦电容(一般采用高频性能好的单晶电容); 当电路板空间比较密集时,也可以在几个集成电路周围加​​一个钽电容。
⑦. 继电器线圈处加放电二极管(1N4148);
⑧ 布局要平衡、密集、有序,不得头重脚轻
“,”
——需要特别注意
放置元件时,必须考虑元件的实际尺寸(面积和高度)和元件之间的相对位置,以保证电路板的电气性能和生产安装的可行性和便利性。 同时,在能体现上述原则的前提下,应适当修改元件的摆放位置,使其整齐美观。 相似的元件要整齐地排列在同一个方向,不能“散落”。
这一步关系到板子的整体形象和下一步布线的难度,所以要下功夫去考虑。 在布局时,可以对不确定的地方进行初步布线,并充分考虑。
第四:接线。
布线是整个PCB设计中的重要工序。 这将直接影响PCB的性能。 在PCB设计过程中,布线一般分为三个境界:第一是布线,这是PCB设计的基本要求。 如果线路不接,有飞线,则为不合格板。 可以说还没有介绍。 二是电气性能的满意度。 这是衡量一块印刷电路板是否合格的标准。 这是接线后仔细调整接线,以达到良好的电气性能。 然后是美。 如果你的接线接好了,没有地方影响电器的性能,但是一看就是过去的乱七八糟的,再加上五彩斑斓,就算你的电器性能再好,也还是一块块的别人眼中的垃圾。 这给测试和维护带来了极大的不便。 布线应整齐统一,不得纵横交错。 这些都应该在保证电气性能和满足其他个性化要求的条件下实现,否则就是舍弃基础。 接线时应遵循以下原则:
① 一般应先布线电源线和地线,以保证电路板的电气性能。 在允许范围内,电源和地线的宽度应尽可能加宽。 地线最好比电源线宽。 它们的关系是:地线>电源线>信号线。 一般信号线宽度为0.2~0.3mm,细线宽度可达0.05~0.07mm,电源线一般为1.2~2.5mm。 对于数字电路的PCB,可以用一条宽的地线组成电路,即形成地网(模拟电路的地不能这样使用)
② 要求严格的导线(如高频线)应提前走线,输入端和输出端的边线应避免相邻平行,避免反射干扰。 必要时应加地线隔离。 相邻两层走线要相互垂直、平行,容易产生寄生耦合。
③振荡器外壳要接地,时钟线尽量短,不要到处走。 在时钟振荡电路和专用高速逻辑电路下,应加大对地面积,不要走其他信号线,使周围电场接近于零;
④ 尽量采用45o折线布线,不得采用90o折线布线,以减少高频信号的辐射(要求高的线路也应采用双弧线)
⑤ 信号线不得形成回路。 如果不可避免,环路应尽可能小; 信号线的过孔尽量少;
⑥ 重点线尽量短粗,两侧增加保护区域。
⑦ 通过扁平电缆传输敏感信号和噪声场带信号时,应按“地线信号地线”的方式引出。
⑧ 关键信号预留测试点,方便生产、维护和检测
⑨. 原理图布线完成后,进行布线优化; 同时,在初步网络检查和DRC检查无误后,用地线填充非布线区域,使用大面积的铜层作为地线,将印制板上未使用的地方与地连接为地线。 也可以做成多层板,电源和地线分别占一层。
——PCB布线工艺要求
① . 线
一般信号线宽0.3mm(12mil),电源线宽0.77mm(30mil)或1.27mm(50mil); 线与线与焊盘之间的距离大于或等于0.33mm(13mil)。 在实际应用中,如果条件允许,可以增加距离;
当布线密度较高时,可以考虑(但不推荐)在IC引脚之间使用两根导线。 线材宽度为0.254mm(10mil),线距不小于0.254mm(10mil)。 特殊情况下,当器件引脚密集且宽度较窄时,可适当减小线宽和线距。
② . 垫
焊盘和过孔的基本要求如下:焊盘直径比孔直径大0.6mm; 例如,对于一般引脚电阻、电容和集成电路,盘/孔尺寸为1.6mm/0.8mm(63mil/32mil),插座、引脚和二极管1N4007为1.8mm/1.0mm(71mil/39mil)。 在实际应用中,应根据实际元件的尺寸来确定。 如果可能,可以适当增加焊盘尺寸;
PCB上设计的元件安装孔径应比元件引脚的实际尺寸大0.2~0.4mm左右。
③ . 通过
一般为1.27mm/0.7mm(50mil/28mil);
当布线密度较高时,可适当减小过孔尺寸,但不宜过小。 1.0mm/0.6mm(40mil/24mil)可以考虑。
④ . pad、wire、via的间距要求
PAD和VIA?: ≥ 0.3mm(12mil)
PAD和PAD?: ≥ 0.3mm(12mil)
PAD and TRACK?: ≥ 0.3mm(12mil)
TRACK和TRACK?: ≥ 0.3mm(12mil)
密度高时:
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:布线优化和丝印。
“没有好,只有更好”! 不管你怎么努力设计,当你画完之后,你仍然会觉得很多地方都可以修改。 一般的设计经验是优化布线的时间是初始布线的两倍。 觉得没什么好修改后,就可以铺铜了(放置->多边形平面)。 铜线一般铺设地线(注意模拟地和数字地分开),铺设多层板时也可以铺设电源。 对于丝印,注意不要被器件挡住或被过孔和焊盘去除。 同时,设计要正对元件表面,底部的文字要镜像,以免混淆图层。
第六:网络和DRC检查和结构检查。
首先,在电路原理图设计正确的前提下,对生成的PCB网络文件和原理图网络文件的物理连接关系进行netcheck,根据输出文件结果及时修正设计,保证布线连接关系的正确性;
网络检查正确通过后,DRC对PCB设计进行检查,并根据输出文件结果及时修正设计,保证PCB布线的电气性能。 PCB的机械安装结构需进一步检查确认。
第七:制版。
在此之前,应该有一个审计过程。
PCB设计是一种心灵的考验。 谁的脑洞大,经验高,设计的板子就不错。 因此,我们在设计时要格外小心,充分考虑各种因素(比如很多人不考虑维护和检查的方便性),不断改进,才能设计出好板子。