标题: 一个画板十年工程师总结PCB设计的经验 [打印本页]
作者: 51黑fan    时间: 2016-1-30 03:58
标题: 一个画板十年工程师总结PCB设计的经验
本帖最后由 51黑fan 于 2016-1-30 04:00 编辑

一般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。
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: 　　第一：前期准备。这包括准备元件库和原理图。“工欲善其事，必先利其器”，要做出一块好的板子，除了要设计好原理之外，还要画得好。在进行PCB设计之前，首先要准备好原理图SCH的元件库和PCB的元件库。元件库可以用peotel 自带的库，但一般情况下很难找到合适的，最好是自己根据所选器件的标准尺寸资料自己做元件库。原则上先做PCB的元件库，再做SCH的元件库。PCB的元件库要求较高，它直接影响板子的安装；SCH的元件库要求相对比较松，只要注意定义好管脚属性和与PCB元件的对应关系就行。PS：注意标准库中的隐藏管脚。之后就是原理图的设计，做好后就准备开始做PCB设计了。  
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: 　　第二：PCB结构设计。这一步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板面，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。并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）。
: 　　第三：PCB布局。布局说白了就是在板子上放器件。这时如果前面讲到的准备工作都做好的话，就可以在原理图上生成网络表（Design-> Create Netlist），之后在PCB图上导入网络表（Design->Load Nets）。就看见器件哗啦啦的全堆上去了，各管脚之间还有飞线提示连接。然后就可以对器件布局了。一般布局按如下原则进行：
: 　　　①． 按电气性能合理分区，一般分为：数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)、模拟电路区(怕干扰)、功率驱动区（干扰源）；
: 　　　②． 完成同一功能的电路，应尽量靠近放置，并调整各元器件以保证连线最为简洁；同时，调整各功能块间的相对位置使功能块间的连线最简洁；
: 　　　③． 对于质量大的元器件应考虑安装位置和安装强度；发热元件应与温度敏感元件分开放置，必要时还应考虑热对流措施；
: 　　　④． I/O驱动器件尽量靠近印刷板的边、靠近引出接插件；
: 　　　⑤． 时钟产生器（如：晶振或钟振）要尽量靠近用到该时钟的器件；
: 　　　⑥． 在每个集成电路的电源输入脚和地之间，需加一个去耦电容（一般采用高频性能好的独石电容）；电路板空间较密时，也可在几个集成电路周围加一个钽电容。
: 　　　⑦． 继电器线圈处要加放电二极管（1N4148即可）；
: 　　　⑧． 布局要求要均衡，疏密有序，不能头重脚轻或一头沉
: 　　　——需要特别注意，在放置元器件时，一定要考虑元器件的实际尺寸大小（所占面积和高度）、元器件之间的相对位置，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，应该在保证上面原则能够体现的前提下，适当修改器件的摆放，使之整齐美观，如同样的器件要摆放整齐、方向一致，不能摆得“错落有致” 。
: 这个步骤关系到板子整体形象和下一步布线的难易程度，所以一点要花大力气去考虑。布局时，对不太肯定的地方可以先作初步布线，充分考虑。
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: 　 第四：布线。布线是整个PCB设计中最重要的工序。这将直接影响着PCB板的性能好坏。在PCB的设计过程中，布线一般有这么三种境界的划分：首先是布通，这时PCB设计时的最基本的要求。如果线路都没布通，搞得到处是飞线，那将是一块不合格的板子，可以说还没入门。其次是电器性能的满足。这是衡量一块印刷电路板是否合格的标准。这是在布通之后，认真调整布线，使其能达到最佳的电器性能。接着是美观。假如你的布线布通了，也没有什么影响电器性能的地方，但是一眼看过去杂乱无章的，加上五彩缤纷、花花绿绿的，那就算你的电器性能怎么好，在别人眼里还是垃圾一块。这样给测试和维修带来极大的不便。布线要整齐划一，不能纵横交错毫无章法。这些都要在保证电器性能和满足其他个别要求的情况下实现，否则就是舍本逐末了。布线时主要按以下原则进行：
: 　　　①．一般情况下，首先应对电源线和地线进行布线，以保证电路板的电气性能。在条件允许的范围内，尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm，最细宽度可达0.05～0.07mm，电源线一般为1.2～2.5mm。对数字电路的 PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用（模拟电路的地则不能这样使用）
: 　　　②． 预先对要求比较严格的线（如高频线）进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。
: 　　　③． 振荡器外壳接地，时钟线要尽量短，且不能引得到处都是。时钟振荡电路下面、特殊高速逻辑电路部分要加大地的面积，而不应该走其它信号线，以使周围电场趋近于零；
: 　　　④． 尽可能采用45o的折线布线，不可使用90o折线，以减小高频信号的辐射；（要求高的线还要用双弧线）
: 　　　⑤． 任何信号线都不要形成环路，如不可避免，环路应尽量小；信号线的过孔要尽量少；
: 　　　⑥． 关键的线尽量短而粗，并在两边加上保护地。【PS:包地】
: 　　　⑦． 通过扁平电缆传送敏感信号和噪声场带信号时，要用“地线-信号-地线”的方式引出。
: 　　　⑧． 关键信号应预留测试点，以方便生产和维修检测用
: 　　　⑨．原理图布线完成后，应对布线进行优化；同时，经初步网络检查和DRC检查无误后，对未布线区域进行地线填充，用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板，电源，地线各占用一层。
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: 　　　——PCB布线工艺要求
: 　　　①． 线
: 一般情况下，信号线宽为0.3mm(12mil)，电源线宽为0.77mm(30mil)或1.27mm(50mil)；线与线之间和线与焊盘之间的距离大于等于0.33mm(13mil)，实际应用中，条件允许时应考虑加大距离；
: 布线密度较高时，可考虑（但不建议）采用IC脚间走两根线，线的宽度为0.254mm(10mil)，线间距不小于0.254mm(10mil)。特殊情况下，当器件管脚较密，宽度较窄时，可按适当减小线宽和线间距。
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: 　　　②． 焊盘（PAD）
: 焊盘（PAD）与过渡孔（VIA）的基本要求是：盘的直径比孔的直径要大于0.6mm；例如，通用插脚式电阻、电容和集成电路等，采用盘/孔尺寸 1.6mm/0.8mm（63mil/32mil），插座、插针和二极管1N4007等，采用1.8mm/1.0mm（71mil/39mil）。实际应用中，应根据实际元件的尺寸来定，有条件时，可适当加大焊盘尺寸；
: PCB板上设计的元件安装孔径应比元件管脚的实际尺寸大0.2～0.4mm左右。
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: 　　　③． 过孔（VIA）
: 一般为1.27mm/0.7mm(50mil/28mil)；
: 当布线密度较高时，过孔尺寸可适当减小，但不宜过小，可考虑采用1.0mm/0.6mm(40mil/24mil)。
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: 　　　④． 焊盘、线、过孔的间距要求
: PAD and VIA　： ≥ 0.3mm（12mil）
: PAD and PAD　： ≥ 0.3mm（12mil）
: PAD and TRACK　： ≥ 0.3mm（12mil）
: TRACK and TRACK　： ≥ 0.3mm（12mil）
: 密度较高时：
: PAD and VIA　： ≥ 0.254mm（10mil）
: PAD and PAD　： ≥ 0.254mm（10mil）
: PAD and TRACK　： ≥　0.254mm（10mil）
: TRACK and TRACK　： ≥　0.254mm（10mil）
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: 　 第五：布线优化和丝印。“没有最好的，只有更好的”！不管你怎么挖空心思的去设计，等你画完之后，再去看一看，还是会觉得很多地方可以修改的。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。感觉没什么地方需要修改之后，就可以铺铜了（Place->polygon Plane）。铺铜一般铺地线（注意模拟地和数字地的分离），多层板时还可能需要铺电源。时对于丝印，要注意不能被器件挡住或被过孔和焊盘去掉。同时，设计时正视元件面，底层的字应做镜像处理，以免混淆层面。
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: 　 第六：网络和DRC检查和结构检查。首先，在确定电路原理图设计无误的前提下，将所生成的PCB网络文件与原理图网络文件进行物理连接关系的网络检查（NETCHECK），并根据输出文件结果及时对设计进行修正，以保证布线连接关系的正确性；
: 网络检查正确通过后，对PCB设计进行DRC检查，并根据输出文件结果及时对设计进行修正，以保证PCB布线的电气性能。最后需进一步对PCB的机械安装结构进行检查和确认。
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: 　　第七：制版。在此之前，最好还要有一个审核的过程。

: PCB设计是一个考心思的工作，谁的心思密，经验高，设计出来的板子就好。所以设计时要极其细心，充分考虑各方面的因数（比如说便于维修和检查这一项很多人就不去考虑），精益求精，就一定能设计出一个好板子



作者: Jteam    时间: 2016-2-16 09:54
学习中。。。。。
作者: fanndaji    时间: 2016-3-5 14:02
学习了
作者: xiexh    时间: 2016-3-14 08:24
看了非常受益，我自己的经验是前期布局至少占用一般时间
作者: zgj920626    时间: 2016-8-31 12:31
不错，正往这个方向发展，谢谢
作者: sz15207554653    时间: 2016-9-1 13:45
学习了，
作者: sz15207554653    时间: 2016-9-1 16:31
学习了，大神好人热于分享
作者: liuzhaoxin1020    时间: 2016-12-16 16:24
不错，有所获
作者: zhourulin123    时间: 2016-12-20 21:50
学习中，好东西 。。。。。。。。。。。。
作者: 白马出凉州    时间: 2016-12-23 10:29
学习了，感谢分享
作者: 白马出凉州    时间: 2016-12-23 10:30
学习中，感谢分享
作者: liuzhaoxin1020    时间: 2017-2-13 11:27
不错的文件，值得收藏
作者: Heikeji-keke    时间: 2017-2-13 22:17
受益匪浅
作者: Evdfure    时间: 2017-4-4 21:02
刚开始学，这样就让我方向入手了
作者: caisuping    时间: 2018-3-30 21:07
初学者一枚，虽然没有完全看懂你的所有思路，但收获挺多，谢谢分享！
作者: 2448293871    时间: 2018-11-5 16:28
感谢分享
作者: 做你的魔鬼    时间: 2018-11-5 21:57
感谢前辈的经验
作者: kinda11111    时间: 2021-7-10 16:29
很详细，对我帮助很大
作者: 萍乡吴彦祖    时间: 2021-8-18 15:39
好东西，学到了学到了
作者: xuan5118    时间: 2021-8-23 09:34
很不错，补充一下，包地的线通常是ADC\CLK\PWM是必须做包地处理，如何不能包地至少要留出2倍线宽的距离称为2W原则
作者: zjhxq    时间: 2021-8-25 19:05
好东西，我们看到更多的东西，谢谢
作者: shaui    时间: 2021-10-13 15:04
感谢分享，我还记得我第一次制版时（大一），基本操作都会点，就开始自己打板，拿到板子的那一刻还是很开心的，到焊接部分，由于设计时的疏忽居然把USB的口朝里了，当时直接给自己一个大嘴巴子。
作者: jzp!!!    时间: 2021-11-5 22:19
刚开始接触AD，希望能有进步。
作者: 倾听者—重南    时间: 2021-11-21 22:15
很实用，赞一个！
作者: gsr64    时间: 2021-11-22 08:07
我觉得很好，复制下来好好看一下。
作者: onwayf06    时间: 2021-12-2 09:06
很好的经验总结
作者: LiYIB    时间: 2023-1-11 10:50
学习到了，感谢大佬
作者: wangxinyue    时间: 2023-4-17 21:10
实践才能学的好，这个少不了。
作者: sdgfyy    时间: 2023-4-18 06:51
非常感谢在，正在学习中，非常有用
作者: jlian168    时间: 2024-1-10 13:47
谢谢分享
作者: zym0228    时间: 2024-3-21 14:14

我觉得很好,学习
作者: hhliang    时间: 2024-3-22 17:08
非常好的帖子
作者: sunotea    时间: 2024-5-10 19:50
我也画板子十年了，感觉没啥长进，还是双面板，唯一感觉厉害的就是原来老板说我没那个天赋，后来换了个工作顶着上了，结果走线还走通了，基本完全自学。
作者: zzzzzzoo    时间: 2024-10-31 13:49
之前看凡亿教育的教学是先布信号线最后布电源线，最后发现电源走线很重要，很多路径都被事先布好的信号线挡住了。所以是先布电源线好呢，还是先布信号线好呢，求大佬们解答



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