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pcb怎么设计有艺术性

发布时间:2023-05-17 09:10:11

❶ pcb设计需要哪些知识

了解PCB设计流程前要先理解什么是PCB。PCB是英文Printed Circuit Board(印制线路板或印刷电路板)的简称。通常把在绝缘材料上按预定设计制成印制线路、印制组件或者两者组合而成的导电图形称为印制电路。

PCB于1936年诞生,美国于1943年将该技术大量使用于军用收音机内;自20世纪50年代中期起,PCB技术开始被广泛采用。目前,PCB已然成为“电子产品之母”,其应用几乎渗透于电子产业的各个终端领域中,包括计算机、通信、消费电子、工业控制、医疗仪器、国防军工、航天航空等诸多领域。以下为快点PCB学院整理的PCB设计流程详解。

1、前期准备

包括准备元件库和原理图。在进行PCB设计之前,首先要准备中粗好原理图SCH元件库和PCB元件封装库。

PCB元件封装库最好是工程师根据所选器件的标准尺寸资料建立。原则上先建立PC的元件封装库,再建立原理图SCH元件库。

PCB元件封装库要求较高,它直接影响PCB的安装;原理图SCH元件库要求相对宽松,但要注意定义好管脚属性和与PCB元件封装库的对应关系。

2、PCB结构设计

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板框,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。

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)。

3、PCB布局设计

布局设计即是在PCB板框内按照设计要求摆放器件。在原理图工具中生成网络表(Design→Create Netlist),之后在PCB软件中导入网络表(Design→Import Netlist)。网络表导入成功后会存在于软件后台,通过Placement操作可以将所有器件调出、各管脚之间有飞线提示连接,这时就可以对器件进行布局设计了。

PCB布局设计是PCB整个设计流程中的首个重要工序,越复杂的PCB板,布局的好坏越能直接影响到后期布线的实现难易程度。

布局设计依靠电路板设计师的电路基础功底与设计经验丰富程度,对电路板设计师属于卖埋镇较高级别的要求。初级电路板设计师经验尚浅、适合小模块布局设计或整板难度较低的PCB布局设计任务。

4、PCB布线设计

PCB布线设计是整个PCB设计中工作量最大的工序,直接影响着PCB板的性能好坏。

在PCB的设计过程中,布线一般有三种境界:

首先是布通,这是PCB设计的最基本的入门要求;

其次是电气性能的满足,这是衡量一块PCB板是否合格的标准,在线路布通之后,认真调整布线、使其能达到液态最佳的电气性能;

再次是整齐美观,杂乱无章的布线、即使电气性能过关也会给后期改板优化及测试与维修带来极大不便,布线要求整齐划一,不能纵横交错毫无章法。

5、布线优化及丝印摆放

“PCB设计没有最好、只有更好”,“PCB设计是一门缺陷的艺术”,这主要是因为PCB设计要实现硬件各方面的设计需求,而个别需求之间可能是冲突的、鱼与熊掌不可兼得。

例如:某个PCB设计项目经过电路板设计师评估需要设计成6层板,但是产品硬件出于成本考虑、要求必须设计为4层板,那么只能牺牲掉信号屏蔽地层、从而导致相邻布线层之间的信号串扰增加、信号质量会降低。

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。PCB布线优化完成后,需要进行后处理,首要处理的是PCB板面的丝印标识,设计时底层的丝印字符需要做镜像处理,以免与顶层丝印混淆。

6、网络DRC检查及结构检查

质量控制是PCB设计流程的重要组成部分,一般的质量控制手段包括:设计自检、设计互检、专家评审会议、专项检查等。

原理图和结构要素图是最基本的设计要求,网络DRC检查和结构检查就是分别确认PCB设计满足原理图网表和结构要素图两项输入条件。

一般电路板设计师都会有自己积累的设计质量检查Checklist,其中的条目部分来源于公司或部门的规范、另一部分来源于自身的经验总结。专项检查包括设计的Valor检查及DFM检查,这两部分内容关注的是PCB设计输出后端加工光绘文件。

❷ PCB版设计主要步骤是什么

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。

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派野蠢件库。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。

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->),之后在PCB图上导入网络表(Design->LoadNets)。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.继电器线圈脊皮处要加放电二极管(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。

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,它们的关系尘陪是: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。

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。

——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。

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。

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)。

④.焊盘、线、过孔的间距要求

PADandVIA:≥0.3mm(12mil)

PADandPAD:≥0.3mm(12mil)

PADandTRACK:≥0.3mm(12mil)

≥0.3mm(12mil)

密度较高时:

PADandVIA:≥0.254mm(10mil)

PADandPAD:≥0.254mm(10mil)

PADandTRACK:≥0.254mm(10mil)

≥0.254mm(10mil)

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->)。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。

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。

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。

❸ 怎么让PCB画的干净整洁

把板子画的漂亮是个艺术活,最开始学画板的时候往往注重怎么把器件全部摆进去,怎么把线连起来,然后就完事大吉了。

其后就会出现楼主说的那种情况。要想把图画的漂亮最基本的全局观了,你在画图的时候就要能把这块氏没前板子的样子想象出来。剩下的就是不断累积经验和练习了。

说几点给你做参考:

板面放置元件尽量均匀,不要有的密,有的空

高的歼清器件和低的器件尽量分开放置,最好的样子中间高然后逐渐向四周低下来。当然你能做到整板一样高时最好的。

有方向的器件要尽量统一方向,这个比较难

相同规格的器件尽量采用同一种封装库

所有卧插的电阻二极管什么的药保持一个方向,不要有横有竖,尤其不能有斜的。

我说的都是一些基本的东东,察让剩下要你自己总结了。还有最后一个问题,那个你要自己量,或者设置好布线规则。

❹ PCB设计要点是什么

一、地线的设计要点
在电气设备中绝大多数的干扰问题都可以通过正确的屏蔽以及合理的接地来解决,所以我们一定要对接地设计工作予以足够的重视。接地系统由模拟地、数字地、机壳地以及系统地等四大部分组成,其中数字地也称作逻辑地,机壳地也称作屏蔽地。下面我们介绍一下在接地设计中需要注意的几个方面:
1、合理选择接地方式
通常有多点接地以及单点接地两种接地方式,所以我们要进行合理选择。在设备的工作频率超过10MHz的情况下,由于地线抗阻的过大会给设备的正常运行带来不良的影响,所以我们应该尽量选择多点接地来达到降低地线阻抗的目的。同理,当电路的工作频率达不到1MHz的情况下,我们就要采取一点接地的方式来避免形成的环流影响到干扰。所以,在1~10MHz的工作频率内的电路在波长是其地线长度的20倍以内时可采用多点接地,否则需要采用单点接地的轿简方法。
2、分离模拟电路与数字电路
由于电路板非常复杂,上面既有线性电路还有告诉逻辑电路,所以我们就应该将他们分离开来,避免两者的混淆,并且通过分别进行与电源端接地的方式来避免出现混接,与此同时也要讲线性电路的接地面积尽量扩大。
3、选择较粗的接地线
在局历选择较细的接地线的情况下,会导致电流的变化带动接地电位的变化,最后导致电子设备无法稳定运行,大大降低了它的抗噪性能。所以我们要选择较粗的接地线,通过增大它的允许电流来达到稳定设备信号的目的,在条件允许的情况下,选择宽度在3mm以上的接电线。
二、电磁兼容性的设计要点
由于电子设备的工作环境复杂多变,我们就要求其有更好的电磁环境适应能力,并且还要减少对其他电子设备的电磁干扰这就需要对电磁兼容性方面进行相应的设计,所以电子设备的电磁兼容性设计也是我们工作的重点之一。
1、选择正确的布线方式
通过采用平行走线的方法可以大幅度降低导线的电感,但是会导致导线之间分布电容以及互感的不断增大,所以在条件允许的情况下,我们可以在布线时采用井字形的结构,具体的布线方法就是在印制板的两个面采取不同的布线方式,一面是纵向、一面为横线,使用金属化孔在交叉孔处连接。由于印制板导线之间还有串扰作用,所以我们在不显得时候应该控制出现长距离平行走线的情况。
2、选择正确宽度的导线由于经常出现冲击干扰的情况,所以我们在印制导线的时候要控制瞬变电流,主要的方法就是控制印制导线时电感量的产生。而电感量的多少与导线的宽度成反比,与倒显得长度成正比,所以我们应该尽量去选择一些既粗又短的导线,这对抑制干扰非常有效。由于总线驱动器、行驱动器以及时钟引线的信号经常出现非常大的顺便电流,所以在上述选线时,应该选择短的导线。对于那些集成电路,我们应该将导线的宽度控制在1~0.2mm之间,对于分立组件电路,将宽度控制在1.5mm左右。
三、电路板上器件与尺寸的设计要点
印制电路板大小要适中,过大时印制线条长,阻抗增加,不仅抗噪声能力下降,成本也高;过小,则散热不好,同时易受临近线条干扰。 在器件布置方面与其它逻辑电路一样,应把相互有关的器件尽量放得靠近些,这样可以获得较好的抗噪声效果。时钟发生器、晶振和CPU的时钟输入端都易产生噪声,要相互靠近些。易产生噪声的器件闭腊裤、小电流电路、大电流电路等应尽量远离逻辑电路,如有可能,应另做电路板,这一点十分重要。
四、散热设计要点
从有利于散热的角度出发,印制版最好是直立安装,板与板之间的距离一般不应小于2cm,而且器件在印制版上的排列方式应遵循一定的规则:
对于采用自由对流空气冷却的设备,最好是将集成电路(或其它器件)按纵长方式排列;对于采用强制空气冷却的设备,最好是将集成电路(或其它器件)按横长方式排。
同一块印制板上的器件应尽可能按其发热量大小及散热程度分区排列,发热量小或耐热性差的器件(如小信号晶体管、小规模集成电路、电解电容等w ww.pcbwork.net)放在冷却气流的最上流(入口处),发热量大或耐热性好的器件(如功率晶体管、大规模集成电路等)放在冷却气流最下游。在水平方向上,大功率器件尽量靠近印制板边沿布置,以便缩短传热路径;在垂直方向上,大功率器件尽量靠近印制板上方布置,以便减少这些器件工作时对其它器件温度的影响。
对温度比较敏感的器件最好安置在温度最低的区域(如设备的底部),千万不要将它放在发热器件的正上方,多个器件最好是在水平面上交错布局。
设备内印制板的散热主要依靠空气流动,所以在设计时要研究空气流动路径,合理配置器件或印制电路板。空气流动时总是趋向于阻力小的地方流动,所以在印制电路板上配置器件时,要避免在某个区域留有较大的空域。

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