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细说PCB设计基本流程

发布时间 :2022-07-18 17:23 阅读 : 来源 :技术文章责任编辑 :深圳宏力捷PCB设计部
PCB设计是一项非常详细的工作,所以设计应该非常小心和耐心,充分考虑各种因素,包括生产组装加工、后期维护方便等问题。此外,在设计中养成一些好的工作习惯会使你的设计更合理、更高的设计效率、更容易的生产和更好的性能。好的设计应用于日常产品,消费者会更加放心和信任。

一般PCB基本设计流程如下:
前期准备→PCB结构设计→导网表→规则设置→PCB布局→布线→布线优化和丝印→网络和DRC检查及结构检查→输出光绘→光绘审查→PCB板材生产/打样数据→PCB板厂工程EQ确认→贴片数据输出→项目完成。
 

1、前期准备

这包括准备装库和原理图。正在进行中。PCB设计前,首先要准备好原理图SCH逻辑封装和PCB封装库。封装库可以是封装库。PADS有自己的库,但一般很难找到合适的,最好根据所选设备的标准尺寸数据自己做包装库。原则上,先做PCB封装库,再做SCH逻辑封装。PCB封装库要求较高,直接影响板材安装;SCH逻辑包装要求比较宽松,只要注意管脚属性的定义和与PCB封装的对应关系。PS:注意标准库中隐藏的管脚。然后是原理图的设计,准备开始做。PCB设计了。
 
 

2、CB结构设计

本步根据确定的电路板尺寸和各种机械定位,在PCB绘制设计环境PCB板面,并根据定位要求放置所需的连接器、按钮/开关、螺孔、装配孔等。并充分考虑和确定布线区域和非布线区域(如螺孔周围属于非布线区域的范围)。

CB结构设计
 

3、导网表

建议在导网表之前先导入板框。导入板框。DXF格式的板框或emn格式的板框

导网表
 

4、规则设置

根据具体情况PCB设计合理的规则,我们所说的规则是PADS约束管理器通过约束管理器在设计过程中的任何环节来约束线宽和安全间距。DRC检测时,会使用DRCMarkers标记出来。

规则设置
 
一般规则设置放在布局之前,因为有时候布局的时候要完成一些fanout工作,所以在fanout以前要设置好规则,当设计项目较大时,可以更高效地完成设计。
注:设置规则是为了更好、更快地完成设计,换句话说是为了方便设计师。
常规设置有:
默认线宽/线距1.普通信号。
2.选择并设置过孔
3.重要信号和电源的线宽和颜色设置。
4.板层设置。
 

5、PCB布局

一般布局按以下原则进行:
(1)根据电气性能合理分区,一般分为:数字电路区(即怕干扰、怕干扰)、模拟电路区(怕干扰)、功率驱动区(干扰源);
(2)完成相同功能的电路应尽可能靠近放置,并调整各部件,确保连接最简单;调整各功能块之间的相对位置,使功能块之间的连接最简单;
(3)高质量元件应考虑安装位置和强度;加热元件应与温度敏感元件分开放置,必要时应考虑热对流措施;
(4)I/O驱动器件尽量靠近印刷板边缘,靠近引出接插件;
(5)时钟产生器(如晶振或钟振)应尽量靠近使用时钟的器件;
(6)在各集成电路的电源输入脚和地面之间增加去耦电容器(一般采用高频独石电容器);当电路板空间密集时,也可以在几个集成电路周围增加钽电容器。
(7)继电器线圈应加放电二极管(1)N4148即可);
(8)布局要求均衡,密度有序,头重脚轻或头重脚轻

PCB布局
 
需要特别注意的是,在放置元器件时,必须考虑元器件的实际尺寸(面积和高度)和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方便性。同时,在保证上述原则能够体现的前提下,应适当修改设备的摆放,使其整洁美观,同样的设备要摆放整齐,方向一致,不能摆放“错落有致”。
这一步与板的整体形象和下一步布线的难度有关,因此需要大力考虑。布局时,可以对不确定的地方进行初步布线,充分考虑。
 

6、布线

布线是整个PCB最重要的设计过程。这将直接影响到设计。PCB板的性能好坏PCB在设计过程中,布线一般有三种境界:
第一个是布通,此时PCB设计中最基本的要求。如果线路没有布通,到处都是飞线,那将是一块不合格的板,可以说还没有开始。

布线
 
二是满足电气性能。这是衡量印刷电路板是否合格的标准。这是布线后仔细调整布线,使其达到最佳的电气性能。
然后就是美了。如果你的布线连接起来,没有什么影响电器性能的地方,但一眼就看起来杂乱无章,五颜六色,五颜六色,即使你的电器性能好,在别人眼里也是垃圾。这给测试和维护带来了极大的不便。布线要整齐划一,不能纵横交错。这些都要在保证电器性能和满足其他个人要求的同时实现,否则就是舍本逐末。
 
布线主要按以下原则进行:
(1)一般来说,电源线和地线应首先接线,以确保电路板的电气性能。在条件允许的范围内,尽量加宽电源和地线宽度,最好比电源线宽。它们之间的关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽度为:0.2~0.3mm(大约是8-12mil),最小宽度可达0.05~0.07mm(2-3mil),电源线一般为1.2~2.5mm(50-100mil)。数字电路PCB宽地线可以形成一个电路,即构成一个地网使用(模拟电路的地面不能这样使用)。
(2)提前布线要求严格的线(如高频线),输入端和输出端的边缘应避免相邻平行,以避免反射干扰。必要时,应增加地线隔离,相邻层的接线应垂直,平行容易产生寄生耦合。
(3)振荡器外壳接地时,时钟线应尽可能短,不能到处吸引。在时钟振荡电路下,应增加特殊高速逻辑电路的面积,而不是其他信号线,使周围电场接近零;
(4)尽可能使用45尽可能使用°不能使用90折线°折了减少高频信号的辐射,折线;(要求高线也要用双弧线)
(5)任何信号线都不应形成环路,如不可避免,环路应尽量小;信号线的过孔应尽量小;
(6)关键线尽量短而粗,并在两侧加保护地。
(7)通过扁平电缆传输敏感信号和噪声场带信号时,应使用“地线-信号-地线”引出的方式。
(8)关键信号应预留试验点,便于生产和维护检测
(9)原理图布线完成后,应优化布线;同时,经初步网络检查和初步网络检查,同时,DRC检查无误后,填充未接线区域的地线,用大面积铜层作为地线,将未使用的地方连接到印刷板上作为地线。或者做成多层板,电源,地线各占一层。
 
PCB布线工艺要求(可在规则中设置)
(1)线
一般信号线宽为0.3mm(12mil),电源线宽为0.77mm(30mil)或1.27mm(50mil);线与线与焊盘之间的距离大于等于0.33mm(13mil),在实际应用中,条件允许时应考虑增加距离;
当接线密度较高时,可考虑(但不推荐)IC脚间有两条线,线宽为0.254mm(10mil),线间距不小于0.254mm(10mil)。特殊情况下,当设备管脚较密,宽度较窄时,可适当减小线宽和线间距。
 
(2)焊盘(PAD)
焊盘(PAD)与过渡孔(VIA)基本要求是:盘直径大于孔直径0.6mm;例如,通用插脚电阻、电容、集成电路等,使用盘/孔尺寸1.6mm/0.8mm(63mil/32mil),插座、插针、二极管1N4007等,采用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,有条件时可适当增加焊盘尺寸;
PCB板上设计的元件安装孔径应大于元件管脚的实际尺寸.2~0.4mm(8-16mil)左右。
 
(3)过孔(VIA)
一般为1.27mm/0.7mm(50mil/28mil);
接线密度高时,可适当减小过孔尺寸,但不宜过小,可考虑使用1.0mm/0.6mm(40mil/24mil)。
 
(4)焊盘、线、过孔间距要求
PADandVIA:≥0.3mm(12mil)
PADandPAD:≥0.3mm(12mil)
PADandTRACK:≥0.3mm(12mil)
TRACKandTRACK:≥0.3mm(12mil)
高密度:
PADandVIA:≥0.254mm(10mil)
PADandPAD:≥0.254mm(10mil)
PADandTRACK:≥0.254mm(10mil)
TRACKandTRACK:≥0.254mm(10mil)
 

7、布线优化和丝印

“没有最好的,只有更好的”!不管你怎么努力设计,画完之后再去看看,你还是会觉得很多地方都可以修改。一般的设计经验是:优化布线的时间是第一次布线的两倍。感觉没有地方可以修改,然后铺铜。铺铜一般铺地线(注意模拟地面和数字地面的分离),多层板也可能需要铺电源。对于丝网印刷,注意不要被设备堵塞或被过孔和焊盘拆除。同时,设计时要正视元件表面,底部的文字要做镜像处理,以免混淆水平。
 

8、网络,DRC检查及结构检查

出光前,一般需要检查,每个公司都会有自己的CheckList,它包原理、设计、生产等环节的要求。以下是软件提供的两个主要检查功能。
DRC检查:

网络,DRC检查及结构检查
 

9、输出光绘

在光绘输出之前,需要确保单板是已完成并满足设计要求的最新版本。光绘输出文件分别用于板厂板、钢网厂钢网、焊接厂工艺文件等。

输出光绘
 
输出文件包括(以四层板为例):
1)布线层:指常规信号层,主要是布线。
命名为L1,L2,L3,L4、其中L代表层层.

布线层
 
2)丝网印刷层:指设计文件中为加工丝网印刷提供信息的水平。通常,当顶层和底层有设备或标志时,会有顶层丝网印刷和底层丝网印刷。
命名:顶层命名为SILK_TOP;底层命名为SILK_BOTTOM。

丝网印刷层
 
3)阻焊层:指设计文件中为绿色涂料提供加工信息的水平。
命名:顶层命名为SOLD_TOP;底层命名为SOLD_BOTTOM。

阻焊层
 
4)钢网层:指设计文件中为锡膏涂料提供加工信息的水平,通常在顶层和底层都有SMD在装置条件下,会有钢网顶层和钢网底层。
命名:顶层命名为PASTE_TOP;底层命名为PASTE_BOTTOM。

钢网层
 
5)钻孔层(包括2个文件,NCDRILL数控钻孔文件和DRILLDRAWING钻孔图)
分别命名为NCDRILL和DRILLDRAWING。

钻孔层
 

10、光绘审查

输出光绘后要进行光绘检查,Cam350开短路等方面的检查可发送到板厂制板,后期还要注意制板工程及问题回复。

光绘审查
 

11、PCB制板资料(Gerber光绘资料+PCB制板要求+拼板图)

PCB制板资料
 

12、PCB板厂工程EQ确认(制板工程及问题回复).

 

13、PCBA贴片数据输出(钢网数据、贴片位号图、元件坐标文件).

PCBA贴片数据输出

 
这里有一个项目PCB所有工作流程的设计都完成了
 

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