如何快速設(shè)計一個PCB電路板

在設(shè)計電路板時，往往需要很多繁雜的步驟。無論是微處理銅和焊料的基礎(chǔ)知識，還是試圖確保電路板最終都印刷完，或者遇到更具體的設(shè)計問題，例如通孔技術(shù)或帶有通孔，焊盤和任意數(shù)量的布局的設(shè)計信號完整性問題，則需要確保您擁有正確的設(shè)計軟件。那么下面將通過10步，告訴你怎么設(shè)計PCB。

如果您已經(jīng)這樣做數(shù)十年了，就不需要我告訴您了解設(shè)計軟件對正確設(shè)計PCB線路板的價值。如果沒有從原理圖捕獲到布局的準確而可靠的集成，為布線和銅線布置走線或管理焊料所需的層會變得困難。

步驟1：創(chuàng)建原理圖

無論是從模板生成設(shè)計還是從頭開始創(chuàng)建電路板，最好都是從原理圖開始。原理圖與新設(shè)備的藍圖相似，了解原理圖中顯示的內(nèi)容非常重要。首先，原理圖向您顯示以下內(nèi)容：

設(shè)計中使用了哪些組件

組件如何連接在一起

不同原理圖中的組件組之間的關(guān)系

上面的最后一點非常重要，因為復雜的設(shè)計可能會使用分層示意圖。如果您采用分層方法進行設(shè)計并將不同的電路塊放置在不同的原理圖中，則可以在新板上加強重要的組織。您可以在OnTrackPodcast上從CarlSchattke了解更多有關(guān)精心設(shè)計的原理圖的價值。

與直接在板上進行設(shè)計相比，不僅電路互連更容易定義和編輯，而且將原理圖轉(zhuǎn)換為電路板布局要容易得多。對于組件，PCB設(shè)計軟件具有廣泛的零件庫數(shù)據(jù)庫

步驟2：創(chuàng)建空白PCB布局

創(chuàng)建原理圖后，需要使用PCB設(shè)計軟件中的原理圖捕獲工具來開始創(chuàng)建PCB布局。在此之前，您需要創(chuàng)建一個空白的PCB文檔。創(chuàng)建電路板需要生成一個PcbDoc文件?？梢詮脑O(shè)計軟件的主菜單輕松完成此操作

如果已經(jīng)確定了電路板的PCB形狀，尺寸和層堆疊，則可以立即進行設(shè)置。如果您現(xiàn)在不想執(zhí)行這些任務，請不要煩惱，您可以在以后更改電路板的形狀，尺寸和疊層（請參見下面的步驟4）。通過編譯SchDoc，原理圖信息可用于PcbDoc。編譯過程包括驗證設(shè)計并生成幾個項目文檔，以便您在轉(zhuǎn)移到PcbDoc之前檢查并更正設(shè)計。強烈建議您此時檢查并更新用于創(chuàng)建PcbDoc信息的項目選項。

在設(shè)計電路板時，有時似乎似乎到達最終設(shè)計將是漫長而艱巨的旅程。無論是微處理銅和焊料的基礎(chǔ)知識，還是試圖確保電路板最終都印刷完，或者遇到更具體的設(shè)計問題，例如通孔技術(shù)或帶有通孔，焊盤和任意數(shù)量的布局的設(shè)計信號完整性問題，則需要確保您擁有正確的設(shè)計軟件。

如果您已經(jīng)這樣做數(shù)十年了，就不需要我告訴您了解設(shè)計軟件對正確設(shè)計PCB線路板的價值。如果沒有從原理圖捕獲到布局的準確而可靠的集成，為布線和銅線布置走線或管理焊料所需的層會變得困難。

步驟1：創(chuàng)建原理圖

無論是從模板生成設(shè)計還是從頭開始創(chuàng)建電路板，最好都是從原理圖開始。原理圖與新設(shè)備的藍圖相似，了解原理圖中顯示的內(nèi)容非常重要。首先，原理圖向您顯示以下內(nèi)容：

設(shè)計中使用了哪些組件

組件如何連接在一起

不同原理圖中的組件組之間的關(guān)系

上面的最后一點非常重要，因為復雜的設(shè)計可能會使用分層示意圖。如果您采用分層方法進行設(shè)計并將不同的電路塊放置在不同的原理圖中，則可以在新板上加強重要的組織。您可以在OnTrackPodcast上從CarlSchattke了解更多有關(guān)精心設(shè)計的原理圖的價值。

與直接在板上進行設(shè)計相比，不僅電路互連更容易定義和編輯，而且將原理圖轉(zhuǎn)換為電路板布局要容易得多。對于組件，PCB設(shè)計軟件具有廣泛的零件庫數(shù)據(jù)庫

步驟2：創(chuàng)建空白PCB布局

創(chuàng)建原理圖后，需要使用PCB設(shè)計軟件中的原理圖捕獲工具來開始創(chuàng)建PCB布局。在此之前，您需要創(chuàng)建一個空白的PCB文檔。創(chuàng)建電路板需要生成一個PcbDoc文件?？梢詮脑O(shè)計軟件的主菜單輕松完成此操作，如下所示。

如果已經(jīng)確定了電路板的PCB形狀，尺寸和層堆疊，則可以立即進行設(shè)置。如果您現(xiàn)在不想執(zhí)行這些任務，請不要煩惱，您可以在以后更改電路板的形狀，尺寸和疊層（請參見下面的步驟4）。通過編譯SchDoc，原理圖信息可用于PcbDoc。編譯過程包括驗證設(shè)計并生成幾個項目文檔，以便您在轉(zhuǎn)移到PcbDoc之前檢查并更正設(shè)計，如下所示。強烈建議您此時檢查并更新用于創(chuàng)建PcbDoc信息的項目選項。

步驟3：原理圖捕獲：鏈接到PCB

PCB設(shè)計軟件中的所有工具都可以在一個統(tǒng)一的設(shè)計環(huán)境中使用，在該設(shè)計環(huán)境中，原理圖，PCB和BOM相互關(guān)聯(lián)并且可以同時訪問。其他程序會迫使您手動編譯原理圖數(shù)據(jù)，要將SchDoc信息傳輸?shù)叫聞?chuàng)建的PcbDoc，請單擊設(shè)計?更新PCB{新PCB的文件名}.PcbDoc。將打開“工程變更單”（ECO）對話框，列出原理圖中的所有組件和網(wǎng)絡。

步驟4：設(shè)計PCB疊層

當您將原理圖信息傳輸?shù)絇cbDoc時，除了指定的電路板輪廓外，還會顯示組件的封裝。在放置組件之前，您應該使用如下所示的“層堆疊管理器”定義PCB布局（即形狀，層堆疊）。

如果您不熟悉PCB設(shè)計，盡管可以在PCB設(shè)計軟件中定義任意數(shù)量的層，但大多數(shù)現(xiàn)代設(shè)計都將從FR4上的4層板開始。您還可以利用材料堆疊庫;這樣一來，您就可以從各種不同的層壓板和獨特的板材中進行選擇。

如果您要進行高速/高頻設(shè)計，則可以使用內(nèi)置的阻抗分析器來確保電路板中的阻抗控制。阻抗曲線工具使用Simberian集成的電磁場求解器來定制跡線的幾何形狀，以達到目標阻抗值。

步驟5：定義設(shè)計規(guī)則和DFM要求

PCB設(shè)計規(guī)則類別的種類很多，您可能不需要為每個設(shè)計使用所有這些可用規(guī)則。您可以通過在下面的PCB規(guī)則和約束編輯器中的列表中右鍵單擊有問題的規(guī)則來選擇/取消選擇單個規(guī)則。

您確實使用的規(guī)則，尤其是用于制造的規(guī)則，應符合PCB制造商設(shè)備的規(guī)格和公差。諸如阻抗控制設(shè)計和許多高速/高頻設(shè)計之類的高級設(shè)計可能需要遵循非常具體的設(shè)計規(guī)則，以確保您的產(chǎn)品正常工作。始終檢查您的組件數(shù)據(jù)表以了解這些設(shè)計規(guī)則。

步驟6：放置組件

目前主流的PCB設(shè)計軟件提供了很大的靈活性，并允許您快速將元件放置在電路板上。您可以自動排列組件，也可以手動放置它們。您還可以一起使用這些選項，從而可以利用自動放置的速度，并確保按照良好的組件放置準則對電路板進行布局。

步驟7：插入鉆孔

在布線之前，最好先放置鉆孔（安裝和過孔）。如果您的設(shè)計很復雜，則可能需要在走線布線過程中至少修改一些通孔位置?？梢酝ㄟ^“屬性”對話框輕松完成此操作。

您在此處的偏好應遵循PCB制造商的制造設(shè)計（dfm）規(guī)范。如果您已經(jīng)將PCBdfm要求定義為設(shè)計規(guī)則（請參見步驟5），則當您在布局中放置過孔，鉆孔，焊盤和走線時，PCB設(shè)計軟件將自動檢查這些規(guī)則。

步驟8：布線跟蹤

放置完組件和任何其他機械元件之后，就可以準備走線了。確保使用良好的布線指南，并利用PCB設(shè)計軟件工具簡化該過程，例如通過布線突出顯示網(wǎng)絡和顏色編碼。

步驟9：添加標簽和標識符

驗證電路板布局后，您就可以在電路板上添加標簽，標識符，標記，徽標或任何其他圖像。對組件使用參考標識符是一個好主意，因為這將有助于PCB組裝。另外，包括極性指示器，引腳1指示器和任何其他有助于識別組件及其方向的標簽。對于徽標和圖像，最好咨詢您的PCB制造商，以確保您使用的字體可讀。

步驟10：生成設(shè)計Gerber文件

在創(chuàng)建制造商可交付成果之前，始終最好通過運行設(shè)計規(guī)則檢查（DRC）來驗證電路板布局。

電路板通過最終DRC后，您需要為制造商生成設(shè)計文件。設(shè)計文件應包括構(gòu)建電路板所需的所有信息和數(shù)據(jù);包括任何注釋或特殊要求，以確保您的制造商清楚您的要求。對于大多數(shù)制造商來說，您將可以使用如下所示的Gerber文件集;但是，某些制造商更喜歡其他CAD文件格式。

通過以上十步，就可以設(shè)計出一個PCB了，去動手試試吧。