如何設計PCB

每個電氣工程師都必須在某個時候設計印刷電路板，對于新手PCB設計師來說，這個過程似乎有些令人生畏。了解基礎知識對設計PCB至關重要，因此本文將介紹PCB創(chuàng)建的基礎知識。我們將介紹最關鍵的設計步驟以及初學者的基本設計規(guī)則。

有了一點耐心和實踐，您就可以順利創(chuàng)建第一個PCB。讓我們開始吧。

如何設計PCB

在進入PCB設計過程步驟之前，我們必須首先回答一個關鍵問題：什么是PCB？

PCB或印刷電路板是由貴金屬制成的小型綠色電路板，它連接了對電子設備的正常運行必不可少的所有電氣組件。在PCB制造過程包括不同的步驟和通常需要印刷電路板制造商以使最終的視覺生活。

確定需求

PCB設計的第一步可能是所有步驟中最關鍵的一步：確定為什么需要PCB。您正在嘗試為什么問題創(chuàng)建解決方案？該PCB的目的是什么？沒有明確的目標，就不可能找到正確的答案，因此請花一些時間來了解您的需求。

一旦確定了問題，您還應該確定您希望產品的最終概念是什么。最終概念的一些關鍵部分包括：

*設計特點

*必填功能

*所需的性能功能

*連接

*放置

*最終尺寸

平面圖

下一步是規(guī)劃布局，這里的想法是開始概念化一切工作方式。這個階段可以很簡單，只需在一張紙上草繪您的設計即可。您還可以使用面包板，這是一個簡單的即插即用板，非常適合測試組件和原型，然后再繼續(xù)進行過程的原理圖部分。

材料清單

在創(chuàng)建PCB原理圖（我們將在下一節(jié)中介紹）的同時，還應該創(chuàng)建物料清單或BOM。BOM是通過確保材料滿足個別要求（例如最大工作電壓要求和公差標準）而選擇的所需材料列表。

選擇材料后，該列表應與原理圖保持最新，并且應包括以下信息：

*數(shù)量

*參考代號

*價值

*制造商零件編號

*PCB占地面積

建立原理圖

您已經確定了解決方案并計劃了布局?，F(xiàn)在該構建PCB原理圖了。PCB原理圖實質上是一個藍圖，顯示了所有組件的連接方式以及它們的功能。它們是您成功實現(xiàn)PCB的路線圖。

創(chuàng)建PCB原理圖最有效的方法是使用PCB設計工具，其中有很多。PCB設計工具使您能夠在一切變?yōu)楝F(xiàn)實之前了解其工作原理，從而使整個過程變得更加容易。

使用跡線寬度計算器有助于充實內層和外層的細節(jié)。這些程序還可以幫助您遵守PCB布局設計規(guī)則并了解任何設計限制。

創(chuàng)建完整，準確的原理圖對于PCB的成功至關重要，因為它們包含了確保電路有效工作的所有設計信息。

放置元件

現(xiàn)在來了有趣的部分：創(chuàng)建藍圖后，該藍圖僅告訴我們連接了哪些組件，是時候確定這些組件的實際位置了。

為了確定最佳的放置位置，您應該在放置任何東西到板上之前用理想的元件放置位置創(chuàng)建輪廓。該大綱將基于一些因素，例如組件功能，熱管理以及它們產生多少電噪聲。

放置位置應如下：連接器，電源電路，敏感和精密電路，關鍵電路組件，最后還有其他所有東西。放置到位后，您應確保檢查放置以確保正確，并進行必要的更改以優(yōu)化PCB的性能。

插入鉆孔

插入組件時，還需要牢記其他一些關鍵思想。

首先是應首先插入邊緣組件。當我們說邊緣組件時，我們指的是USB端口，電源插孔等。這些組件必須首先插入，因為它們的位置是由板將放置的設備決定的，因此不靈活。

第二個關鍵思想是，最大的組件必須緊接著插入，因為它們會影響需要放置在其周圍的內容。

以下是一些需要記住的最終提示：

*不要分開兼容的零件

*放置應盡量減少組件之間的長度

*放置還應減少它們之間空氣線連接的交叉

*確保在組件之間留出空間

*避免重疊零件，因為它們需要裝配空間

路線痕跡

最后一步是路由各個部分之間的連接。路由連接會將所有組件變成銅走線。這些銅走線將原型連接到承載電流的連接，從而使其起作用。

四種不同的路由方法使您可以執(zhí)行此過程：手動走線放置，跟隨我路由器，連接機器和自動路由。這些方法中的每一種都在不同的情況下使用。

評審設計

在您可以考慮完成PCB之前，最后一步是檢查設計，以確保一切正常進行。這樣做包括一個最終的電氣測試，該測試可以確認PCB的功能以及其是否如原理圖所示正常工作。如果可以，請給自己一個很大的祝賀：您剛剛創(chuàng)建了第一個PCB！

最后一件事：創(chuàng)建PCB時，關于如何放置零件沒有正確或錯誤的答案。取而代之的是，有些實踐會揭示出不同程度的優(yōu)化，因此請花一些時間來了解所有工作原理并享受這一過程。