PCB工程師都應(yīng)該指導(dǎo)的規(guī)范的PCB設(shè)計(jì)流程

思路清晰遠(yuǎn)比賣(mài)力苦干重要！

對(duì)于設(shè)計(jì)者而言，一定要按照設(shè)計(jì)流程來(lái)，通過(guò)一個(gè)規(guī)范設(shè)計(jì)流程可以在處理復(fù)雜電路時(shí)能避免出現(xiàn)前期失誤導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)大改的情形，比如設(shè)計(jì)者A，在結(jié)構(gòu)工程師提供結(jié)構(gòu)DXF的前提下，沒(méi)有按照規(guī)范的流程先導(dǎo)入結(jié)構(gòu)，匆忙的進(jìn)行布局和布線，在產(chǎn)品接近投產(chǎn)時(shí)才想起結(jié)構(gòu)沒(méi)有處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)整個(gè)PCB布線幾乎要重新調(diào)整，嚴(yán)重耽誤了開(kāi)發(fā)進(jìn)度。由于軟件的差異性及電路的復(fù)雜性，有些電路可能存在單端網(wǎng)絡(luò)、電氣開(kāi)路等問(wèn)題，不經(jīng)過(guò)相關(guān)檢測(cè)工具檢查就盲目設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，等板子生產(chǎn)完畢，錯(cuò)誤就無(wú)法挽回了，所以流程化設(shè)計(jì)是很必要！到了哪一步就做哪一步的事情，如圖1-2所示，描述了一個(gè)規(guī)范化的PCB設(shè)計(jì)流程框圖

圖1-2 規(guī)范的PCB設(shè)計(jì)流程圖

1、資料的準(zhǔn)備內(nèi)容

在設(shè)計(jì)之前，確保以下資料都準(zhǔn)備好了，資料的充分準(zhǔn)備可以保證后續(xù)設(shè)計(jì)PCB的準(zhǔn)確性和避免重復(fù)設(shè)計(jì)的導(dǎo)致的設(shè)計(jì)周期延長(zhǎng)。

1）原理圖：項(xiàng)目設(shè)計(jì)的最終版本原理圖，注意分頁(yè)原理圖都要包含在項(xiàng)目工程中；

2）封裝庫(kù)：PCB封裝庫(kù)或者用于新建封裝庫(kù)的元器件Datasheet文件；

3）結(jié)構(gòu)圖：包含主要接插件擺放位置、限高內(nèi)容的DXF結(jié)構(gòu)文件；

4）設(shè)計(jì)說(shuō)明：包含關(guān)鍵信號(hào)的處理、芯片的特殊設(shè)計(jì)要求及制板工藝說(shuō)明等；

5）重要器件數(shù)據(jù)手冊(cè)：供設(shè)計(jì)時(shí)參考推薦布局、布線。

2、網(wǎng)表的導(dǎo)入

將原理圖網(wǎng)絡(luò)連接、器件封裝導(dǎo)入到PCB中，確保導(dǎo)入沒(méi)有偏差，如果原理圖設(shè)計(jì)有更新，一定記得把最新原理圖重新導(dǎo)入PCB中

3、結(jié)構(gòu)的導(dǎo)入

將板框、器件定位信息等內(nèi)容導(dǎo)入到PCB中，如結(jié)構(gòu)有更新，一定記得把最新結(jié)構(gòu)圖DXF重新導(dǎo)入PCB中進(jìn)行核對(duì)。

4、項(xiàng)目分析

1）原理框圖：分析清楚整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)上的主要功能、使用到的模塊和接口信息，對(duì)此類模塊信息進(jìn)行檢索，了解其對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)要求；

2）設(shè)計(jì)說(shuō)明解讀：包含關(guān)鍵信號(hào)的處理、芯片的特殊設(shè)計(jì)要求及制板工藝說(shuō)明進(jìn)行解讀，方便融入對(duì)應(yīng)的PCB設(shè)計(jì)中；

3）電源二叉樹(shù)：分析整個(gè)項(xiàng)目的電源情況,理清楚電源流向、電流大小等情況，一般原理圖設(shè)計(jì)中有包含，如圖1-3所示。

圖1-3 電源二叉樹(shù)

5、功能模塊抓取

由于目前產(chǎn)品集成度越來(lái)越高，大部分產(chǎn)品功能分開(kāi)清晰，PCB設(shè)計(jì)可以按照原理圖功能模塊頁(yè)面抓取相應(yīng)模塊上的器件，方便設(shè)計(jì)者后期理清功能模塊之間的信號(hào)流向，并可在PCB板里面繪制模塊輔助線，評(píng)估模塊在PCB里面的大概位置和占用范圍大小，如圖1-4所示。

圖1-4 模塊化信號(hào)流向分析與繪制模塊輔助線

6、結(jié)構(gòu)器件布局

按照DXF結(jié)構(gòu)文件，導(dǎo)入板框，將有位置要求的器件，放置到正確位置，如果結(jié)構(gòu)有更新記得第一時(shí)間進(jìn)行結(jié)構(gòu)的更新，以免導(dǎo)致后續(xù)工作的重復(fù)。

7、關(guān)鍵器件布局

將主要的IC按照信號(hào)流向放置到PCB上合適位置，此步驟其實(shí)就是PCB的預(yù)布局，預(yù)布局可以對(duì)整體PCB的信號(hào)流向及PCB布局密度均衡性進(jìn)行有效的規(guī)劃，提高布局的合理性。

8、分模塊化布局

將所抓取的模塊分別布局好再放到PCB上合適位置，此部分布局為詳細(xì)PCB布局了，基于預(yù)布局部分按照布局要求規(guī)范布局，布局規(guī)范請(qǐng)參考后文中模塊的規(guī)范要求，注意考慮打孔走線的位置。

9、布局優(yōu)化

微調(diào)已經(jīng)布局好的器件，使整個(gè)PCB布局更加合理、美觀

10、層疊設(shè)置

根據(jù)PCB布局之后的飛線，需要估算出設(shè)計(jì)所需要PCB層數(shù)，根據(jù)層數(shù)、板厚，運(yùn)用疊層軟件（或者根據(jù)已有疊層模板)計(jì)算出線寬、線距。

11、規(guī)則設(shè)置

在PCB上設(shè)置線寬、線距規(guī)則，方便走線，規(guī)則設(shè)置需要核對(duì)設(shè)計(jì)要求及板廠的工藝要求，否則可能導(dǎo)致整個(gè)重新布線。

12、Class設(shè)置

根據(jù)IC信號(hào)要求，對(duì)有設(shè)計(jì)要求的信號(hào)進(jìn)行分組，將其設(shè)置到不同的Class里，并設(shè)置好相應(yīng)的Class規(guī)則。

13、布線

將相同網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)連通，布線完成后需要對(duì)整個(gè)PCB布線要求進(jìn)行核對(duì)，對(duì)電源布線進(jìn)行檢查，是否滿足載流要求，是否滿足各類認(rèn)證要求。

14、繞線等長(zhǎng)

將有時(shí)序要求的信號(hào)線進(jìn)行等長(zhǎng)處理，等長(zhǎng)時(shí)注意信號(hào)的誤差要求。

15、布線優(yōu)化

優(yōu)化已經(jīng)連通的走線,使走線更美觀、合理。對(duì)關(guān)鍵信號(hào)重點(diǎn)進(jìn)行檢查并按照最優(yōu)處理。

16、電源處理

此步驟主要是對(duì)單板中的電源信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化與電源平面的分割，確認(rèn)滿足載流要求，在平面分割時(shí)注意重要信號(hào)線不要跨分割，如圖1-5所示。

圖1-5 電源平面的分割

17、DRC檢查

1）連通性檢查：檢查項(xiàng)目中的信號(hào)是否全部連通，無(wú)開(kāi)路情況；

2）其他檢查：檢查項(xiàng)目中的信號(hào)是否有短路情況、是否有規(guī)避禁布區(qū)、規(guī)避器件限高等內(nèi)容。

18、絲印處理

合理擺放PCB上器件位號(hào)絲印，添加相應(yīng)版本號(hào)、生產(chǎn)標(biāo)識(shí)(防靜電、SN號(hào)、企業(yè)LOGO等)等內(nèi)容，擺放時(shí)注意絲印要方便可以生產(chǎn)，方便可讀性。

19、項(xiàng)目檢查

最后核對(duì)一遍客戶所有的設(shè)計(jì)要求，并檢查生產(chǎn)工藝性。

20、光繪輸出

在EDA軟件中設(shè)置并輸出Gerber光繪文件，如果是同類型的產(chǎn)品，可以對(duì)Gerber輸出進(jìn)行模板設(shè)置，方便下次更新時(shí)可以一鍵輸出。

21、光繪檢查

雖然EDA工具對(duì)設(shè)計(jì)的PCB進(jìn)行了有效的DRC檢查，但是輸出的Gerber還應(yīng)該在一些行業(yè)的生產(chǎn)工具上檢查生產(chǎn)可制造性問(wèn)題，可以讓產(chǎn)品的成產(chǎn)問(wèn)題解決在設(shè)計(jì)階段，推薦華秋DFM等工具對(duì)所輸出的光繪文件進(jìn)行檢查。

22、文件歸檔

一個(gè)好的設(shè)計(jì)文件歸檔可以幫助我們有效的提高部門(mén)和部分之間的溝通與資料的發(fā)送，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，推薦設(shè)計(jì)者按照如下進(jìn)行文件歸檔

1）ASM文件夾：包含裝配文件，頂?shù)讓友b配圖，供客戶裝配器件→發(fā)送給貼片廠

2）CAM文件夾：包含光繪文件、IPC網(wǎng)表、PCB生產(chǎn)說(shuō)明文檔→發(fā)送給PCB制板廠或貼片廠

3）DXF文件夾：包含項(xiàng)目使用的結(jié)構(gòu)圖文件→發(fā)送給結(jié)構(gòu)工程師

4）PCB文件夾：包含項(xiàng)目最終的PCB文件→工程設(shè)計(jì)師改版與設(shè)計(jì)

5）SCH文件夾：包含項(xiàng)目最終的原理圖文件→工程設(shè)計(jì)師改版與設(shè)計(jì)

6）SMT文件夾：包含貼片坐標(biāo)文件及鋼網(wǎng)文件→發(fā)送給貼片廠

聲明： 本文凡億教育原創(chuàng)文章，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源！投稿/招聘/廣告/課程合作/資源置換請(qǐng)加微信：13237418207