PCB設計(jì)的幾點經驗總結

        “工欲善其事，必先利其器(qì)”。思馳科技(jì)針對PCB設計(jì)分享些(xiē)經驗之談。 

第一：前期準備。 
    這包括準備元件庫和(hé)原理(lǐ)圖。“工欲善其事，必先利其器(qì)”，要做(zuò)出一塊好的闆子，除了要設計(jì)好原理(lǐ)之外，還(hái)要畫(huà)得(de)好。在進行(xíng)PCB設計(jì)之前，首先要準備好原理(lǐ)圖SCH的元件庫和(hé)PCB的元件庫。 
    元件庫可(kě)以用peotel 自帶的庫，但(dàn)一般情況下很(hěn)難找到合适的，最好是自己根據所選器(qì)件的标準尺寸資料自己做(zuò)元件庫。原則上(shàng)先做(zuò)PCB的元件庫，再做(zuò)SCH的元件庫。PCB的元件庫要求較高(gāo)，它直接影(yǐng)響闆子的安裝; SCH的元件庫要求相對比較松，隻要注意定義好管腳屬性和(hé)與PCB元件的對應關系就行(xíng)。PS：注意标準庫中的隐藏管腳。之後就是原理(lǐ)圖的設計(jì)，做(zuò)好後就準備開(kāi)始做(zuò)PCB設計(jì)了。 

    第二：PCB結構設計(jì)。 
    這一步根據已經确定的電(diàn)路闆尺寸和(hé)各項機械定位，在PCB 設計(jì)環境下繪制(zhì)PCB闆面，并按定位要求放置所需的接插件、按鍵/開(kāi)關、螺絲孔、裝配孔等等。并充分考慮和(hé)确定布線區(qū)域和(hé)非布線區(qū)域(如螺絲孔周圍多(duō)大(dà)範圍屬于非布線區(qū)域)。 

    第三：PCB布局。 
    布局說白了就是在闆子上(shàng)放器(qì)件。這時(shí)如果前面講到的準備工作(zuò)都做(zuò)好的話(huà)，就可(kě)以在原理(lǐ)圖上(shàng)生(shēng)成網絡表(Design-> Create Netlist)，之後在PCB圖上(shàng)導入網絡表(Design->Load Nets)。就看見器(qì)件嘩啦啦的全堆上(shàng)去了，各管腳之間(jiān)還(hái)有(yǒu)飛線提示連接。然後就可(kě)以對器(qì)件布局了。一般布局按如下原則進行(xíng)： 
    ①. 按電(diàn)氣性能合理(lǐ)分區(qū)，一般分為(wèi)：數(shù)字電(diàn)路區(qū)(即怕幹擾、又産生(shēng)幹擾)、模拟電(diàn)路區(qū)(怕幹擾)、功率驅動區(qū)(幹擾源); 
    ②. 完成同一功能的電(diàn)路，應盡量靠近放置，并調整各元器(qì)件以保證連線最為(wèi)簡潔;同時(shí)，調整各功能塊間(jiān)的相對位置使功能塊間(jiān)的連線最簡潔; 
    ③. 對于質量大(dà)的元器(qì)件應考慮安裝位置和(hé)安裝強度;發熱元件應與溫度敏感元件分開(kāi)放置，必要時(shí)還(hái)應考慮熱對流措施; 
    ④. I/O驅動器(qì)件盡量靠近印刷闆的邊、靠近引出接插件; 
    ⑤. 時(shí)鍾産生(shēng)器(qì)(如：晶振或鍾振)要盡量靠近用到該時(shí)鍾的器(qì)件; 
    ⑥. 在每個(gè)集成電(diàn)路的電(diàn)源輸入腳和(hé)地之間(jiān)，需加一個(gè)去耦電(diàn)容(一般采用高(gāo)頻性能好的獨石電(diàn)容);電(diàn)路闆空(kōng)間(jiān)較密時(shí)，也可(kě)在幾個(gè)集成電(diàn)路周圍加一個(gè)钽電(diàn)容。 
    ⑦. 繼電(diàn)器(qì)線圈處要加放電(diàn)二極管(1N4148即可(kě)); 
    ⑧. 布局要求要均衡，疏密有(yǒu)序，不能頭重腳輕或一頭沉——需要特别注意，在放置元器(qì)件時(shí)，一定要考慮元器(qì)件的實際尺寸大(dà)小(xiǎo)(所占面積和(hé)高(gāo)度)、元器(qì)件之間(jiān)的相對位置，以保證電(diàn)路闆的電(diàn)氣性能和(hé)生(shēng)産安裝的可(kě)行(xíng)性和(hé)便利性同時(shí)，應該在保證上(shàng)面原則能夠體(tǐ)現的前提下，适當修改器(qì)件的擺放，使之整齊美觀，如同樣的器(qì)件要擺放整齊、方向一緻，不能擺得(de)“錯落有(yǒu)緻”。 
    這個(gè)步驟關系到闆子整體(tǐ)形象和(hé)下一步布線的難易程度，所以一點要花(huā)大(dà)力氣去考慮。布局時(shí)，對不太肯定的地方可(kě)以先作(zuò)初步布線，充分考慮。 

    第四：布線。 
    布線是整個(gè)PCB設計(jì)中最重要的工序。這将直接影(yǐng)響着PCB闆的性能好壞。在PCB的設計(jì)過程中，布線一般有(yǒu)這麽三種境界的劃分：首先是布通(tōng)，這時(shí)PCB設計(jì)時(shí)的最基本的要求。如果線路都沒布通(tōng)，搞得(de)到處是飛線，那(nà)将是一塊不合格的闆子，可(kě)以說還(hái)沒入門(mén)。其次是電(diàn)器(qì)性能的滿足。這是衡量一塊印刷電(diàn)路闆是否合格的标準。這是在布通(tōng)之後，認真調整布線，使其能達到最佳的電(diàn)器(qì)性能。接着是美觀。假如你(nǐ)的布線布通(tōng)了，也沒有(yǒu)什麽影(yǐng)響電(diàn)器(qì)性能的地方，但(dàn)是一眼看過去雜亂無章的，加上(shàng)五彩缤紛、花(huā)花(huā)綠綠的，那(nà)就算(suàn)你(nǐ)的電(diàn)器(qì)性能怎麽好，在别人(rén)眼裏還(hái)是垃圾一塊。這樣給測試和(hé)維修帶來(lái)極大(dà)的不便。布線要整齊劃一，不能縱橫交錯毫無章法。這些(xiē)都要在保證電(diàn)器(qì)性能和(hé)滿足其他個(gè)别要求的情況下實現，否則就是舍本逐末了。 

    布線時(shí)主要按以下原則進行(xíng)： PCB布線工藝要求      

  ①. 線 

 一般情況下，信号線寬為(wèi)0.3mm(12mil)，電(diàn)源線寬為(wèi)0.77mm(30mil)或1.27mm(50mil);線與線之間(jiān)和(hé)線與焊盤之間(jiān)的距離大(dà)于等于0.33mm(13mil)，實際應用中，條件允許時(shí)應考慮加大(dà)距離; 

    布線密度較高(gāo)時(shí)，可(kě)考慮(但(dàn)不建議)采用IC腳間(jiān)走兩根線，線的寬度為(wèi)0.254mm(10mil)，線間(jiān)距不小(xiǎo)于0.254mm(10mil)。特殊情況下，當器(qì)件管腳較密，寬度較窄時(shí)，可(kě)按适當減小(xiǎo)線寬和(hé)線間(jiān)距。 

    ②. 焊盤(PAD) 
    焊盤(PAD)與過渡孔(VIA)的基本要求是：盤的直徑比孔的直徑要大(dà)于0.6mm;例如，通(tōng)用插腳式電(diàn)阻、電(diàn)容和(hé)集成電(diàn)路等，采用盤/孔尺寸 1.6mm/0.8mm(63mil/32mil)，插座、插針和(hé)二極管1N4007等，采用1.8mm/1.0mm(71mil/39mil)。實際應用中，應根據實際元件的尺寸來(lái)定，有(yǒu)條件時(shí)，可(kě)适當加大(dà)焊盤尺寸; 
    PCB闆上(shàng)設計(jì)的元件安裝孔徑應比元件管腳的實際尺寸大(dà)0.2～0.4mm左右。 

    ③. 過孔(VIA) 
    一般為(wèi)1.27mm/0.7mm(50mil/28mil); 
    當布線密度較高(gāo)時(shí)，過孔尺寸可(kě)适當減小(xiǎo)，但(dàn)不宜過小(xiǎo)，可(kě)考慮采用1.0mm/0.6mm(40mil/24mil)。 

    ④. 焊盤、線、過孔的間(jiān)距要求 
    PAD and VIA　： ≥ 0.3mm(12mil) 
    PAD and PAD　： ≥ 0.3mm(12mil) 
    PAD and TRACK　： ≥ 0.3mm(12mil) 
    TRACK and TRACK　： ≥ 0.3mm(12mil) 

    密度較高(gāo)時(shí)： 
    PAD and VIA　： ≥ 0.254mm(10mil) 
    PAD and PAD　： ≥ 0.254mm(10mil) 
    PAD and TRACK　： ≥　0.254mm(10mil) 
    TRACK and TRACK　： ≥　0.254mm(10mil) 

    第五：布線優化和(hé)絲印。 
    “沒有(yǒu)最好的，隻有(yǒu)更好的”!不管你(nǐ)怎麽挖空(kōng)心思的去設計(jì)，等你(nǐ)畫(huà)完之後，再去看一看，還(hái)是會(huì)覺得(de)很(hěn)多(duō)地方可(kě)以修改的。一般設計(jì)的經驗是：優化布線的時(shí)間(jiān)是初次布線的時(shí)間(jiān)的兩倍。感覺沒什麽地方需要修改之後，就可(kě)以鋪銅了(Place->polygon Plane)。鋪銅一般鋪地線(注意模拟地和(hé)數(shù)字地的分離)，多(duō)層闆時(shí)還(hái)可(kě)能需要鋪電(diàn)源。時(shí)對于絲印，要注意不能被器(qì)件擋住或被過孔和(hé)焊盤去掉。同時(shí)，設計(jì)時(shí)正視(shì)元件面，底層的字應做(zuò)鏡像處理(lǐ)，以免混淆層面。 

    第六：網絡和(hé)DRC檢查和(hé)結構檢查。 
    首先，在确定電(diàn)路原理(lǐ)圖設計(jì)無誤的前提下，将所生(shēng)成的PCB網絡文件與原理(lǐ)圖網絡文件進行(xíng)物理(lǐ)連接關系的網絡檢查(NETCHECK)，并根據輸出文件結果及時(shí)對設計(jì)進行(xíng)修正，以保證布線連接關系的正确性; 
    網絡檢查正确通(tōng)過後，對PCB設計(jì)進行(xíng)DRC檢查，并根據輸出文件結果及時(shí)對設計(jì)進行(xíng)修正，以保證PCB布線的電(diàn)氣性能。最後需進一步對PCB的機械安裝結構進行(xíng)檢查和(hé)确認。 

    第七：制(zhì)版。在此之前，最好還(hái)要有(yǒu)一個(gè)審核的過程。 
    PCB設計(jì)是一個(gè)考心思的工作(zuò)，誰的心思密，經驗高(gāo)，設計(jì)出來(lái)的闆子就好。所以設計(jì)時(shí)要極其細心，充分考慮各方面的因數(shù)(比如說便于維修和(hé)檢查這一項很(hěn)多(duō)人(rén)就不去考慮)，精益求精，就一定能設計(jì)出一個(gè)好闆子。