设计PCB电路板的10个简单步骤
步骤1:创建原理图
无论是从模板生成设计还是从头开始创建电路板,起初都是从原理图开始。 原理图与新设备的蓝图相似,了解原理图中显示的内容非常重要。 首先,原理图向您显示以下内容:
设计中使用了哪些组件
组件如何连接在一起
不同原理图中的组件组之间的关系
上面的***后一点非常重要,因为复杂的设计可能会使用分层示意图。 如果您采用分层方法进行设计并将不同的电路块放置在不同的原理图中,则可以在新板上加强重要的***。 您可以在OnTrack Podcast上从Carl Schattke了解更多有关精心设计的原理图的价值。
与直接在板上进行设计相比,不仅电路互连更容易定义和编辑,而且将原理图转换为电路板布局要容易得多。 对于组件,PCB设计软件具有广泛的零件库数据库
步骤6:放置组件
目前主流的PCB设计软件提供了很大的灵活性,并允许您快速将元件放置在电路板上。 您可以自动排列组件,也可以手动放置它们。 您还可以一起使用这些选项,从而可以利用自动放置的速度,并确保按照良好的组件放置准则对电路板进行布局。
步骤7:插入钻孔
在布线之前,***好先放置钻孔(安装和过孔)。 如果您的设计很复杂,则可能需要在走线布线过程中至少修改一些通孔位置。 可以通过“属性”对话框轻松完成此操作,如下所示。
您在此处的偏好应遵循PCB制造商的制造设计(DFM)规范。 如果您已经将PCB DFM要求定义为设计规则(请参见步骤5),则当您在布局中放置过孔,钻孔,焊盘和走线时,PCB设计软件将自动检查这些规则。
高速电路设计面临的问题
电磁兼容性
***标准GB/T 4365—1995《电磁兼容术语》对电磁兼容定义为:“设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力”。它包括两方面的含义:
● 设备、分系统或系统不应产生超过标准或规范规定的电磁骚扰发射限值,电磁骚扰发射是从骚扰源向外发出电磁能量的现象,它是引起电磁干扰的原因。
● 设备、分系统或系统应满足标准或规范规定的电磁敏***限值或抗扰度限值的要求,电磁敏***是指存在电磁骚扰的情况下,设备、分系统或系统不能避免性能降低的能力,抗扰度是指设备、分系统或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。
一般电子系统的电磁兼容设计,依据其设计的重要性可以分为3个层次:器件及PCB一级的设计、接地系统的设计及屏蔽系统设计和滤波设计。
仅仅观察下面的一些内容,就可以了解电磁兼容对于PCB的重要性:
● 时钟产生电路,塑料封装内部元件的辐射,不正确的布线,太大尺寸的走线,不良的阻抗控制都可能成为电磁辐射源。
● PCB上的元件可能是射频能量的接1收器,它们很容易从“I/O”电缆接收***的辐射1干扰,并将这个***能量传送到容易受损的电路和设备中。
一款PCB设计的层数及层叠方案取决于以下几个因素:
(1)硬件成本:PCB层数的多少与硬件成本直接相关,层数越多硬件成本就越高,以消费类产品为代表的硬件PCB一般对于层数有限制,例如笔记本电脑产品的主板PCB层数通常为4~6层,很少超过8层;
(2)高密元器件的出线:以BGA封装器件为代表的高密元器件,此类元器件的出线层数基本决定了PCB板的布线层层数;
(3)信号质量控制:对于高速信号比较集中的PCB设计,如果***关注信号质量,那么就要求减少相邻层布线以降低信号间串扰,这时布线层层数与参考层层数(Ground层或Power层)的比例是1:1,就会造成PCB设计层数的增加;反之,如果对于信号质量控制不强制要求,则可以使用相邻布线层方案,从而降低PCB层数;
(4)原理图信号定义:原理图信号定义会决定PCB布线是否“通顺”,糟糕的原理图信号定义会导致PCB布线不顺、布线层数增加;
(5)PCB厂家加工能力基线:PCB设计者给出的层叠设计方案(叠层方式、叠层厚度 等),必须要充分考虑PCB厂家的加工能力基线,如:加工流程、加工设备能力、常用PCB板材型号 等 。