PCB設計工藝方法論及應用

2021-07-16

PCB設計工藝方法論及應用

任何新電路板都可能非常復雜，但正確的 PCB 設計流程方法可幫助您快速完成設計流程。

PCB 設計人員遵循通用的 PCB 設計流程方法，在開(kāi)始之前，您需要在原理圖和布局中考慮一些重要事項。誰(shuí)將使用您的電路板？將在哪里使用？其環(huán)境的哪些方面會(huì )影響其功能？思考這些問(wèn)題的答案可以幫助您避免 PCB 設計流程方法中的常見(jiàn)問(wèn)題，并為您的下一個(gè)想法確定正確的 PCB 設計流程方法。

一個(gè)統一的 PCB 設計包，其中包含為您的下一個(gè)電路板實(shí)施正確的 PCB 設計過(guò)程方法的最佳工具。

PCB 設計人員過(guò)去被迫使用具有嚴格工作流程的多個(gè)程序來(lái)創(chuàng )建原理圖和 PCB 布局?，F在，PCB 設計軟件的創(chuàng )新允許 PCB 設計人員圍繞其電路板布局中的復雜關(guān)鍵特征創(chuàng )建 PCB 設計過(guò)程方法。強大的布線(xiàn)工具、原理圖仿真功能和 ECAD/MCAD 協(xié)作功能有助于保持 PCB 設計人員的工作效率并構建先進(jìn)的印刷電路設計。

一旦到了布局電路板的時(shí)間，您就需要采用一種方法來(lái)確保您的信號沒(méi)有常見(jiàn)問(wèn)題，您的電路板是可制造的，并且您遵循了重要的設計規則。在整個(gè)原理圖和布局階段具有設計規則檢查功能的正確 PCB 設計軟件將有助于確保您的印刷電路板能夠正確制造并按設計運行。您可以利用 PCB 設計軟件應用程序（例如 Altium Designer）的功能和強大功能，輕松創(chuàng )建高級印刷電路設計。

原理圖設計：PCB 設計流程的第一步

一旦您對電路板有了一個(gè)基本的想法，就可以開(kāi)始創(chuàng )建原理圖，顯示整個(gè)印刷電路板上的組件是如何連接的。當您想為整個(gè)產(chǎn)品創(chuàng )建真實(shí)模型時(shí)，您的原理圖是您將創(chuàng )建的第一個(gè)文檔。您的原理圖將顯示將出現在電路板上的組件（單端和差分）之間的所有連接。

訪(fǎng)問(wèn)組件為將組件放置在原理圖上和為電路布線(xiàn)奠定了基礎。結構良好且詳細的設計說(shuō)明還有助于確定設計的信號完整性和電源完整性故障。您的 PCB 設計過(guò)程方法從選擇和采購組件開(kāi)始，然后創(chuàng )建顯示電氣行為的原理圖。

在您的 PCB 設計軟件中為您的原理圖選擇組件

原理圖中的仿真驅動(dòng)設計

某些設計需要將仿真作為 PCB 設計過(guò)程方法的應用，尤其是當您不使用知名電路、創(chuàng )造性地使用有源元件或使用專(zhuān)有元件時(shí)。使用正確的仿真包，您可以在創(chuàng )建 PCB 布局之前評估電路功能。這可以幫助您探索互連和組件中瞬態(tài)的影響、解決下沖/過(guò)沖以及電路板設計的許多其他性能方面。

某些組件，例如沒(méi)有阻抗匹配或過(guò)濾的印刷電路天線(xiàn)或外部天線(xiàn)，需要進(jìn)行仿真以設計合適的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò )以支持電路板信號完整性。在最終確定原理圖之前，您可以采用仿真驅動(dòng)的方法來(lái)幫助您設計支持組件以確保信號完整性。在您開(kāi)始布置 PCB 布局后，這種 PCB 設計技術(shù)將有助于防止一些不必要的重新設計。

在開(kāi)始構建印刷電路板之前，您的原理圖將是您需要創(chuàng )建的第一個(gè)設計文檔。

在設計原理圖時(shí)，使用分層原理圖是保持井井有條的好方法。這種設計方法允許您定義原理圖和 PCB 布局中不同功能塊之間的父子關(guān)系。

集成的 PCB 設計軟件將允許您根據原理圖創(chuàng )建電路模型，以便在設計過(guò)程中進(jìn)行混合仿真。

原理圖組織可幫助您創(chuàng )建正確的 PCB 設計流程方法。

您的印刷電路板布局過(guò)程

使用仿真工具創(chuàng )建原理圖并驗證電氣功能后，您需要定義層堆棧，它將顯示信號層、每個(gè)電源層和每個(gè)接地層的排列。當您準備好開(kāi)始在整個(gè) PCB 布局中布置元件和布線(xiàn)時(shí)，您可以在 PCB 設計軟件中針對印刷電路設計中的任何關(guān)鍵特性定義布線(xiàn)規則和約束。這些設計規則和約束可以圍繞管理可制造性和功能的特定行業(yè)標準進(jìn)行定義。這有助于確保您在創(chuàng )建 PCB 布局時(shí)不會(huì )犯任何錯誤。

通過(guò)布局后模擬和文檔開(kāi)始制造

創(chuàng )建 PCB 布局時(shí)，PCB 設計軟件應根據您定義的設計規則和約束檢查布線(xiàn)和布局。這有助于您及早發(fā)現錯誤并完全防止它們發(fā)生。完成版圖后，您可以在為制造商創(chuàng )建制造商交付品之前，使用版圖后仿真來(lái)驗證信號完整性。

最好的 PCB 設計軟件程序包括可以與原理圖一起訪(fǎng)問(wèn)的 PCB 布局和布線(xiàn)功能。在單個(gè) PCB 設計程序中工作可幫助您保持井井有條和高效。

設計規則還旨在幫助確保整個(gè)電路板的信號完整性。在設計階段，您需要在電路板上放置可驗證的測試點(diǎn)。

一旦您準備好制造電路板，了解制造過(guò)程以及制造商將如何使用您的設計數據會(huì )很有幫助。

在您的 PCB 設計過(guò)程方法中創(chuàng )建您的制造可交付成果。

在 Altium Designer 中創(chuàng )建您的 PCB 設計流程方法

Altium Designer 中統一的設計規則驅動(dòng)環(huán)境使 PCB 設計人員可以在單一環(huán)境中輕松創(chuàng )建原理圖、PCB 布局和制造文檔。在配置您的印刷電路板工作區、層、網(wǎng)格和設計規則后，您的設計團隊可以在整個(gè)電路板布局中布置元件和布線(xiàn)。PCB 編輯器支持 32 個(gè)信號層、16 個(gè)內部電源層和接地層，以及 32 個(gè)通用機械、特殊和非電氣層。Altium Designer 顯示顏色編碼工作區中所有層的屬性。當您使用 Altium Designer 時(shí)，您將擁有市場(chǎng)上最好的 PCB 設計技術(shù)。

使用統一的 PCB 設計軟件保持生產(chǎn)力

因為您的 PCB 設計過(guò)程發(fā)生在一個(gè)無(wú)縫、統一的環(huán)境中，所以您的團隊可以輕松地從創(chuàng )建項目轉向全面生產(chǎn)。Altium Designer 中的每個(gè)功能都建立在規則驅動(dòng)引擎上，允許 PCB 設計人員將設計規則應用于項目并確保電氣功能。此外，Altium Designer 提供了用于自動(dòng)編譯大量制造文檔的工具，包括 Gerber 文件、設計說(shuō)明和材料清單。Altium Designer 中的主要功能可以在大量教程中查看，您將可以訪(fǎng)問(wèn)大量原理圖設計和 PCB 布局資源來(lái)創(chuàng )建您的電路板。

Altium Designer 中的設計規則驅動(dòng)引擎可幫助您自動(dòng)發(fā)現原理圖和 PCB 布局中的錯誤。您可以在這個(gè)獨特的設計環(huán)境中保持生產(chǎn)力并設計功能強大的電子產(chǎn)品。

當您準備好制造 PCB 時(shí)，您將擁有生成制造和裝配文件所需的工具。這包括從阻焊層定義到電源和接地平面布置，再到貼片機說(shuō)明的所有內容。

Altium Designer 通過(guò) Altium Academy 為新設計師提供許多 PCB 設計教程資源。

用于印刷電路板設計的集成 3D 建模使 Altium Designer 脫穎而出。

沒(méi)有其他 PCB 設計軟件平臺在易于使用的界面中為您提供這么多工具。對于您的 PCB 設計教程，Altium 可讓您訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)播網(wǎng)絡(luò )研討會(huì )、設計教程和 AltiumLive 論壇。您將擁有在 Altium Designer 中成功進(jìn)行印刷電路板設計所需的工具和資源。