如何設計PCB：印刷電路板布局

2021-01-20

PCB知道如何設計印刷電路板，是任何電子電路設計過(guò)程的關(guān)鍵要素。

PCB布局和設計對電路的工作方式有重大影響，因此，如果以有效的方式設計印刷電路板，則電路將在其規格范圍內更可靠地工作。

典型的復雜PCB設計

PCB設計設備

對于商業(yè)開(kāi)發(fā)程序，可能會(huì )由于復雜性而需要CAD，計算機輔助設計包。

即使對于學(xué)生和業(yè)余愛(ài)好者來(lái)說(shuō)，也有許多非常好的套餐，您可以以低廉的價(jià)格獲得免費的套餐。

使用膠帶放置在主圖紙上的舊式PCB設計過(guò)程已經(jīng)過(guò)去了，盡管有可能在許多非常有限的情況下仍可以這樣做。

PCB軟件功能差異很大。預算甚至免費軟件提供了基本功能，而高端軟件包則使更多功能可以整合到設計中。模擬，復雜的路由和更多功能可用。

隨著(zhù)數字電路板速度的提高，以及射頻設計達到越來(lái)越高的頻率，進(jìn)行仿真的能力正變得越來(lái)越重要。

電路原理圖捕獲

PCB設計開(kāi)發(fā)的第一步是捕獲電路原理圖。這可以通過(guò)多種方式來(lái)實(shí)現。電路可以輸入到原理圖捕獲工具中。這可能構成PCB設計套件的一部分，也可能是外部包裝，其輸出可以以適當的格式導出。

除了僅執行原理圖捕獲外，還可以在此階段進(jìn)行電路仿真。一些程序包可能能夠與仿真程序包接口。對于諸如RF電路設計之類(lèi)的應用，電路仿真可以使最終電路得到更多優(yōu)化，而無(wú)需構建原型。

完成原理圖捕獲后，電路的電子設計就包含在文件中，并且可以轉換為所謂的“網(wǎng)表”。網(wǎng)表是互連性信息，它本質(zhì)上是組件引腳以及每個(gè)引腳連接到的電路節點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò )。

PCB設計顯示組件和軌跡

初始PCB組件放置

在進(jìn)行詳細的PCB設計和布局之前，有必要大致了解組件的位置以及板上是否有足夠的空間容納所有必需的電路。這將使您能夠決定板上所需的層數，以及是否需要足夠的空間容納所有電路。

一旦對組件的空間和大致位置做出了粗略的估算，就可以為PCB設計做出更詳細的組件布局。這可以考慮到諸如可能需要彼此通信的設備的鄰近性以及與例如任何RF考慮有關(guān)的其他信息之類(lèi)的方面。

為了將組件整合到PCB設計中，它們必須具有與其相關(guān)的所有相關(guān)信息。這將包括印刷電路板焊盤(pán)的占地面積，任何鉆孔信息，隔離區域等。通常，幾個(gè)設備可能共享相同的占用空間，因此不必為每個(gè)組件部件號輸入此信息。但是，將在PCB布局設計系統中為所有使用的設備建立一個(gè)庫。這樣，可以輕松調出以前使用過(guò)的組件。

路由

完成基本布局后，PCB設計的下一階段是布線(xiàn)所有組件之間的連接。然后，PCB軟件根據原理圖中的網(wǎng)表在板上路由物理連接。為此，它將使用可用于連接的層數，并根據需要創(chuàng )建通孔。通常會(huì )分配一層用作接地層，另一層用作電源層。這不僅降低了噪聲水平，而且使電源的低源電阻連接成為可能。

該路由可能會(huì )使用大量的計算能力。對于較大的設計尤其如此，其中可能有超過(guò)三千或四千個(gè)組件。在由于高組件密度而難以進(jìn)行布線(xiàn)的情況下，這可能會(huì )導致布線(xiàn)花費大量時(shí)間。

PCB文件：Gerber文件等

PCB布局照片圖的信息以Gerber文件的形式輸出。此格式是PCB文件的標準格式，是照片繪圖儀使用的數控文件形式。除Gerber文件外，還將生成鉆探信息以及絲網(wǎng)印刷和光刻膠信息。

印刷電路板成本中的一個(gè)主要因素是鉆孔。在任何設計中，都需要固定一些孔以及所需的任何常規組件所需的孔。但是，為了降低成本，明智的做法是使用盡可能少的孔尺寸。這樣，鉆頭將需要更少的改變，并且可以減少時(shí)間。

一旦完成，有關(guān)PCB的信息將用于制造過(guò)程的許多領(lǐng)域。它不僅將用于制造實(shí)際的PCB本身，而且這些文件還將用于制造過(guò)程的其他領(lǐng)域。它們可用于開(kāi)發(fā)拾取和放置程序，此外，這些文件還可用于制造PCB阻焊膜，以便在放置元件之前將焊膏添加到板上。這些文件還可以用于開(kāi)發(fā)各種形式的測試程序，例如“在線(xiàn)測試”（ICT），尤其是在開(kāi)發(fā)任何指甲測試夾具床時(shí)。這樣，PCB設計是任何產(chǎn)品整個(gè)制造過(guò)程的關(guān)鍵要素。PCB設計不僅僅是基礎板的設計。