PCB布線
時間：2018-6-6 9:16:23
一般PCB基本設(shè)計流程如下：前期準備-＞PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計-＞PCB布局-＞布線-＞布線優(yōu)化和絲印-＞網(wǎng)絡(luò)和DRC檢查和結(jié)構(gòu)檢查-＞制版。
第一：前期準備。這包括準備元件庫和原理圖。“工欲善其事，必先利其器”，要做出一塊好的板子，除了要設(shè)計好原理之外，還要畫得好。在進行PCB設(shè)計之前，首先要準備好原理圖SCH的元件庫和PCB的元件庫。元件庫可以用peotel 自帶的庫，但一般情況下很難找到合適的，最好是自己根據(jù)所選器件的標準尺寸資料自己做元件庫。原則上先做PCB的元件庫，再做SCH的元件庫。PCB的元件庫要求較高，它直接影響板子的安裝；SCH的元件庫要求相對比較松，只要注意定義好管腳屬性和與PCB元件的對應(yīng)關(guān)系就行。PS：注意標準庫中的隱藏管腳。之后就是原理圖的設(shè)計，做好后就準備開始做PCB設(shè)計了。
第二：PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計。這一步根據(jù)已經(jīng)確定的電路板尺寸和各項機械定位，在PCB 設(shè)計環(huán)境下繪制PCB板面，并按定位要求放置所需的接插件、按鍵/開關(guān)、螺絲孔、裝配孔等等。并充分考慮和確定布線區(qū)域和非布線區(qū)域(如螺絲孔周圍多大范圍屬于非布線區(qū)域)。
第三：PCB布局。布局說白了就是在板子上放器件。這時如果前面講到的準備工作都做好的話，就可以在原理圖上生成網(wǎng)絡(luò)表(Design-＞ Create Netlist)，之后在PCB圖上導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表(Design-＞Load Nets)。就看見器件嘩啦啦的全堆上去了，各管腳之間還有飛線提示連接。然后就可以對器件布局了。一般布局按如下原則進行：
①、按電氣性能合理分區(qū)，一般分為：數(shù)字電路區(qū)(即怕干擾、又產(chǎn)生干擾)、模擬電路區(qū)(怕干擾)、功率驅(qū)動區(qū)(干擾源)；
②、完成同一功能的電路，應(yīng)盡量靠近放置，并調(diào)整各元器件以保證連線最為簡潔；同時，調(diào)整各功能塊間的相對位置使功能塊間的連線最簡潔；
③、對于質(zhì)量大的元器件應(yīng)考慮安裝位置和安裝強度；發(fā)熱元件應(yīng)與溫度敏感元件分開放置，必要時還應(yīng)考慮熱對流措施；
④、I/O驅(qū)動器件盡量靠近印刷板的邊、靠近引出接插件；
⑤、時鐘產(chǎn)生器(如：晶振或鐘振)要盡量靠近用到該時鐘的器件；
⑥、在每個集成電路的電源輸入腳和地之間，需加一個去耦電容(一般采用高頻性能好的獨石電容)；電路板空間較密時，也可在幾個集成電路周圍加一個鉭電容。
⑦、繼電器線圈處要加放電二極管(1N4148即可)；
⑧、布局要求要均衡，疏密有序，不能頭重腳輕或一頭沉
——需要特別注意，在放置元器件時，一定要考慮元器件的實際尺寸大小(所占面積和高度)、元器件之間的相對位置，以保證電路板的電氣性能和生產(chǎn)安裝的可行性和便利性同時，應(yīng)該在保證上面原則能夠體現(xiàn)的前提下，適當修改器件的擺放，使之整齊美觀，如同樣的器件要擺放整齊、方向一致，不能擺得“錯落有致” 。
這個步驟關(guān)系到板子整體形象和下一步布線的難易程度，所以一點要花大力氣去考慮。布局時，對不太肯定的地方可以先作初步布線，充分考慮。
第四：布線。布線是整個PCB設(shè)計中最重要的工序。這將直接影響著PCB板的性能好壞。在PCB的設(shè)計過程中，布線一般有這么三種境界的劃分：首先是布通，這時PCB設(shè)計時的最基本的要求。如果線路都沒布通，搞得到處是飛線，那將是一塊不合格的板子，可以說還沒入門。其次是電器性能的滿足。這是衡量一塊印刷電路板是否合格的標準。這是在布通之后，認真調(diào)整布線，使其能達到最佳的電器性能。接著是美觀。假如你的布線布通了，也沒有什么影響電器性能的地方，但是一眼看過去雜亂無章的，加上五彩繽紛、花花綠綠的，那就算你的電器性能怎么好，在別人眼里還是垃圾一塊。這樣給測試和維修帶來極大的不便。布線要整齊劃一，不能縱橫交錯毫無章法。這些都要在保證電器性能和滿足其他個別要求的情況下實現(xiàn)，否則就是舍本逐末了。布線時主要按以下原則進行：
①、一般情況下，首先應(yīng)對電源線和地線進行布線，以保證電路板的電氣性能。在條件允許的范圍內(nèi)，盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關(guān)系是：地線>電源線>信號線，通常信號線寬為：0。2~0。3mm，最細寬度可達0。05~0。07mm，電源線一般為1。2~2。5mm。對數(shù)字電路的 PCB可用寬的地導(dǎo)線組成一個回路， 即構(gòu)成一個地網(wǎng)來使用(模擬電路的地則不能這樣使用)
②、預(yù)先對要求比較嚴格的線(如高頻線)進行布線，輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行，以免產(chǎn)生反射干擾。必要時應(yīng)加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產(chǎn)生寄生耦合。
③、振蕩器外殼接地，時鐘線要盡量短，且不能引得到處都是。時鐘振蕩電路下面、特殊高速邏輯電路部分要加大地的面積，而不應(yīng)該走其它信號線，以使周圍電場趨近于零；
④、盡可能采用45o的折線布線，不可使用90o折線，以減小高頻信號的輻射；(要求高的線還要用雙弧線)
⑤、任何信號線都不要形成環(huán)路，如不可避免，環(huán)路應(yīng)盡量��；信號線的過孔要盡量少；
⑥、關(guān)鍵的線盡量短而粗，并在兩邊加上保護地。
⑦、通過扁平電纜傳送敏感信號和噪聲場帶信號時，要用“地線-信號-地線”的方式引出。
⑧、關(guān)鍵信號應(yīng)預(yù)留測試點，以方便生產(chǎn)和維修檢測用
⑨、原理圖布線完成后，應(yīng)對布線進行優(yōu)化；同時，經(jīng)初步網(wǎng)絡(luò)檢查和DRC檢查無誤后，對未布線區(qū)域進行地線填充，用大面積銅層作地線用，在印制板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用�；蚴亲龀啥鄬影澹娫�，地線各占用一層。
PCB布線工藝要求:
①、線
一般情況下，信號線寬為0。3mm(12mil)，電源線寬為0。77mm(30mil)或1。27mm(50mil)；線與線之間和線與焊盤之間的距離大于等于0。33mm(13mil)，實際應(yīng)用中，條件允許時應(yīng)考慮加大距離；
布線密度較高時，可考慮(但不建議)采用IC腳間走兩根線，線的寬度為0。254mm(10mil)，線間距不小于0。254mm(10mil)。特殊情況下，當器件管腳較密，寬度較窄時，可按適當減小線寬和線間距。
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于0。6mm；例如，通用插腳式電阻、電容和集成電路等，采用盤/孔尺寸 1。6mm/0。8mm(63mil/32mil)，插座、插針和二極管1N4007等，采用1。8mm/1。0mm(71mil/39mil)。實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)實際元件的尺寸來定，有條件時，可適當加大焊盤尺寸；
PCB板上設(shè)計的元件安裝孔徑應(yīng)比元件管腳的實際尺寸大0。2~0。4mm左右。
③、過孔(VIA)
一般為1。27mm/0。7mm(50mil/28mil)；
當布線密度較高時，過孔尺寸可適當減小，但不宜過小，可考慮采用1。0mm/0。6mm(40mil/24mil)。
④、焊盤、線、過孔的間距要求
PAD and VIA ： ≥ 0。3mm(12mil)
PAD and PAD ： ≥ 0。3mm(12mil)
PAD and TRACK ： ≥ 0。3mm(12mil)
TRACK and TRACK ： ≥ 0。3mm(12mil)
密度較高時：
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(yōu)化和絲印�！皼]有最好的，只有更好的”!不管你怎么挖空心思的去設(shè)計，等你畫完之后，再去看一看，還是會覺得很多地方可以修改的。一般設(shè)計的經(jīng)驗是：優(yōu)化布線的時間是初次布線的時間的兩倍。感覺沒什么地方需要修改之后，就可以鋪銅了(Place->polygon Plane)。鋪銅一般鋪地線(注意模擬地和數(shù)字地的分離)，多層板時還可能需要鋪電源。時對于絲印，要注意不能被器件擋住或被過孔和焊盤去掉。同時，設(shè)計時正視元件面，底層的字應(yīng)做鏡像處理，以免混淆層面。
第六：網(wǎng)絡(luò)和DRC檢查和結(jié)構(gòu)檢查。首先，在確定電路原理圖設(shè)計無誤的前提下，將所生成的PCB網(wǎng)絡(luò)文件與原理圖網(wǎng)絡(luò)文件進行物理連接關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)檢查(NETCHECK)，并根據(jù)輸出文件結(jié)果及時對設(shè)計進行修正，以保證布線連接關(guān)系的正確性；網(wǎng)絡(luò)檢查正確通過后，對PCB設(shè)計進行DRC檢查，并根據(jù)輸出文件結(jié)果及時對設(shè)計進行修正，以保證PCB布線的電氣性能。最后需進一步對PCB的機械安裝結(jié)構(gòu)進行檢查和確認。
第七：制版。在此之前，最好還要有一個審核的過程。
PCB設(shè)計是一個考心思的工作，誰的心思密，經(jīng)驗高，設(shè)計出來的板子就好。所以設(shè)計時要極其細心，充分考慮各方面的因數(shù)(比如說便于維修和檢查這一項很多人就不去考慮)，精益求精，就一定能設(shè)計出一個好板子。
第一：前期準備。這包括準備元件庫和原理圖。“工欲善其事，必先利其器”，要做出一塊好的板子，除了要設(shè)計好原理之外，還要畫得好。在進行PCB設(shè)計之前，首先要準備好原理圖SCH的元件庫和PCB的元件庫。元件庫可以用peotel 自帶的庫，但一般情況下很難找到合適的，最好是自己根據(jù)所選器件的標準尺寸資料自己做元件庫。原則上先做PCB的元件庫，再做SCH的元件庫。PCB的元件庫要求較高，它直接影響板子的安裝；SCH的元件庫要求相對比較松，只要注意定義好管腳屬性和與PCB元件的對應(yīng)關(guān)系就行。PS：注意標準庫中的隱藏管腳。之后就是原理圖的設(shè)計，做好后就準備開始做PCB設(shè)計了。
第二：PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計。這一步根據(jù)已經(jīng)確定的電路板尺寸和各項機械定位，在PCB 設(shè)計環(huán)境下繪制PCB板面，并按定位要求放置所需的接插件、按鍵/開關(guān)、螺絲孔、裝配孔等等。并充分考慮和確定布線區(qū)域和非布線區(qū)域(如螺絲孔周圍多大范圍屬于非布線區(qū)域)。
第三：PCB布局。布局說白了就是在板子上放器件。這時如果前面講到的準備工作都做好的話，就可以在原理圖上生成網(wǎng)絡(luò)表(Design-＞ Create Netlist)，之后在PCB圖上導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表(Design-＞Load Nets)。就看見器件嘩啦啦的全堆上去了，各管腳之間還有飛線提示連接。然后就可以對器件布局了。一般布局按如下原則進行：
①、按電氣性能合理分區(qū)，一般分為：數(shù)字電路區(qū)(即怕干擾、又產(chǎn)生干擾)、模擬電路區(qū)(怕干擾)、功率驅(qū)動區(qū)(干擾源)；
②、完成同一功能的電路，應(yīng)盡量靠近放置，并調(diào)整各元器件以保證連線最為簡潔；同時，調(diào)整各功能塊間的相對位置使功能塊間的連線最簡潔；
③、對于質(zhì)量大的元器件應(yīng)考慮安裝位置和安裝強度；發(fā)熱元件應(yīng)與溫度敏感元件分開放置，必要時還應(yīng)考慮熱對流措施；
④、I/O驅(qū)動器件盡量靠近印刷板的邊、靠近引出接插件；
⑤、時鐘產(chǎn)生器(如：晶振或鐘振)要盡量靠近用到該時鐘的器件；
⑥、在每個集成電路的電源輸入腳和地之間，需加一個去耦電容(一般采用高頻性能好的獨石電容)；電路板空間較密時，也可在幾個集成電路周圍加一個鉭電容。
⑦、繼電器線圈處要加放電二極管(1N4148即可)；
⑧、布局要求要均衡，疏密有序，不能頭重腳輕或一頭沉
——需要特別注意，在放置元器件時，一定要考慮元器件的實際尺寸大小(所占面積和高度)、元器件之間的相對位置，以保證電路板的電氣性能和生產(chǎn)安裝的可行性和便利性同時，應(yīng)該在保證上面原則能夠體現(xiàn)的前提下，適當修改器件的擺放，使之整齊美觀，如同樣的器件要擺放整齊、方向一致，不能擺得“錯落有致” 。
這個步驟關(guān)系到板子整體形象和下一步布線的難易程度，所以一點要花大力氣去考慮。布局時，對不太肯定的地方可以先作初步布線，充分考慮。
第四：布線。布線是整個PCB設(shè)計中最重要的工序。這將直接影響著PCB板的性能好壞。在PCB的設(shè)計過程中，布線一般有這么三種境界的劃分：首先是布通，這時PCB設(shè)計時的最基本的要求。如果線路都沒布通，搞得到處是飛線，那將是一塊不合格的板子，可以說還沒入門。其次是電器性能的滿足。這是衡量一塊印刷電路板是否合格的標準。這是在布通之后，認真調(diào)整布線，使其能達到最佳的電器性能。接著是美觀。假如你的布線布通了，也沒有什么影響電器性能的地方，但是一眼看過去雜亂無章的，加上五彩繽紛、花花綠綠的，那就算你的電器性能怎么好，在別人眼里還是垃圾一塊。這樣給測試和維修帶來極大的不便。布線要整齊劃一，不能縱橫交錯毫無章法。這些都要在保證電器性能和滿足其他個別要求的情況下實現(xiàn)，否則就是舍本逐末了。布線時主要按以下原則進行：
①、一般情況下，首先應(yīng)對電源線和地線進行布線，以保證電路板的電氣性能。在條件允許的范圍內(nèi)，盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關(guān)系是：地線>電源線>信號線，通常信號線寬為：0。2~0。3mm，最細寬度可達0。05~0。07mm，電源線一般為1。2~2。5mm。對數(shù)字電路的 PCB可用寬的地導(dǎo)線組成一個回路， 即構(gòu)成一個地網(wǎng)來使用(模擬電路的地則不能這樣使用)
②、預(yù)先對要求比較嚴格的線(如高頻線)進行布線，輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行，以免產(chǎn)生反射干擾。必要時應(yīng)加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產(chǎn)生寄生耦合。
③、振蕩器外殼接地，時鐘線要盡量短，且不能引得到處都是。時鐘振蕩電路下面、特殊高速邏輯電路部分要加大地的面積，而不應(yīng)該走其它信號線，以使周圍電場趨近于零；
④、盡可能采用45o的折線布線，不可使用90o折線，以減小高頻信號的輻射；(要求高的線還要用雙弧線)
⑤、任何信號線都不要形成環(huán)路，如不可避免，環(huán)路應(yīng)盡量��；信號線的過孔要盡量少；
⑥、關(guān)鍵的線盡量短而粗，并在兩邊加上保護地。
⑦、通過扁平電纜傳送敏感信號和噪聲場帶信號時，要用“地線-信號-地線”的方式引出。
⑧、關(guān)鍵信號應(yīng)預(yù)留測試點，以方便生產(chǎn)和維修檢測用
⑨、原理圖布線完成后，應(yīng)對布線進行優(yōu)化；同時，經(jīng)初步網(wǎng)絡(luò)檢查和DRC檢查無誤后，對未布線區(qū)域進行地線填充，用大面積銅層作地線用，在印制板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用�；蚴亲龀啥鄬影澹娫�，地線各占用一層。
PCB布線工藝要求:
①、線
一般情況下，信號線寬為0。3mm(12mil)，電源線寬為0。77mm(30mil)或1。27mm(50mil)；線與線之間和線與焊盤之間的距離大于等于0。33mm(13mil)，實際應(yīng)用中，條件允許時應(yīng)考慮加大距離；
布線密度較高時，可考慮(但不建議)采用IC腳間走兩根線，線的寬度為0。254mm(10mil)，線間距不小于0。254mm(10mil)。特殊情況下，當器件管腳較密，寬度較窄時，可按適當減小線寬和線間距。
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于0。6mm；例如，通用插腳式電阻、電容和集成電路等，采用盤/孔尺寸 1。6mm/0。8mm(63mil/32mil)，插座、插針和二極管1N4007等，采用1。8mm/1。0mm(71mil/39mil)。實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)實際元件的尺寸來定，有條件時，可適當加大焊盤尺寸；
PCB板上設(shè)計的元件安裝孔徑應(yīng)比元件管腳的實際尺寸大0。2~0。4mm左右。
③、過孔(VIA)
一般為1。27mm/0。7mm(50mil/28mil)；
當布線密度較高時，過孔尺寸可適當減小，但不宜過小，可考慮采用1。0mm/0。6mm(40mil/24mil)。
④、焊盤、線、過孔的間距要求
PAD and VIA ： ≥ 0。3mm(12mil)
PAD and PAD ： ≥ 0。3mm(12mil)
PAD and TRACK ： ≥ 0。3mm(12mil)
TRACK and TRACK ： ≥ 0。3mm(12mil)
密度較高時：
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(yōu)化和絲印�！皼]有最好的，只有更好的”!不管你怎么挖空心思的去設(shè)計，等你畫完之后，再去看一看，還是會覺得很多地方可以修改的。一般設(shè)計的經(jīng)驗是：優(yōu)化布線的時間是初次布線的時間的兩倍。感覺沒什么地方需要修改之后，就可以鋪銅了(Place->polygon Plane)。鋪銅一般鋪地線(注意模擬地和數(shù)字地的分離)，多層板時還可能需要鋪電源。時對于絲印，要注意不能被器件擋住或被過孔和焊盤去掉。同時，設(shè)計時正視元件面，底層的字應(yīng)做鏡像處理，以免混淆層面。
第六：網(wǎng)絡(luò)和DRC檢查和結(jié)構(gòu)檢查。首先，在確定電路原理圖設(shè)計無誤的前提下，將所生成的PCB網(wǎng)絡(luò)文件與原理圖網(wǎng)絡(luò)文件進行物理連接關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)檢查(NETCHECK)，并根據(jù)輸出文件結(jié)果及時對設(shè)計進行修正，以保證布線連接關(guān)系的正確性；網(wǎng)絡(luò)檢查正確通過后，對PCB設(shè)計進行DRC檢查，并根據(jù)輸出文件結(jié)果及時對設(shè)計進行修正，以保證PCB布線的電氣性能。最后需進一步對PCB的機械安裝結(jié)構(gòu)進行檢查和確認。
第七：制版。在此之前，最好還要有一個審核的過程。
PCB設(shè)計是一個考心思的工作，誰的心思密，經(jīng)驗高，設(shè)計出來的板子就好。所以設(shè)計時要極其細心，充分考慮各方面的因數(shù)(比如說便于維修和檢查這一項很多人就不去考慮)，精益求精，就一定能設(shè)計出一個好板子。