如何快速設計一個PCB電路板

在設計電路板時，往往需要很多繁雜的步驟。無論是微處理銅和焊料的基礎(chǔ)知識，還是試圖確保電路板最終都印刷完，或者遇到更具體的設計問題，例如通孔技術(shù)或帶有通孔，焊盤和任意數(shù)量的布局的設計信號完整性問題，則需要確保您擁有正確的設計軟件。那么下面將通過10步，告訴你怎么設計PCB。

如果您已經(jīng)這樣做數(shù)十年了，就不需要我告訴您了解設計軟件對正確設計PCB線路板的價值。如果沒有從原理圖捕獲到布局的準確而可靠的集成，為布線和銅線布置走線或管理焊料所需的層會變得困難。

步驟1：創(chuàng)建原理圖

無論是從模板生成設計還是從頭開始創(chuàng)建電路板，最好都是從原理圖開始。原理圖與新設備的藍圖相似，了解原理圖中顯示的內(nèi)容非常重要。首先，原理圖向您顯示以下內(nèi)容：

設計中使用了哪些組件

組件如何連接在一起

不同原理圖中的組件組之間的關(guān)系

上面的最后一點非常重要，因為復雜的設計可能會使用分層示意圖。如果您采用分層方法進行設計并將不同的電路塊放置在不同的原理圖中，則可以在新板上加強重要的組織。您可以在OnTrackPodcast上從CarlSchattke了解更多有關(guān)精心設計的原理圖的價值。

與直接在板上進行設計相比，不僅電路互連更容易定義和編輯，而且將原理圖轉(zhuǎn)換為電路板布局要容易得多。對于組件，PCB設計軟件具有廣泛的零件庫數(shù)據(jù)庫

步驟2：創(chuàng)建空白PCB布局

創(chuàng)建原理圖后，需要使用PCB設計軟件中的原理圖捕獲工具來開始創(chuàng)建PCB布局。在此之前，您需要創(chuàng)建一個空白的PCB文檔。創(chuàng)建電路板需要生成一個PcbDoc文件?？梢詮脑O計軟件的主菜單輕松完成此操作

如果已經(jīng)確定了電路板的PCB形狀，尺寸和層堆疊，則可以立即進行設置。如果您現(xiàn)在不想執(zhí)行這些任務，請不要煩惱，您可以在以后更改電路板的形狀，尺寸和疊層（請參見下面的步驟4）。通過編譯SchDoc，原理圖信息可用于PcbDoc。編譯過程包括驗證設計并生成幾個項目文檔，以便您在轉(zhuǎn)移到PcbDoc之前檢查并更正設計。強烈建議您此時檢查并更新用于創(chuàng)建PcbDoc信息的項目選項。

在設計電路板時，有時似乎似乎到達最終設計將是漫長而艱巨的旅程。無論是微處理銅和焊料的基礎(chǔ)知識，還是試圖確保電路板最終都印刷完，或者遇到更具體的設計問題，例如通孔技術(shù)或帶有通孔，焊盤和任意數(shù)量的布局的設計信號完整性問題，則需要確保您擁有正確的設計軟件。

如果您已經(jīng)這樣做數(shù)十年了，就不需要我告訴您了解設計軟件對正確設計PCB線路板的價值。如果沒有從原理圖捕獲到布局的準確而可靠的集成，為布線和銅線布置走線或管理焊料所需的層會變得困難。

步驟1：創(chuàng)建原理圖

無論是從模板生成設計還是從頭開始創(chuàng)建電路板，最好都是從原理圖開始。原理圖與新設備的藍圖相似，了解原理圖中顯示的內(nèi)容非常重要。首先，原理圖向您顯示以下內(nèi)容：

設計中使用了哪些組件

組件如何連接在一起

不同原理圖中的組件組之間的關(guān)系

上面的最后一點非常重要，因為復雜的設計可能會使用分層示意圖。如果您采用分層方法進行設計并將不同的電路塊放置在不同的原理圖中，則可以在新板上加強重要的組織。您可以在OnTrackPodcast上從CarlSchattke了解更多有關(guān)精心設計的原理圖的價值。

與直接在板上進行設計相比，不僅電路互連更容易定義和編輯，而且將原理圖轉(zhuǎn)換為電路板布局要容易得多。對于組件，PCB設計軟件具有廣泛的零件庫數(shù)據(jù)庫

步驟2：創(chuàng)建空白PCB布局

創(chuàng)建原理圖后，需要使用PCB設計軟件中的原理圖捕獲工具來開始創(chuàng)建PCB布局。在此之前，您需要創(chuàng)建一個空白的PCB文檔。創(chuàng)建電路板需要生成一個PcbDoc文件?？梢詮脑O計軟件的主菜單輕松完成此操作，如下所示。

如果已經(jīng)確定了電路板的PCB形狀，尺寸和層堆疊，則可以立即進行設置。如果您現(xiàn)在不想執(zhí)行這些任務，請不要煩惱，您可以在以后更改電路板的形狀，尺寸和疊層（請參見下面的步驟4）。通過編譯SchDoc，原理圖信息可用于PcbDoc。編譯過程包括驗證設計并生成幾個項目文檔，以便您在轉(zhuǎn)移到PcbDoc之前檢查并更正設計，如下所示。強烈建議您此時檢查并更新用于創(chuàng)建PcbDoc信息的項目選項。

步驟3：原理圖捕獲：鏈接到PCB

PCB設計軟件中的所有工具都可以在一個統(tǒng)一的設計環(huán)境中使用，在該設計環(huán)境中，原理圖，PCB和BOM相互關(guān)聯(lián)并且可以同時訪問。其他程序會迫使您手動編譯原理圖數(shù)據(jù)，要將SchDoc信息傳輸?shù)叫聞?chuàng)建的PcbDoc，請單擊設計?更新PCB{新PCB的文件名}.PcbDoc。將打開“工程變更單”（ECO）對話框，列出原理圖中的所有組件和網(wǎng)絡。

步驟4：設計PCB疊層

當您將原理圖信息傳輸?shù)絇cbDoc時，除了指定的電路板輪廓外，還會顯示組件的封裝。在放置組件之前，您應該使用如下所示的“層堆疊管理器”定義PCB布局（即形狀，層堆疊）。

如果您不熟悉PCB設計，盡管可以在PCB設計軟件中定義任意數(shù)量的層，但大多數(shù)現(xiàn)代設計都將從FR4上的4層板開始。您還可以利用材料堆疊庫;這樣一來，您就可以從各種不同的層壓板和獨特的板材中進行選擇。

如果您要進行高速/高頻設計，則可以使用內(nèi)置的阻抗分析器來確保電路板中的阻抗控制。阻抗曲線工具使用Simberian集成的電磁場求解器來定制跡線的幾何形狀，以達到目標阻抗值。

步驟5：定義設計規(guī)則和DFM要求

PCB設計規(guī)則類別的種類很多，您可能不需要為每個設計使用所有這些可用規(guī)則。您可以通過在下面的PCB規(guī)則和約束編輯器中的列表中右鍵單擊有問題的規(guī)則來選擇/取消選擇單個規(guī)則。

您確實使用的規(guī)則，尤其是用于制造的規(guī)則，應符合PCB制造商設備的規(guī)格和公差。諸如阻抗控制設計和許多高速/高頻設計之類的高級設計可能需要遵循非常具體的設計規(guī)則，以確保您的產(chǎn)品正常工作。始終檢查您的組件數(shù)據(jù)表以了解這些設計規(guī)則。

步驟6：放置組件

目前主流的PCB設計軟件提供了很大的靈活性，并允許您快速將元件放置在電路板上。您可以自動排列組件，也可以手動放置它們。您還可以一起使用這些選項，從而可以利用自動放置的速度，并確保按照良好的組件放置準則對電路板進行布局。

步驟7：插入鉆孔

在布線之前，最好先放置鉆孔（安裝和過孔）。如果您的設計很復雜，則可能需要在走線布線過程中至少修改一些通孔位置?？梢酝ㄟ^“屬性”對話框輕松完成此操作。

您在此處的偏好應遵循PCB制造商的制造設計（dfm）規(guī)范。如果您已經(jīng)將PCBdfm要求定義為設計規(guī)則（請參見步驟5），則當您在布局中放置過孔，鉆孔，焊盤和走線時，PCB設計軟件將自動檢查這些規(guī)則。

步驟8：布線跟蹤

放置完組件和任何其他機械元件之后，就可以準備走線了。確保使用良好的布線指南，并利用PCB設計軟件工具簡化該過程，例如通過布線突出顯示網(wǎng)絡和顏色編碼。

步驟9：添加標簽和標識符

驗證電路板布局后，您就可以在電路板上添加標簽，標識符，標記，徽標或任何其他圖像。對組件使用參考標識符是一個好主意，因為這將有助于PCB組裝。另外，包括極性指示器，引腳1指示器和任何其他有助于識別組件及其方向的標簽。對于徽標和圖像，最好咨詢您的PCB制造商，以確保您使用的字體可讀。

步驟10：生成設計Gerber文件

在創(chuàng)建制造商可交付成果之前，始終最好通過運行設計規(guī)則檢查（DRC）來驗證電路板布局。

電路板通過最終DRC后，您需要為制造商生成設計文件。設計文件應包括構(gòu)建電路板所需的所有信息和數(shù)據(jù);包括任何注釋或特殊要求，以確保您的制造商清楚您的要求。對于大多數(shù)制造商來說，您將可以使用如下所示的Gerber文件集;但是，某些制造商更喜歡其他CAD文件格式。

通過以上十步，就可以設計出一個PCB了，去動手試試吧。