1、PCB基本設(shè)計(jì)流程及工藝要求

　　一般PCB基本設(shè)計(jì)流程如下：前期準(zhǔn)備-》PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-》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(zhǔn)備。這包括準(zhǔn)備元件庫(kù)和原理圖?！肮び破涫?，必先利其器”，要做出一塊好的板子，除了要設(shè)計(jì)好原理之外，還要畫得好。在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)之前，首先要準(zhǔn)備好原理圖SCH的元件庫(kù)和PCB的元件庫(kù)。元件庫(kù)可以用protel自帶的庫(kù)，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(biāo)準(zhǔn)尺寸資料自己做元件庫(kù)。原則上先做PCB的元件庫(kù)，再做SCH的元件庫(kù)。PCB的元件庫(kù)要求較高，它直接影響板子的安裝；SCH的元件庫(kù)要求相對(duì)比較松，只要注意定義好管腳屬性和與PCB元件的對(duì)應(yīng)關(guān)系就行。PS：注意標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的隱藏管腳。之后就是原理圖的設(shè)計(jì)，做好后就準(zhǔn)備開始做PCB設(shè)計(jì)了。

　　第二、PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這一步根據(jù)已經(jīng)確定的電路板尺寸和各項(xiàng)機(jī)械定位，在PCB設(shè)計(jì)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(shuō)白了就是在板子上放器件。這時(shí)如果前面講到的準(zhǔn)備工作都做好的話，就可以在原理圖上生成網(wǎng)絡(luò)表（Design-》CreateNetlist），之后在PCB圖上導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表（Design-》LoadNets）。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(duì)器件布局了。一般布局按如下原則進(jìn)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(dòng)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(jiǎn)潔；同時(shí)，調(diào)整各功能塊間的相對(duì)位置使功能塊間的連線最簡(jiǎn)潔；

　　3、對(duì)于質(zhì)量大的元器件應(yīng)考慮安裝位置和安裝強(qiáng)度；發(fā)熱元件應(yīng)與溫度敏感元件分開放置，必要時(shí)還應(yīng)考慮熱對(duì)流措施；

　　4、I/O驅(qū)動(dòng)器件盡量靠近印刷板的邊、靠近引出接插件；

　　5、時(shí)鐘產(chǎn)生器（如：晶振或鐘振）要盡量靠近用到該時(shí)鐘的器件；

　　6、在每個(gè)集成電路的電源輸入腳和地之間，需加一個(gè)去耦電容（一般采用高頻性能好的獨(dú)石電容）；電路板空間較密時(shí)，也可在幾個(gè)集成電路周圍加一個(gè)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(shí)，一定要考慮元器件的實(shí)際尺寸大?。ㄋ济娣e和高度）、元器件之間的相對(duì)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(shí)，應(yīng)該在保證上面原則能夠體現(xiàn)的前提下，適當(dāng)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(cuò)落有致”。這個(gè)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(diǎn)要花大力氣去考慮。布局時(shí)，對(duì)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(gè)PCB設(shè)計(jì)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(jì)過(guò)程中，布線一般有這么三種境界的劃分：首先是布通，這時(shí)PCB設(shè)計(jì)時(shí)的最基本的要求。如果線路都沒(méi)布通，搞得到處是飛線，那將是一塊不合格的板子，可以說(shuō)還沒(méi)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(biāo)準(zhǔn)。這是在布通之后，認(rèn)真調(diào)整布線，使其能達(dá)到最佳的電器性能。接著是美觀。假如你的布線布通了，也沒(méi)有什么影響電器性能的地方，但是一眼看過(guò)去雜亂無(wú)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(cè)試和維修帶來(lái)極大的不便。布線要整齊劃一，不能縱橫交錯(cuò)毫無(wú)章法。這些都要在保證電器性能和滿足其他個(gè)別要求的情況下實(shí)現(xiàn)，否則就是舍本逐末了。布線時(shí)主要按以下原則進(jìn)行：

　　1、一般情況下，首先應(yīng)對(duì)電源線和地線進(jìn)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(hào)線，通常信號(hào)線寬為：0.2～0.3mm，最細(xì)寬度可達(dá)0.05～0.07mm，電源線一般為1.2～2.5mm。對(duì)數(shù)字電路的PCB可用寬的地導(dǎo)線組成一個(gè)回路，即構(gòu)成一個(gè)地網(wǎng)來(lái)使用（模擬電路的地則不能這樣使用）

　　2、預(yù)先對(duì)要求比較嚴(yán)格的線（如高頻線）進(jìn)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(shí)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(shí)鐘線要盡量短，且不能引得到處都是。時(shí)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(hào)線，以使周圍電場(chǎng)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(hào)的輻射；（要求高的線還要用雙弧線）

　　5、任何信號(hào)線都不要形成環(huán)路，如不可避免，環(huán)路應(yīng)盡量小；信號(hào)線的過(guò)孔要盡量少；

　　6、關(guān)鍵的線盡量短而粗，并在兩邊加上保護(hù)地。

　　7、通過(guò)扁平電纜傳送敏感信號(hào)和噪聲場(chǎng)帶信號(hào)時(shí)，要用“地線-信號(hào)-地線”的方式引出。

　　8、關(guān)鍵信號(hào)應(yīng)預(yù)留測(cè)試點(diǎn)，以方便生產(chǎn)和維修檢測(cè)用

　　9、原理圖布線完成后，應(yīng)對(duì)布線進(jìn)行優(yōu)化；同時(shí)，經(jīng)初步網(wǎng)絡(luò)檢查和DRC檢查無(wú)誤后，對(duì)未布線區(qū)域進(jìn)行地線填充，用大面積銅層作地線用，在印制板上把沒(méi)被用上的地方都與地相連接作為地線用?；蚴亲龀啥鄬影?，電源，地線各占用一層。

　　PCB布線工藝要求

　　1、線

　　一般情況下，信號(hào)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(shí)際應(yīng)用中，條件允許時(shí)應(yīng)考慮加大距離；布線密度較高時(shí)，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(dāng)器件管腳較密，寬度較窄時(shí)，可按適當(dāng)減小線寬和線間距。

　　2、焊盤（PAD）

　　焊盤（PAD）與過(guò)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(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際元件的尺寸來(lái)定，有條件時(shí)，可適當(dāng)加大焊盤尺寸；PCB板上設(shè)計(jì)的元件安裝孔徑應(yīng)比元件管腳的實(shí)際尺寸大0.2～0.4mm左右。

　　3、過(guò)孔（VIA）

　　一般為1.27mm/0.7mm（50mil/28mil）；

　　當(dāng)布線密度較高時(shí)，過(guò)孔尺寸可適當(dāng)減小，但不宜過(guò)小，可考慮采用1.0mm/0.6mm（40mil/24mil）。

　　4、焊盤、線、過(guò)孔的間距要求

　　PADandVIA：≥0.3mm（12mil）

　　PADandPAD：≥0.3mm（12mil）

　　PADandTRACK：≥0.3mm（12mil）

　　TRACKandTRACK：≥0.3mm（12mil）

　　密度較高時(shí)：

　　PADandVIA：≥0.254mm（10mil）

　　PADandPAD：≥0.254mm（10mil）

　　PADandTRACK：≥0.254mm（10mil）

　　TRACKandTRACK：≥0.254mm（10mil）

　　第五、布線優(yōu)化和絲印?！皼](méi)有最好的，只有更好的”！不管你怎么挖空心思的去設(shè)計(jì)，等你畫完之后，再去看一看，還是會(huì)覺得很多地方可以修改的。一般設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)是：優(yōu)化布線的時(shí)間是初次布線的時(shí)間的兩倍。感覺沒(méi)什么地方需要修改之后，就可以鋪銅了（Place-》polygonPlane）。鋪銅一般鋪地線（注意模擬地和數(shù)字地的分離），多層板時(shí)還可能需要鋪電源。時(shí)對(duì)于絲印，要注意不能被器件擋住或被過(guò)孔和焊盤去掉。同時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)無(wú)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(jìn)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(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)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(guò)后，對(duì)PCB設(shè)計(jì)進(jìn)行DRC檢查，并根據(jù)輸出文件結(jié)果及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修正，以保證PCB布線的電氣性能。最后需進(jìn)一步對(duì)PCB的機(jī)械安裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查和確認(rèn)。

　　第七、制版。在此之前，最好還要有一個(gè)審核的過(guò)程。

　　PCB設(shè)計(jì)是一個(gè)考心思的工作，誰(shuí)的心思密，經(jīng)驗(yàn)高，設(shè)計(jì)出來(lái)的板子就好。所以設(shè)計(jì)時(shí)要極其細(xì)心，充分考慮各方面的因數(shù)（比如說(shuō)便于維修和檢查這一項(xiàng)很多人就不去考慮），精益求精，就一定能設(shè)計(jì)出一個(gè)好板子。

　　2、PCB元件封裝庫(kù)命名規(guī)則

　　1、集成電路（直插）

　　用DIP-引腳數(shù)量+尾綴來(lái)表示雙列直插封裝，尾綴有N和W兩種，用來(lái)表示器件的體寬，N為體窄的封裝，體寬300mil，引腳間距2.54mm，W為體寬的封裝， 體寬600mil，引腳間距2.54mm。如：DIP-16N表示的是體寬300mil，引腳間距2.54mm的16引腳窄體雙列直插封裝。

　　2 、集成電路（貼片）

　　用SO-引腳數(shù)量+尾綴表示小外形貼片封裝，尾綴有N、M和W三種，用來(lái)表示器件的體寬，N為體窄的封裝，體寬150mil，引腳間距1.27mm，M為介于N和W之間的封裝，體寬208mil，引腳間距1.27mm，W為體寬的封裝， 體寬300mil，引腳間距1.27mm，如：SO-16N表示的是體寬150mil，引腳間距1.27mm的16引腳的小外形貼片封裝，若SO前面跟M則表示為微形封裝，體寬118mil，引腳間距0.65mm。

　　3、電阻

　　SMD貼片電阻命名方法為：封裝+R，如：1812R表示封裝大小為1812的電阻封裝；碳膜電阻命名方法為：R-封裝，如：R-AXIAL0.6表示焊盤間距為0.6英寸的電阻封裝；水泥電阻命名方法為：R-型號(hào)，如：R-SQP5W表示功率為5W的水泥電阻封裝。

　　4、電容

　　無(wú)極性電容和鉭電容命名方法為：封裝+C，如：6032C表示封裝為6032的電容封裝，4.2 SMT獨(dú)石電容命名方法為：RAD+引腳間距，如：RAD0.2表示的是引腳間距為200mil的SMT獨(dú)石電容封裝， 電解電容命名方法為：RB+引腳間距/外徑，如：RB.2/.4表示引腳間距為200mil， 外徑為400mil的電解電容封裝，二極管整流器件，命名方法按照元件實(shí)際封裝，其中BAT54和1N4148封裝為1N4148。

　　5 、晶體管

　　命名方法按照元件實(shí)際封裝，其中SOT-23Q封裝的加了Q以區(qū)別集成電路的SOT-23封裝，另外幾個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管為了調(diào)用元件不致出錯(cuò)用元件名作為封裝名。

　　6、晶振

　　HC-49S，HC-49U為表貼封裝，AT26，AT38為圓柱封裝，數(shù)字表規(guī)格尺寸，如：AT26表示外徑為2mm，長(zhǎng)度為8mm的圓柱封裝。

　　7、電感、變壓器件

　　電感封封裝采用TDK公司封裝。

　　8、光電器件

　　貼片發(fā)光二極管命名方法為封裝+D來(lái)表示，如：0805D表示封裝為0805的發(fā)光二極管；直插發(fā)光二極管表示為LED-外徑，如LED-5表示外徑為5mm的直插發(fā)光二極管；數(shù)碼管使用器件自有名稱命名，接插；SIP+針腳數(shù)目+針腳間距來(lái)表示單排插針，引腳間距為兩種：2mm，2.54mm。SIP7-2.54表示針腳間距為2.54mm的7針腳單排插針；DIP+針腳數(shù)目+針腳間距來(lái)表示雙排插針，引腳間距為兩種：2mm，2.54mm，如：DIP10-2.54表示針腳間距為2.54mm的10針腳雙排插針。