我們習(xí)慣了生活中各種設(shè)備和產(chǎn)品的便利，因此僅將它們視為完整的對(duì)象已成為第二天性。但事實(shí)是，它們的創(chuàng)建涉及某種設(shè)計(jì)過程，并且取決于它們的復(fù)雜性，該過程可能非常復(fù)雜。以智能手機(jī)為例。從外觀上看，它們看起來很簡單，但是在復(fù)雜的技術(shù)內(nèi)部，它們需要非常復(fù)雜的創(chuàng)建過程，尤其是位于其核心的印刷電路板。

在制造電路板之前，它要經(jīng)過非常復(fù)雜的設(shè)計(jì)過程。這包括創(chuàng)建電子原理圖，在物理PCB布局中設(shè)置和放置組件腳印，在布局中布線網(wǎng)絡(luò)，然后最終準(zhǔn)備并發(fā)送布局?jǐn)?shù)據(jù)以進(jìn)行制造。在這個(gè)由四部分組成的系列文章的第1部分中，我們將向您概述整個(gè)PCB設(shè)計(jì)過程，并討論一些用于創(chuàng)建電子原理圖的PCB設(shè)計(jì)最佳實(shí)踐。

簡而言之，PCB設(shè)計(jì)過程

PCB設(shè)計(jì)過程將首先從產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)制定的規(guī)格開始。這些將包括電路板所需的功能，性能規(guī)格，物理尺寸等。一旦安裝到位，PCB設(shè)計(jì)過程將開始：

電路開發(fā)

使用產(chǎn)品規(guī)格，工程團(tuán)隊(duì)將通過創(chuàng)建電氣原理圖來開發(fā)電路板的電路。這包括選擇電路所需的電子組件，并在CAD示意圖上放置符號(hào)以表示這些組件。從這些組件中，將拉入網(wǎng)絡(luò)以將組件引腳連接在一起以完成電路。最后，將使用仿真工具對(duì)電路進(jìn)行驗(yàn)證。

PCB布局

利用來自完整原理圖的連接數(shù)據(jù)，將開始印刷電路板的物理設(shè)計(jì)。首先，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將創(chuàng)建或下載正確的組件模型或封裝，以匹配原理圖上使用的符號(hào)。然后，將使用板的物理輪廓，板中各層的配置以及所需的設(shè)計(jì)規(guī)則來準(zhǔn)備數(shù)據(jù)庫。現(xiàn)在，可以使用原理圖中映射的連通性作為最佳組件放置的指南，將PCB CAD占位模型放置在電路板布局上。

PCB布線

一旦將零件全部放置在PCB設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)中的板上，就可以物理布設(shè)原理圖中將引腳連接在一起的網(wǎng)。第一步通常是從細(xì)間距表面安裝零件提供“逃逸”布設(shè)。這些痕跡和過孔必須合理地放置，以免阻塞內(nèi)層的布線通道，同時(shí)為所有引腳提供連接。接下來是必須根據(jù)嚴(yán)格的性能規(guī)則對(duì)高速傳輸線，差分對(duì)，阻抗受控走線，模擬網(wǎng)絡(luò)和其他敏感信號(hào)進(jìn)行精細(xì)的布線。之后，電源和地線將需要使用更寬的走線，堅(jiān)固的金屬平面層或分離平面進(jìn)行布線。可以使用自動(dòng)CAD工具（例如批處理自動(dòng)路由器，自動(dòng)交互路由器，清理路由器）來完成大部分路由，而其余的則可以手動(dòng)完成。最后，將需要使用不同的分析工具來驗(yàn)證路由。

設(shè)計(jì)完成

盡管此時(shí)可以放置和布線設(shè)計(jì)，但仍有一些重要工作要做。首先，必須對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行最終的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查，以確保沒有任何電氣短路，斷路或其他電氣或制造問題。如果可能的話，這還包括使用3D工具進(jìn)行的機(jī)械驗(yàn)證。接下來，將需要檢查，編輯和清理PCB CAD占位模型中的絲網(wǎng)印刷標(biāo)記，阻焊膜和焊膏標(biāo)記。最后，將需要?jiǎng)?chuàng)建制造圖以及制造和裝配數(shù)據(jù)，以完成設(shè)計(jì)過程。

如您所見，PCB設(shè)計(jì)過程包括四個(gè)主要步驟。首先，讓我們看一些用于原理圖捕獲的良好設(shè)計(jì)實(shí)踐。

良好的原理圖捕獲的八種PCB設(shè)計(jì)最佳實(shí)踐

這是捕獲原理圖時(shí)的良好設(shè)計(jì)實(shí)踐的列表。請(qǐng)注意，這不是進(jìn)行原理圖捕獲的方法清單，而是由工具和實(shí)際設(shè)計(jì)決定的。相反，這些都是小陷阱，如果忽略這些陷阱，可能會(huì)對(duì)完整的設(shè)計(jì)造成嚴(yán)重的問題：

1.符號(hào)庫：確保所用的原理圖符號(hào)是最新的，并且是所用零件的正確符號(hào)。它們還需要具有正確的屬性和屬性，以用于仿真和PCB布局。

2.電路流程：使用一致的邏輯電路流程，以使原理圖易于理解和解釋。

3.不動(dòng)產(chǎn)：不要擔(dān)心使用不止一張紙，因?yàn)闆]有任何理由將所有內(nèi)容都塞到一頁上。同時(shí)，圖紙合并是一件好事，并且您的布局，測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)工程師將欣賞在使用原理圖時(shí)不必不斷地從一頁跳到另一頁的情況。

4.可讀性：確保您的符號(hào)和文本字體足夠大，可以清晰閱讀而又不占用過多空間。如果您還沒有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，那么為您的設(shè)計(jì)部門建立一些文檔標(biāo)準(zhǔn)也是一個(gè)好主意，以使原理圖看起來都相似。

5.易讀性：同樣，請(qǐng)確保您的參考標(biāo)記，網(wǎng)絡(luò)名稱和別針標(biāo)記未與其他形狀或文本合并，以便于閱讀。包含設(shè)計(jì)說明以闡明PCB布局和原理圖其他用戶的要點(diǎn)也是一個(gè)好主意。

6.組織：在符號(hào)周圍留出足夠的空間，并確保符號(hào)的組織方式易于識(shí)別。從引腳到引腳繪制網(wǎng)絡(luò)時(shí)，請(qǐng)使用相同的經(jīng)驗(yàn)法則，以免最終出現(xiàn)混亂的情況。原理圖捕獲工具中通常有許多功能可以幫助實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。這些包括網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽，它們實(shí)際上將兩個(gè)引腳連接在一起，而沒有繪制的網(wǎng)絡(luò)和可以容納總線的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)組線。

7.信息：原理圖也是合法且可追溯的文檔，因此請(qǐng)確保包括所有相關(guān)的部件和修訂號(hào)，以及日期，公司聯(lián)系方式和版權(quán)信息。

8. DRC：確保在CAD工具中使用設(shè)計(jì)規(guī)則檢查來發(fā)現(xiàn)問題，例如單針連接或網(wǎng)絡(luò)短路。

另一個(gè)好的設(shè)計(jì)實(shí)踐是使用電路仿真工具（如果有的話）。通過在出去生產(chǎn)之前發(fā)現(xiàn)明顯的設(shè)計(jì)問題，可以節(jié)省原型構(gòu)建的時(shí)間。

PCB合同制造商如何協(xié)助設(shè)計(jì)過程

您可以做的最好的事情之一就是盡早與PCB合同制造商合作。PCB CM將擁有許多資源供您使用，例如，額外的工程和文檔編制人員可以減輕一些負(fù)擔(dān)，使您可以專注于設(shè)計(jì)。此外，他們還將擁有了解和了解PCB組件供應(yīng)鏈的組件采購專家。這樣可以節(jié)省大量時(shí)間來尋找所需零件的最佳供應(yīng)商。