印制電路板的設(shè)計(jì)是以電路原理圖為根據(jù)，實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)者所需要的功能。印刷電路板的設(shè)計(jì)主要指版圖設(shè)計(jì)，需要考慮外部接口、內(nèi)部的電磁保護(hù)、散熱等因素布局。我們常用的設(shè)計(jì)軟件有Altium Designer 、Cadence Allegro、PADS等等設(shè)計(jì)軟件。如果是初學(xué)者建議學(xué)習(xí)Altium Designer軟件。做為一門(mén)設(shè)計(jì)者我們有必要熟練二個(gè)軟件。

在高速設(shè)計(jì)中，可控阻抗板和線(xiàn)路阻抗的連續(xù)性是非常重要的問(wèn)題。常見(jiàn)的阻抗單端50歐，差分100歐，如何保證信號(hào)完整性呢？我們常用的方式，信號(hào)線(xiàn)的相鄰層都有完整的GND平面，或者是電源平面。我們做用單片機(jī)做產(chǎn)品，一般情況下我們是沒(méi)必要做阻抗，它工作的頻率一般都是很低。您可以百度一下SI9000學(xué)習(xí)下阻抗計(jì)算的方法。小北一般沒(méi)有太關(guān)注這個(gè)問(wèn)題，都是由板廠(chǎng)給我們算的阻抗。下面和小北一起來(lái)學(xué)習(xí)PCB設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)。

設(shè)置技巧

設(shè)計(jì)在不同階段需要進(jìn)行不同的設(shè)置，在布局階段可以采用大格點(diǎn)進(jìn)行器件布局；對(duì)于IC、非定位接插件等大器件，可以選用50~100mil的格點(diǎn)精度進(jìn)行布局，而對(duì)于電阻電容和電感等無(wú)源小器件，可采用25mil的格點(diǎn)進(jìn)行布局。大格點(diǎn)的精度有利于器件的對(duì)齊和布局的美觀(guān)。在高速布線(xiàn)時(shí)，我們一般來(lái)用毫米mm為單位，我們大多采用米爾mil為單位。

PCB布局規(guī)則

1、在通常情況下，所有的元件盡量布置在電路板的同一面上，只有當(dāng)頂層元件過(guò)密時(shí)，才能將一些高度有限并且發(fā)熱量小的器件，如貼片電阻、貼片電容、貼片芯片等放在底層。

2、在保證電氣性能的前提下，元件應(yīng)放置在柵格上且相互平行或垂直排列，以求整齊、美觀(guān)；元件排列要緊湊，元件在整個(gè)版面上應(yīng)分布均勻、疏密一致。

3、器件盡量離電路板邊緣一般不小于2MM，工藝為器件離5MM，當(dāng)不足5mm時(shí)，我們應(yīng)該加工藝邊。當(dāng)然也要考慮電路板所能承受的機(jī)械強(qiáng)度。

布局技巧

在PCB的布局設(shè)計(jì)中要分析電路板的單元，依據(jù)起功能進(jìn)行布局設(shè)計(jì)，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以下原則：

1、按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。

2、以每個(gè)功能單元的核心元器件為中心，圍繞它來(lái)進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整體、緊湊的排列在PCB上，盡量減少和縮短各元器件之間的引線(xiàn)和連接。當(dāng)接口固定時(shí)，我們應(yīng)由接口，再到接著以核心元器件布局。高速信號(hào)最短為原則。

3、在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。低頻與高頻線(xiàn)電路要分開(kāi)，數(shù)字與模擬電路要分開(kāi)設(shè)計(jì)。

布局設(shè)計(jì)

在PCB中，特殊的元器件是指高頻部分的關(guān)鍵元器件、電路中的核心元器件、易受干擾的元器件、帶高壓的元器件、發(fā)熱量大的元器件，以及一些異性元器 件，這些特殊元器件的位置需要仔細(xì)分析，做帶布局合乎電路功能的要求及生產(chǎn)的需求。不恰當(dāng)?shù)姆胖盟麄兛赡墚a(chǎn)生電路兼容問(wèn)題、信號(hào)完整性問(wèn)題，從而導(dǎo)致 PCB設(shè)計(jì)的失敗。

放置順序

1、放置與結(jié)構(gòu)有緊密配合的元器件，如電源插座、指示燈、開(kāi)關(guān)、連接器等。

2、放置特殊元器件，如大的元器件、重的元器件、發(fā)熱元器件、變壓器、IC等。

3、放置小的元器件。

布局檢查

1、電路板尺寸和CAD圖紙要求加工尺寸是否相符合。

2、元器件的布局是否均衡、排列整齊、是否已經(jīng)全部布完。

3、各個(gè)層面有無(wú)沖突。如元器件、外框、連接器是否合理。

4、常用到的元器件是否方便維修與安裝。如開(kāi)關(guān)、插件板插入設(shè)備、須經(jīng)常更換的元器件等。

5、熱敏元器件與發(fā)熱元器件距離是否合理。

6、散熱性是否良好。

7、線(xiàn)路的干擾問(wèn)題是否需要考慮。

布線(xiàn)原則

1、避免在PCB邊緣安排重要的信號(hào)線(xiàn)，如時(shí)鐘和復(fù)位信號(hào)等。

2、機(jī)殼地線(xiàn)與信號(hào)線(xiàn)間隔至少為2毫米

3、高速信號(hào)盡量小打過(guò)孔，信號(hào)保證完整性。

4、數(shù)、模信號(hào)是否分開(kāi)。高頻與低頻信號(hào)是否分開(kāi)。

5、大面積敷銅設(shè)計(jì)時(shí)敷銅上應(yīng)有開(kāi)窗口，加散熱孔，并將開(kāi)窗口設(shè)計(jì)成網(wǎng)狀。

6、振晶，變壓器下面是否走線(xiàn)。這些入門(mén)基礎(chǔ)知識(shí)只有我們勤勞練習(xí)才能日日進(jìn)步。

絲印擺放

1、絲印位號(hào)不上阻焊，放置絲印生產(chǎn)之后缺失。

2、絲印位號(hào)清晰，推薦字寬/字高尺寸為4/25mil、5/30mil、6/45mil。

3、保持方向統(tǒng)一性，一般一塊PCB上不要超過(guò)兩個(gè)方向擺放，推薦字母在左或在下

網(wǎng)絡(luò)DRC檢查及結(jié)構(gòu)檢查

質(zhì)量控制是PCB設(shè)計(jì)流程的重要組成部分，一般的質(zhì)量控制手段包括：設(shè)計(jì)自檢、設(shè)計(jì)互檢、專(zhuān)家評(píng)審會(huì)議、專(zhuān)項(xiàng)檢查等。

原理圖和結(jié)構(gòu)要素圖是最基本的設(shè)計(jì)要求，網(wǎng)絡(luò)DRC檢查和結(jié)構(gòu)檢查就是分別確認(rèn)PCB設(shè)計(jì)滿(mǎn)足原理圖網(wǎng)表和結(jié)構(gòu)要素圖兩項(xiàng)輸入條件。

規(guī)則裝配

在設(shè)計(jì)中，從PCB板的裝配角度來(lái)看，要考慮以下參數(shù)：

1、孔的直徑要根據(jù)最大材料條件（ MMC） 和最小材料條件（LMC） 的情況來(lái)決定。一個(gè)無(wú)支撐元器件的孔的直徑應(yīng)當(dāng)這樣選取，即從孔的MMC 中減去引腳的MMC ，所得的差值在0.15 -0. 5mm 之間。而且對(duì)于帶狀引腳，引腳的標(biāo)稱(chēng)對(duì)角線(xiàn)和無(wú)支撐孔的內(nèi)徑差將不超過(guò)0.5mm ，并且不少于0.15mm。

2、合理放置較小元器件，以使其不會(huì)被較大的元器件遮蓋。

3、阻焊的厚度應(yīng)不大于0.05mm。

4、絲網(wǎng)印制標(biāo)識(shí)不能和任何焊盤(pán)相交。

5、電路板的上半部應(yīng)該與下半部一樣，以達(dá)到結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)。因?yàn)椴粚?duì)稱(chēng)的電路板可能會(huì)變彎曲。

大家可以根據(jù)上面的基礎(chǔ)知識(shí)去網(wǎng)上下載一個(gè)PCB來(lái)進(jìn)對(duì)比。我們也可以找去優(yōu)化一個(gè)現(xiàn)成的板子。

收上是網(wǎng)上的知識(shí)進(jìn)行修改而改進(jìn)，小北經(jīng)驗(yàn)還是有些不足，希望大家可以指點(diǎn)下。