PCB設計的七大步驟解析

PCB于1936年誕生，美國于1943年將該技術大量使用于軍用收音機內；自20世紀50年代中期起，PCB技術開始被廣泛采用。目前，PCB已然成為“電子產品之母”，其應用幾乎滲透于電子產業的各個終端領域中，包括計算機、通信、消費電子、工業控制、醫療儀器、國防軍工、航天航空等諸多領域。

PCB從單層發展到雙面、多層和撓性，并且仍舊保持著各自的發展趨勢。由于不斷地向高精度、高密度和高可靠性方向發展，不斷縮小體積、減少成本、提高性能，使得印制板在未來電子設備的發展工程中，仍然保持著強大的生命力。

那么PCB是如何設計的呢？看完以下七大步驟就懂了

1、前期準備

包括準備元件庫和原理圖。在進行PCB設計之前，首先要準備好原理圖SCH元件庫和PCB元件封裝庫。

PCB元件封裝庫最好是工程師根據所選器件的標準尺寸資料建立。原則上先建立PC的元件封裝庫，再建立原理圖SCH元件庫。

PCB元件封裝庫要求較高，它直接影響PCB的安裝；原理圖SCH元件庫要求相對寬松，但要注意定義好管腳屬性和與PCB元件封裝庫的對應關系。

2、PCB結構設計

根據已經確定的電路板尺寸和各項機械定位，在PCB設計環境下繪制PCB板框，并按定位要求放置所需的接插件、按鍵/開關、螺絲孔、裝配孔等等。

充分考慮和確定布線區域和非布線區域（如螺絲孔周圍多大范圍屬于非布線區域）。

3、PCB布局設計

布局設計即是在PCB板框內按照設計要求擺放器件。在原理圖工具中生成網絡表（Design→Create Netlist），之后在PCB軟件中導入網絡表（Design→Import Netlist）。網絡表導入成功后會存在于軟件后臺，通過Placement操作可以將所有器件調出、各管腳之間有飛線提示連接，這時就可以對器件進行布局設計了。

PCB布局設計是PCB整個設計流程中的首個重要工序，越復雜的PCB板，布局的好壞越能直接影響到后期布線的實現難易程度。

布局設計依靠電路板設計師的電路基礎功底與設計經驗豐富程度，對電路板設計師屬于較高級別的要求。初級電路板設計師經驗尚淺、適合小模塊布局設計或整板難度較低的PCB布局設計任務。

4、PCB布線設計

PCB布線設計是整個PCB設計中工作量最大的工序，直接影響著PCB板的性能好壞。

在PCB的設計過程中，布線一般有三種境界：

首先是布通，這是PCB設計的最基本的入門要求；

其次是電氣性能的滿足，這是衡量一塊PCB板是否合格的標準，在線路布通之后，認真調整布線、使其能達到最佳的電氣性能；

再次是整齊美觀，雜亂無章的布線、即使電氣性能過關也會給后期改板優化及測試與維修帶來極大不便，布線要求整齊劃一，不能縱橫交錯毫無章法。

5、布線優化及絲印擺放

“PCB設計沒有最好、只有更好”，“PCB設計是一門缺陷的藝術”，這主要是因為PCB設計要實現硬件各方面的設計需求，而個別需求之間可能是沖突的、魚與熊掌不可兼得。

例如：某個PCB設計項目經過電路板設計師評估需要設計成6層板，但是產品硬件出于成本考慮、要求必須設計為4層板，那么只能犧牲掉信號屏蔽地層、從而導致相鄰布線層之間的信號串擾增加、信號質量會降低。

一般設計的經驗是：優化布線的時間是初次布線的時間的兩倍。PCB布線優化完成后，需要進行后處理，首要處理的是PCB板面的絲印標識，設計時底層的絲印字符需要做鏡像處理，以免與頂層絲印混淆。