什么是PCB？

印刷電路板，有時稱為印刷線路板，是定義電路的電線或機械線結構的功能的板。大多數電子或機械設備和電器的功能都取決于PCB上生成的命令。這意味著PCB是這些系統的核心，如果這些系統中的電子電路不是建立在合理的PCB設計或布局上，則該系統將無法正常工作。

PCB由非導體材料制成。玻璃纖維是不導電材料的一個很好的例子。PCB上的電路板上設計有銅走線，以允許將電命令從一個部分傳輸到另一部分。通過在板上鉆孔，制造商可以將電子組件固定在其相應位置并進行焊接，以便與銅走線一起形成完整的電路。與其他布線選項相比，電子設備中使用的PCB可以對這些設備進行精確的功能，控制和監視。

PCB零件

PCB具有四個主要部分：基板，銅層，阻焊層和絲網印刷。

基板由玻璃纖維和環氧樹脂制成，可以認為是基板的骨架。使用它是因為它不導電并且可以抵抗斷裂。

銅層由銅箔或銅涂層組成。這部分的目的是在電路板上和從電路板上傳輸電信號。可以將其描述為PCB的CNS。

阻焊層是PCB的保護皮。它由聚合物制成，旨在保護銅層與環境接觸時不會發生短路。

絲網印刷是您制作PCB的指南。如果我們正在考慮圖形，則可以將絲網印刷描述為您的圖例。它在側面，其布局包含不同部分的編號，其徽標，組件參考和符號開關設置。

幸運的是，我們大多數使用電子設備的人都不必擔心PCB的螺母和螺栓。但是，如果您是電子或機械工程師，那么了解PCB是您職業的靈魂。從PCB和PCB設計的基本知識開始，您需要了解很多信息。

什么是PCB設計？

如果您擁有潛在電子設備的所有部件，但缺少PCB，那么您的設備就不存在了。印刷電路設計使您的設備栩栩如生。布局軟件用于將電路原理圖轉換為PCB設計布局。這意味著鏈接組件和路由以形成電路板上電連接的形式。根據要實現的預期電氣產品選擇布局軟件。如果您是初學者，務必要知道可以使用各種類型的布局軟件。以下是最常見的6種：

EAGLE（易于應用的圖形布局編輯器）

一個免費的PCB布局軟件，可以在Windows，Mac和Linux上下載。由于它易于使用且具有龐大的電子和電氣組件庫，因此在很大程度上受到歡迎。使用該軟件的原理圖編輯器，設計人員可以添加元件并根據電路要求鏈接它們。原理圖將轉換為PCB布局編輯器，以將組件設置到位。

Multism

由于Multism的歷史，它在布局軟件研究人員和受訓人員中很常見。它是為在大學教授電子學而開發的，并提供教學，研究和設計解決方案。這些功能使它成為初學者進行PCB設計時的最佳選擇。

它的主要優勢之一是能夠分析模擬和數字電子產品。此外，它還可以與復雜的參數分析，嵌入式目標以及用戶可以根據需要定義的模板進行簡化的設計集成。

盡管EAGLE在PCB布局設計方面提供了卓越的支持，但常常因其出色的仿真環境而被EAGLE給予同等的評價，但也被認為會超越EAGLE。可以在Windows上下載Multisim。

OrCAD

OrCAD也可以在Windows，Linux和Mac上下載。該軟件的名稱源自公司名稱（俄勒岡）和CAD（計算機輔助設計）。該軟件具有標準的OrCAD設計套件，OrCAD Professional和Allegro套件。

標準套件用于生產設計中的概念，而專業套件則提供設計技能。Allegro套件由專家級的專業人員使用。

Altium

Altium可以在Windows上下載，但是與大多數其他布局軟件相比，使用該軟件可以更深入地挖掘您的收入。年度訂閱費用約為7000美元。但是，其先進的PCB設計功能使其物有所值。它們包括設計，開發，現場可編程門陣列和原理圖捕獲。

Altium可以在短時間內輕松完成最復雜的設計，因此非常適合初學者進行BCP設計。設計師可以對其作品進行3D預覽，以注意到并檢查設計中的最小細節。

KiCAD

KiCAD最初是由Jean-Pierre Charras開發的，是根據創用CC（CC）許可的免費電氣設計軟件。它可用于創建2D和3D PCB布局以及其他功能。它具有一個對初學者PCB設計有用的庫。

PCB設計人員發現KiCAD的原理圖編輯器和布局查看器對于創建和修改設計最有用。該軟件支持使用EAGLE創建的文件。

EasyEDA

基于Web的自動電子設計選項。這意味著您可以登錄公司網站并從那里工作，而無需下載并占用計算機上的空間。它被描述為易于使用的界面，使其成為初學者PCB設計的良好平臺。使用EasyEDA時，您可以從庫中咨詢各種項目。

Easy EDA的最大優勢在于它能夠支持Altium和EAGLE的PCB原理圖和庫以及此處未討論的其他一些設計軟件。

設計PCB的步驟

有了上述關于PCB的知識，就更容易理解設計PCB所使用的步驟。我們概述了使用上述Altium軟件進行PCB設計的主要步驟。

步驟1：創建原理圖

在PCB設計中，將原理圖轉換為電路板布局始終是較容易的選擇。直接在船上設計更加艱巨。原理圖可以是模板，也可以是設計人員創建的模板，用于創建和編輯布局。

步驟2：建立電路板設計

這需要使用該軟件生成空白的PCB文檔（PCBdoc）。該文檔可讓您設置設計形狀和尺寸。您可以在創建最終的PCBdoc之前查看并更新選項。

步驟3：將原理圖鏈接到電路板

這涉及使用布局軟件上的以下步驟將原理圖信息鏈接到PCBdoc。

l單擊設計，然后更新PCB（您的PCBdoc的名稱）

l將打開一個對話框，您可以從原理圖中查看組件。然后，您可以通過將原理圖信息正確添加到PCB項目中并在完成后單擊驗證更改選項來驗證更改。

l所有項目上的綠色狀態表示繼續，您可以放心地執行更改。

l關閉對話框。

步驟4：定義板和層堆棧

使用軟件上的層堆疊管理器，可以定義PCB的層的形狀和數量。

步驟5：放置組件

在Altium Designer上，您可以選擇自動或手動放置電路的組件。結合使用這兩個選項，可以驗證每個組件是否放置在各自的位置。

步驟6：標記鉆孔

這需要在要在實際板上鉆孔的位置上插入標記。一些設計師可能將其描述為安裝和過孔。應根據PCB制造商的規格鉆孔。

步驟7：路由跟蹤

路由需要在組件之間創建連接。如果實際板上有不止一層，則通過孔進行布線，這些孔從用作接地層的一層到所有層到用作電源層的一層。

步驟8：驗證電路布局

在PCB規則和約束編輯器上，通過單擊適用于設計的規則，在軟件上運行設計規則檢查。

步驟9：添加圖例

完成上述所有操作后，現在就可以添加絲網印刷的標簽，標記，徽標，標識符和其他方面了。確保該字體易于用戶閱讀。

步驟10：生成設計文件

設計文件將作為Gerber文件生成。Gerber文件是PCB的標準格式，可以作為制作實際電路板的光繪儀顯示。

最后的話

對于初學者而言，PCB設計的綜合過程聽起來可能很復雜。掌握基本術語，了解可用軟件以及每個軟件的優勢，并遵循列出的簡單步驟，可以使初學者的PCB設計變得簡單得多。