作為一名PCB Layout工程師，印制電路板（PCB）設(shè)計是吃飯的本事。不僅要兢兢業(yè)業(yè)“拉線”，而且要有“全局意識”，清楚整個流程是怎么樣的。通常來說，電路板的設(shè)計主要包含前期準備、PCB設(shè)計和后期處理三部分。

一、前期準備

1、明確設(shè)計的目標，對選用的器件類型進行甄選，對整體方案進行確認，拿出書面設(shè)計方案來；

2、準備器件的原理圖封裝庫和PCB封裝庫。每個元器件都必須要有封裝，如果基礎(chǔ)庫中沒有就要從網(wǎng)上另外尋覓，仍然沒有找到現(xiàn)成可以用的就只能自己繪制了。可以使用一些封裝生成軟件來進行這項工作。需要注意的是一定要將封裝放到指定的目錄下；

二、PCB設(shè)計

這一部分是電路板設(shè)計的主體部分，但如果前面方案都有問題的話會給后面帶來很多障礙，所以一個好的方案是成功了一半。接下來就是按部就班的進行設(shè)計了。

1、原理圖設(shè)計

原理圖設(shè)計的工作量不是很大，但重要性毋庸置疑，一個正確的原理圖才是整個電路板功能的保證；

2、創(chuàng)建原理圖網(wǎng)表

原理圖繪制之后，就要把網(wǎng)表生成出來，為了之后導(dǎo)入PCB繪制軟件使用。如果是用cadence的話，生成的網(wǎng)表文件包含3個文件：pstxnet.dat/ pstxprt.dat/ pstchip.dat；

3、創(chuàng)建機械設(shè)計圖

設(shè)置PCB外框及高度限制等相關(guān)信息，產(chǎn)生新的機械圖文件并保存到指定目錄；

4、讀取原理圖網(wǎng)表

將原理圖網(wǎng)表讀到Allegro等PCB軟件中；

5、設(shè)置PCB板的基本信息

開始布局布線之前一定要先設(shè)置好PCB板的板層、柵格間距、顏色及設(shè)計約束等；

6、PCB布局

除十分簡單的原理圖外，建議根據(jù)原理圖的功能分布進行合理的手動布局；

7、PCB布線

手動布線時間長，但更加精細，符合實際要求；自動布線速度快但會使用較多的過控。一般建議手動布線或者兩種方法結(jié)合進行；

8、放置測試點

在合適的位置放置一些電壓測試點，方便電路板制成之后進行快速測試確認；

9、頂層和底層的鋪銅

這一步不是必須的，但幾乎是所有成熟設(shè)計都會進行的。這樣不僅可以加固電路板，防止翹曲，而且還能夠增強PCB板的屏蔽性能，提高PCB板的抗干擾能力；

10、約束規(guī)則檢查

在布局布線之前設(shè)計了一些約束規(guī)則的話，此時要進入約束表進行查驗，是否所有走線設(shè)計等都符合規(guī)則；三步即可建立一份PCB設(shè)計的checklist：

①、資料輸入階段

在流程上接收到的資料是否齊全（包括：原理圖、*.brd文件、料單、PCB設(shè)計說明以及PCB設(shè)計或更改要求、標準化要求說明、工藝設(shè)計說明等文件）。

確認PCB模板是最新的。

時鐘器件布局是否合理。

確認模板的定位器件位置無誤。

PCB設(shè)計說明以及PCB設(shè)計或更改要求、標準化是否明確。

確認外形圖上的禁止布放器件和布線區(qū)已在PCB模板上體現(xiàn)。

比較外形圖，確認PCB所標注尺寸及公差無誤, 金屬化孔和非金屬化孔定義準確。

確認PCB模板準確無誤后最好鎖定該結(jié)構(gòu)文件，以免誤操作被移動位置。

②、布局后檢查階段

1、器件檢查

確認所有器件封裝是否與公司統(tǒng)一庫一致，是否已更新封裝庫（用viewlog檢查運行結(jié)果）如果不一致，一定要更新Symbols。

母板與子板，單板與背板，確認信號對應(yīng)，位置對應(yīng)，連接器方向及絲印標識正確，且子板有防誤插措施，子板與母板上的器件不應(yīng)產(chǎn)生干涉。

元器件是否100%放置。

打開器件TOP和BOTTOM層的place-bound， 查看重疊引起的DRC是否允許。

Mark點是否足夠且必要。

較重的元器件，應(yīng)該布放在靠近PCB支撐點或支撐邊的地方，以減少PCB的翹曲。

確認所有器件封裝是否與公司統(tǒng)一庫一致，是否已更新封裝庫（用viewlog檢查運行結(jié)果）如果不一致，一定要更新Symbols。

母板與子板，單板與背板，確認信號對應(yīng)，位置對應(yīng)，連接器方向及絲印標識正確，且子板有防誤插措施，子板與母板上的器件不應(yīng)產(chǎn)生干涉。

元器件是否100%放置。

打開器件TOP和BOTTOM層的place-bound， 查看重疊引起的DRC是否允許。

Mark點是否足夠且必要。

較重的元器件，應(yīng)該布放在靠近PCB支撐點或支撐邊的地方，以減少PCB的翹曲。

與結(jié)構(gòu)相關(guān)的器件布好局后最好鎖住，防止誤操作移動位置。

壓接插座周圍5mm范圍內(nèi)，正面不允許有高度超過壓接插座高度的元件，背面不允許有元件或焊點。

確認器件布局是否滿足工藝性要求（重點關(guān)注BGA、PLCC、貼片插座）。

金屬殼體的元器件，特別注意不要與其它元器件相碰，要留有足夠的空間位置。

接口相關(guān)的器件盡量靠近接口放置，背板總線驅(qū)動器盡量靠近背板連接器放置。

波峰焊面的CHIP器件是否已經(jīng)轉(zhuǎn)換成波峰焊封裝。

手工焊點是否超過50個。

在PCB上軸向插裝較高的元件，應(yīng)該考慮臥式安裝。留出臥放空間。并且考慮固定方式，如晶振的固定焊盤。

需要使用散熱片的器件，確認與其它器件有足夠間距，并且注意散熱片范圍內(nèi)主要器件的高度。

2、功能檢查

數(shù)模混合板的數(shù)字電路和模擬電路器件布局時是否已經(jīng)分開，信號流是否合理。

A/D轉(zhuǎn)換器跨模數(shù)分區(qū)放置。

時鐘器件布局是否合理。

高速信號器件布局是否合理。

端接器件是否已合理放置（源端匹配串阻應(yīng)放在信號的驅(qū)動端；中間匹配的串阻放在中間位置；終端匹配串阻應(yīng)放在信號的接收端）

信號線以不同電平的平面作為參考平面，當跨越平面分割區(qū)域時，參考平面間的連接電容是否靠近信號的走線區(qū)域。

保護電路的布局是否合理，是否利于分割。單板電源的保險絲是否放置在連接器附近，且前面沒有任何電路元件。

確認強信號與弱信號（功率相差30dB）電路分開布設(shè)。

IC器件的去耦電容數(shù)量及位置是否合理。

是否按照設(shè)計指南或參考成功經(jīng)驗放置可能影響EMC實驗的器件。如：面板的復(fù)位電路要稍靠近復(fù)位按鈕。

3、發(fā)熱

對熱敏感的元件(含液態(tài)介質(zhì)電容、晶振)盡量遠離大功率的元器件、散熱器等熱源。

布局是否滿足熱設(shè)計要求，散熱通道(根據(jù)工藝設(shè)計文件來執(zhí)行)。

4、電源

是否IC電源距離IC過遠。

LDO及周圍電路布局是否合理。

模塊電源等周圍電路布局是否合理。

電源的整體布局是否合理。

5、規(guī)則設(shè)置

是否所有仿真約束都已經(jīng)正確加到Constraint Manager中。

是否正確設(shè)置物理和電氣規(guī)則(注意電源網(wǎng)絡(luò)和地網(wǎng)絡(luò)的約束設(shè)置)。

Test Via、Test Pin的間距設(shè)置是否足夠。

疊層的厚度和方案是否滿足設(shè)計和加工要求。

所有有特性阻抗要求的差分線阻抗是否已經(jīng)經(jīng)過計算，并用規(guī)則控制。

③、布線后檢查階段

1、數(shù)模

數(shù)字電路和模擬電路的走線是否已分開，信號流是否合理。

A/D、D/A以及類似的電路如果分割了地，那么電路之間的信號線是否從兩地之間的橋接點上走（差分線例外）。

必須跨越分割電源之間間隙的信號線應(yīng)參考完整的地平面。

如果采用地層設(shè)計分區(qū)不分割方式，要確保數(shù)字信號和模擬信號分區(qū)布線。

2、時鐘和高速部分

高速信號線的阻抗各層是否保持一致。

高速差分信號線和類似信號線，是否等長、對稱、就近平行地走線。

確認時鐘線盡量走在內(nèi)層。

確認時鐘線、高速線、復(fù)位線及其它強輻射或敏感線路是否已盡量按3W原則布線。

時鐘、中斷、復(fù)位信號、百兆/千兆以太網(wǎng)、高速信號上是否沒有分叉的測試點。

LVDS等低電平信號與TTL/CMOS信號之間是否盡量滿足了10H（H為信號線距參考平面的高度）。

時鐘線以及高速信號線是否避免穿越密集通孔過孔區(qū)域或器件引腳間走線。

時鐘線是否已滿足（SI約束）要求（時鐘信號走線是否做到少打過孔、走線短、參考平面連續(xù)，主要參考平面盡量是GND；若換層時變換了GND主參考平面層，在離過孔200mil范圍之內(nèi)是GND過孔；若換層時變換不同電平的主參考平面，在離過孔200mil范圍之內(nèi)是否有去耦電容）。

差分對、高速信號線、各類BUS是否已滿足（SI約束）要求。

3、EMC與可靠性

對于晶振，是否在其下布一層地；是否避免了信號線從器件管腳間穿越；對高速敏感器件，是否避免了信號線從器件管腳間穿越。

單板信號走線上不能有銳角和直角（一般成 135 度角連續(xù)轉(zhuǎn)彎，射頻信號線最好采用圓弧形或經(jīng)過計算以后的切角銅箔）。

對于雙面板，檢查高速信號線是否與其回流地線緊挨在一起布線；對于多層板，檢查高速信號線是否盡量緊靠地平面走線。

對于相鄰的兩層信號走線，盡量垂直走線。

避免信號線從電源模塊、共模電感、變壓器、濾波器下穿越。

盡量避免高速信號在同一層上的長距離平行走線。

板邊緣還有數(shù)字地、模擬地、保護地的分割邊緣是否有加屏蔽過孔；多個地平面是否用過孔相連；過孔距離是否小于最高頻率信號波長的1/20。

浪涌抑制器件對應(yīng)的信號走線是否在表層短且粗。

確認電源、地層無孤島、無過大開槽、無由于通孔隔離盤過大或密集過孔所造成的較長的地平面裂縫、無細長條和通道狹窄現(xiàn)象。

是否在信號線跨層比較多的地方，放置了地過孔（至少需要兩個地平面）。

4、電源和地

如果電源/地平面有分割，盡量避免分割開的參考平面上有高速信號的跨越。

確認電源、地能承載足夠的電流。過孔數(shù)量是否滿足承載要求（估算方法：外層銅厚1oz時1A/mm線寬，內(nèi)層0.5A/mm線寬，短線電流加倍）。

對于有特殊要求的電源，是否滿足了壓降的要求。

為降低平面的邊緣輻射效應(yīng)，在電源層與地層間要盡量滿足20H原則（條件允許的話，電源層的縮進得越多越好）。

如果存在地分割，分割的地是否不構(gòu)成環(huán)路。

相鄰層不同的電源平面是否避免了交疊放置。

保護地、-48V地及GND的隔離是否大于2mm。

-48V地是否只是-48V的信號回流，沒有匯接到其他地；如果做不到請在備注欄說明原因。

靠近帶連接器面板處是否布10~20mm的保護地，并用雙排交錯孔將各層相連。

電源線與其他信號線間距是否距離滿足安規(guī)要求。

5、禁布區(qū)

金屬殼體器件和散熱器件下，不應(yīng)有可能引起短路的走線、銅皮和過孔。

安裝螺釘或墊圈的周圍不應(yīng)有可能引起短路的走線、銅皮和過孔。

設(shè)計要求中預(yù)留位置是否有走線。

非金屬化孔內(nèi)層離線路及銅箔間距應(yīng)大于0.5mm(20mil)，外層0.3mm(12mil)，單板起拔扳手軸孔內(nèi)層離線路及銅箔間距應(yīng)大于2mm(80mil)。

銅皮和線到板邊 推薦為大于2mm 最小為0.5mm。

內(nèi)層地層銅皮到板邊 1 ~ 2 mm， 最小為0.5mm。

6、焊盤出線

對于兩個焊盤安裝的CHIP元件（0805及其以下封裝），如電阻、電容，與其焊盤連接的印制線最好從焊盤中心位置對稱引出，且與焊盤連接的印制線必須具有一樣的寬度，對于線寬小于0.3mm(12mil)的引出線可以不考慮此條規(guī)定。

與較寬印制線連接的焊盤，中間最好通過一段窄的印制線過渡（0805及其以下封裝）。

線路應(yīng)盡量從SOIC、PLCC、QFP、SOT等器件的焊盤的兩端引出。

7、絲印

器件位號是否遺漏，位置是否能正確標識器件。

器件位號是否符合公司標準要求。

確認器件的管腳排列順序、第1腳標志、器件的極性標志、連接器的方向標識的正確性。

母板與子板的插板方向標識是否對應(yīng)。

背板是否正確標識了槽位名、槽位號、端口名稱、護套方向。

確認設(shè)計要求的絲印添加是否正確。

確認已經(jīng)放置有防靜電和射頻板標識(射頻板使用)。

8、編碼/條碼

確認PCB編碼正確且符合公司規(guī)范。

確認單板的PCB編碼位置和層面正確（應(yīng)該在A面左上方,絲印層）。

確認背板的PCB編碼位置和層面正確（應(yīng)該在B右上方,外層銅箔面）。

確認有條碼激光打印白色絲印標示區(qū)。

確認條碼框下面沒有連線和大于0.5mm導(dǎo)通孔。

確認條碼白色絲印區(qū)外20mm范圍內(nèi)不能有高度超過25mm的元器件。

9、過孔

在回流焊面，過孔不能設(shè)計在焊盤上（常開窗的過孔與焊盤的間距應(yīng)大于0.5mm (20mil)，綠油覆蓋的過孔與焊盤的間距應(yīng)大于0.1 mm (4mil)，方法：將Same Net DRC打開，查DRC，然后關(guān)閉Same Net DRC）。

過孔的排列不宜太密，避免引起電源、地平面大范圍斷裂。

鉆孔的過孔孔徑最好不小于板厚的1/10。

10、工藝

器件布放率是否100%，布通率是否100%（沒有達到100%的需要在備注中說明）。

Dangling線是否已經(jīng)調(diào)整到最少，對于保留的Dangling線已做到一一確認。

工藝科反饋的工藝問題是否已仔細查對。

11、大面積銅箔

對于Top、bottom上的大面積銅箔，如無特殊的需要，應(yīng)用網(wǎng)格銅（單板用斜網(wǎng)，背板用正交網(wǎng)，線寬0.3mm (12 mil)、間距0.5mm (20mil)）。

大面積銅箔區(qū)的元件焊盤，應(yīng)設(shè)計成花焊盤，以免虛焊；有電流要求時，則先考慮加寬花焊盤的筋，再考慮全連接。

大面積布銅時，應(yīng)該盡量避免出現(xiàn)沒有網(wǎng)絡(luò)連接的死銅（孤島）。

大面積銅箔還需注意是否有非法連線，未報告的DRC。

12、測試點

各種電源、地的測試點是否足夠（每2A電流至少有一個測試點）。

確認沒有加測試點的網(wǎng)絡(luò)都是經(jīng)確認可以進行精簡的。

確認沒有在生產(chǎn)時不安裝的插件上設(shè)置測試點。

Test Via、Test Pin是否已Fix（適用于測試針床不變的改板）。

13、DRC

Test via 和Test pin 的Spacing Rule應(yīng)先設(shè)置成推薦的距離，檢查DRC，若仍有DRC存在，再用最小距離設(shè)置檢查DRC。

打開約束設(shè)置為打開狀態(tài)，更新DRC，查看DRC中是否有不允許的錯誤。

確認DRC已經(jīng)調(diào)整到最少，對于不能消除DRC要一一確認。

14、光學(xué)定位點

確認有貼裝元件的PCB面已有光學(xué)定位符號。

確認光學(xué)定位符號未壓線（絲印和銅箔走線）。

光學(xué)定位點背景需相同，確認整板使用光學(xué)點其中心離邊≥5mm。

確認整板的光學(xué)定位基準符號已賦予坐標值（建議將光學(xué)定位基準符號以器件的形式放置），且是以毫米為單位的整數(shù)值。

管腳中心距<0.5mm的IC，以及中心距小于0.8 mm(31 mil)的BGA器件，應(yīng)在元件對角線附近位置設(shè)置光學(xué)定位點

15、阻焊檢查

確認是否有特殊需求類型的焊盤都正確開窗（尤其注意硬件的設(shè)計要求）。

BGA下的過孔是否處理成蓋油塞孔。

除測試過孔外的過孔是否已做開小窗或蓋油塞孔。

光學(xué)定位點的開窗是否避免了露銅和露線。

電源芯片、晶振等需銅皮散熱或接地屏蔽的器件，是否有銅皮并正確開窗。由焊錫固定的器件應(yīng)有綠油阻斷焊錫的大面積擴散。

16、鉆孔圖

Notes的PCB板厚、層數(shù)、絲印的顏色、翹曲度，以及其他技術(shù)說明是否正確。

疊板圖的層名、疊板順序、介質(zhì)厚度、銅箔厚度是否正確；是否要求作阻抗控制，描述是否準確；疊板圖的層名與其光繪文件名是否一致。

將設(shè)置表中的Repeat code 關(guān)掉，鉆孔精度應(yīng)設(shè)置為2-5。

孔表和鉆孔文件是否最新（改動孔時，必須重新生成）。

孔表中是否有異常的孔徑，壓接件的孔徑是否正確;孔徑公差是否標注正確。

要塞孔的過孔是否單獨列出，并標注“filled vias”。

17、光繪

光繪文件輸出盡量采用RS274X格式，且精度應(yīng)設(shè)置為5:5。

art_aper.txt 是否已最新（274X可以不需要）。

輸出光繪文件的log文件中是否有異常報告。

負片層的邊緣及孤島確認。

使用光繪檢查工具檢查光繪文件是否與PCB 相符（改板要使用比對工具進行比對）。

18、文件齊套

PCB文件：產(chǎn)品型號_規(guī)格_單板代號_版本號.brd。

背板的襯板設(shè)計文件：產(chǎn)品型號_規(guī)格_單板代號_版本號-CB[-T/B].brd。

PCB加工文件：PCB編碼.zip（含各層的光繪文件、光圈表、鉆孔文件及ncdrill.log；拼板還需要有工藝提供的拼板文件*.dxf），背板還要附加襯板文件：PCB編碼-CB[-T/B].zip（含drill.art、*.drl、ncdrill.log）。

工藝設(shè)計文件：產(chǎn)品型號_規(guī)格_單板代號_版本號-GY.doc。

SMT坐標文件：產(chǎn)品型號_規(guī)格_單板代號_版本號-SMT.txt（輸出坐標文件時，確認選擇 Body center，只有在確認所有SMD器件庫的原點是器件中心時，才可選Symbol origin）。

PCB板結(jié)構(gòu)文件：產(chǎn)品型號_規(guī)格_單板代號_版本號-MCAD.zip（包含結(jié)構(gòu)工程師提供的.DXF與.EMN文件）。

測試文件：產(chǎn)品型號_規(guī)格_單板代號_版本號-TEST.ZIP（包含testprep.log 和 untest.lst或者*.drl測試點的坐標文件）。

歸檔圖紙文件：產(chǎn)品型號規(guī)格-單板名稱-版本號.pdf（包括：封面、首頁、各層絲印、各層線路、鉆孔圖、背板含有襯板圖）。

19、標準化

確認封面、首頁信息正確。

確認圖紙序號（對應(yīng)PCB各層順序分配）正確的。

確認圖紙框上PCB編碼是正確的。

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三、后期處理

1、調(diào)整板圖文字

添加并調(diào)整絲印，并在板子上添加一些必要的提示信息和公司logo等內(nèi)容；

2、輸出光繪文件

生成正確的光繪文件，就可以用該文件發(fā)送制版廠商進行加工了；

3、 文檔歸檔

常用的報表有：元器件清單、電路板接口接線表、打印出電路原理圖和PCB板圖。

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審核編輯 黃宇