印制板图的设计流程.doc

印制板图的设计流程一. 印制电路的设计印制电路设计分为两部分. 即电路设计和印制板图设计.电路设计属于电路原理图或逻辑图设计.包括根据产品性能相测试要求.进行电路特性和参数的确定、元器件的选择、电路原理图和逻辑图绘制和编制元器件表等电路设计内容属于电子电气线路设计部分.不是本文讨论的内容.印制板图形设计是电路的工程化设计是本主讨论的重点.印制电路设计理序主要分为图8-1 所示的两大部分.二、印制板图设计印制极图是在PCB 的电路设计基础上.根据电路原理图和计算机辅助设计（CAD） 生成的网络表按设计规则进行设计，设计的文件通常包括布设总图、原版图形（含导电图形和非导电图形）、加工图和组装图等.PCB 图设计可以采用人工设计或计算机辅助设计，当采用CAD 设计时，在电子文件中还应包括钻孔、布线、光绘图形测试以且程序库和特殊工具（如网印焊膏的模板）等用的数控数据.采用CAD 方法进行印制板设计时，需要采用专用的CAD设计软件，由于采用的软件不同使用的具体操作方法也不同.应按不同软件的操作程序进行，此处不作详细介绍.虽然CAD 软件不同，但是印制板图的设计流程和步骤却基本相同，印制板图设计一般流程如图82 所示.印制板图设计的CAD 软件种类很多，常用的有Prolel 、Power PCB 、Mentor 等.目前在国内采用较多的是Protei. 有几个版本可提供自动布局、设计规则的确定、叠层的设计、布线方式的设计、信号完整性设计等强大的布线功能，能完成复杂的PCB 设计，并具有设计检查和人工干预功能，从而达到系统的准确性、功能性和可靠性的设计.无论采用哪一种设计软件.其设计的程序大体一致. PCB 设计的流程如图8-3 所示.不同设计软件的操作方法可能有差别，使用时应按所用软件操作说明进行操作.但是各步程序的主要设计内容是相同的，具体的设计内容如下.（1）确认原理团和网络表.从原理图设计生成的网络表，是进行印制板图设计的依据和基础，而网络表又是联系电路原理图设计和印制电路板设计的桥梁所以需要经过仔细修改得到正确的原理图和网络表，提供给印制板图设计.（2） 规划印制板的层数.在导入网络表前，应根据电路的特点和要求（如电路特点是高速、模拟还是数字以及阻抗要求的严格程度等） .来规划和确定印制板的导电层结构为两层或是多层、叠层的顺序、层与层间的距离及电路的特性阻抗等参数.（3） 绘制自定义的封装库（元件库）.设计软件中一般都有许多元器件的封装库.可供导人使用.但是设计中有时也会遇到到装库里没有的元器件，这就需要根据元器件的数据卡给定的尺寸或元器件的实际尺寸来制作元器件库.建议将自建的元器件库作为一个专用元器件库以备以后使用查找方便.（4）设计禁止（非）布线层和PCB的机械结构.在设计印制板时，有的在布设总图里面规定了PCB 的尺寸、机械结构、定位孔和安装孔的位置且大小、接插件的位置等机械参数以及禁止布线层的位置.有的布设总图在放置固定孔的位置还要求设置适当大小的连接盘，这类孔的设计应参照机械安装孔的要求设计.要留出安装的问隙，孔径要大于安装件直径.连接盘直径一般为孔径的两倍.如3的螺钉孔，应设计为3.2-3.5mm.连接盘外径取6.5-6.8mm.（5） 导人网络表。设计时先打开PCB的文件库，调人网络表.准备布局和布线，如果发现有错误（一般是器件或引脚丢失）,应回到原理图处改正后重新导人网络表.（6） 元器件布局.根据电原理图和布局的要求将元器件布设在印制板上（元器件的引脚对应着披上的固定连接盘）这是设计PCB 最费时、最困难的一步.要求对PCB 且体的布局、布线通盘考虑井对板的机械结构、电磁革容、热设计、可靠性、信号的完整性以及下一步布线的布通率和布线的最短走线等进行综合考虑初步布局后往往要再调整甚至布线后还需要调整要保证布线的合理性、方便性，应不断优化布局.布局的要在在本章第三节中详细叙述.（ 7） 制定详细的布线规则.制定详细的布线规则是布线的前提.是保证PCB 的电磁兼容性、可制造性的依据，需要规定布线的层面.不同网络的标准线宽和问距、通孔相过孔的大小且导绒的拓扑结构等规则.布线规则可以自行设定，也可从其他结构类似的印制板导入.一般可按本章第三节和可制边性指标要求规定，但是至少应有以下几条规定.1）不同网络的导线、连接盘、各类孔、元器件位置.以及导线和元器件与板边缘等要素之间应保持的最小距离.2） 设置布线层面、布线的主要走线方向.3） 过孔和通孔的内径且连接盘的内外直径，并分为最大、最小和首选值;对电源和地线网络（Net）上的孔，应规定优先级为Net上的孔大于其他孔（以board 表示）.4）印制导线宽度规定首选宽度一般为8-20mil，最小值一般为46mil （高密度板线宽相间距还可以更小，目前有的已在4mil 以下，但不是所有生产厂商都能加工）另外还可以添加些网络或网络组的线宽设置，布线宽度的优先级仍为Net 大于Board 的走线.（8） 布线.布线是印制板设计中重要而复杂的步骤之一，也是实现元器件导电连接和考虑印制板的电磁兼容设计及工艺性设计的关键.布线可以采用自动的方式或自动和手工布线相结合的方式，对一些重要的或有特殊要求的信号线，如时钟信号线、VSIL信号线和小信号模拟电路信号线等电磁兼容要求高的线，用人工布设和调整其效果会更好.（9） 精细调整布线.根据布线的布通率和导线的优先级别，调整导线疏密程度，保持导线的量小间距和最短走线以且导线分布的均匀性，尽量减少信号线可能出现的干扰，以便得到最佳的布线.（10）DRC检查.设计规则检查是对布线效果的重要检查手段，主要根据设定的规则检查布线是否完全、有无漏线、导线最小宽度和间距以及过孔和连接盘等能否满旦设计规定，如果发现问题则继续修改直至符合要求，保证设计的印制板尽量做到完好无误.（11）发送厂家制板.将设计好的印制板般据复制到软盘或发送电子邮件给已签订生产合同的厂家，光绘底片和制作PCB.在合同和CAD文件中应注明所应采用的板材型号、规格和各项加工要求及验收标准.三、布设总图设计布设总图是根据电原理因或逻辑图要求，标出印制板上所有要素尺寸范围和网格位置的一个文件.它包括导电图形和非导电图形的布置、元器件尺寸、孔的位置及制造印制板必须说明的资料，它可以用一张或多张图表明.一般情况下尽可能用一张布设总图，对图形复杂的双面板和多层板可采用多张布设总图，其中第一张图应包含设计印制板的形状、尺寸、所有孔位，并注明孔径、公差等要求，其他各张布设总图用于确定每一层导电图形的形状和位置，并标明导线的层次，应以放置元器件的元件面（上下面都有元器件，以元器件多的面为元件面）为第一层依次往下顺序排列，最后的一层为焊接面，如果元件面没有印制导线和焊盘，则其下一层为第一层.布设总图可以采用人工设计，也可以采用计算机辅助设计.人工设计的图形质量不高.又费工费时，只适用于简单的或非正式的试验板图形.采用CAD 设计可以平用单独设计布设单图.只要将印制板的结构要素参数和设计规则输入计算机，建立布局、布线规则并预先建立元器件图形和字符图形库，计算机就会按这些指令自动完成布局、布线、图形编制、网表产生、设计规定校检等功能，生成数字形式的布设总图，直接产生印制板的原版图形（导电图形、阻焊图形、字符图形）、