PCB設(shè)計(jì)流程步驟，你真的知道嗎？

你真的知道PCB設(shè)計(jì)流程步驟嗎?在PCB的設(shè)計(jì)中，掌握好PCB設(shè)計(jì)流程并不難。其實(shí)在正式布線前，還要經(jīng)過(guò)很漫長(zhǎng)的步驟，下面我們一起熟知主要設(shè)計(jì)的流程：

1. 系統(tǒng)規(guī)格

首先要先規(guī)劃出該電子設(shè)備的各項(xiàng)系統(tǒng)規(guī)格。包含了系統(tǒng)功能，成本限制，大小，運(yùn)作情形等等。

2. 系統(tǒng)功能區(qū)塊圖

接下來(lái)必須要制作出系統(tǒng)的功能區(qū)塊圖。區(qū)塊間的關(guān)系也必須要標(biāo)示出來(lái)。

3. 將系統(tǒng)分割幾個(gè)PCB

將系統(tǒng)分割數(shù)個(gè)PCB的話，不僅在尺寸上可以縮小，也可以讓系統(tǒng)具有升級(jí)與交換零件的能力。系統(tǒng)功能區(qū)塊圖就提供了我們分割的依據(jù)。像是電腦就可以分成主機(jī)板、顯示卡、音效卡、軟碟和電源供應(yīng)器等等。

4. 決定使用封裝方法，和各PCB的大小

當(dāng)各PCB使用的技術(shù)和電路數(shù)量都決定好了，接下來(lái)就是決定板子的大小了。如果設(shè)計(jì)的過(guò)大，那么封裝技術(shù)就要改變，或是重新作分割的動(dòng)作。在選擇技術(shù)時(shí)，也要將線路圖的品質(zhì)與速度都考量進(jìn)去。

5. 繪出所有PCB的電路概圖

概圖中要表示出各零件間的相互連接細(xì)節(jié)。所有系統(tǒng)中的PCB都必須要描出來(lái)，現(xiàn)今大多采用CAD(電腦輔助設(shè)計(jì)，Computer Aided Design)的方式。

PCB的電路概圖

初步設(shè)計(jì)的模擬運(yùn)作是為了確保設(shè)計(jì)出來(lái)的電路圖可以正常運(yùn)作，這必須先用電腦軟體來(lái)模擬一次。這類(lèi)軟體可以讀取概圖，并且用許多方式顯示電路運(yùn)作的情況。這比起實(shí)際做出一塊樣本PCB，然后用手動(dòng)測(cè)量要來(lái)的有效率多了。

將零件放上PCB

零件放置的方式，是根據(jù)它們之間如何相連來(lái)決定的。它們必須以最有效率的方式與路徑相連接。所謂有效率的布線，就是牽線越短并且通過(guò)層數(shù)越少(這也同時(shí)減少導(dǎo)孔的數(shù)目)越好，不過(guò)在真正布線時(shí)，我們會(huì)再提到這個(gè)問(wèn)題。下面是匯流排在PCB上布線的樣子。為了讓各零件都能夠擁有完美的配線，放置的位置是很重要的。

測(cè)試布線可能性，與高速下的正確運(yùn)作

現(xiàn)今的部份電腦軟體，可以檢查各零件擺設(shè)的位置是否可以正確連接，或是檢查在高速運(yùn)作下，這樣是否可以正確運(yùn)作。這項(xiàng)步驟稱(chēng)為安排零件，不過(guò)我們不會(huì)太深入研究這些。如果電路設(shè)計(jì)有問(wèn)題，在實(shí)地導(dǎo)出線路前，還可以重新安排零件的位置。

導(dǎo)出PCB上線路

在概圖中的連接，現(xiàn)在將會(huì)實(shí)地作成布線的樣子。這項(xiàng)步驟通常都是全自動(dòng)的，不過(guò)一般來(lái)說(shuō)還是需要手動(dòng)更改某些部份。下面是2層板的導(dǎo)線范本。紅色和藍(lán)色的線條，分別代表PCB的零件層與焊接層。白色的文字與四方形代表的是網(wǎng)版印刷面的各項(xiàng)標(biāo)示。紅色的點(diǎn)和圓圈代表鉆洞與導(dǎo)孔。最右方我們可以看到PCB上的焊接面有金手指。這個(gè)PCB的最終構(gòu)圖通常稱(chēng)為工作底片(Artwork)。

每一次的設(shè)計(jì)，都必須要符合一套規(guī)定，像是線路間的最小保留空隙，最小線路寬度，和其他類(lèi)似的實(shí)際限制等。這些規(guī)定依照電路的速度，傳送訊號(hào)的強(qiáng)弱，電路對(duì)耗電與雜訊的敏感度，以及材質(zhì)品質(zhì)與制造設(shè)備等因素而有不同。如果電流強(qiáng)度上升，那導(dǎo)線的粗細(xì)也必須要增加。為了減少PCB的成本，在減少層數(shù)的同時(shí)，也必須要注意這些規(guī)定是否仍舊符合。如果需要超過(guò)2層的構(gòu)造的話，那么通常會(huì)使用到電源層以及地線層，來(lái)避免訊號(hào)層上的傳送訊號(hào)受到影響，并且可以當(dāng)作訊號(hào)層的防護(hù)罩。

導(dǎo)線后電路測(cè)試

為了確定線路在導(dǎo)線后能夠正常運(yùn)作，它必須要通過(guò)最后檢測(cè)。這項(xiàng)檢測(cè)也可以檢查是否有不正確的連接，并且所有連線都照著概圖走。

建立制作檔案

因?yàn)槟壳坝性S多設(shè)計(jì)PCB的CAD工具，制造廠商必須有符合標(biāo)淮的檔案，才能制造板子。標(biāo)淮規(guī)格有好幾種，不過(guò)最常用的是Gerber files規(guī)格。一組Gerber files包括各訊號(hào)、電源以及地線層的平面圖，防焊層與網(wǎng)板印刷面的平面圖，以及鉆孔與取放等指定檔案。

電磁相容問(wèn)題

沒(méi)有照EMC(電磁相容)規(guī)格設(shè)計(jì)的電子設(shè)備，很可能會(huì)散發(fā)出電磁能量，并且干擾附近的電器。EMC對(duì)電磁干擾(EMI)，電磁場(chǎng)(EMF)和射頻干擾(RFI)等都規(guī)定了最大的限制。這項(xiàng)規(guī)定可以確保該電器與附近其他電器的正常運(yùn)作。EMC對(duì)一項(xiàng)設(shè)備，散射或傳導(dǎo)到另一設(shè)備的能量有嚴(yán)格的限制，并且設(shè)計(jì)時(shí)要減少對(duì)外來(lái)EMF、EMI、RFI等的磁化率。換言之，這項(xiàng)規(guī)定的目的就是要防止電磁能量進(jìn)入或由裝置散發(fā)出。這其實(shí)是一項(xiàng)很難解決的問(wèn)題，一般大多會(huì)使用電源和地線層，或是將PCB放進(jìn)金屬盒子當(dāng)中以解決這些問(wèn)題。電源和地線層可以防止訊號(hào)層受干擾，金屬盒的效用也差不多。對(duì)這些問(wèn)題我們就不過(guò)于深入了。

電路的最大速度得看如何照EMC規(guī)定做了。內(nèi)部的EMI，像是導(dǎo)體間的電流耗損，會(huì)隨著頻率上升而增強(qiáng)。如果兩者之間的的電流差距過(guò)大，那么一定要拉長(zhǎng)兩者間的距離。這也告訴我們?nèi)绾伪苊飧邏?，以及讓電路的電流消耗降到最低。布線的延遲率也很重要，所以長(zhǎng)度自然越短越好。所以布線良好的小PCB，會(huì)比大PCB更適合在高速下運(yùn)作。以上就是PCB設(shè)計(jì)流程步驟，希望能給大家?guī)椭?