PCB科技 - PCB印刷電路板設計的全過程

PCB is the abbreviation of English Printed Circuit Board (printed circuit board or printed circuit board). 通常地, 印製電路製成的導電圖案, 印刷組件, 或根據預定設計在絕緣材料上兩者的組合稱為印刷電路.

PCB電路板誕生於193.6年, 1943年，美國在軍用無線電中廣泛使用了這項科技； PCB科技 自20世紀50年代中期以來被廣泛採用. 現時, PCB已成為“電子產品之母”, 它的應用幾乎滲透到了電子工業的所有終端領域, 包括電腦, 通信, 消費電子產品, 工業控制, 醫療器械, 國防, 軍事工業, 航空航太和許多其他領域.

話雖如此，PCB電路板是如何設計的？

1、前期準備

包括準備元件庫和原理圖。 在進行PCB設計之前，我們必須首先準備原理圖SCH元件庫和PCB元件封裝庫。

PCB組件封裝庫最好由工程師根據所選設備的標準尺寸數據建立。 原則上，首先建立PC組件封裝庫，然後建立原理圖SCH組件庫。

PCB元件封裝庫要求高，直接影響PCB的安裝； 原理圖SCH元件庫要求相對寬鬆，但注意定義引脚内容以及與PCB元件封裝庫的對應關係。

2、PCB結構設計

根據確定的電路板尺寸和各種機械定位，在PCB設計環境中繪製PCB電路板框架，並根據定位要求放置所需的連接器、按鈕/開關、螺孔、裝配孔等。

充分考慮並確定接線區域和非接線區域（例如螺孔周圍有多少區域屬於非接線區域）。

3. PCB佈局 設計

佈局設計是根據設計要求將元件放置在PCB框架中。 在原理圖工具中生成網表（設計-創建網表），然後在PCB軟件中導入網表（設計-導入網表）。 成功導入網絡清單後，它將存在於軟件的後臺。 通過放置操作，可以調用所有設備，並且引脚之間存在飛線提示連接。 此時，可以進行設備的佈局設計。

PCB版圖設計是整個PCB設計過程中的第一個重要過程。 PCB電路板越複雜，佈局越好，直接影響後期佈線的難度。

版圖設計依賴於電路板設計師的基本電路知識和豐富的設計經驗，這對電路板設計師提出了更高的要求。 初級電路板設計師經驗不足，適合於小模塊佈局設計或PCB佈局設計任務，整體電路板難度較低。

4、PCB佈線設計

PCB版圖設計是整個PCB設計中工作量最大的過程，它直接影響PCB板的效能。

在PCB設計過程中，佈線通常有3個領域：

第一個是分佈，這是PCB設計最基本的入門要求；

第二是電力效能的滿意度，這是衡量PCB板是否合格的標準。 佈線後，仔細調整佈線，以達到最佳電力效能；

第3，佈線整齊美觀、雜亂，即使電力效能合格，也會給以後的板優化改造和測試維護帶來極大不便。 接線要求整齊統一，不能交叉無序。

5、佈線優化和絲網佈局

“PCB設計不是最好的，只有更好”，“PCB設計是一門有缺陷的藝術”，這主要是因為PCB設計需要實現硬體各個方面的設計要求，而個別要求可能會相互衝突。 熊掌不能兩者兼得。

例如：一個PCB設計項目需要在電路板設計師評估後設計為6層板，但出於成本考慮，產品硬體必須設計為4層板，囙此只能犧牲訊號遮罩接地層，導致相鄰佈線層之間的訊號串擾新增，訊號質量降低。

一般的設計經驗是：優化佈線的時間是第一次佈線的兩倍。

PCB佈局優化完成後，需要進行後處理。 首先要做的是在PCB表面上的絲網標誌。 在設計過程中，底部絲印字元需要鏡像，以避免與頂部絲印混淆。

6、網絡DRC檢查和結構檢查

品質控制是PCB設計過程的重要組成部分。 一般品質控制方法包括：設計自檢、設計互檢、專家評審會、專項檢查等。

原理圖和結構元件圖是最基本的設計要求。 網絡DRC檢查和結構檢查旨在確認PCB設計滿足原理網表和結構元件圖的兩個輸入條件。

通常地, 電路板設計師將擁有自己積累的設計質量檢查清單, 其中部分條目來自公司或部門的規範, 另一部分是對自己的經驗總結. 特殊檢查包括Valor檢查和DFM檢查設計. 這兩個部分的重點是 PCB設計 and output back-end 過程ing gerber files.

7.PCB系統板

在PCB正式加工和製造之前，電路板設計師需要與PCB供應商的PE溝通，以回答製造商關於PCB板加工的確認問題。

這包括但不限於：PCB板型號的選擇、電路層線寬和線間距的調整、阻抗控制的調整、PCB堆疊厚度的調整、表面處理處理工藝、孔徑公差控制和交付標準等。