西电PCB设计指南第3章学习笔记

news/2025/9/24 11:39:07/文章来源:https://www.cnblogs.com/Miya555/p/19108863

西电PCB设计指南第3章学习笔记

三、PCB的设计与规范

画图前的准备
- 确定外轮廓（在机械层核对尺寸，安装孔位，定义PCB边界轮廓）
- 设置layerstack（节点厚度和属性）
  
  话说我好像安装了专门算这个的软件？嘿嘿嘿:happy:
  
  那么为什么要设置介电常数和厚度？
  - 这是后续 特征阻抗分析、信号完整性 的重要参数依据
  - 给制板厂家的重要数据
- PCB行业用Oz（盎司）表示铜箔厚度，1Oz=35um
- 准备元件库
  1. 导入外部库文件
  2. 自己画
    - 错误的行为：对着封装画原理图符号
    - 正确的行为：**用易懂、有工程含义的原理图符号，用单元符将排阻拆开，便于读图，特殊功能器件适当画出内部结构，便于读图理解。原理图应该便于“读图”，而非追求和实际器件排布一致 **
原理图的绘制
- 放置元件
  - 独立元器件
    
    检查元件符号、封装、标号、管脚的顺序和正确性
  - 多单元型组合元器件
    
    应该按单元ID来逐部分放置器件，以便绘图灵活调整连接关系和布局
  - 未收录器件
    
    自行绘制或下载后添加入库，建立对应关系；检查管脚对应
- 电气连线
  - 导线：绘制原理图
  - 图线：绘制各种标识
  - 总线：指示总线线束的走向
  - 线束入口：具备电气连接功能的45度短线
  - 网标：
    - 网标要整个放置在导线上【绘图规范】
    - 电源、地线应该用尽量用网标表示，以保持图面简洁【有专用网标符】
    - 放置了相同网标的导线，电气连接在一起【不必实际画线】
  - 端口：
    - 端口名相同的导线表示连接在一起
    - 表示输入输出关系（In\Out）
    - 分图之间的连接关系
  - 避免滥用图标（妙用页间连接符、引脚来简化原理图）
PCB布局（十分重要！我需要认真学习这部分内容）

“七分布局，三分布线”
- 导入元件封装
  - 检查要点：
    - 通孔尺寸、型号、元件封装是否有误
    - 大图批量导入比较好，原理图画完一部分就导入一部分，并检查该部分
- 布局整体规划
  - 信号总体走向单向流动，尽量减少折返、交叉等情况
  - 各种输入/输出端口、配置调节等部件尽量靠近电路板边缘，便于接线和调试操作
  - 如果有大功率器件，从布局上要考虑通风散热，且远离温度敏感的电路部分
- 局部布局
  - 拆分电路单元
    
    要点：
    - 将同一功能模块的元器件挑出来，归类在一起，局部的布局会容易许多
    - 外包络尽可能形状规整，便于全局调整
    - 根据布局设计，将各模块组合成为整体，组合的过程中再进行细调
  - 布局和预布线测试
    
    要点：
    - 定大局：先确定大型器件、多管脚的器件位置，其余2-3腿小元件围绕大器件灵活调整
    - “一头近”原则：即每个小元件的飞线有一头尽量短，飞线的交叉会减少很多。（尽量让一段贴近连接点）
    - 留空间：相邻小元件之间的距离间隙，以能够走1-2根线为宜
    - 留丝印：预留一些空间放置元件的标号。元件标号字符一定要放在器件轮廓外
    - 隐去电源、地线：布局时可以先暂时隐藏掉GND、VCC等公共网络的飞线，以免扰乱视线
  - 整体布局
    - 什么是好的布局？
      - 元件整齐划一，便于贴装工艺生产
      - 整体上飞线短、交叉少，后续布线工作会变得容易（交叉多就要打孔，飞线长信号会衰减）
      - 功能模块划分明确，信号流向清晰
      - 布线空间的大小和飞线的密集程度有关，需要一定的经验积累
      - 按照飞线数量适当地预留布线空间
    - 退耦元件
      - 在原理图中，退耦电容集中画在一起，布局时随意取用，就近放在各IC附近
1. PCB布线
- 安全距离设置
  - 电压越高的导线，和全板所需的安全间距越大
  - 裸焊盘、过孔、元件腿所需安全间距大
  - 海拔越高，所需的绝缘间距越大
- 线宽设置
  - 电流越大的导线，所需的越宽
  - 导线阻性压降，需要结合原理考虑
- 铺铜设置
  - 一般元器件焊盘，都要隔热缝，以免铜皮散热引起的焊接不良
  - 大电流焊盘，不能加隔热缝；考虑人工焊接，或工艺上增加加热时间
  - 地线过孔一般考虑直接连接，不用隔热缝
- 规则进阶
  - 规则编辑器和优先级
    
    应用场景：电源线和地线要单独规划线宽和距离，设置方法见下图
  - 类编辑器
    
    应用场景：利用规则编辑器，将该网络类的安全间距调大，并把优先级调高。
    
    操作方法视EDA而定，大概就是像下图这样新建一个类然后设置？
- 交互式布线
  - 推挤、环绕等布线方式。
    
    不过嘉立创EDA好像没这么智能，PADS是可以这样推挤的。emm
  - 常见走线方式：
- 常用布线策略：
  - 初级：Z字走线法（策略最简单）
  - 进阶：单面走线法（保持信号完整性，很复杂）
  - 高手：单面板（省钱，巨复杂）
- 收尾检查：
  - DRC检查
  - 表贴元件避免焊盘间的连线
  - 避免锐角连线
  - 注意标号被遮蔽
  - 注意字符和焊盘的冲突
  - 细小零件避免出线粗细差异
  - 热风空隙
  - 生成装配图
  - 准备物料单（BOM表）