一、PCB板設(shè)計(jì)主要步驟是什么?
1、電路板設(shè)計(jì)的先期工作
1.1、利用原理圖設(shè)計(jì)工具繪制原理圖,并且生成對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)表.當(dāng)然,有些特殊情況下,如電路板比較簡(jiǎn)單,已經(jīng)有了網(wǎng)絡(luò)表等情況下也可以不進(jìn)行原理圖的設(shè)計(jì),直接進(jìn)入PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng),在PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)中,可以直接取用零件封裝,人工生成網(wǎng)絡(luò)表.
1.2、手工更改網(wǎng)絡(luò)表將一些元件的固定用腳等原理圖上沒(méi)有的焊盤定義到與它相通的網(wǎng)絡(luò)上,沒(méi)任何物理連接的可定義到地或保護(hù)地等.將一些原理圖和PCB封裝庫(kù)中引腳名稱不一致的器件引腳名稱改成和PCB封裝庫(kù)中的一致,特別是二、三極管等.
2、畫出自己定義的非標(biāo)準(zhǔn)器件的封裝庫(kù)
建議將自己所畫的器件都放入一個(gè)自己建立的PCB庫(kù)專用設(shè)計(jì)文件.
3、設(shè)置PCB設(shè)計(jì)環(huán)境和繪制印刷電路的板框含中間的鏤空等
3.1、進(jìn)入PCB系統(tǒng)后的第一步就是設(shè)置PCB設(shè)計(jì)環(huán)境,包括設(shè)置格點(diǎn)大小和類型,光標(biāo)類型,板層參數(shù),布線參數(shù)等等.大多數(shù)參數(shù)都可以用系統(tǒng)默認(rèn)值,而且這些參數(shù)經(jīng)過(guò)設(shè)置之后,符合個(gè)人的習(xí)慣,以后無(wú)須再去修改.
3.2、規(guī)劃電路板,主要是確定電路板的邊框,包括電路板的尺寸大小等等.在需要放置固定孔的地方放上適當(dāng)大小的焊盤.對(duì)于3mm的螺絲可用6.5~8mm的外徑和3.2~3.5mm內(nèi)徑的焊盤對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)板可從其它板或PCB izard中調(diào)入.
注意-在繪制電路板地邊框前,一定要將當(dāng)前層設(shè)置成Keep Out層,即禁止布線層.
4、打開所有要用到的PCB庫(kù)文件后,調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表文件和修改零件封裝
這一步是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),網(wǎng)絡(luò)表是PCB自動(dòng)布線的靈魂,也是原理圖設(shè)計(jì)與印象電路板設(shè)計(jì)的接口,只有將網(wǎng)絡(luò)表裝入后,才能進(jìn)行電路板的布線.
在原理圖設(shè)計(jì)的過(guò)程中,ERC檢查不會(huì)涉及到零件的封裝問(wèn)題.因此,原理圖設(shè)計(jì)時(shí),零件的封裝可能被遺忘,在引進(jìn)網(wǎng)絡(luò)表時(shí)可以根據(jù)設(shè)計(jì)情況來(lái)修改或補(bǔ)充零件的封裝.
當(dāng)然,可以直接在PCB內(nèi)人工生成網(wǎng)絡(luò)表,并且指定零件封裝.
5、布置零件封裝的位置,也稱零件布局
Protel99可以進(jìn)行自動(dòng)布局,也可以進(jìn)行手動(dòng)布局.如果進(jìn)行自動(dòng)布局,運(yùn)行"Tools"下面的"Auto Place",用這個(gè)命令,你需要有足夠的耐心.布線的關(guān)鍵是布局,多數(shù)設(shè)計(jì)者采用手動(dòng)布局的形式.用鼠標(biāo)選中一個(gè)元件,按住鼠標(biāo)左鍵不放,拖住這個(gè)元件到達(dá)目的地,放開左鍵,將該元件固定.Protel99在布局方面新增加了一些技巧.新的交互式布局選項(xiàng)包含自動(dòng)選擇和自動(dòng)對(duì)齊.使用自動(dòng)選擇方式可以很快地收集相似封裝的元件,然后旋轉(zhuǎn)、展開和整理成組,就可以移動(dòng)到板上所需位置上了.當(dāng)簡(jiǎn)易的布局完成后,使用自動(dòng)對(duì)齊方式整齊地展開或縮緊一組封裝相似的元件.
提示-在自動(dòng)選擇時(shí),使用Shift X或Y和Ctrl X或Y可展開和縮緊選定組件的X、Y方向.
注意-零件布局,應(yīng)當(dāng)從機(jī)械結(jié)構(gòu)散熱、電磁干擾、將來(lái)布線的方便性等方面綜合考慮.先布置與機(jī)械尺寸有關(guān)的器件,并鎖定這些器件,然后是大的占位置的器件和電路的核心元件,再是外圍的小元件.
6、根據(jù)情況再作適當(dāng)調(diào)整然后將全部器件鎖定
假如板上空間允許則可在板上放上一些類似于實(shí)驗(yàn)板的布線區(qū).對(duì)于大板子,應(yīng)在中間多加固定螺絲孔.板上有重的器件或較大的接插件等受力器件邊上也應(yīng)加固定螺絲孔,有需要的話可在適當(dāng)位置放上一些測(cè)試用焊盤,最好在原理圖中就加上.將過(guò)小的焊盤過(guò)孔改大,將所有固定螺絲孔焊盤的網(wǎng)絡(luò)定義到地或保護(hù)地等.
放好后用VIEW3D功能察看一下實(shí)際效果,存盤.
7、布線規(guī)則設(shè)置
布線規(guī)則是設(shè)置布線的各個(gè)規(guī)范(象使用層面、各組線寬、過(guò)孔間距、布線的拓樸結(jié)構(gòu)等部分規(guī)則,可通過(guò)Design-Rules的Menu處從其它板導(dǎo)出后,再導(dǎo)入這塊板)這個(gè)步驟不必每次都要設(shè)置,按個(gè)人的習(xí)慣,設(shè)定一次就可以.
二、PCB板設(shè)計(jì)的熱設(shè)計(jì)原則:
1、溫度敏感的元器件(電解電容等)應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離熱源.
對(duì)于溫度高于30oC的熱源,一般要求:
在風(fēng)冷條件下,敏感元器件離熱源距離不小于2.5mm;
在自然冷條件下,離熱源距離不小于4mm.
2、風(fēng)扇不同大小的進(jìn)風(fēng)口和楚風(fēng)口將引起氣流阻力的很大變化(風(fēng)扇的入口越大越好).
3、對(duì)于可能存在散熱問(wèn)題的元器件和集成電路芯片等來(lái)說(shuō),應(yīng)盡量保留足夠的放置改善方案的空間,目的是為了放置金屬散熱片和風(fēng)扇等.
4、對(duì)于能夠產(chǎn)生高熱量的元器件和集成電路芯片等來(lái)說(shuō),應(yīng)把它們放在出風(fēng)口或者利于對(duì)流的位置.
5、對(duì)于散熱通風(fēng)設(shè)計(jì)中的大開孔來(lái)說(shuō),一般可以采用大的長(zhǎng)條孔來(lái)代替小圓孔或者網(wǎng)格,降低通風(fēng)阻力和噪聲.
6、在進(jìn)行PCB的布局過(guò)程中,各個(gè)元器件之間、集成電路芯片之間或者元器件與芯片之間應(yīng)該盡可能地保留空間,目的是利于通風(fēng)和散熱.
7、對(duì)于發(fā)熱量大的集成電路芯片來(lái)說(shuō),一般盡量將他們放置在主機(jī)板上,目的是為了避免底殼過(guò)熱.如果將他們放置在主機(jī)板下,那么需要在芯片與底殼之間保留一定的空間,這樣可以充分利用氣體流動(dòng)散熱或者放置改善方案的空間.
8、對(duì)于PCB中的較高元器件來(lái)說(shuō),設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮將他們放置在通風(fēng)口,但是一定要注意不要阻擋風(fēng)路.
9、為了保證PCB中的透錫良好,對(duì)于大面積銅箔上的元器件焊盤,要求采用隔熱帶與焊盤相連;而對(duì)于需要通過(guò)5A以上大電流的焊盤,不能采用隔熱焊盤.
10、為了避免元器件回流焊接后出現(xiàn)偏位或者立碑等現(xiàn)象,對(duì)于0805或者0805以下封裝的元器件兩端,焊盤應(yīng)該保證散熱對(duì)稱性,焊盤與印制導(dǎo)線的連接部分的寬度一般不應(yīng)該超過(guò)0.3mm.
11、對(duì)于PCB中熱量較大的元器件或者集成電路芯片以及散熱元件等,應(yīng)盡量將它們靠近PCB的邊緣,以降低熱阻.
12、在規(guī)則容許之下,風(fēng)扇等散熱部件與需要進(jìn)行散熱的元器件之間的接觸壓力應(yīng)盡可能大,同時(shí)確認(rèn)兩個(gè)接觸面之間完全接觸.
13、風(fēng)扇入風(fēng)口的形狀和大小以及舌部和漸開線的設(shè)計(jì)一定要仔細(xì),另外風(fēng)扇入風(fēng)口外應(yīng)保留3~5mm之間沒(méi)有任何阻礙.
14、對(duì)于采用熱管的散熱解決方案來(lái)說(shuō),應(yīng)盡量加大和熱管接觸的相應(yīng)面積,以利于發(fā)熱元器件和集成電路芯片等的熱傳導(dǎo).
15、空間的紊流一般會(huì)產(chǎn)生對(duì)電路性能產(chǎn)生重要影響的高頻噪聲,應(yīng)避免其產(chǎn)生.
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