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有的焊盤定義到與它相通的網(wǎng)絡(luò)上,沒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封裝庫中引腳名稱不一致的器件引腳名稱改成和PCB封裝庫中的一致,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

　　建議將自己所畫的器件都放入一個(gè)自己建立的PCB庫專用設(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)過設(shè)置之后,符合個(gè)人的習(xí)慣,以后無須再去修改.

　　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)的過程中,ERC檢查不會(huì)涉及到零件的封裝問題.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.將過小的焊盤過孔改大,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、過孔間距、布線的拓樸結(jié)構(gòu)等部分規(guī)則,可通過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)于可能存在散熱問題的元器件和集成電路芯片等來說,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說,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)中的大開孔來說,一般可以采用大的長(zhǎng)條孔來代替小圓孔或者網(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說,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中的較高元器件來說,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之間沒有任何阻礙.

　　14、對(duì)于采用熱管的散熱解決方案來說,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.