PCB原理圖和電路板布局你知道的有多少

本文提供了為自定義PCB制作準(zhǔn)備原理圖的基礎(chǔ)知識(shí)的高級(jí)視圖。

毫無疑問，原理圖創(chuàng)建和PCB布局是電氣工程的基本方面，而技術(shù)文章，應(yīng)用筆記和教科書等資源往往集中在設(shè)計(jì)過程的這些部分是有道理的。但是，我們不應(yīng)該忘記，如果您不知道如何將完成的設(shè)計(jì)文件轉(zhuǎn)換為組裝電路板，則原理圖和布局不是很有用。即使您對(duì)訂購和組裝PCB有些熟悉，您也可能不知道某些選項(xiàng)可以幫助您以更低的成本獲得足夠的結(jié)果。

本文適用于對(duì)此感興趣的任何人。 （或者可能有一天會(huì)感興趣）制造和組裝少量高質(zhì)量的PCB。通過“制造”我的意思是“支付公司來制造” - 我不會(huì)討論多氯聯(lián)苯的DIY制造，我不能誠實(shí)地推薦這種方法。如今，專業(yè)的PCB制造是如此實(shí)惠和方便，而且總的來說效果非常好。

我長期以來一直在做獨(dú)立的低量PCB設(shè)計(jì)，而且我逐漸收購了足夠的相關(guān)信息，可以整理一篇關(guān)于這一主題的相當(dāng)全面的文章。盡管如此，我只是一個(gè)人而且我當(dāng)然不能知道所有事情，所以請(qǐng)不要猶豫，通過文章末尾的評(píng)論部分?jǐn)U展我的工作。我真誠地感謝您的貢獻(xiàn)。

訂購和組裝印刷電路板指南

本文是系列文章的一部分：

PCB原理圖和電路板布局

如何為定制印刷電路板生成制造文件

如何選擇PCB制造商

BasicSchematic

示意圖主要包含以這種方式連接的組件和電線以產(chǎn)生所需的電氣性能。電線將變成痕跡或銅澆注。

組件包括足跡（AKA焊盤圖案），即一組通孔和/或與物理部件的端子幾何形狀匹配的表面安裝墊。足跡還可以包含線條，形狀和文本，統(tǒng)稱為絲網(wǎng)印刷。這些在PCB上顯示為純粹的視覺元素;它們不導(dǎo)電，不會(huì)影響電路的功能。

下圖提供了原理圖元件和相應(yīng)PCB封裝的示例（藍(lán)線表示每個(gè)元件引腳所在的封裝焊盤）連接）。

將原理圖轉(zhuǎn)換為PCB布局

完成的原理圖由CAD軟件轉(zhuǎn)換為PCB布局組成組件足跡和鼠標(biāo);這個(gè)相當(dāng)不愉快的詞是指尚未轉(zhuǎn)換為物理連接的電氣連接。

設(shè)計(jì)師安排組件，然后使用鼠標(biāo)作為創(chuàng)建痕跡，銅澆注和過孔<的指南/strong>即可。通孔是一個(gè)小通孔，可以連接到不同的PCB層（或多層 - 例如，熱通孔可能連接到內(nèi)部接地層，并且接地銅連接到電路板底部） 。

驗(yàn)證：識(shí)別PCB布局中的問題

制造階段開始前的最后一步稱為驗(yàn)證。這里的一般想法是CAD工具試圖在它們對(duì)電路板的功能產(chǎn)生負(fù)面影響或干擾制造過程之前發(fā)現(xiàn)布局錯(cuò)誤。

我熟悉三種類型的驗(yàn)證（盡管可能還有更多）：

連接性這可確保網(wǎng)絡(luò)的所有部分通過某種導(dǎo)電結(jié)構(gòu)連接。

一致性原理圖和布局之間：這是相當(dāng)不言自明的。我假設(shè)不同的CAD工具有不同的方式來實(shí)現(xiàn)這種形式的驗(yàn)證。

DRC（設(shè)計(jì)規(guī)則檢查）：這個(gè)與PCB制造主題特別相關(guān)因?yàn)樵O(shè)計(jì)規(guī)則是您對(duì)自己的布局施加的限制，以確?？梢猿晒χ圃臁３Ｒ姷脑O(shè)計(jì)規(guī)則包括最小走線間距，最小走線寬度和最小鉆頭直徑。當(dāng)您布置電路板時(shí)，很容易違反設(shè)計(jì)規(guī)則，特別是如果您趕時(shí)間，所以一定要利用CAD工具的DRC功能。下圖顯示了我用于C-BISCUIT機(jī)器人控制板的設(shè)計(jì)規(guī)則。

PCB功能水平和垂直列出。對(duì)應(yīng)于兩個(gè)特征的行和列交叉處的值表示這兩個(gè)特征之間的最小間隔（以密耳為單位）。例如，如果您查看與“Board”對(duì)應(yīng)的行，然后轉(zhuǎn)到與“Pad”對(duì)應(yīng)的列，您會(huì)看到墊與板邊緣之間的最小間距為11 mils。

訂購和組裝印刷電路板指南

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PCB原理圖和電路板布局

如何為定制印刷電路板生成制造文件

選擇合適的CAD軟件程序：從哪里開始

在結(jié)束本指南的這一部分之前，我想簡要討論一下原理圖/PCB CAD軟件。如果您在各種免費(fèi)和低價(jià)選項(xiàng)中感覺有點(diǎn)迷失，我建議您從下列其中一個(gè)包開始：

DipTrace

DipTrace是首選，因?yàn)樗俏业淖類?。價(jià)格是合理的，它可以滿足我的所有需求，并且我發(fā)現(xiàn)用戶界面非常直觀且視覺上令人愉悅。

EAGLE

我有EAGLE的經(jīng)驗(yàn)非常有限，但它已經(jīng)存在了很長時(shí)間，而且似乎很受歡迎。 “標(biāo)準(zhǔn)”許可證每年 100美元;這比我想要為CAD軟件付出的更多。

在下面查看我們關(guān)于更有效地使用EAGLE CAD的文章：

更簡單的PCB設(shè)計(jì)：Eagle CAD技巧和訣竅

EAGLE CAD技巧和竅門，第2部分

EAGLE CAD技巧和竅門，第3部分

使用ULP擴(kuò)展EAGLE CAD工具：編寫您的第一個(gè)用戶語言程序

KiCad

此程序是免費(fèi)且開源的。我總是避免它，部分是因?yàn)槲覔?dān)心它的穩(wěn)定性。然而，我最近從一位高素質(zhì)的同事那里聽說，KiCad已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)優(yōu)秀的工具，即使對(duì)于專業(yè)設(shè)計(jì)師也是如此。這絕對(duì)值得一看，特別是如果你預(yù)算緊張。

DesignSpark

完全免費(fèi)且非常有能力。我在切換之前使用過這個(gè)工具到DipTrace。