PCB設計流程詳解

做任何復雜的事情，都會有著規(guī)定的流程，PCB設計也不例外，但是設計流程不是固定，我們團隊提供的只是一個參考，不同的項目，不同的情況，以及不同的工程師設計習慣，都有著不一樣的設計流程，但是我們的目標都一致，就是設計好我們的PCB。

PCB設計流程

1、導網(wǎng)表

首先準備好設計好的原理圖，以及PCB元件封裝庫，將原理圖的器件、網(wǎng)絡等一并導入到我們的PCB里，導網(wǎng)表需要保證網(wǎng)表無差異，如若有差異需要解決問題重新導網(wǎng)表，直至無差異才能保證原理圖設計上的網(wǎng)絡或器件等沒有遺漏

2、導入結構圖

將結構圖DXF/DWG導入PCB文件，劃分好板框層及頂層、底層的結構層（機械層）進行自定義裁剪板子大小。并根據(jù)結構圖標注區(qū)分頂層（TOP Layer）結構、底層（Bottom Layer）結構，將頂?shù)讓咏Y構圖進行重疊放置（如果底層結構為底視圖時，需要鏡像底層結構以至與頂層結構重疊）；一些復雜的結構還有區(qū)域限高、區(qū)域禁止布局、區(qū)域禁止擺放特殊器件或走特殊信號，我們在布局時就需要注意核對器件高度及結構圖

3、放置結構件

將結構圖DXF/DWG里固定位置的器件放置好，以及螺絲孔，并鎖定，避免后期拖動其位置，通常需要固定多為：電源接口、通訊接口、高速連接器、天線、光纖口等

4、區(qū)分模塊

整個原理圖是由不同功能的模塊電路組合而成，就如同汽車也是由不同大大小小的零件組裝而成；區(qū)分模塊別名“抓模塊”將不同功能的模塊從原理圖拆分出來，我們可以通過原理圖與PCB的交互模式來進行“抓模塊”

5、建立層疊

根據(jù)設計要求及自己對整板設計的評估，來設定層疊的數(shù)量，并建立層疊。

例如6層板：Top Layer—GND02—ART03—ART04—GND05—Bottom Layer

6、建立網(wǎng)絡類

對于電源、高速信號、時鐘信號等特殊網(wǎng)絡可以建立網(wǎng)絡類進行區(qū)分和整合，建立好網(wǎng)絡類后再加以顏色設置，可以達到設計中一眼辨別的效果，從而可以有效的避免設計過程中的疏忽：電源漏加粗、電源漏孔、高速信號間距未拉開、時鐘信號沒包地等

7、建立新規(guī)則

根據(jù)設計要求及板子空間、層疊數(shù)量進行設置規(guī)則，有阻抗需要可根據(jù)層疊來進行阻抗模板的選擇，或者跟合作板廠進行溝通，要一份所需層疊、阻抗的阻抗模板；通常主要設置的規(guī)則為：整板間距規(guī)則、單端阻抗、電源線寬、差分阻抗、過孔規(guī)則、板框規(guī)則、鋪銅連接規(guī)則、區(qū)域規(guī)則、SMD盤下孔規(guī)則

8、模塊化布局

通過原理圖與PCB的交互模式來進行“抓模塊”后，我們需要根據(jù)結構的限制（板子大小限制、區(qū)域高度限制、區(qū)域禁止布局等）、以及固定的結構器件進行模塊化布局；我們可以先確認主控芯片的方向及位置（盡量放置對稱或中心；方向盡可能讓走線順暢），再慢慢根據(jù)各個主控周圍的模塊往外圍放置，最后再放置板邊的接插件模塊（前面設置的網(wǎng)絡類及顏色可以在布局時有效區(qū)分電源及地，以及時鐘和高速信號，方便更加一目了然的合理布局，只有合理的布局才有順暢的布線），對于特殊的模塊需要嚴格遵循設計手冊的推薦布局

9、布局評審

布局完成后先自檢預估走線、電源平面、散熱、工藝方面等是否合理，是否滿足設計需求，自檢后需要給組織、部門或高級PCB工程師進行布局評審，檢查布局的合理性，保證設計的質量

10、修改布局評審內(nèi)容

經(jīng)過組織、部門或高級PCB工程師進行布局評審后，修改評審提出設計不足點并優(yōu)化

11、模塊內(nèi)布線

完成修改后就可以開始進行布線，布線從模塊內(nèi)布線開始，完成每個模塊的模塊內(nèi)的布線，模塊內(nèi)需要往外連接的信號及電源和地都需要預先放置好過孔（電源和地需要根據(jù)電流大小放置足夠載流的過孔），避免漏孔情況

12、模塊與模塊布線

完成模塊內(nèi)布線，整板未連接的飛線視覺上就會少了一大半，只剩下模塊與模塊之間互連的飛線和電源未連接飛線。在進行模塊與模塊布線時，我們需要嚴格遵循設計要求進行互連：時鐘復位進行包地、高速信號盡量短、差分換層添加回流地過孔等；特殊信號有長度限制需要注意；所有信號盡可能在互連過程中少打孔（高速信號優(yōu)先），阻抗線布線過程中禁止線寬突變、跨分割，避免阻抗突變不連續(xù)

13、電源平面設計

做完模塊與模塊的布線，就只剩下電源及GND的飛線，在電源平面設計中我們要滿足：地平面的完整性、電源的載流、散熱情況等，盡可能滿足20H，可有效降低電源對外的輻射

14、驗證DRC

在完成了所有的布線，我們需要進行DRC的驗證，檢測整板的間距、未連接、短路等錯誤

15、設計時序等長

在確認DRC驗證沒有問題后才能進行時序等長的設計（避免等長后發(fā)現(xiàn)有開短路，導致前面做了無用功）。設計時序等長別名“繞等長”，等長需要根據(jù)不同速率和不同設計要求來控制等長的誤差

16、優(yōu)化銅箔

在繞完等長需要進行整板地及電源銅箔的優(yōu)化，簡稱“修銅”，作用是消除細小尖長的銅箔，避免引起天線效應，對周圍的信號質量及EMC有很大的影響

17、放置縫邊孔、縫合孔

在板邊放置地孔，以及板子空的區(qū)域、包地路上多放置地過孔，對信號回流，信號屏蔽，整板EMC都有好處（在放置完成后需要將所有過孔進行蓋油，散熱之類的孔可視情況不蓋油）

18、調(diào)整器件位號

放置完過孔，我們需要調(diào)整器件位號，排放器件位號要盡可能讓其他人（測試工程師、維修工程師、硬件工程師等）方便理解，能夠一眼看懂，方便后期調(diào)試檢修查找到器件，當器件密度過大會采取隱藏器件位號并居中

19、二次驗證 DRC

前面繞了等長、放置了地孔、調(diào)整了絲印，避免調(diào)動到其他內(nèi)容引起報錯，我們需要再次進行 DRC驗證，確保無誤

20 、PCB Check List

在二次驗證 DRC 無誤后，可以用Check List 來進行自檢，看是否達到設計、生產(chǎn)方面要求如有不符合應盡量修改，避免產(chǎn)品出現(xiàn)不良

21、導入華秋 DFM檢查(PCB)

在 check List 對比修改后，可以用 PCB 文件導入華秋DFM(CAM350 之類的也可以)，目的是檢查整板工藝最小線寬、間距等，查看是否符合 PCB 文件內(nèi)設置的規(guī)則和設計要求

22、布線評審

經(jīng)過check List自檢及華秋后確認無誤，需要給組織、部門或高級 PCB 工程師進行布線評審，檢查布線的合理性，檢查信號質量、電源質量及整板 EMC,確保設計的質量

23、修改布線評審內(nèi)容

經(jīng)過組織、部門或高級 PCB 工程師進行布線評審后，修改評審提出設計不足點并優(yōu)化

24、三次驗證 DRC

修改了評審意見需要動到孔、線、銅等，避免誤碰到其他內(nèi)容引起報錯，需要再次驗證 DRC(只需要有動到 PCB 板的任何東西，都需要 DRC驗證檢查，且輸出文件前必須再次確保無誤，再次驗證 DRC，保證設計的質量、嚴謹)

25、出文件

在DRC驗證完成后，可以進行文件的輸出，需要輸出GERBER文件(菲林文件)，貼片坐標文件及裝配圖，并將文件進行分類

26、二次華秋 DFM 檢查(GERBER)

此次檢查與第一次導入華秋 DFM檢查不同第一次是將PCB導入，第二次是將輸出的 Gerber文件導入，確認輸出的層數(shù)、結構、每一個層的內(nèi)容是否與輸出時的 PCB 一致

27、交付

將分類好的輸出文件進行交付，一份給部門歸檔，一份給硬件工程師，一份留備份，Gerber文件發(fā)給板廠（攜加工工藝說明）; 貼片坐標文件、鋼網(wǎng)文件、裝配圖發(fā)給SMT 貼片廠（加工廠）

審核編輯：湯梓紅