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八项PCB设计最佳实践

我们习惯了生活中各种设备和产品的便利，因此仅将它们视为完整的对象已成为第二天性 。但事实是，它们的创建涉及某种设计过程，并且取决于它们的复杂性，该过程可能非常复杂 。以智能手机为例 。从外观上看，它们看起来很简单，但是在复杂的技术内部，它们需要非常复杂的创建过程，尤其是位于其核心的印刷电路板 。
在制造电路板之前，它要经过非常复杂的设计过程 。这包括创建电子原理图，在物理PCB布局中设置和放置组件脚印，在布局中布线网络，然后最终准备并发送布局数据以进行制造 。在这个由四部分组成的系列文章的第1部分中，我们将向您概述整个PCB设计过程，并讨论一些用于创建电子原理图的PCB设计最佳实践 。

八项PCB设计最佳实践
文章插图
简而言之，PCB设计过程
PCB设计过程将首先从产品开发团队制定的规格开始 。这些将包括电路板所需的功能，性能规格，物理尺寸等 。一旦安装到位，PCB设计过程将开始：
电路开发
使用产品规格，工程团队将通过创建电气原理图来开发电路板的电路 。这包括选择电路所需的电子组件，并在CAD示意图上放置符号以表示这些组件 。从这些组件中，将拉入网络以将组件引脚连接在一起以完成电路 。最后，将使用仿真工具对电路进行验证 。
PCB布局
利用来自完整原理图的连接数据，将开始印刷电路板的物理设计 。首先，设计团队将创建或下载正确的组件模型或封装，以匹配原理图上使用的符号 。然后，将使用板的物理轮廓，板中各层的配置以及所需的设计规则来准备数据库 。现在，可以使用原理图中映射的连通性作为最佳组件放置的指南，将PCB CAD占位模型放置在电路板布局上 。
PCB布线
一旦将零件全部放置在PCB设计CAD系统中的板上，就可以物理布设原理图中将引脚连接在一起的网 。第一步通常是从细间距表面安装零件提供“逃逸”布设 。这些痕迹和过孔必须合理地放置，以免阻塞内层的布线通道，同时为所有引脚提供连接 。接下来是必须根据严格的性能规则对高速传输线，差分对，阻抗受控走线，模拟网络和其他敏感信号进行精细的布线 。之后，电源和地线将需要使用更宽的走线，坚固的金属平面层或分离平面进行布线 。可以使用自动CAD工具（例如批处理自动路由器，自动交互路由器，清理路由器）来完成大部分路由，而其余的则可以手动完成 。最后，将需要使用不同的分析工具来验证路由 。
设计完成
尽管此时可以放置和布线设计，但仍有一些重要工作要做 。首先，必须对设计进行最终的设计规则检查，以确保没有任何电气短路，断路或其他电气或制造问题 。如果可能的话，这还包括使用3D工具进行的机械验证 。接下来，将需要检查，编辑和清理PCB CAD占位模型中的丝网印刷标记，阻焊膜和焊膏标记 。最后，将需要创建制造图以及制造和装配数据，以完成设计过程 。
如您所见，PCB设计过程包括四个主要步骤 。首先，让我们看一些用于原理图捕获的良好设计实践 。
良好的原理图捕获的八种PCB设计最佳实践
这是捕获原理图时的良好设计实践的列表 。请注意，这不是进行原理图捕获的方法清单，而是由工具和实际设计决定的 。相反，这些都是小陷阱，如果忽略这些陷阱，可能会对完整的设计造成严重的问题：
1.符号库：确保所用的原理图符号是最新的，并且是所用零件的正确符号 。它们还需要具有正确的属性和属性，以用于仿真和PCB布局 。
2.电路流程：使用一致的逻辑电路流程，以使原理图易于理解和解释 。
3.不动产：不要担心使用不止一张纸，因为没有任何理由将所有内容都塞到一页上 。同时，图纸合并是一件好事，并且您的布局，测试和现场工程师将欣赏在使用原理图时不必不断地从一页跳到另一页的情况 。
4.可读性：确保您的符号和文本字体足够大，可以清晰阅读而又不占用过多空间 。如果您还没有设计标准，那么为您的设计部门建立一些文档标准也是一个好主意，以使原理图看起来都相似 。
5.易读性：同样，请确保您的参考标记，网络名称和别针标记未与其他形状或文本合并，以便于阅读 。包含设计说明以阐明PCB布局和原理图其他用户的要点也是一个好主意 。
【八项PCB设计最佳实践】 6.组织：在符号周围留出足够的空间，并确保符号的组织方式易于识别 。从引脚到引脚绘制网络时，请使用相同的经验法则，以免最终出现混乱的情况 。原理图捕获工具中通常有许多功能可以帮助实现这一点 。这些包括网络标签，它们实际上将两个引脚连接在一起，而没有绘制的网络和可以容纳总线的多个网络的网络组线 。
7.信息：原理图也是合法且可追溯的文档，因此请确保包括所有相关的部件和修订号，以及日期，公司联系方式和版权信息 。
8. DRC：确保在CAD工具中使用设计规则检查来发现问题，例如单针连接或网络短路 。
另一个好的设计实践是使用电路仿真工具（如果有的话） 。通过在出去生产之前发现明显的设计问题，可以节省原型构建的时间 。
PCB合同制造商如何协助设计过程
您可以做的最好的事情之一就是尽早与PCB合同制造商合作 。PCB CM将拥有许多资源供您使用，例如，额外的工程和文档编制人员可以减轻一些负担，使您可以专注于设计 。此外，他们还将拥有了解和了解PCB组件供应链的组件采购专家 。这样可以节省大量时间来寻找所需零件的最佳供应商 。

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