EDA365电子论坛：高质量PCB设计工程师指南 - 电子设计工程杂志社投稿

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EDA365电子论坛：高质量PCB设计工程师指南

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最终，几乎每个EE都必须设计PCB，这不是在学校教的东西。然而，工程师，技术人员甚至是PCB的新手设计师都可以为任何目的创建高质量的PCB，并确信结果将达到或超过目标。

实际上，每个电子产品都由一个或多个印刷电路板（PCB）构成。PCB固定IC和其他组件，并实现它们之间的互连。PCB大量用于便携式电子设备，计算机和娱乐设备。它们还用于测试设备，制造和航天器。

最终，几乎每个EE都必须设计PCB，这不是在学校教的东西。然而，工程师，技术人员甚至是PCB的新手设计师都可以为任何目的创建高质量的PCB，并确信结果将达到或超过目标。同样，这些设计可以在满足设计要求的同时按计划并在预算内完成。设计人员只需要考虑必要的文档，设计步骤和策略以及最终检查。

基本设计流程

理想的PCB设计始于发现需要PCB的发现，并贯穿最终的生产电路板（图1）。在确定了为什么需要PCB之后，应确定产品的最终概念。该概念包括设计的功能，PCB必须具有和执行的功能，与其他电路的互连，布局以及近似的最终尺寸。

1.理想的PCB设计流程始于设计人员认识到必须满足的需求，并且直到测试验证设计可以满足这些需求时才结束。

应解决环境温度范围和与操作环境有关的问题，并用于指定为PCB选择的材料。必须选择组件和PCB材料，以保证在其使用寿命期间可能遭受的所有预期和潜在的胁迫形式下运行。

根据该原理图绘制电路原理图。此详细图显示了PCB每种功能的电气实现方式。绘制原理图后，应完成最终PCB尺寸的逼真图，并为每个电路的原理图块（由于电气原因或约束而紧密连接的组件组）指定区域。

材料清单

在创建原理图的同时，应生成物料清单（BOM）。在考虑公差标准的同时，应通过分析电路每个节点的最大工作电压和电流水平来选择电路中的组件。选择了令人满意的电气组件后，应根据可用性，预算和尺寸重新考虑每个组件。

BOM必须始终与原理图保持最新。BOM需要每个组件的数量，参考代号，值（欧姆，法拉等的数值），制造商零件号和PCB占地面积。

这五个要求很关键，因为它们定义了每个零件需要多少，在准确描述用于购买和替换的每个电路元件的同时解释标识和电路位置，并解释用于面积估算的每个零件的尺寸。可能会添加其他描述，但它应该是描述每个电路元件的简明清单，并且过多的信息可能会使库的开发和管理过于复杂。

PCB文档

PCB的文档应包括硬件尺寸图，原理图，BOM，布局文件，组件放置文件，装配图和说明以及Gerber文件集。用户指南也很有用，但不是必需的。Gerber文件集是PCB术语，用于PCB制造商用来创建PCB的布局输出文件。完整的Gerber文件包括从电路板布局文件生成的输出文件：

?丝印上下

?阻焊膜顶部和底部

?所有金属层

?粘贴面膜顶部和底部

?组件图（XY坐标）

?装配图的顶部和底部

?钻取文件

?钻传奇

?FAB大纲（尺寸，特殊功能）

?网表文件

?FAB轮廓中包含的特殊功能包括但不限于：凹口，切口，斜角，回填焊盘（用于BGA型IC封装，该器件在器件下方具有多个引脚），盲孔/埋孔通孔，表面光洁度和流平度，孔公差，层数等。1个

原理图细节

原理图控制着项目，因此准确性和完整性对于成功至关重要。它们包括电路正确运行所必需的信息。原理图应包含足够的设计细节，例如引脚号，名称，组件值和额定值（图2）

2.正确的原理图，例如IDTP9021R无线电源接收器的降压稳压器模块的原理图，包括引脚号，名称，组件值，额定值和其他重要细节。

每个原理图符号中嵌入的是制造商零件号，用于确定价格和规格。封装规格确定每个组件的封装尺寸。第一步应根据可用面积和焊接方法，确保每个引脚的裸露铜都放置在正确的位置，并且比组件引脚略大（3至20密耳）。

设计封装时，请考虑组装，并遵循制造商建议的PCB封装。有些组件采用微观封装，因此没有多余的铜空间。即使在这些情况下，也应在板上的每个引脚之间施加2.5至3密耳的阻焊条。

遵循10的规则。小通孔的最终孔径为10密耳，另外还有10密耳的焊盘环。迹线应距板边缘10密耳或更长。线迹间距为10密耳（气隙为5密耳，线迹宽度为5密耳，铜线为1盎司）。直径为40mil或更大的通孔应增加焊盘环以提高可靠性。对于从平面到引脚的外层铜平面，应设置超出设计规则的15至25密耳的额外间隙。这降低了在所有焊点上桥接的风险。

文章来源：《电子设计工程》网址: http://www.dzsjgc.cn/zonghexinwen/2020/0806/508.html