首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布

EDA365:PCB设计过程

要设计印刷电路板,您必须完成几个步骤,做出决定并进行迭代,直到对结果满意为止。因为您创建的东西必须能够很好地执行特定的操作(或多个操作),所以您的设计工作必须是高质量,安全且可制造的。设计无法制造的PCB是没有意义的。

除了设计PCB的实际考虑之外,还有美学上的考虑。您希望自己的工作看起来不错,而不仅仅是功能良好。设计PCB不仅是工程学科,也是一种艺术形式。

在本书中,您将学习在KiCad中设计PCB的技术要素,但是我敢肯定,当您开始创建PCB时,就会出现您的艺术方面。随着时间的流逝,您的PCB将开始看起来像您的一样。

PCB设计与创建印刷电路板计划的过程有关。它不同于PCB制造。在PCB设计中,您将了解可用于创建此类计划的工具,过程和指南。另一方面,在PCB制造中,您担心将PCB计划转换为实际PCB的过程。

作为印刷电路板的设计者,了解PCB制造的一些知识很有用,尽管您不一定需要成为专家。您需要了解PCB制造设施的功能,以便可以确保您的设计不超过这些功能并且PCB是可制造的。PCB制造商将提供“设计规则”,其中规定了它们可以满足的尺寸和公差。例如,他们可能要求所有迹线的宽度至少为千分之五英寸。

作为设计师,您需要了解设计过程和设计工具。要设计PCB,我假设您已经具备电子学方面的知识。与工程设计中的其他许多方面一样,设计PCB是一个过程和迭代过程,其中包含重要的个人选择元素。在积累经验和技能时,您将发展自己独特的设计风格和过程。

尽管个性化的设计过程包含独特的元素,但它仍然遵循您将在本书中学习的一般过程。我从自己的经验中汲取了经验,并从其他人的最佳实践中汲取了经验,从而总结了这一过程。我还尝试简化此过程,使其适合刚接触PCB设计的人员。

Kicad设计工作流程

由于在本指南,书和课程中,您将使用KiCad,因此我创建了一个示意图,该示意图显示了使用KiCad术语和工具进行PCB设计的过程。您可以在图2.1中看到它。

图2.1:KiCad设计工作流程。

从非常高的角度来看,PCB设计过程只有两个主要步骤:

  1.从原理图开始;

  2.它以布局结尾。

设计的目的是创建布局。布局是一个文件,其中包含有关您的板的信息,制造商可以使用该信息来创建板。布局必须包含有关电路板尺寸和形状的信息;它的构造(例如它必须具有多少层);组件在板上的位置,各种板元素的位置,例如焊盘,孔,走线和切口;这些元素的特征(例如孔和迹线的大小);等等(您将在本书的后面详细了解)。

当我们将此通用过程引入KiCad时,我们可以将其映射到您在图2.1中看到的元素。

Eeschema,原理图设计编辑器

该过程始于Eeschema。在Eeschema中,您将创建电气原理图,以描述最终将要制造到PCB中的电路。通过从库中选择符号并将其添加到原理图图纸中,可以绘制原理图。如果库中不存在所需的组件,则可以使用逻辑示意图库编辑器创建它。

运行常规的电气规则检查有助于尽早发现缺陷。Eeschema具有一个内置的检查程序实用程序,布局编辑器Pcbnew也具有此目的。这些实用程序有助于生产具有低风险以包含设计或电气缺陷的PCB。

在前往Pcbnew之前,您需要做两件事:

  1.将Eeschema中的组件与足迹相关联;

  2.创建网表文件,其中包含Pcbnew设置布局表所需的信息。网表文件是连接Eeschema和Pcbnew的文件。

符号是原理图中真实组件的图形表示;它没有物理对应物。但是,在布局编辑器(Pcbnew)中,一切都是真实的,因为它具有真实的对应物。因此,作为设计师,您必须将符号与封装关联起来。足迹是真实的东西;它代表PCB上的电阻器,开关和焊盘。这使我们能够将原理图零部件与封装模块进行匹配。[3]

网表

一旦创建了符号和模块之间的关联,就可以从Eeschema中导出网表文件。然后,将网表导入到Pcbnew中,并且您在Eeschema中关联的所有封装都将显示在新表中,以便您可以开始处理布局。

Pcbnew,布局编辑器

您可以使用Pcbnew在纸上放置脚印并进行布线。布线可能非常耗时,特别是对于大型电路板。可以使用自动布线的工具,该功能可以大大减少布局时间。

布置好PCB并完成走线后,就可以继续进行设计规则检查。该检查将检查板上的缺陷,例如走线太靠近焊盘或两个覆盖区重叠。

请注意,不同的PCB制造商可能具有不同的功能,和/或它们可能以更高的价格提供增强的功能。如果要设计具有密集封装组件的复杂电路板,则可能需要货比三家,以找到具有适合您的设计规则的制造商。

完成布局工作后,您可以继续执行最后一步,该步骤涉及以与电路板制造商的要求兼容的格式导出布局信息。为此的行业标准是一种称为“ Gerber”的格式。Gerber文件包含多个相关文件,PCB上每层包含一个Gerber文件,并包含制造厂制造PCB所需的说明。

让我们继续下一章,我们将讨论制造。

  • 发表于:
  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20201107A0DZAU00?refer=cp_1026
  • 腾讯「腾讯云开发者社区」是腾讯内容开放平台帐号(企鹅号)传播渠道之一,根据《腾讯内容开放平台服务协议》转载发布内容。
  • 如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

扫码

添加站长 进交流群

领取专属 10元无门槛券

私享最新 技术干货

扫码加入开发者社群
领券