做任何復雜的事情,都會有著規定的流程,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、網絡等一并導入到我們的PCB里,導網表需要保證網表無差異,如若有差異需要解決問題重新導網表,直至無差異才能保證原理圖設計上的網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。并根據結構圖標注區分頂層(TOP Layer)結構、底層(Bottom Layer)結構,將頂底層結構圖進行重疊放置(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域限高、區域禁止布局、區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
根據設計要求及自己對整板設計的評估,來設定層疊的數量,并建立層疊。
例如6層板:Top Layer—GND02—ART03—ART04—GND05—Bottom Layer
6、建立網絡類
對于電源、高速信號、時鐘信號等特殊網絡可以建立網絡類進行區分和整合,建立好網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、建立新規則
根據設計要求及板子空間、層疊數量進行設置規則,有阻抗需要可根據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;通常主要設置的規則為:整板間距規則、單端阻抗、電源線寬、差分阻抗、過孔規則、板框規則、鋪銅連接規則、區域規則、SMD盤下孔規則
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,我們需要根據結構的限制(板子大小限制、區域高度限制、區域禁止布局等)、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(前面設置的網絡類及顏色可以在布局時有效區分電源及地,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、修改布局評審內容
經過組織、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化
11、模塊內布線
完成修改后就可以開始進行布線,布線從模塊內布線開始,完成每個模塊的模塊內的布線,模塊內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
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(避免等長后發現有開短路,導致前面做了無用功)。設計時序等長別名“繞等長”,等長需要根據不同速率和不同設計要求來控制等長的誤差
16、優化銅箔
在繞完等長需要進行整板地及電源銅箔的優化,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、調整器件位號
放置完過孔,我們需要調整器件位號,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、調整了絲印,避免調動到其他內容引起報錯,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、生產方面要求如有不符合應盡量修改,避免產品出現不良
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 文件內設置的規則和設計要求
22、布線評審
經過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、修改布線評審內容
經過組織、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、結構、每一個層的內容是否與輸出時的 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文件發給板廠(攜加工工藝說明); 貼片坐標文件、鋼網文件、裝配圖發給SMT 貼片廠(加工廠)
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:PCB設計流程
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