印制電路板設計也稱印制板排版設計,通常包括設計準備、外形及結構草圖設計、設計布局、設計布線、提出加工工藝圖及技術要求等過程:
1.設計準備
了解電路工作原理和組成,各功能電路的相互關系及信號流向等內容,對電路工作時可能發(fā)熱、可能產生干擾等情況心中有數(shù)。了解印制板工作環(huán)境(是否密封,工作環(huán)境溫度變化,是否有腐蝕性氣體等)及工作機制(連續(xù)工作還是斷續(xù)工作等)。熟悉主要電路參數(shù)(最高工作電壓,最大電流及工作頻率等)。了解主要元器件和部件的型號、外形尺寸、封裝,必要時取得樣品或產品樣本。
2.外形及結構草圖設計
(1)對外連接草圖,它是根據整機結構和分板要求確定的,一般包括電源線、地線板外元器件的引線、板與板之間連接線等,繪制草圖時應大致確定其位置和排列順序。若采用接插件引出時,要確定接插件位置和方向。
(2)印制板外形尺寸草圖:印制板外形尺寸受各種因素制約,一般在設計時已大致確定,從經濟性和工藝性出發(fā),優(yōu)先考慮矩形。印制板的安裝、固定也是必須考慮的內容,印制板與機殼或其他結構件連接的螺孔位置及孔徑應明確標出。
3.設計布局
布局就是將電路元器件放在印制板有線區(qū)內,布局是否合理不僅影響布線工作,而目對整個電路板的性能也有重要作用。這里對布局要求、原則、布放順序作一簡要介紹。
(1)布局要求:首先要保證電路功能和性能指標。在此基礎上滿足工藝性,檢測、維修方面的要求。同時,適當兼顧美觀性,元器件排列整齊疏密得當。
(2)布局原則:
(a)就近原則,相關電路部分應就近安放,避免走遠路,繞彎子。
(b)信號流原則,按電路信號流向布放,避免輸入輸出,高低電平部分交叉。
(c)散熱原則,有利于發(fā)熱元器件散熱。
(3)布放順序。
(a)先大后小,先安放占面積較大的元器件;先集成后分立;
(b)先主后次,多塊集成電路時先放置主電路。
(4)布局方法:
(a)實物法。將元器件和部件樣品在1:1的草圖上排列,尋找最優(yōu)布局。實際應用中一般是將關鍵的元器件或部件實物作為布局依據。
(b)模板法。實物擺放不方便或沒有實物,可按樣本或有關資料制作主要元器件和部件的圖樣模板,以代替實物進行布局。
(c)經驗對比法。根據經驗參照可對比的已有印制電路板對新設計布局。
4.設計布線
布線是按照原理圖要求將元器件和部件通過印制導線連接成電路。這是印制板設計中的關鍵步驟,具體布線要把握以下要點:
(1)連接要正確。面對縱橫交錯的導電圖形要保證所有連接正確不是一種容易的事,特別是較復雜的電路、利用cad手段再加上必要的校對檢查可以將失誤盡可能的減少。
(2)走線要簡捷。除某些兼有印制元件作用的連線外,所有印制板走線都力求簡捷,盡可能使走線短、直、平滑。
(3)粗細要適當。電源線(包括地線)和大電流線必須保證足夠寬度。特別是地線,在版面允許的條件下盡可能寬一些。
5.提出加工工藝圖及技術要求
技術要求包括:(1)外形尺寸及誤差;(2)板材,板厚;(3)圖紙比例;(4)孔徑表及誤差;(5)鍍層要求;(6)涂層要求(阻焊層、助焊劑)。