PCB设计概述
EDA electronic design automatic 电子设计自动化(利用计算机来实现电子设计)
分为 : 微电子(芯片设计)、硬件板卡(PCB设计)
画原理图、画PCB布线
要会绘制原理图库、和封装图库
元件器和封装一一对应
目的:学什么?用AD做电子设计;AD软件(软件安装、各种规则设置);原理图(原理图库、原理图绘制);PCB(布局、布线)
目前主流的PCB设计软件
主流的设计原理图的工具:
cadence 大公司设计高速板卡(高速高密多层PCB设计)
Mentor 跨国公司用的比较多
AD 高校、中小公司(因为学习门槛低)(占用资源很大,设计不是很规范)(占用资源较多,适用于一般四层板简单设计)
PADS (低端PCB设计无冕之王)
LC-EDA(免费、简单易上手,同时立创生态较好)
LC-EDA特色(在线电路设计、元器件采购、SMT贴片、PCB打样/中小批量、钢网制造、团队协作)
不管哪个软件,原理其实都一样,只是工具不一样而已
学习应该强干弱枝,把其中的理论学扎实了,工具换一个也好用。
但是这个还是要会(吃饭的家伙嘛)
几个主流的工具都要会(工作其实不是一直都会在一个公司,不是铁饭碗、基于个人的发展)
不管其他公司用什么软件,只要平台好,就要去好平台,新公司)
单纯地学习软件操作,一个月就能把那个软件基本的操作学会,
电路设计流程:
1.前期准备
根据需求和功能,选择一些合适的元器件,在软件中绘制这些器件的原理图库和封装库
(在实际工作中,公司会有自己常用的元器件和封装库)
2.创建工程
(原理图文件和PCB文件)
3.原理图设计
(设置电路图纸的参数,摆放好电路所需的所有元器件,连接导线,检查无误后生成PCB文件)原理图编译导入到PCB图
网表导出是因为:allegro的原理图设计和PCB设计用的是两款软件。而连接两款软件的桥梁是一种叫网表(netlist)的东西。网表记录了原理图中所以的元器件,元器件封装以及网络连接。(还有一个原因是有些公司用立创EDA画原理图,其他软件画PCB)。因为立创的画PCB有些不顺畅
4.PCB设计PCB先布局再布线、机械层绘制
(做好电路板的边框、布局好元件的位置,用合适粗细的导线连接好电路板上的所有元器件)(这里面应该还是大有讲究的)
七分布局,三分布线
机械层板框可以由
AutoCAD文件导入 DXF
一般是可以按比例的,1inch对比1mm,或者其他的
1mm放缩比例1mm
有时候根据结构设计板框,再进行布局
有时候先设计电路板,再设计板框
5.DRC检查、调整、修改
(design rule check)(系统根据设计好的规则设置,对PCB设计的各个方面进行检查校验,比如导线宽度、安全距离、元件间距、过孔类型)(是PCB设计正确性和完整性的重要保证)
补充完善(加入需要的说明,标注等,增强可读性和可视性)
再画图的时候请关闭DRC实时检查,因为资源消耗太多了,会导致卡顿
6.下单工厂打板或转出PDF手工做板
元件库:集成元件库将元件的各种模型集成在一个元件库中,包括原理图符号模型、封装模型、电路仿真的spice模型、电路板信号分析的SI模型
集成元件库使元件库的管理更加清晰高效
元件库:原理图库.SchLib(只是个符号,便于区分,引脚连接分配好)、封装库.PcbLib(需严格按照期间的尺寸)、集成库.IntLib(原理图库+封装库)
器件原理图绘制:(根据规格书绘制图形和放置引脚)(转PCB时需指定封装)
管脚(具有输入、输出、双向 电气属性(只是IN、OUT、BI而已))就是从集成电路(芯片)内部电路引出与外围电路的接线,所有的引脚就构成了这块芯片的接口。通过焊接和PCB电路连接。
在原理图库上,其实绘图工具的管脚是带有电气属性的,其中有圆圈的端口,就是与外部连线的电气节点。管脚需朝外防止
其他的只是个符号
学会了画原理图(各电气符号引脚的连接(要标明符号),拉线扯好框图)(在原理图库里面添加器件)(二极管、三极管那些复杂的)
要会绘制这些多边形(可以对线进行更改,进行操作)(其实就是要熟练)
可以从已经搞好的原理图里面导出原理图库,也可以导入其他人的原理图库
原理图上各器件的value值要填好,器件位号要进行编号
各个器件对应的封装,可以在封装管理器里面进行设置
封装:从加工厂(foundry)出来的是一块块从晶圆上划下来的硅片,如果不进行封装,既不方便运输、保管,也不方便焊接、使用,而且一直暴露在外界会受到空气中的杂质和水分以及射线的影响,造成损伤从而导致电路失效或性能下降。封装)Package
就是把集成电路装配为芯片最终产品的过程。把生产出来的集成电路裸片(Die)放在一块起到承载作用的基板上,把管脚引出来,然后固定包装成为一个整体。
画封装可在向导里面对照器件手册,进行绘制
常见chip类封装的创建:阻容感、SOT、贴片二极管等
做封装需要哪些东西:PCB焊盘、管脚序号(与原理图管教一一对应)、丝印(元器件大概范围)、阻焊(防止绿油覆盖)、1脚标识(定位器件正反方向)。
有阻焊的绿油覆盖不到焊盘上面
阻焊要比焊盘大一点才行
外界从PCB超级库里面下载了原理图库和封装库
常见封装:
dip double in-Line package 双列直插式封装
Sop small out-Line package 小外形封装
SOP衍生封装:Soic 小外形集成电路
TSOP 薄小外形封装
VSOP 甚小外形封装
SSOP 缩小型SOP
TSSOP 薄的缩小型SOP
SOT 小外形晶体管
PLCC 是英文PlasticLeaded Chip Carrier 的缩写,即塑封J引线芯片封装。
PLCC封装方式,外形呈正方形,32脚封装,四周都有管脚,外形尺寸比DIP封装小得多。PLCC封装适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线,具有外形尺寸小、可靠性高的优点。
焊盘是SMD类型,则选择类型为顶层或底层。通孔类型的焊盘选择多层
通孔可以转换为槽孔
电路图层的概念:
层的分类
信号层:进行信号连接用的层,如顶层,底层。
内电层:当内层的类型是内电层时,该层默认是一个铺铜层,通过绘制导线和圆弧进行分割内电区块,对于分割出的内电区块,可以分别对其设置网络。非信号层:如丝印层,机械层,文档层等。
其他层:只做显示用。如飞线层,孔层。
可以把English加上来
顶层、底层:PCB板子顶面和底面的铜箔层,信号走线用
底层、顶层丝印层:印在PCB板上的白色字符层
助焊层:给贴片焊盘制造钢网用的层,帮助焊接,决定上锡膏的区域大小
阻焊层:盖绿油层(阻止不需要的焊接,该层属于负片绘制方式,当有导线或者区域不需要盖绿油则在对应的位置进行绘制,PCB在生成出来后这些区域将没有绿油覆盖,方便上锡等操作,该动作一般被称为开窗。)
边框层:板子形状定义层。板子实际大小,板厂根据此生产板子
多层:与飞线层类似,金属化孔的显示和颜色配置。当焊盘层属性为多层时它将连接每个铜箔层包括内层。
封装绘制:根据规格书获取封装尺寸,方位信息;绘制焊盘;绘制丝印层;检查尺寸;设置原点;符号与封装关联;
PCB原理图设计:电路板上各器件之间连接原理的图表,对应PCB的实物元器件和实物导线
工程文件:原理图库、原理图、PCB库、PCB、生产文件
网表导入和PCB布局布线