在本文中，您將學(xué)習(xí)如何為定制PCB計(jì)劃原理圖并布局PCB原型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)。

本文概述了為定制PCB制造準(zhǔn)備原理圖的基礎(chǔ)知識(shí)。

毫無(wú)疑問(wèn)，原理圖的創(chuàng)建和PCB布局是電氣工程的基本方面，并且有意義的是，諸如技術(shù)文章，應(yīng)用筆記和教科書(shū)之類(lèi)的資源往往集中在設(shè)計(jì)過(guò)程的這些部分。但是，我們不應(yīng)該忘記，如果您不知道如何將完成的設(shè)計(jì)文件轉(zhuǎn)換為組裝好的電路板，則原理圖和布局不是很有用。即使您對(duì)訂購(gòu)和組裝PCB有點(diǎn)熟悉，您也可能不知道某些選擇可以幫助您以較低的成本獲得足夠的結(jié)果。

我不會(huì)討論P(yáng)CB的DIY制造，而且我不能誠(chéng)實(shí)地推薦這種方法。如今，專(zhuān)業(yè)的PCB制造非常便宜且方便，總體而言，結(jié)果要優(yōu)越得多。

我從事獨(dú)立和低數(shù)量的PCB設(shè)計(jì)已經(jīng)很長(zhǎng)時(shí)間了，并且我逐漸獲得了足夠的相關(guān)信息，以撰寫(xiě)關(guān)于該主題的相當(dāng)全面的文章。盡管如此，我只是一個(gè)人，我當(dāng)然不知道所有事情，所以請(qǐng)不要猶豫，通過(guò)本文結(jié)尾的評(píng)論部分來(lái)擴(kuò)展我的工作。衷心感謝您的貢獻(xiàn)。

基本原理圖

原理圖主要由以產(chǎn)生所需電氣行為的方式連接的組件和電線(xiàn)組成。電線(xiàn)將變成痕跡或倒銅。

這些組件包括占位面積（焊盤(pán)圖案），即與物理零件的端子幾何形狀匹配的通孔和/或表面安裝焊盤(pán)的集合。足跡也可以包含線(xiàn)條，形狀和文本，這些線(xiàn)條，形狀和文本統(tǒng)稱(chēng)為絲網(wǎng)印刷。這些作為純視覺(jué)元素顯示在PCB上。它們不導(dǎo)電，不會(huì)影響電路的功能。

下圖提供了原理圖組件和相應(yīng)PCB占位面積的示例（藍(lán)線(xiàn)表示每個(gè)組件引腳均連接到的占位焊盤(pán)）。

將原理圖轉(zhuǎn)換為PCB布局

通過(guò)CAD軟件將完整的原理圖轉(zhuǎn)換為由元件封裝和線(xiàn)條組成的PCB布局; 這個(gè)相當(dāng)不愉快的詞是指尚未轉(zhuǎn)換為物理連接的電氣連接。

設(shè)計(jì)人員先排列元件，然后將線(xiàn)條作為創(chuàng)建走線(xiàn)，銅澆注和過(guò)孔的指南。通孔是一個(gè)小的通孔，具有與不同PCB層（或多層）的電連接，例如，熱通孔可能會(huì)連接到內(nèi)部接地層，并且在板子底部會(huì)倒入接地銅線(xiàn)） 。

驗(yàn)證：確定PCB布局中的問(wèn)題

制造階段開(kāi)始之前的最后一步稱(chēng)為驗(yàn)證。這里的總體思路是，CAD工具會(huì)嘗試在布局錯(cuò)誤對(duì)電路板的功能產(chǎn)生負(fù)面影響或干擾制造過(guò)程之前找出布局錯(cuò)誤。

通常有三種驗(yàn)證類(lèi)型（盡管也許還有更多類(lèi)型）：

電氣連接性：這可以確保網(wǎng)絡(luò)的所有部分都通過(guò)某種導(dǎo)電結(jié)構(gòu)連接。

原理圖和布局之間的一致性：這是不言而喻的。我假設(shè)不同的CAD工具有不同的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這種形式的驗(yàn)證。

DRC（設(shè)計(jì)規(guī)則檢查）：這一點(diǎn)與PCB制造主題特別相關(guān)，因?yàn)樵O(shè)計(jì)規(guī)則是您必須對(duì)自己的布局施加的限制，以確保可以成功制造。常見(jiàn)的設(shè)計(jì)規(guī)則包括最小走線(xiàn)間距，最小走線(xiàn)寬度和最小鉆頭直徑。在布置電路板時(shí)，很容易違反設(shè)計(jì)規(guī)則，尤其是在您急忙時(shí)，因此，一定要利用CAD工具的DRC功能。下圖傳達(dá)了我用于C-BISCUIT機(jī)器人控制板的設(shè)計(jì)規(guī)則。

PCB功能水平和垂直列出。與兩個(gè)要素相對(duì)應(yīng)的行和列的交點(diǎn)處的值指示這兩個(gè)要素之間的最小間隔（以密耳為單位）。例如，如果您查看與“ Board”相對(duì)應(yīng)的行，然后轉(zhuǎn)到與“ Pad”相對(duì)應(yīng)的列，您會(huì)發(fā)現(xiàn)焊盤(pán)與電路板邊緣之間的最小間距為11密耳。
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