电路板绘制经验分享

[导读]电路板绘制经验积累是印制板设计最基本、最重要的要求，准确实现电原理图的连接关系，避免出现“短路”和“断路”这两个简单而致命的错误。

电路板绘制经验积累是印制板设计最基本、最重要的要求，准确实现电原理图的连接关系，避免出现“短路”和“断路”这两个简单而致命的错误。这一基本要求在手工设计和用简单CAD软件设计的PCB中并不容易做到，一般的产品都要经过两轮以上试制修改，功能较强的CAD软件则有检验功能，可以保证电气连接的正确性。

PCB就好比电子电路的骨架和神经脉络，在电子工程项目中起着举足轻重的作用，但很多人对PCB设计并不了解或了解不够。其实，PCB设计的乐趣有很多，只有去实践，才会有深刻体会。

我在大学那时候，就对电路板设计、硬件电路设计特别感兴趣，也学得比较认真。当时觉得毕业后能找到一份坐在办公室进行计算机绘图的工作是多么好。毕业后，也如愿进入了东莞一家汽车电子公司，从事电子研发的工作，包括制作BOM表、样机调试和PCB绘图工作。当时2002年毕业时，还没有PCB工程师这个工种，基本上就是什么事情都要会一点，包括原理图绘制、器件选型、PCB绘图、样板焊接、调试、BOM制作、作业指导书等，也从此走上了电子研发这条路。

尽管优良的原理图不能保证好的布线，但是好的布线开始于优良的原理图。在绘制原理图时要深思熟虑，并且必须考虑整个电路的信号流向。如果在原理图中从左到右具有正常稳定的信号流，那么在PCB上也应具有同样好的信号流。在原理图上尽可能多给出有用的信息。

因为有时候电路设计工程师不在，客户会要求我们帮助解决电路的问题，从事此工作的设计师、技术员和工程师都会非常感激，也包括我们。除了普通的参考标识符、功耗和误差容限外，原理图中还应该给出哪些信息呢?下面给出一些建议，可以将普通的原理图变成一流的原理图。加入波形、有关外壳的机械信息、印制线长度、空白区;标明哪些元件需要置于PCB上面;给出调整信息、元件取值范围、散热信息、控制阻抗印制线、注释、扼要的电路动作描述……(以及其它)。

一、印制板设计要求

1、正确

这是印制板设计最基本、最重要的要求，准确实现电原理图的连接关系，避免出现“短路”和“断路”这两个简单而致命的错误。这一基本要求在手工设计和用简单CAD软件设计的PCB中并不容易做到，一般的产品都要经过两轮以上试制修改，功能较强的CAD软件则有检验功能，可以保证电气连接的正确性。

2、可靠

这是PCB 设计中较高一层的要求。连接正确的电路板不一定可靠性好，例如板材选择不合理，板厚及安装固定不正确，元器件布局布线不当等都可能导致PCB不能可靠地工作，早期失效甚至根本不能正确工作。再如多层板和单、双面板相比，设计时要容易得多，但就可靠而言却不如单、双面板。从可靠性的角度讲，结构越简单，使用面越小，板子层数越少，可靠性越高。

3、合理

这是PCB 设计中更深一层，更不容易达到的要求。一个印制板组件，从印制板的制造、检验、装配、调试到整机装配、调试，直到使用维修，无不与印制板的合理与否息息相关，例如板子形状选得不好加工困难，引线孔太小装配困难，没留试点高度困难，板外连接选择不当维修困难等等。每一个困难都可能导致成本增加，工时延长。而每一个造成困难的原因都源于设计者的失误。没有绝对合理的设计，只有不断合理化的过程。它需要设计者的责任心和严谨的作风，以及实践中为断总结、提高的经验。

4、经济

这是一个不难达到、又不易达到，但必须达到的目标。说“不难”，板材选低价，板子尺寸尽量小，连接用直焊导线，表面涂覆用最便宜的，选择价格最低的加工厂等等，印制板制造价格就会下降。但是不要忘记，这些廉价的选择可能造成工艺性，可靠性变差，使制造费用、维修费用上升，总体经济性不一定分理处，因此说“不易”。“必须”则是市场竞争的原则。竞争是无情的，一个原理先进，技术高新的产品可能因为经济性原因夭折。

体会：

1、要有合理的走向：如输入/输出，交流/直流，强/弱信号，高频/低频，高压/低压等，它们的走向应该是呈线形的(或分离)，不得相互交融。其目的是防止相互干扰。最好的走向是按直线，但一般不易实现，最不利的走向是环形，所幸的是可以设隔离带来改善。对于是直流，小信号，低电压PCB设计的要求可以低些。所以“合理”是相对的。

2、选择好接地点：小小的接地点不知有多少工程技术人员对它做过多少论述，足见其重要性。一般情况下要求共点地，如：前向放大器的多条地线应汇合后再与干线地相连等等。现实中，因受各种限制很难完全办到，但应尽力遵循。这个问题在实际中是相当灵活的。每个人都有自己的一套解决方案。如能针对具体的电路板来解释就容易理解。

3、合理布置电源滤波/退耦电容：一般在原理图中仅画出若干电源滤波/退耦电容，但未指出它们各自应接于何处。其实这些电容是为开关器件(门电路)或其它需要滤波/退耦的部件而设置的，布置这些电容就应尽量靠近这些元部件，离得太远就没有作用了。有趣的是，当电源滤波/退耦电容布置的合理时，接地点的问题就显得不那么明显。

4、线条有讲究：有条件做宽的线决不做细;高压及高频线应园滑，不得有尖锐的倒角，拐弯也不得采用直角。地线应尽量宽，最好使用大面积敷铜，这对接地点问题有相当大的改善。

5、有些问题虽然发生在后期制作中，但却是PCB设计中带来的，它们是：过线孔太多，沉铜工艺稍有不慎就会埋下隐患。所以，设计中应尽量减少过线孔。同向并行的线条密度太大，焊接时很容易连成一片。所以，线密度应视焊接工艺的水平来确定。焊点的距离太小，不利于人工焊接，只能以降低工效来解决焊接质量。否则将留下隐患。所以，焊点的最小距离的确定应综合考虑焊接人员的素质和工效。焊盘或过线孔尺寸太小，或焊盘尺寸与钻孔尺寸配合不当。前者对人工钻孔不利，后者对数控钻孔不利。容易将焊盘钻成“c”形，重则钻掉焊盘。导线太细，而大面积的未布线区又没有设置敷铜，容易造成腐蚀不均匀。即当未布线区腐蚀完后，细导线很有可能腐蚀过头，或似断非断，或完全断。所以，设置敷铜的作用不仅仅是增大地线面积和抗干扰。

二、Protel 打印设置

SCH的打印设置较简单，在Margins的Top Bottom Left Right内全填上0然后点击Refresh,这样就能最大范围的占用页面，使打印出的SCH图更大些。

PCB的设置：打开File>Setup Printer…进行打印前的设置。

在弹出的Printer Setup菜单中，要先选择您的打印机：最先几个是默认的打印机，后面两个是我们安装了的打印机，(我的机子上是这样)两个中一个后缀为Final，一个是Composite，前一个的意思是打印机一次只打印一个层(不管您选了几个层，只是分几次打印而已)，后一个是一次打印所有你选中的层面，根据需要自己选择!下一步：点击下方的Options按钮，进行属性设置。假设我们选final然后进入Options进行设置，进入后的选项一般不用动，Scale为打印比例，默认的为1:1，如果想满页打印，就将那个小框打上钩，哦!右边的Show Hole蛮重要，选中他就可以把电路板上的孔打印出来(做光刻板就要选这个，有帮助)，好了，点击Setup进行纸张大小设置就完成了打印机 Options。还没完呢!麻烦把!回到选打印机属性的对话框，选择Layers，进行打印层的设置，进去以后，看见了吧!是不是很熟悉呢!根据自己需要选择吧。

三、常用的PCB库文件

1.librarypcbconnectors目录下的元件数据库所含的元件库含有绝大部分接插件元件的PCB封装

1).D type connectors.ddb,含有并口，串口类接口元件的封装

2).headers.ddb:含有各种插头元件的封装

2.librarypcbgeneric footprints目录下的数据库所含的元件库含有绝大部分的普通元件的PCB封状

1).general ic.ddb,含有CFP，DIP，JEDECA，LCC，DFP，ILEAD，SOCKET，PLCC系列以及表面贴装电阻，电容等元件封装

2).international rectifiers.ddb,含有IR公司的整流桥，二极管等常用元件的封装

3).Miscellaneous.ddb,含有电阻，电容，二极管等的封装

4).PGA.ddb,含有PGA封装

5).Transformers.ddb,含有变压器元件的封装

6).Transistors.ddb含有晶体管元件的封装

3.librarypcbIPC footprints目录下的元件数据库所含的元件库中有绝大部分的表面帖装元件的封装