PCB设计流程.docx
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PCB设计流程
工欲善其事，必先利其器”，要做出一块
一般PCB基本设计流程如下：
前期准备->PCB结构设计->PCB布局->布线->布线优化和丝印->网络和DRC检查和结构检查->制版。
第一：
前期准备。
这包括准备元件库和原理图。
好的板子，除了要设计好原理之外，还要画得好。
在进行PCB设计之前，首先要准备好原理图SCH的元件库和PCB的元件库。
SCH的元件库要求相对比较
元件库可以用peotel自带的库，但一般情况下很难找到合适的，最好是自己根据所选器件的标准尺寸资料自己做元件库。
则上先做PCB的元件库，再做SCH的元件库。
PCB的元件库要求较高，它直接影响板子的安装；松，只要注意定义好管脚属性和与PCB
元件的对应关系就行。
PS:
注意标准库中的隐藏管脚。
之后就是原理图的设计，做好后就
准备开始做PCB设计了。
PCB设计环
第二:
PCB结构设计。
这一步根据已经确定的电路板尺寸和各项机械定位，在境下绘制PCB板面，并按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等。
并充分考虑和确定布线区域和非布线区域（如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域）。
第三:
PCB布局。
布局说白了就是在板子上放器件。
这时如果前面讲到的准备工作都做好的话，就可以在原理图上生成网络表
（Design->CreateNetlist），之后在PCB图上导入网络表（Design->LoadNets）。
就看见器件哗啦啦的全堆上去了，各管脚之间还有飞线提示连接。
然后就可以对器件布局了。
一般布局按如下原则进行:
1按电气性能合理分区，一般分为:
数字电路区（即怕干扰、又产生干扰）、模拟电路区（怕干扰）、功率驱动区（干扰源）；
2
；同
完成同一功能的电路，应尽量靠近放置，并调整各元器件以保证连线最为简洁时，调整各功能块间的相对位置使功能块间的连线最简洁；
3对于质量大的元器件应考虑安装位置和安装强度；发热元件应与温度敏感元件分开放置，必要时还应考虑热对流措施；
4I/O驱动器件尽量靠近印刷板的边、靠近引出接插件；
5时钟产生器（如：
晶振或钟振）要尽量靠近用到该时钟的器件；
6在每个集成电路的电源输入脚和地之间，需加一个去耦电容（一般采用高频性能好的
独石电容）；电路板空间较密时，也可在几个集成电路周围加一个钽电容。
7继电器线圈处要加放电二极管（1N4148即可）；
8布局要求要均衡，疏密有序，不能头重脚轻或一头沉
需要特别注意，在放置元器件时，一定要考虑元器件的实际尺寸大小（所占面积和高度）、元器件之间的相对位置，以保证电路板的电气性能和生产安装的可行性和便利性同时，应该在保证上面原则能够体现的前提下，适当修改器件的摆放，使之整齐美观，如同样的器件要摆放整齐、方向一致，不能摆得“错落有致”。
这个步骤关系到板子整体形象和下一步布线的难易程度，所以一点要花大力气去考虑。
布局时，对不太肯定的地方可以先作初步布线，充分考虑。
可以说还
第四：
布线。
布线是整个PCB设计中最重要的工序。
这将直接影响着PCB板的性能好坏。
在PCB的设计过程中，布线一般有这么三种境界的划分：
首先是布通，这时PCB设计时的最基本的要求。
如果线路都没布通，搞得到处是飞线，那将是一块不合格的板子，没入门。
其次是电器性能的满足。
这是衡量一块印刷电路板是否合格的标准。
这是在布通之后，认真调整布线，使其能达到最佳的电器性能。
接着是美观。
假如你的布线布通了，也没有什么影响电器性能的地方，但是一眼看过去杂乱无章的，加上五彩缤纷、花花绿绿的，那
就算你的电器性能怎么好，在别人眼里还是垃圾一块。
这样给测试和维修带来极大的不便。
布线要整齐划一，不能纵横交错毫无章法。
这些都要在保证电器性能和满足其他个别要求的情况下实现，否则就是舍本逐末了。
布线时主要按以下原则进行：
1一般情况下，首先应对电源线和地线进行布线，以保证电路板的电气性能。
在条件允许的
范围内，尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：
地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：
0.2〜0.3mm，最细宽度可达0.05〜0.07mm，电源线一
般为1.2〜2.5mm。
对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路，即构成一个地网来使用（模拟电路的地则不能这样使用）
2预先对要求比较严格的线（如高频线）进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻
平行，以免产生反射干扰。
必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。
3振荡器外壳接地，时钟线要尽量短，且不能引得到处都是。
时钟振荡电路下面、特殊
高速逻辑电路部分要加大地的面积，而不应该走其它信号线，以使周围电场趋近于零；
4尽可能采用45o的折线布线，不可使用90o折线，以减小高频信号的辐射；（要求高的线
还要用双弧线）
5
信号线的过孔要尽量少
任何信号线都不要形成环路，如不可避免，环路应尽量小；
6关键的线尽量短而粗，并在两边加上保护地。
7
-信号-地线”的方式引出。
通过扁平电缆传送敏感信号和噪声场带信号时，要用“地线
8关键信号应预留测试点，以方便生产和维修检测用
9原理图布线完成后，应对布线进行优化；同时，经初步网络检查和DRC检查无误后，对
未布线区域进行地线填充，用大面积铜层作地线用，在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。
或是做成多层板，电源，地线各占用一层。
PCB布线工艺要求
1线
一般情况下，信号线宽为0.3mm（12mil），电源线宽为0.77mm（30mil）或1.27mm（50mil）；线与线之间和线与焊盘之间的距离大于等于0.33mm（13mil），实际应用中，条件允许时应考虑加大距离；布线密度较高时，可考虑（但不建议）采用IC脚间走两根线，线的宽度为
0.254mm（10mil），线间距不小于0.254mm（10mil）。
特殊情况下，当器件管脚较密，宽度较窄时，可按适当减小线宽和线间距。
2焊盘（PAD）
焊盘（PAD）与过渡孔（VIA）的基本要求是：
盘的直径比孔的直径要大于0.6mm；例如,
通用插脚式电阻、电容和集成电路等，采用盘/孔尺寸1.6mm/0.8mm（63mil/32mil），插座、
插针和二极管1N4007等，采用1.8mm/1.0mm（71mil/39mil）。
实际应用中，应根据实际元件的尺寸来定，有条件时，可适当加大焊盘尺寸；PCB板上设计的元件安装孔径应比元件
管脚的实际尺寸大0.2〜0.4mm左右。
3．过孔（VIA）
一般为1.27mm/0.7mm（50mil/28mil）；
1.0mm/0.6mm
当布线密度较高时，过孔尺寸可适当减小，但不宜过小，可考虑采用（40mil/24mil）。
④．焊盘、线、过孔的间距要求
PADandVIA:
>
PADandPAD:
>
PADandTRACK：
TRACKandTRACK
PADandVIA:
>
PADandPAD:
>
PADandTRACK
TRACKandTRACK
0.3mm（12mil）
0.3mm（12mil）
>0.3mm（12mil）
:
>0.3mm（12mil）密度较高时:
0.254mm（10mil）
0.254mm（10mil）
>0.254mm（10mil）
:
>0.254mm（10mil）第五布线优化和丝印。
“没有最好的，只有更好的”！
不管你怎么挖空心思的去设计，等你画完之后，再去看一看，还是
会觉得很多地方可以修改的。
一般设计的经验是优化布线的时间是初次布线的时间的两倍。
感觉没什么地方需要修改之
后，就可以铺铜了（Place->polygonPlane）。
铺铜一般铺地线（注意模拟地和数字地的分离），多层板时还可能需要铺电源。
时对于丝印，要注意不能被器件挡住或被过孔和焊盘去掉。
同时，设计时正视元件面，底层的字应做镜像处理，以免混淆层面
（NETCHECK），并根网络检查正确通过后，以保证PCB布线
第六：
网络和DRC检查和结构检查。
首先，在确定电路原理图设计无误的前提下，将所生成的PCB网络文件与原理图网络文件进行物理连接关系的网络检查据输出文件结果及时对设计进行修正，以保证布线连接关系的正确性；对PCB设计进行DRC检查，并根据输出文件结果及时对设计进行修正，的电气性能。
最后需进一步对PCB的机械安装结构进行检查和确认第七：
制版。
在此之前，最好还要有一个审核的过程。
PCB设计是一个考心思的工作，谁的心思密，经验高，设计出来的板子就好。
所以设计时要极其细心，充分考虑各方面的因数（比如说便于维修和检查这一项很多人就不去考虑）精益求精，就一定能设计出一个好板子。
用PROTEL99制作印刷电路版的基本流程
、电路版设计的先期工作1、利用原理图设计工具绘制原理图，并且生成对应的网络表。
当然，有些特殊情况下，如电路版比较简单，已经有了网络表等情况下也可以不进行原理图的设计，直接进入PCB设计系统，在PCB设计系统中，可以直接取用零件封装，人工生成网络表。
2、手工更改网络表将一些元件的固定用脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网络上，没任何物理连接的可定义到地或保护地等。
将一些原理图和PCB封装库中引脚名称不一致的器件引脚名称改成和PCB封装库中的一致，特别是二、三极管等。
PCB库专用设计文件。
二、画出自己定义的非标准器件的封装库建议将自己所画的器件都放入一个自己建立的三、设置PCB设计环境和绘制印刷电路的版框含中间的镂空等1、进入PCB系统后的第一步就是设置PCB设计环境，包括设置格点大小和类型，光标类型，版层参数，布线参数等等。
大多数参数都可以用系统默认值，而且这些参数经过设置之后，符合个人的习惯，以后无须再去修改。
2、规划电路版，主要是确定电路版的边框，包括电路版的尺寸大小等等。
在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘。
对于3mm的螺丝可用6.5~8mm的外径和3.2~3.5mm内径的焊盘对于标准板可从其它板或PCBizard中调入。
四、打开所有要用到的PCB库文件后，调入网络表文件和修改零件封装这一步是非常重要的一个环节，网络表是PCB自动布线的灵魂，也是原理图设计与印象电路版设计的接口，只有将网络表装入后，才能进行电路版的布线。
在原理图设计的过程中，ERC检查不会涉及到零件的封装问题。
因此，原理图设计时，零件的封装可能被遗忘，在引进网络表时可以根据设计情况来修改或补充零件的封装。
当然，可以直接在PCB内人工生成网络表，并且指定零件封装。
五、布置零件封装的位置，也称零件布局
Protel99可以进行自动布局,也可以进行手动布局。
如果进行自动布局，运行"Tools"下面的
"AutoPlace",用这个命令，你需要有足够的耐心。
布线的关键是布局，多数设计者采用手动布局的形式。
用鼠标选中一个元件，按住鼠标左键不放，拖住这个元件到达目的地，放开左键，将该元件固定。
Protel99在布局方面新增加了一些技巧。
新的交互式布局选项包含自动选择和自动对齐。
使用自动选择方式可以很快地收集相似封装的元件，然后旋转、展开和整理成组，就可以移动到板上所需位置上了。
当简易的布局完成后，使用自动对齐方式整齐地展开或缩紧一组封装相似的元件。
提示：
在自动选择时，使用Shift+X或Y和Ctrl+X或Y可展开和缩紧选定组件的X、Y方向。
注意：
零件布局，应当从机械结构散热、电磁干扰、将来布线的方便性等方面综合考虑。
先布置与机械尺寸有关的器件，并锁定这些器件，然后是大的占位置的器件和电路的核心元件，再是外围的小元件。
六、根据情况再作适当调整然后将全部器件锁定假如板上空间允许则可在板上放上一些类似于实验板的布线区。
对于大板子，应在中间多加固定螺丝孔。
板上有重的器件或较大的接插件等受力器件边上也应加固定螺丝孔，有需要的话可在适当位置放上一些测试用焊盘，最好在原理图中就加上。
将过小的焊盘过孔改大，将所有固定螺丝孔焊盘的网络定义到地或保护地等。
放好后用VIEW3D功能察看一下实际效果，存盘。
七、布线规则设置布线规则是设置布线的各个规范（象使用层面、各组线宽、过孔间距、布线的拓朴结构等部分规则，可通过Design-Rules的Menu处从其它板导出后，再导入这块板）这个步骤不必每次都要设置，按个人的习惯，设定一次就可以。
选Design-Rules一般需要重新设置以下几点1、安全间距（Routing标签的ClearanceConstraint）它规定了板上不同网络的走线焊盘过孔等之间必须保持的距离。
一般板子可设为0.254mm，较空的板子可设为0.3mm，较密的贴片板子可设为0.2-0.22mm，极少数印板加工厂家的生产能力在0.1-0.15mm，假如能征得他们同意你就能设成此值。
0.1mm以下是绝对禁止的。
2、走线层面和方向（Routing标签的RoutingLayers）此处可设置使用的走线层和每层的主要走线方向。
请注意贴片的单面板只用顶层，直插型的单面板只用底层，但是多层板的电源层不是在这里设置的（可以在Design-LayerStackManager中，点顶层或底层后，用AddPlane添加，用鼠标左键双击后设置，点中本层后用Delete删除），机械层也不是在这里设置的（可以在Design-MechanicalLayer中选择所要用到的机械层，并选择是否可视和是否同时在单层显示模式下显示）
机械层机械层机械层板子看
1一般用于画板子的边框；
3一般用于画板子上的挡条等机械结构件；
4一般用于画标尺和注释等，具体可自己用PCBWizard中导出一个PCAT结构的下3、过孔形状（Routing标签的RoutingViaStyle）
4、走线线宽（Routing标签的WidthConstraint）
它规定了手工和自动布线时走线的宽度。
整个板范围的首选项一般取0.2-0.6mm，另添加一
些网络或网络组（NetClass）的线宽设置，如地线、+5伏电源线、交流电源输入线、功率
输出线和电源组等。
网络组可以事先在Design-NetlistManager中定义好，地线一般可选1mm宽度，各种电源线一般可选0.5-1mm宽度，印板上线宽和电流的关系大约是每毫米线宽允许通过1安培的电流，具体可参看有关资料。
当线径首选值太大使得SMD焊盘在自动布线无法走通时，它会在进入到SMD焊盘处自动缩小成最小宽度和焊盘的宽度之间的一段走线，其中Board为对整个板的线宽约束，它的优先级最低，即布线时首先满足网络和网络组等的线宽约束条件。
5、敷铜连接形状的设置（Manufacturing标签的PolygonConnectStyle）建议用ReliefConnect方式导线宽度ConductorWidth取0.3-0.5mm4根导线45或90度。
其余各项一般可用它原先的缺省值，而象布线的拓朴结构、电源层的间距和连接形状匹配的网络长度等项可根据需要设置。
选Tools-Preferences,其中Options栏的InteractiveRouting处选PushObstacle（遇到不同网络的走线时推挤其它的走线，IgnoreObstacle为穿过，AvoidObstacle为拦断）模式并选
中AutomaticallyRemove（自动删除多余的走线）。
Defaults栏的Track和Via等也可改一下，一般不必去动它们。
在不希望有走线的区域内放置FILL填充层，如散热器和卧放的两脚晶振下方所在布线层要上锡的在Top或BottomSolder相应处放FILL。
布线规则设置也是印刷电路版设计的关键之一，需要丰富的实践经验。
八、自动布线和手工调整1、点击菜单命令AutoRoute/Setup对自动布线功能进行设置选中除了AddTestpoints以外的所有项，特别是选中其中的LockAllPre-Route选项，Routing
Grid可选1mil等。
自动布线开始前PROTEL会给你一个推荐值可不去理它或改为它的推
荐值，此值越小板越容易100%布通，但布线难度和所花时间越大。
2、点击菜单命令AutoRoute/All开始自动布线假如不能完全布通则可手工继续完成或UNDO一次（千万不要用撤消全部布线功能，它会删除所有的预布线和自由焊盘、过孔）后调整一下布局或布线规则，再重新布线。
完成后做一次DRC，有错则改正。
布局和布线过程中，若发现原理图有错则应及时更新原理图和网络表，手工更改网络表（同第一步），并重装网络表后再布。
3、对布线进行手工初步调整需加粗的地线、电源线、功率输出线等加粗，某几根绕得太多的线重布一下，消除部分不必要的过孔，再次用VIEW3D功能察看实际效果。
手工调整中可选Tools-DensityMap查看布线密度，红色为最密，黄色次之，绿色为较松，看完后可按键盘上的End键刷新屏幕。
红色部分一般应将走线调整得松一些，直到变成黄色或绿色。
九、切换到单层显示模式下（点击菜单命令Tools/Preferences,选中对话框中Display栏的
SingleLayerMode）
DRC，因为有时候有些线会断开而
以方便改
将每个布线层的线拉整齐和美观。
手工调整时应经常做你可能会从它断开处中间走上好几根线，快完成时可将每个布线层单独打印出来，线时参考，其间也要经常用3D显示和密度图功能查看。
最后取消单层显示模式，存盘。
OK钮。
原
并回原理图中选Tools-BackAnnotate并选择好新生成的那个*.WAS文件后，按理图中有些标号应重新拖放以求美观，全部调完并DRC通过后，拖放所有丝印层的字符到合适位置。
注意字符尽量不要放在元件下面或过孔焊盘上面。
对于过大的字符可适当缩小，DrillDrawing层可按需放上一些坐标（Place-Coordinate）和尺寸（（Place-Dimension）。
最后再放上印板名称、设计版本号、公司名称、文件首次加工日期、印板文件名、文件加工编号等信息（请参见第五步图中所示）。
并可用第三方提供的程序来加上图形和中文注释如BMP2PCB.EXE和宏势公司ROTEL99和PROTEL99SE专用PCB汉字输入程序包中的FONT.EXE等。
一、对所有过孔和焊盘补泪滴补泪滴可增加它们的牢度，但会使板上的线变得较难看。
顺序按下键盘的S和A键（全选），再选择Tools-Teardrops，选中General栏的前三个，并选Add和Track模式，如果你不需要把最终文件转为PROTEL的DOS版格式文件的话也可用其它模式，后按OK钮。
完成
后顺序按下键盘的X和A键（全部不选中）。
对于贴片和单面板一定要加。
十二、放置覆铜区将设计规则里的安全间距暂时改为0.5-1mm并清除错误标记，选Place-PolygonPlane在各布线层放置地线网络的覆铜（尽量用八角形，而不是用圆弧来包裹焊盘。
最终要转成DOS格式文件的话，一定要选择用八角形）。
下图即为一个在顶层放置覆铜的设置举例：
设置完成后，再按OK扭，画出需覆铜区域的边框，最后一条边可不画，直接按鼠标右键就可开始覆铜。
它缺省认为你的起点和终点之间始终用一条直线相连，电路频率较高时可选GridSize比TrackWidth大，覆出网格线。
相应放置其余几个布线层的覆铜，观察某一层上较大面积没有覆铜的地方，在其它层有覆铜处放一个过孔，双击覆铜区域内任一点并选择一个覆铜后，直接点OK，再点Yes便可更新
这个覆铜。
几个覆铜多次反复几次直到每个覆铜层都较满为止。
将设计规则里的安全间距改回原值。
十三、最后再做一次DRC选择其中ClearanceConstraintsMax/MinWidthConstraintsShortCircuitConstraints和Un-RoutedNetsConstraints这几项，按RunDRC钮，有错则改正。
全部正确后存盘。
十四、对于支持PROTEL99SE格式（PCB4.0）加工的厂家可在观看文档目录情况下，将这个文件导出为一个*.PCB文件；对于支持PROTEL99格式（PCB3.0）加工的厂家，可将文件另存为PCB3.0二进制文件，做DRC。
通过后不存盘退出。
在观看文档目录情况下，将这个文件导出为一个*.PCB文件。
由于目前很大一部分厂家只能做DOS下的PROTELAUTOTRAX画的板子，所以以下这几步是产生一个DOS版PCB文件必不可少的：
1、将所有机械层内容改到机械层1，在观看文档目录情况下，将网络表导出为*.NET文件，
在打开本PCB文件观看的情况下，将PCB导出为PROTELPCB2.8ASCIIFILE格式的*.PCB文件。
2、用PROTELFORWINDOWSPCB2.8打开PCB文件，选择文件菜单中的另存为，并选择Autotrax格式存成一个DOS下可打开的文件。
所以前面推荐大家一定要用八角形来包裹焊
3、用DOS下的PROTELAUTOTRAX打开这个文件。
个别字符串可能要重新拖放或调整大小。
上下放的全部两脚贴片元件可能会产生焊盘X-Y大小互换的情况，一个一个调整它们。
大的四列贴片IC也会全部焊盘X-Y互换，只能自动调整一半后，手工一个一个改，请随时存盘，这个过程中很容易产生人为错误。
PROTELDOS版可是没有UNDO功能的。
假如你先前布了覆铜并选择了用圆弧来包裹焊盘，那么现在所有的网络基本上都已相连了，手工一个一个删除和修改这些圆弧是非常累的，
DRC全部通过为止。
盘。
这些都完成后，用前面导出的网络表作DRCRoute中的SeparationSetup，各项值应比WINDOWS版下小一些，有错则改正，直到
也可直接生成GERBER和钻孔文件交给厂家选File-CAMManager按Next>钮出来六个选项，Bom为元器件清单表，DRC为设计规则检查报告，Gerber为光绘文件，NCDrill为钻孔文件，PickPlace为自动拾放文件，TestPoints为测试点报告。
选择Gerber后按提示一步步往下做。
其中有些与生产工艺能力有关
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