印制電路板設(shè)計(jì)也稱印制板排版設(shè)計(jì),通常包括設(shè)計(jì)準(zhǔn)備、外形及結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)布局、設(shè)計(jì)布線、提出加工工藝圖及技術(shù)要求等過程:
1.設(shè)計(jì)準(zhǔn)備
了解電路工作原理和組成,各功能電路的相互關(guān)系及信號(hào)流向等內(nèi)容,對(duì)電路工作時(shí)可能發(fā)熱、可能產(chǎn)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(jī)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(hào)、外形尺寸、封裝,必要時(shí)取得樣品或產(chǎn)品樣本。
2.外形及結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)
(1)對(duì)外連接草圖,它是根據(jù)整機(jī)結(jié)構(gòu)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(shí)應(yīng)大致確定其位置和排列順序。若采用接插件引出時(shí),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(shè)計(jì)時(shí)已大致確定,從經(jīng)濟(jì)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(nèi)容,印制板與機(jī)殼或其他結(jié)構(gòu)件連接的螺孔位置及孔徑應(yīng)明確標(biāo)出。
3.設(shè)計(jì)布局
布局就是將電路元器件放在印制板有線區(qū)內(nèi),布局是否合理不僅影響布線工作,而目對(duì)整個(gè)電路板的性能也有重要作用。這里對(duì)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(biāo)。在此基礎(chǔ)上滿足工藝性,檢測(cè)、維修方面的要求。同時(shí),適當(dāng)兼顧美觀性,元器件排列整齊疏密得當(dāng)。
(2)布局原則:
(a)就近原則,相關(guān)電路部分應(yīng)就近安放,避免走遠(yuǎn)路,繞彎子。
(b)信號(hào)流原則,按電路信號(hào)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(shí)先放置主電路。
(4)布局方法:
(a)實(shí)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(shí)際應(yīng)用中一般是將關(guān)鍵的元器件或部件實(shí)物作為布局依據(jù)。
(b)模板法。實(shí)物擺放不方便或沒有實(shí)物,可按樣本或有關(guān)資料制作主要元器件和部件的圖樣模板,以代替實(shí)物進(jìn)行布局。
(c)經(jīng)驗(yàn)對(duì)比法。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)參照可對(duì)比的已有印制電路板對(duì)新設(shè)計(jì)布局。
4.設(shè)計(jì)布線
布線是按照原理圖要求將元器件和部件通過印制導(dǎo)線連接成電路。這是印制板設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵步驟,具體布線要把握以下要點(diǎn):
(1)連接要正確。面對(duì)縱橫交錯(cuò)的導(dǎo)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(fù)雜的電路、利用cad手段再加上必要的校對(duì)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(xì)要適當(dāng)。電源線(包括地線)和大電流線必須保證足夠?qū)挾?。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(shù)要求
技術(shù)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)。