PCB设计入门基础知识详解

印制电路板的设计是以电路原理图为根据，实现电路设计者所需要的功能。印刷电路板的设计主要指版图设计，需要考虑外部接口、内部的电磁保护、散热等因素布局。我们常用的设计软件有Altium Designer 、Cadence Allegro、PADS等等设计软件。如果是初学者小北介意学习Altium Designer软件。做为一门设计者我们有必要熟练二个软件。下面和小北一起来看看PCB设计入门基础知识！让我们更进一步了解PCB设计。

在高速设计中，可控阻抗板和线路阻抗的连续性是非常重要的问题。常见的阻抗单端50欧，差分100欧，如何保证信号完整性呢？我们常用的方式，信号线的相邻层都有完整的GND平面，或者是电源平面。我们做用单片机做产品，一般情况下我们是没必要做阻抗，它工作的频率一般都是很低。您可以百度一下SI9000学习下阻抗计算的方法。小北一般没有太关注这个问题，都是由板厂给我们算的阻抗。

设置技巧

设计在不同阶段需要进行不同的设置，在布局阶段可以采用大格点进行器件布局；对于IC、非定位接插件等大器件，可以选用50~100mil的格点精度进行布局，而对于电阻电容和电感等无源小器件，可采用25mil的格点进行布局。大格点的精度有利于器件的对齐和布局的美观。在高速布线时，我们不采用毫米mm为单位，我们大多采用米尔mil为单位。很多刚入门或者是画底速板子的朋友，可能大多数用的是毫米为单位。
PCB布局规则
1、在通常情况下，所有的元件尽量布置在电路板的同一面上，只有当顶层元件过密时，才能将一些高度有限并且发热量小的器件，如贴片电阻、贴片电容、贴片芯片等放在底层。
2、在保证电气性能的前提下，元件应放置在栅格上且相互平行或垂直排列，以求整齐、美观；元件排列要紧凑，元件在整个版面上应分布均匀、疏密一致。
3、器件尽量离电路板边缘一般不小于2MM，器件要离工艺板边5MM，当不足5mm时，我们应该需要工艺边。当然也要考虑电路板所能承受的机械强度。

布局技巧

在PCB的布局设计中要分析电路板的单元，依据起功能进行布局设计，对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则：
1、按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。
2、以每个功能单元的核心元器件为中心，围绕它来进行布局。元器件应均匀、整体、紧凑的排列在PCB上，尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。当接口固定时，我们应由接口为基础，再到接着以核心元器件布局。高速信号最短为原则。
3、在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。低频与高频线电路要分开，数字与模拟电路要分开设计。
布局设计
在PCB中，特殊的元器件是指高频部分的关键元器件、电路中的核心元器件、易受干扰的元器件、带高压的元器件、发热量大的元器件，以及一些异性元器 件，这些特殊元器件的位置需要仔细分析，做带布局合乎电路功能的要求及生产的需求。不恰当的放置他们可能产生电路兼容问题、信号完整性问题，从而导致 PCB设计的失败。
放置顺序
1、放置与结构有紧密配合的元器件，如电源插座、指示灯、开关、连接器等。
2、放置特殊元器件，如大的元器件、重的元器件、发热元器件、变压器、IC等。
3、放置小的元器件。
布局检查
1、电路板尺寸和CAD图纸要求加工尺寸是否相符合。
2、元器件的布局是否均衡、排列整齐、是否已经全部布完。
3、各个层面有无冲突。如元器件、外框、连接器是否合理。
4、常用到的元器件是否方便维修与安装。如开关、插件板插入设备、须经常更换的元器件等。
5、热敏元器件与发热元器件距离是否合理。
6、散热性是否良好。
7、线路的干扰问题是否需要考虑。
布线原则
1、避免在PCB边缘安排重要的信号线，如时钟和复位信号等。
2、机壳地线与信号线间隔至少为2毫米
3、高速信号尽量小打过孔，信号保证完整性。
4、数、模信号是否分开。高频与低频信号是否分开。
5、大面积敷铜设计时敷铜上应有开窗口，加散热孔，并将开窗口设计成网状。
6、振晶，变压器下面是否走线。这些入门基础知识只有我们勤劳练习才能日日进步。

丝印摆放

1、丝印位号不上阻焊，放置丝印生产之后缺失。
2、丝印位号清晰，推荐字宽/字高尺寸为4/25mil、5/30mil、6/45mil。
3、保持方向统一性，一般一块PCB上不要超过两个方向摆放，推荐字母在左或在下

网络DRC检查及结构检查

质量控制是PCB设计流程的重要组成部分，一般的质量控制手段包括：设计自检、设计互检、专家评审会议、专项检查等。
原理图和结构要素图是最基本的设计要求，网络DRC检查和结构检查就是分别确认PCB设计满足原理图网表和结构要素图两项输入条件。

规则装配

在设计中，从PCB板的装配角度来看，要考虑以下参数：
1、孔的直径要根据最大材料条件（ MMC） 和最小材料条件（LMC） 的情况来决定。一个无支撑元器件的孔的直径应当这样选取，即从孔的MMC 中减去引脚的MMC ，所得的差值在0.15 -0. 5mm 之间。而且对于带状引脚，引脚的标称对角线和无支撑孔的内径差将不超过0.5mm ，并且不少于0.15mm。
2、合理放置较小元器件，以使其不会被较大的元器件遮盖。
3、阻焊的厚度应不大于0.05mm。
4、丝网印制标识不能和任何焊盘相交。
5、电路板的上半部应该与下半部一样，以达到结构对称。因为不对称的电路板可能会变弯曲。
大家可以根据上面的PCB入门基础知识去网上下载一个PCB来进对比。然后根据自己的所学知识去设计一个PCB。更多的设计知识尽在小北设计。