前文详细的介绍了PCB布线布局基本规则、PCB板设计注意事项,本文会重点介绍PCB电路板原理图设计生产指南...
准备项目规范是PCB设计的重要组成部分。它可能包括技术要求、框图、可交付成果、假设、初步物料清单(BOM)和BOM成本、为项目开发制定的工具和技术。前期准备的越充分,在硬件设计过程中可能遇到的问题就越少,在硬件设计中笔者不止一次遇到过在硬件设计中遇到问题而不得不改换方案的,甚至是已经完成了样品却发现不能完成某些功能的,这些问题都能够在需求设计阶段进行规避。
PCB板设计的过程总是从原理图开始。原理图或电路图传达了集成电路(IC) 和分立元件等不同电气元件之间的电气连接。一般使用专业的CAD软件,如Altium Designer,PADS, Cadence Allegro等软件来定义模块并设计不同组件之间的连接,原理图决定了PCB的工作原理,在原理图设计阶段我们需要完成硬件的电气连接,并确定器件的封装尺寸。
一旦原理图导入PCB布局,手动将元件放置在电路板上并布线。因为考虑了所需层数和组件的尺寸,这些尺寸可能受到外壳尺寸的限制。在PCB布局设计中,我们会分析信号完整性并评估电气限制,以确保板级架构的安全性。对于复杂的布局, 还需要借助各种仿真工具来确保信号的完整性、设计的可靠性等,在设计电路时,有必要采取一些预防措施,以确保可以满足其EMC性能要求。
一旦电路设计和构建完成,试图修复EMC性能将更加困难和昂贵。在电路设计和PCB布局阶段可以解决许多方面,以确保EMC性能得到优化:PCB电路设计—PCB电路分区—PCB接地—PCB布线—EMC滤波器—I/O滤波和屏蔽,通过采取这些预防措施,可以大大提高PCB布局的EMC性能。电路板设计是硬件开发中投入较大精力的一个环节,设计过程中需要用到许多的仿真工具来进行可靠性设计,以最大限度地减少PCB设计修订,降低开发成本,并缩短研发周期。
一旦我们的PCB设计布局被批准生产,需将其导出为制造商支持的格式。准备一份物料清单(BOM)和Gerber文件,用于描述电路板每个图像的设计要求。制造商使用此文档作为电路板制造和PCB组装的参考。对于某些项目,还需要创建PCB的3D模型,以确保其适合外壳。测试对于PCB布局设计服务和制造阶段都是必不可少的,在高速PCB和射频板上,还需要为制造商提供执行电阻和阻抗测试所需的数据和软件。样板制造完成后,需在内部进行测试。
原型验证后,准备批量生产的文件,并在整个制造过程中为生产部门提供协助。需要给生产部门提供特殊的软件、硬件和测试程序。编写详细的测试操作作业指导,提供测试指标,以确保生产入库的产品都是符合标准的。
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