PCB原理图和电路板布局你知道的有多少

本文提供了为自定义PCB制作准备原理图的基础知识的高级视图。

毫无疑问，原理图创建和PCB布局是电气工程的基本方面，而技术文章，应用笔记和教科书等资源往往集中在设计过程的这些部分是有道理的。但是，我们不应该忘记，如果您不知道如何将完成的设计文件转换为组装电路板，则原理图和布局不是很有用。即使您对订购和组装PCB有些熟悉，您也可能不知道某些选项可以帮助您以更低的成本获得足够的结果。

本文适用于对此感兴趣的任何人。 （或者可能有一天会感兴趣）制造和组装少量高质量的PCB。通过“制造”我的意思是“支付公司来制造” - 我不会讨论多氯联苯的DIY制造，我不能诚实地推荐这种方法。如今，专业的PCB制造是如此实惠和方便，而且总的来说效果非常好。

我长期以来一直在做独立的低量PCB设计，而且我逐渐收购了足够的相关信息，可以整理一篇关于这一主题的相当全面的文章。尽管如此，我只是一个人而且我当然不能知道所有事情，所以请不要犹豫，通过文章末尾的评论部分扩展我的工作。我真诚地感谢您的贡献。

订购和组装印刷电路板指南

本文是系列文章的一部分：

PCB原理图和电路板布局

如何为定制印刷电路板生成制造文件

如何选择PCB制造商

BasicSchematic

示意图主要包含以这种方式连接的组件和电线以产生所需的电气性能。电线将变成痕迹或铜浇注。

组件包括足迹（AKA焊盘图案），即一组通孔和/或与物理部件的端子几何形状匹配的表面安装垫。足迹还可以包含线条，形状和文本，统称为丝网印刷。这些在PCB上显示为纯粹的视觉元素;它们不导电，不会影响电路的功能。

下图提供了原理图元件和相应PCB封装的示例（蓝线表示每个元件引脚所在的封装焊盘）连接）。

将原理图转换为PCB布局

完成的原理图由CAD软件转换为PCB布局组成组件足迹和鼠标;这个相当不愉快的词是指尚未转换为物理连接的电气连接。

设计师安排组件，然后使用鼠标作为创建痕迹，铜浇注和过孔<的指南/strong>即可。通孔是一个小通孔，可以连接到不同的PCB层（或多层 - 例如，热通孔可能连接到内部接地层，并且接地铜连接到电路板底部） 。

验证：识别PCB布局中的问题

制造阶段开始前的最后一步称为验证。这里的一般想法是CAD工具试图在它们对电路板的功能产生负面影响或干扰制造过程之前发现布局错误。

我熟悉三种类型的验证（尽管可能还有更多）：

连接性这可确保网络的所有部分通过某种导电结构连接。

一致性原理图和布局之间：这是相当不言自明的。我假设不同的CAD工具有不同的方式来实现这种形式的验证。

DRC（设计规则检查）：这个与PCB制造主题特别相关因为设计规则是您对自己的布局施加的限制，以确保可以成功制造。常见的设计规则包括最小走线间距，最小走线宽度和最小钻头直径。当您布置电路板时，很容易违反设计规则，特别是如果您赶时间，所以一定要利用CAD工具的DRC功能。下图显示了我用于C-BISCUIT机器人控制板的设计规则。

PCB功能水平和垂直列出。对应于两个特征的行和列交叉处的值表示这两个特征之间的最小间隔（以密耳为单位）。例如，如果您查看与“Board”对应的行，然后转到与“Pad”对应的列，您会看到垫与板边缘之间的最小间距为11 mils。

订购和组装印刷电路板指南

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PCB原理图和电路板布局

如何为定制印刷电路板生成制造文件

选择合适的CAD软件程序：从哪里开始

在结束本指南的这一部分之前，我想简要讨论一下原理图/PCB CAD软件。如果您在各种免费和低价选项中感觉有点迷失，我建议您从下列其中一个包开始：

DipTrace

DipTrace是首选，因为它是我的最爱。价格是合理的，它可以满足我的所有需求，并且我发现用户界面非常直观且视觉上令人愉悦。

EAGLE

我有EAGLE的经验非常有限，但它已经存在了很长时间，而且似乎很受欢迎。 “标准”许可证每年 100美元;这比我想要为CAD软件付出的更多。

在下面查看我们关于更有效地使用EAGLE CAD的文章：

更简单的PCB设计：Eagle CAD技巧和诀窍

EAGLE CAD技巧和窍门，第2部分

EAGLE CAD技巧和窍门，第3部分

使用ULP扩展EAGLE CAD工具：编写您的第一个用户语言程序

KiCad

此程序是免费且开源的。我总是避免它，部分是因为我担心它的稳定性。然而，我最近从一位高素质的同事那里听说，KiCad已经发展成为一个优秀的工具，即使对于专业设计师也是如此。这绝对值得一看，特别是如果你预算紧张。

DesignSpark

完全免费且非常有能力。我在切换之前使用过这个工具到DipTrace。