从电路图Schamatics设计到电路板PCB设计的一般流程

PCB全名为Printed Circuit Board，即印刷电路板。图1就是一块完成布线的PCB图。将相应的PCB文件发给PCB制板厂就可以制造出能装配电子元件的PCB板。

图1：完成布线两层PCB图
图片来源：pcbbbs.com 设计PCB需要专业的EDA软件工具，根据不同的电路板尺寸、复杂度（电路中包含的元器件数量，电路板层数）以及相关的附件功能（信号完整性分析、电源完整性仿真等）可以选择不同配置的EDA软件工具，其价格从数千人民币到数十万不等。业内知名的EDA软件工具如图2所示。

图2：知名PCB设计EDA软件工具品牌
图片来源：pcbbbs.com 我们来了解一下从电路图Schamatics设计到电路板PCB设计的一般流程。借助于EDA软件工具，我们先完成电路原理图设计。

图3：电路原理图
图片来源：eeskill.com/file/id/12225图3就是电路原理图，将设计完成的原理图生成网络表，网络表里包含了电路图中每一个元件的信号互连信息以及相应的PCB封装。将生成的网络表导入PCB设计工具中，设计桌面上就会自动生成一堆的封装，并且带有连接指引线，这个时候我们就可以正式开始PCB的布线工作。 假设电路中我们采用了0402封装的贴片电阻，那么我们就要在原理图中为电阻元件设置好0402的贴片封装。这种常见封装一般EDA工具中都会有封装库文件，无需设计者去绘制。对于封装库中没有的封装，我们需要自己去画出封装，然后添加进封装库中。元件的封装尺寸数据，在元件的数据手册中都可以查得到。

图4：0402贴片封装
图片来源：zhidao.baidu.com

图5：芯片数据手册中关于封装尺寸的详细数据 在进入PCB布线阶段，一般我们先要进行元器件的布局，然后再进行布线。现在的EDA软件都带有自动布线功能，有些简单的电路，在手工优化来布局之后完全可以采取自动布线来完成PCB的设计。复杂些的电路一般都是手工布线，或者有限自动布线，手工优化。 PCB还有个重要的概念--层数。PCB制板厂收费也是按层数来算钱，一般是加工费=PCB面积*层数*单位面积单价。PCB的这个层数的概念就是可布线的层数，一般简单电路，双面板就够用了，这种双面板就是正反面走线和安置元器件。比如家电的PCB多为双面版。

图6：家电控制板
图片来源：Haier

图7：智能手机主板
图片来源：Google 相对电路结构简单的家电，智能手机或者电脑的主板基本上都是8层以上的PCB，原因主要有以下几点：

通过扩展层数来加大可布线区域，这在手机上很好理解，如此小的PCB板上，想要在上下两面完成布线是不可能的。

通过分层交叉走线，减少信号互扰的可能。

可以实现大面积敷地线，满足某些器件需要就近接地的需求，有效降低寄生电感。

对于BGA等密集型引脚封装的，非多层布线，不能引出线路以连接所有引脚（如图8所示）。

图8：BGA封装芯片 以图8中的BGA芯片为例，无法在双面板上完成所有引脚的布线，只能采用多层板，通过打盲孔的方式，将引脚分批引出至不同的层上再进行布线。何为盲孔？以及何为埋孔、通孔，请直接看图9，一目了然。

图9 在布线完成之后，还需要进行网络检查，确保所有PCB走连线与原理图设计相同。最后进行DRC（Design Rule Check），即设计规则检查，检查PCB设计中有无不符合设计规则的地方，比如线路间距、线宽、未连接的焊盘及走线等。

PCB设计到这里就算完成了，将PCB文件或者由其生成的Gerber文件发给PCB制板厂就可以制作PCB。