在 AutoCAD 中绘制 PCB 板虽然不如专业 PCB 设计软件(如 Altium Designer, KiCad, Eagle, OrCAD)高效和自动化,但对于简单的电路板、结构验证或特定流程要求来说,仍然是可行的。以下是在 AutoCAD 中绘制 PCB 板的主要步骤和注意事项(中文版):
核心思路: 使用不同的图层 (Layer) 来区分 PCB 的各层元素(丝印层、顶层走线/焊盘、底层走线/焊盘、阻焊层、钻孔层、边框层等),并通过闭合多段线 (Pline) 或填充 (Hatch) 来定义铜皮区域。
主要步骤
-
规划图层结构 (至关重要!):
- 创建清晰命名的图层,例如:
边框层_BOARD_OUTLINE: 用于绘制 PCB 的外形轮廓(闭合多段线)。顶层丝印_TOP_SILK: 用于放置元器件轮廓、标识符、文字说明(线、文字)。顶层走线铜皮_TOP_COPPER: 用于绘制顶层的导线和焊盘(闭合多段线或填充)。底层走线铜皮_BOTTOM_COPPER: 用于绘制底层的导线和焊盘(闭合多段线或填充)。顶层阻焊开窗_TOP_SOLDERMASK: 用于定义需要暴露铜的区域(焊盘、测试点等)。通常比焊盘略大。底层阻焊开窗_BOTTOM_SOLDERMASK: 同上,用于底层。通孔焊盘_TOP_PAD / _BOTTOM_PAD: 用于顶层/底层通孔焊盘(圆或方形闭合多段线)。通孔钻孔层_DRILL_HOLES: 用于标识钻孔的位置和大小(圆点或小圆)。区分不同孔径。顶层锡膏层_TOP_PASTE: (可选) 用于 SMT 贴片焊盘开钢网。注释_DIM / NOTES: 用于尺寸标注、说明文字等。
- 建议: 为不同层设置不同的颜色和线型,便于区分。
- 创建清晰命名的图层,例如:
-
绘制 PCB 边框:
- 切换到
边框层_BOARD_OUTLINE。 - 使用
PLINE(多段线) 精确绘制 PCB 的闭合外形轮廓。确保是单一闭合对象。这是加工的依据。 - 考虑板厚、工艺边(如果需要)和机械安装孔。
- 切换到
-
放置元器件封装 (绘制焊盘和丝印):
- 焊盘 (Pad):
- 切换到
顶层走线铜皮_TOP_COPPER(贴片器件) 或通孔焊盘_TOP_PAD / _BOTTOM_PAD(通孔器件)。 - 使用
CIRCLE(圆) 或PLINE(绘制方形、矩形、异形) 闭合图形来绘制焊盘。焊盘必须是闭合图形! - 精确控制尺寸: 焊盘尺寸(宽度W,长度L)、孔径(对于通孔)必须严格按照元器件规格书和 PCB 制造能力(如最小线宽/间距)来设定。通孔焊盘直径通常要比钻孔孔径大一些。
- 定位准确: 使用坐标或捕捉功能确保焊盘位置精确。
- 切换到
- 丝印 (Silkscreen):
- 切换到
顶层丝印_TOP_SILK。 - 使用
LINE,ARC,CIRCLE,TEXT等命令绘制元器件的外框轮廓、极性标识(如二极管、电容)、引脚1标记、元器件编号 (如 R1, C2, U3)。 - 丝印线宽通常较细(如 0.15mm / 6mil),确保不要覆盖焊盘。
- 切换到
- 阻焊开窗 (Solder Mask Open):
- 切换到
顶层阻焊开窗_TOP_SOLDERMASK。 - 在每个需要焊接的地方(焊盘、测试点)绘制一个比对应焊盘稍大一圈(通常单边大 0.05mm-0.1mm / 2-4 mil)的闭合图形(圆或矩形)。表示这个地方绿油(阻焊漆)要开窗,露出铜皮以便焊接。
- 如果设计了铺铜(大面积铜皮),通常阻焊层默认覆盖铺铜区域,如果你想让特定区域的铺铜露出(例如散热或接地连接),也需要在此层绘制开窗图形。
- 切换到
- 焊盘 (Pad):
-
绘制导线 (走线):
- 切换到相应的铜皮层(
顶层走线铜皮_TOP_COPPER或底层走线铜皮_BOTTOM_COPPER)。 - 使用
PLINE(多段线) 绘制连接焊盘之间的导线。 - 关键设定:
- 线宽 (Width): 根据电流大小和制造能力设定。电源线较粗,信号线较细。使用
PEDIT命令修改多段线宽度。 - 避免直角走线: 尽量使用 45° 角或圆弧 (
Fillet命令) 过渡,减少信号反射。 - 间距 (Clearance): 极其重要! 确保导线与导线、导线与焊盘、焊盘与焊盘之间的最小间距满足 PCB 工厂的加工能力(如 ≥ 0.15mm / 6mil)和电气安全规则(避免短路)。这需要你手动检查和保证。没有 DRC 自动检查,要非常细心!
- 线宽 (Width): 根据电流大小和制造能力设定。电源线较粗,信号线较细。使用
- 铺铜 (Copper Pour / Polygon Pour):
- 如果需要大面积的接地或电源区域(铺铜),在铜皮层使用
PLINE绘制一个环绕所需区域的闭合边界线。 - 使用
HATCH(填充) 命令,选择SOLID(实心) 填充图案,拾取边界,将这个闭合区域填充为实心块。这个实心块代表了铜皮。 - 注意与其他导线/焊盘保持足够的间距(通常比线间距稍大)。
- 如果需要连接焊盘到铺铜(如接地),需确保焊盘在该铺铜区域内或通过导线连接。
- 如果需要大面积的接地或电源区域(铺铜),在铜皮层使用
- 切换到相应的铜皮层(
-
绘制钻孔信息:
- 切换到
通孔钻孔层_DRILL_HOLES。 - 在每个需要钻孔的位置(通孔焊盘的中心、安装孔位置)绘制一个点 (POINT) 或一个小圆 (CIRCLE)。
- 极其重要:
- 必须为不同孔径的孔创建不同的图层或使用不同的符号/颜色区分,并在文件或单独说明书中明确标注每个符号代表的孔径。
- 例如:
DRILL_0.3mm,DRILL_0.8mm,DRILL_3.0mm_MOUNT。 - 钻孔位置必须和焊盘中心严格对齐。
- 切换到
-
检查和导出:
- 仔细检查:
- 层间对位: 确保顶层焊盘、底层焊盘(如果是双面板)、钻孔中心对齐。
- 间距 (Clearance): 手动测量所有导线间、导线与焊盘间、焊盘与焊盘间、铜皮与其它元素间的距离,确保满足最小安全间距。
- 连接性: 确认所有该连接的焊盘都已通过导线或铜皮连接,不该连接的地方没有短路。
- 焊盘: 确认所有元器件焊盘都已正确绘制(位置、尺寸、形状)。
- 边框: 确认边框为单一闭合多段线。
- 阻焊开窗: 确认所有需要焊接的焊盘上都覆盖了阻焊开窗层(更大的闭合图形)。
- 清理文件: 删除多余或辅助的线条、点。确保每个元素都在正确的图层上。
- 导出生产文件 (Gerber & Drill):
- Gerber 文件 (各层光绘文件): 需要将每个功能层(边框、顶层铜皮、底层铜皮、顶层丝印、顶层阻焊、底层阻焊、顶层锡膏等)单独导出为一个
.DXF或.DWG文件。这是最常用的方式。 务必在导出时 “按图层” 选择输出对象(例如,导出顶层铜皮时,只选择顶层走线铜皮_TOP_COPPER层上的对象),并告知 PCB 厂家每个文件对应哪一层。 - 钻孔文件 (NC Drill): 将包含所有钻孔位置和孔径信息的图层(或多个图层)导出为一个单独的
.DXF或.DWG文件。必须附带详细的孔径表说明(哪个符号/图层代表多大孔径)。有些厂家也接受在 Gerber 文件中用特定符号标示孔径,但单独导出钻带文件是更清晰可靠的做法。 - 直接提供 .DWG/.DXF 源文件: 一些厂家可以直接接受 AutoCAD 的
.DWG或.DXF源文件,但他们需要你非常清晰地说明文件中每个图层的含义(提供图层映射表)。这种方式需要与厂家沟通确认。
- Gerber 文件 (各层光绘文件): 需要将每个功能层(边框、顶层铜皮、底层铜皮、顶层丝印、顶层阻焊、底层阻焊、顶层锡膏等)单独导出为一个
- 仔细检查:
重要注意事项和局限性
- 无电气规则检查 (DRC): AutoCAD 不会检查你的连线是否正确(短路、断路)、网络连接是否符合原理图。你必须非常仔细地手动核对原理图和 PCB 布局,或者依赖后期板厂的人工检查(有风险)。
- 无网络表 (Netlist): 无法从原理图导入连接关系。布线完全靠人工根据原理图连线。改动原理图后同步 PCB 非常困难且易错。
- 无封装库: 所有元器件封装都需要手工绘制,没有现成的、参数化的库可用。绘制复杂封装(如 BGA, QFN)非常耗时且容易出错。
- 铺铜效率低: 使用
HATCH进行铺铜不如专业软件的动态铜皮高效,修改困难,避让间距需要手动处理。 - 钻孔管理麻烦: 区分和管理不同孔径的钻孔需要严格的图层和符号约定,容易出错。
- 生产沟通复杂: 需要向 PCB 厂家提供极其清晰的图层定义说明、孔径表、特殊要求等,沟通成本较高。
- 仅适合简单板: 对于单面板、简单的双面板、对信号完整性要求不高、元件数量少的板子尚可。对于复杂板(多层板、高速信号、高密度布线)几乎不可行。
强烈建议
- 优先选用专业 PCB 设计软件: 如 KiCad(免费开源)、EasyEDA(在线免费)、Altium Designer / Designer(强大付费)、Eagle(被 Fusion 360 合并)、Pads、OrCAD/Allegro 等。它们提供了完整的原理图捕获、元件库管理、DRC 检查、自动布线(辅助)、Gerber 生成等功能,能极大提高效率和可靠性。
- 如果必须使用 AutoCAD:
- 严格遵循图层规范。
- 极度重视间距检查和连接性检查。
- 与 PCB 制造厂密切沟通,在投板前确认文件格式、图层定义、钻孔标注方式等要求。
- 绘制精确的元件封装库备用。
总而言之,AutoCAD 画 PCB 是一个“能用但不好用”的方案,需要投入大量精力在规范和检查上,仅推荐在特定限制条件下用于极其简单的电路板设计。对于绝大多数电子设计,强烈推荐使用专业工具。
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本帖最后由 X学无止境 于 2021-8-4 11:00 编辑 超详细的步骤教你如何画PCB板!需要完整版的朋友可以下载附件保存哦~
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分享几个以前画过的pcb,确实能看到进步
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