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PCB技术指南之设 计 流 程! n* ]2 J! R$ w+ v8 j8 B' ^
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在PCB的设计中,其实在正式布线前,还要经过很漫长的步骤,以下就是主要设计的流程:
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----系统规格 : [7 a1 |2 C* a S* y' @ L9 Q3 X
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首先要先规划出该电子设备的各项系统规格。包含了系统功能,成本限制,大小,运作情形等等。
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; x2 x; U7 P( [7 n. h) m, a! N l( l----系统功能区块图 0 j: G) N3 g) k0 I5 r z+ R/ S
/ W8 v1 Y( {$ b0 u. K# L 接下来必须要制作出系统的功能方块图。方块间的关系也必须要标示出来。
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0 N2 o$ e! E3 B$ E" o+ [----将系统分割几个PCB
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将系统分割数个PCB的话,不仅在尺寸上可以缩小,也可以让系统具有升级与交换零件的能力。系统功能方块图就提供了我们分割的依据。像是计算机就可以分成主机板、显示卡、声卡、软盘驱动器和电源等等。
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----决定使用封装方法,和各PCB的大小
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# \1 a/ F' r4 h5 `# @. b 当各PCB使用的技术和电路数量都决定好了,接下来就是决定板子的大小了。如果设计的过大,那么封装技术就要改变,或是重新作分割的动作。在选择技术时,也要将线路图的品质与速度都考量进去。
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1 E, x; j$ |8 P; }6 U----绘出所有PCB的电路概图 ! N5 f9 \* [. Y0 @# _/ N) L
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概图中要表示出各零件间的相互连接细节。所有系统中的PCB都必须要描出来,现今大多采用CAD(计算机辅助设计,Computer Aided Design)的方式。下面就是使用CircuitMakerTM设计的范例。
% S0 y$ s6 h j% F; r0 `4 kPCB的电路概图 , m7 H6 n" ~9 ~/ u. b4 S4 T& {
. l# s% F) h* h5 z! a) T$ H. m----初步设计的仿真运作
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( ^1 @0 c+ W9 ?% q3 c 为了确保设计出来的电路图可以正常运作,这必须先用计算机软件来仿真一次。这类软件可以读取设计图,并且用许多方式显示电路运作的情况。这比起实际做出一块样本PCB,然后用手动测量要来的有效率多了。
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----将零件放上PCB
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零件放置的方式,是根据它们之间如何相连来决定的。它们必须以最有效率的方式与路径相连接。所谓有效率的布线,就是牵线越短并且通过层数越少(这也同时减少导孔的数目)越好,不过在真正布线时,我们会再提到这个问题。下面是总线在PCB上布线的样子。为了让各零件都能够拥有完美的配线,放置的位置是很重要的。
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6 P) K3 i* v. q----测试布线可能性,与高速下的正确运作
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现今的部份计算机软件,可以检查各零件摆设的位置是否可以正确连接,或是检查在高速运作下,这样是否可以正确运作。这项步骤称为安排零件,不过我们不会太深入研究这些。如果电路设计有问题,在实地导出线路前,还可以重新安排零件的位置。
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----导出PCB上线路 . d1 r3 S& ]3 @% X$ ]5 w# Y: a
2 I& m- o; V9 v! |7 T5 M8 w 在概图中的连接,现在将会实地作成布线的样子。这项步骤通常都是全自动的,不过一般来说还是需要手动更改某些部份。下面是2层板的导线模板。红色和蓝色的线条,分别代表PCB的零件层与焊接层。白色的文字与四方形代表的是网版印刷面的各项标示。红色的点和圆圈代表钻洞与导孔。最右方我们可以看到PCB上的焊接面有金手指。这个PCB的最终构图通常称为工作底片(Artwork)。 # G6 c8 u* {* ?# m3 R- x1 N$ d
/ G9 q4 E4 E3 U h( E. \; ^+ V 每一次的设计,都必须要符合一套规定,像是线路间的最小保留空隙,最小线路宽度,和其它类似的实际限制等。这些规定依照电路的速度,传送信号的强弱,电路对耗电与噪声的敏感度,以及材质品质与制造设备等因素而有不同。如果电流强度上升,那导线的粗细也必须要增加。为了减少PCB的成本,在减少层数的同时,也必须要注意这些规定是否仍旧符合。如果需要超过2层的构造的话,那么通常会使用到电源层以及地线层,来避免信号层上的传送信号受到影响,并且可以当作信号层的防护罩。 % Q# I9 b% f4 f( W- D& P9 S
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