PCB 布局设计：从原理图到Gerber文件的完整指南
PCB 布局设计：从原理图到Gerber文件的完整指南
PCB（印刷电路板）是现代电子设备中不可或缺的组成部分，其设计和布局直接影响到电子产品的性能和可靠性。本文将详细介绍PCB设计的基础知识和具体步骤，包括原理图设计、PCB布局设计以及Gerber文件生成，帮助读者全面了解PCB设计的完整流程。
什么是PCB
在深入研究 PCB 设计和布局之前，我们需要先了解 PCB 是什么。PCB（印刷电路板）是一种电子组装板，用于使用铜线在组件之间建立电连接。一块 PCB 板包含铜层、基板、阻焊层、丝网印刷层和表面处理层。通常我们根据 PCB 的层数对其进行分类：单层PCB,双层PCB和多层PCB.
什么是 PCB 布局设计
PCB 布局设计是指将理想转换为可用于生产印刷电路板的文件的过程。从理想和功能意图开始，PCB设计工程师最终需要生成原理图、PCB Gerber文件和BOM文件。
本文主要介绍从 PCB 原理图到 Gerber 生成。其中包含如何设计原理图、布局设计以及如何生成 Gerber 文件的分步过程PCB制造.
PCB 设计和布局基础知识
了解了什么是PCB和PCB设计之后，我们将讨论PCB设计的基础和主要步骤。 PCB设计主要涉及三个步骤，如下所示。
原理图设计。
PCB 布局设计。
格柏一代。
如今，我们可以使用多种软件进行 PCB 设计，例如 Cadence allegro、Altium、Kicad、mentor graphics 等，软件所有者将提供有关如何使用该软件的用户手册。
在本文中，我们将讨论使用Allegro进行PCB布局设计，Allegro软件包括以下三个部分：
捕获CIS：用于原理图创建。
Pad Creation：用于创建元件焊盘。
PCB编辑器：用于PCB的布局设计。
PCB布局设计详细步骤
现在我们已经了解了 PCB 的基础知识和 PCB 设计的主要步骤，现在是时候讨论三个主要步骤的细节了：原理图设计、PCB 布局设计和 Gerber 生成。
原理图设计
制作原理图的步骤
去捕获 CIS 双击它你就会看到黑色的页面。
页面打开后，你必须前往文件>新建>项目选择项目后，您将获得一个文件夹，在该文件夹中，您必须输入项目名称，还必须选择需要创建项目文件的项目位置。
一旦您创建了项目目录，您将获得新的页面，只有您必须开始制作电路，才会有不同类型的电路（正常或高速）。但制作原理图应该整洁清晰，您必须制作封装，零件编号，信号方向，不同类型的接地以及不同类型的电源。
在原理图页面中，页面右侧有图标，您可以使用它们来创建部件，也可以从库中导入部件。此外，还有图标线，用于连接两个组件，请参阅上图。
您甚至可以选择编辑现有部分：
单击部分>右键单击>编辑选项
完成原理图后，您必须为每个组件分配封装尺寸。分配封装尺寸后，您需要生成网络表。
网络表：它将提供布局设计时的所有信息，例如连接，封装，零件编号等。
焊盘创建：这是 PCB 设计中非常重要的规则之一，要创建焊盘，您必须使用焊盘堆栈编辑器。
根据上图，您可以在 SMD 或通孔中创建不同形状的焊盘示例（圆形、椭圆形、正方形、矩形等），也可以创建不同类型的通孔（盲孔/埋孔和微孔）
创建焊盘的步骤：双击焊盘堆栈编辑器，页面将按照上图打开，您必须选择页面左下角的单位（mm 或 mils）。接下来，转到文件 > 新建，它将打开一个新文件夹，您已根据 IPC 标准 IPC 2221A 在其中添加了焊盘堆栈名称（例如：电阻器、电容器等）。
在创建焊盘之前，您必须参考特定组件的数据表。尽管该数据表将有助于在创建封装时创建组件的完整封装，但在该数据表中，他们会提到焊盘的尺寸。
阅读完数据表后，一旦选择了焊盘堆栈用途，您就必须选择上图所示的通孔或SMD焊盘，如果是通孔，则必须提及钻孔的尺寸，如果是SMD，则无需提及。
接下来，您必须在开始层和结束层（丝网印刷层顶部、丝网印刷层底部和遮罩层顶部、遮罩层底部）中添加值，焊盘尺寸应符合 IPC 标准。完成此过程后，您必须将其保存在项目目录中。这是为组件创建焊盘堆栈的完整过程。
PCB布局设计
封装创建：完成焊盘堆栈后，您必须打开 PCB 编辑器来制作完整的封装。双击 PCB 编辑器后，您将看到如下图所示的页面。
一旦打开，你必须进行设置。对于网格设置 设置>网格并且您还必须选择单位（mm 或 mils）。之后，转到文件 > 新建，您将在其中获得新文件夹，您必须在其中输入图纸名称，例如（电阻器、电容器……等）。下面的图纸类型将可用，因此您必须选择封装符号或封装向导。之后，您根据数据表输入值。添加所有值后，您将获得完成选项。有两种类型可以创建封装，一种是手动（封装符号向导），另一种是（封装符号）。
在创建任何封装之前，您必须确保提供正确的路径。如果您不提供它们，那么您将无法创建封装。要添加路径，您必须转到设置>用户偏好>库>pad 路径>psm 路径。这是创建完整足迹的步骤。
PCB 布局设计：完成封装后，您必须在原理图符号中分配所有封装并运行网络表。运行网络表后，PCB 编辑器页面将打开，您必须导入组件。导入组件有两种选择，一种是您必须转到文件>导入>逻辑同样，另一个选择是地点>快速地点您可以使用任何选项来导入组件。正如我所说，您可以使用 mils 标准或 mm，而 95% 的 PCB 设计师只使用 mils 标准。之后，您必须获取电路板的尺寸，为此您必须单击要创建形状的任意图标，单击右侧后，您可以看到一个包含选项的文件夹，找到可见性，在选项中选择下面的电路板几何形状，然后选择电路板轮廓。并添加电路板尺寸尺寸。放置电路板轮廓并移动电路板的绘图原点边缘。接下来，您必须根据原理图流程或电路流程放置所有组件。
放置好组件后，下一个选项是约束管理器设置，这在 PCB 布局方面非常重要，因为您必须在这里添加每个东西，例如（轨道厚度、通孔尺寸、分组、阻抗、每日时间..等）此外，当您使用高速设计时，分组只需要在约束设置中进行，所以这将在 PCB 设计方面发挥非常重要的作用。
要添加所有值，请转到约束设定>电气约束设定。完成设置后，您还需要进行另一项重要设置，即堆叠，在此选项中，您必须进行层堆叠，例如单层双层，如果 PCB 包含高速信号，则必须使用多层 PCB。完成 PCB 堆叠后，您必须开始进行电路板布线工作，在布线时，您必须注意间距、轨道宽度、轨道长度等。
完成布线后，下一步是文本对齐。就像在电路板上添加公司名称一样，文本应位于丝网印刷顶部（如果组件位于 PCB 顶部）和丝网印刷底部（如果组件位于 PCB 底部）。完成电路板后，您必须生成 Gerber 文件，然后才能制作 PCB。这是从原理图到 gerber 文件进行 PCB 设计的完整过程。
Gerber 一代
当完成PCB布局设计后，电路板设计就彻底完成了。但我们需要将文件生成为PCB制造商广泛接受的Gerber文件。
要生成 gerber 文件，您必须在其中选择制造选项制造>艺术品单击艺术作品，页面将打开，选择所有文件，单击确定按钮，这样您将获得所有文件，如（层文件、NC 文件、设计文件等），您必须将 gerber 文件发送给 PCB 制造人员，以便他可以使用该 gerber 文件制作 PCB。这是从原理图到 gerber 文件进行 PCB 设计的完整过程。
在本文中，我们详细讨论了印刷电路板布局服务的主要步骤，希望对您理解有所帮助PCB设计和布局。如果您对 PCB 设计布局有任何疑问或要求，请随时联系我们。