PCB 原型制作流程

PCB 原型制作是以印刷电路板的形式制作电路的过程。这种印刷电路板可使元件的连接更安全、更牢固。印刷电路板原型比使用接线元件的面包板更好。在展示项目时，这种方法尤其适用。您可以手动制作 PCB 原型，也可以寻找可靠的 PCB 制造商。通常，制造商生产的印刷电路板质量更好、寿命更长。

电路板原型制作涉及几个过程。本文将概述这些流程，让您的电路板原型制作更快、更简单。

决定一款 PCB 布局软件

如今，有多种 PCB 布局软件可以帮助您设计 PCB 原型。其中既有付费软件，也有免费软件。也有基于网络的 PCB 设计工具。无论你选择什么工具，重要的是你能熟练使用它，而且它能满足你的设计要求。您可以研究以下几种 PCB 设计工具的功能。

 

以下是免费 PCB 布局软件的示例，您可以下载并安装到电脑上。

 

1. 自由 PCB
2. KiCAD
3. 快速 PCB
4. 设计星火印刷电路板

 

 

以下是付费 PCB 布局软件的示例。通常，大中型公司会使用这类软件。在付费之前，您可以下载软件的免费试用版。

 

1. Altium Designer
2. Allegro PCB Designer
3. OrCAD
4. 欧特克 Fusion 360
5. 电路工作室
6. PADS PCB 设计

 

下面举例说明基于云的 PCB 布局软件。有了它，你就不必在电脑上安装一大块软件。有时，下载软件组件是可选的。

 

1. EasyEDA
2. ai
3. CADLab
4. Altium 365
5. Solidworks PCB

 

请注意，您的 PCB 布局软件应生成制造或生产输出，以便您将这些输出发送给 PCB 制造商。之后，PCB 制造商应向您发送可用于原型制作的 PCB 成品。您也可以在电路板上塞入元件进行原型 PCB 组装。有了这种方法，你就不必在印刷电路板上手工焊接元件了。这一过程可为您的项目节省时间。但要注意的是，PCB 组装需要一定的安装费用。

绘制清晰的示意图

示意图的用途是什么？

您必须制作带有清晰原理图的 PCB 原型。原理图表示 PCB 上所有元件的线路。通常，原理图是根据电路设计师的想法绘制的。然后，他将其绘制在编辑程序上。设计者可以反复修改原理图。这一过程可以持续到他彻底调试出最终电路为止。

 

如何制作示意图？

幸运的是，制作原理图非常容易，尤其是现在的 EDA 工具。通常，原理图编辑器已经是 EDA 集成开发环境（IDE）的一部分。该编辑器通常与 PCB 布局、零件足迹库和零件符号库编辑器配合使用。一些原理图编辑器只需将零件符号拖放到其编辑窗口中，用户就可以进行布线。

 

 

检查部件库中是否有这些部件。

在制作原理图时，您可能会发现有一些元件需要添加到零件库中。这个过程并不可怕，您可以将其视为一次及时的学习经历。您可以浏览几个元件制造商的网站，看看是否可以下载缺少的零件的 CAD 库。您还可以访问可信的第三方 CAD 库网站，找到丢失的部件。

第三方 CAD 库网站示例

1. 超级图书管理员
2. SnapEDA
3. SamacSys

 

如果在上述过程中无法找到丢失的元件，您可以创建零件。这一过程需要使用 PCB 设计软件的符号和基底面编辑器。请浏览软件手册或帮助菜单，了解如何使用这些编辑器。

 

使用 PCB 布局编辑器创建或布线 PCB。

PCB 布局编辑器可帮助您根据预期设计进行 PCB 布局。PCB 布局编辑器和原理图编辑器通常携手完成设计任务。如今的一些 EDA 工具都有一个不错的 PCB 布局编辑器，可以完成大多数 PCB 设计。

 

PCB 布局编辑器有哪些特点？

• 它可能具有自动路由功能。自动布线是指让电脑帮你完成轨道的布线。有些还能自动放置元件。

 

• 具有 DRC（设计规则检查）功能。设计规则检查是任何 PCB 布局编辑器的一项重要功能。DRC 会在设计进入制造阶段之前，检查设计是否存在位置、轨道或其他设计问题。

 

• 可与原理图编辑器同步或更新任何元件或布线修改。这一功能是许多 PCB 设计人员所追求的。

 

• 它可以帮助您为等长轨道布线。这种方法非常重要，尤其是在需要阻抗匹配的高速轨道布线时。

 

在完成设计和 DRC 检查后，您应该能够创建制造输出。

 

 

创建制造输出

创建 PCB 设计后，您通常会创建制造或生产输出。如果您希望由 PCB 制造商制作电路板，则需要这一过程。为此，您必须查看如何在 PCB 设计软件上生成制造输出。通常会有相应的菜单。

 

制造输出或数据通常采用 Gerber 格式。这些格式化的 Gerber 文件可以很好地与 PCB 制作机器配合使用。在生成 Gerber 输出参数之前，请与 PCB 制造商确认。

 

通常，您需要熟悉 Gerbers 的图层信息。例如

 

1. 顶部和底部轨道层
2. 顶部和底部丝网层。
3. 内层轨道（如果有）。
4. 阻焊层和焊膏层。
5. PCB OUtline 层。
6. 制造或装配层。

 

此外，记得输出钻孔数据 (DRL) 文件。该文件非常重要，尤其是在设计有钻孔的情况下。

 

创建装配输出

如果您希望印刷电路板上的元件已经组装好，则必须使用此流程。您可能需要 PCB 组装，特别是如果您有几块电路板，生产起来比较耗时。如果您在焊接特定元件时遇到困难，也可能需要这种工艺。

 

在 PCB 设计软件中应该有输出装配文件的选项。装配文件通常由以下部分组成：

 

1. 职位档案。
2. BOM 文件。

 

位置文件也称为拾放文件或中心点文件，它定义了 PCB 中所有元件的 X 和 Y 位置。这些信息是拾取和贴装机器在电路板上正确贴装元件所必需的。BOM 文件包含每个元件的重要信息，如参考代号、制造商零件编号、PCB 基底面和描述。

 

 

使用 Gerber 查看器检查制造输出

您可以使用 Gerber 查看器来检查最终设计中是否存在其他问题。您可能需要捕捉某些难以发现的元素。这些问题包括漏焊的焊盘、掩膜、丝印参考、铜轨上的尾巴等。一个好的 Gerber 查看器可以放大和缩小，以获得设计的全貌。

 

有些 PCB 设计软件的系统中已经集成了 Gerber 查看器，如 KiCAD（使用 Gerber 查看器）或 Altium Designer。如果您的软件中没有，也不用担心，有很多第三方 Gerber 查看器可供选择。下面是一些示例。

 

1. Gerbv
2. ViewMate
3. Zofz PCB 查看器
4. 格柏浏览器

 

 

准备向 PCB 制造商发送制造数据

将 PCB 生产数据发送给 PCB 制造商时应确保数据安全。通常，这些数据必须放在一个 zip 文件中，以免分散。之后，确保与制造商就电路板制造进行适当的沟通。

 

您可以与制造商讨论电路板的适当材料和工艺。需要考虑的事项包括

 

1. 木板的厚度是多少，有几层？
2. 您想要的印刷电路板材料是什么？
3. 您想要什么样的焊盘表面处理？
4. 丝网的颜色是什么？
5. 您需要无铅电路板吗？
6. 装配时，需要模板吗？
7. 制作完成后，您希望制造商对电路板进行哪些测试？

 

最后，商定付款和交货条款。

 

如果您能继续与制造商沟通，直到他们最终确定您的电路板，这将会对您有所帮助。请不要关闭与他们的沟通渠道。您的设计可能存在与生产工艺有关的缺陷。这些缺陷得不到纠正的时间越长，您的设计交付周期就越长。

 

接收 PCB 样品并进行检查。

希望您能及时收到 PCB 原型。收到样品后，请对其进行检查和检验，以确认是否存在任何问题。您的制造商应该愿意讨论这类问题，这应该是他们客户支持系统的一部分。因此，找到能提供售后支持的可靠 PCB 制造商至关重要。

最终确定印刷电路板原型

调试印刷电路板原型并最终定稿，以便进行项目演示。如有必要，您可以对电路板进行再次修改。这个过程称为 "再加工"。一个经过深思熟虑的好设计通常很少（甚至没有）重新设计。在这种情况下，您可以为下一个项目创意节省预算。