PCB設(shè)計人員通常使用電子設(shè)計自動化來生成布局。 EDA程序存儲設(shè)計信息,便于編輯設(shè)計,還可以自動執(zhí)行重復的設(shè)計任務(wù)。
第一步是將電路原理圖轉(zhuǎn)換為網(wǎng)表。
網(wǎng)絡(luò)列表在概念上是組件引腳和電路節(jié)點或每個引腳連接到的網(wǎng)絡(luò)的列表。通常,由電路設(shè)計工程師操作的原理圖捕獲EDA程序負責網(wǎng)表的生成,并將網(wǎng)表導入到PCB布局程序中。
下一步是確定每個設(shè)備的位置。
執(zhí)行此操作的簡單方法是指定設(shè)備應(yīng)放在的字母行和編號列的網(wǎng)格。然后,計算機將物料清單中每個設(shè)備的引腳1分配到網(wǎng)格位置。通常,操作員可以通過指定應(yīng)放置某些組件組的房間或電路板的特定區(qū)域來輔助自動放置程序。例如,與電源子電路關(guān)聯(lián)的零件可能分配給電源輸入連接器附近的區(qū)域。在其他情況下,可以手動放置設(shè)備,以優(yōu)化電路的電氣性能,或者根據(jù)系統(tǒng)機械設(shè)計的要求放置組件,例如旋鈕,開關(guān)和連接器。
然后,計算機通過使用與每種類型的設(shè)備關(guān)聯(lián)的封裝庫中的模板,將設(shè)備列表分解為電路板的完整引腳列表。每個占用空間都是設(shè)備引腳圖,通常會為每個設(shè)備建議使用焊盤和鉆孔布局。該庫僅允許足跡繪制一次,然后由該類型的所有設(shè)備共享。
在某些系統(tǒng)中,在器件庫中標識了高電流焊盤,并且標記了相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)以供PCB設(shè)計人員注意。高電流運行需要較寬的走線,設(shè)計人員或電路設(shè)計工程師通常會確定寬度。
然后,計算機程序?qū)⒕W(wǎng)表(按引腳名稱排序)與引腳列表(按引腳名稱排序)合并,將引腳列表的物理坐標傳輸?shù)骄W(wǎng)表。然后按網(wǎng)名重新排序網(wǎng)表。
一些系統(tǒng)可以通過交換零件和邏輯門的位置來減少銅走線的長度,從而優(yōu)化設(shè)計。某些系統(tǒng)還會自動發(fā)現(xiàn)設(shè)備中的電源引腳,并生成到最近電源平面或?qū)w的走線或過孔。
然后,程序嘗試在信號引腳列表中路由每個網(wǎng)絡(luò),在可用層中找到一些連接順序。通常將層分配給電源和接地,一層分配給垂直線,另一層分配給水平線。功率層將電路屏蔽在噪聲之外。
路由問題等效于旅行商問題,因此是NP完整的,因此不適合完美的解決方案。一種實用的路由算法是選擇距離電路板中心最遠的引腳,然后使用貪婪算法選擇信號名稱相同的下一個最近引腳。
自動路由之后,通常會有一個必須手動路由的網(wǎng)絡(luò)列表。
路由后,系統(tǒng)可能具有一系列策略子例程,以降低PCB的生產(chǎn)成本。例如,一個例程可能會刪除不需要的通孔(每個通孔是一個鉆孔,并且要花錢制造)。另一個可能會使導體走線的邊緣變圓,并擴大或移動走線以保持安全間距。另一種策略可能是調(diào)整大的銅區(qū)域,以便它們形成網(wǎng),或者大的空白區(qū)域可能會導致未連接的銅“支票”。網(wǎng)和支票通過延長蝕刻浴的壽命來減少污染,并通過平衡蝕刻浴中的銅濃度來加快生產(chǎn)速度。
一些系統(tǒng)提供設(shè)計規(guī)則檢查,以驗證設(shè)計的電氣連通性和電氣間隙,電路板制造,組裝和測試的規(guī)則,熱流和其他錯誤。
絲網(wǎng)印刷,阻焊膜和焊膏模板通常被設(shè)計為輔助層。
最后,將銅層轉(zhuǎn)換為Gerber文件,這是用于光電繪圖儀的數(shù)控文件格式。
從歷史上看,需要一個附加的孔徑文件來將Gerber文件中引用的每個數(shù)字指定的孔徑與要繪制的實際形狀聯(lián)系起來。較新的Gerber文件將光圈信息嵌入到Gerber文件本身中??孜恢镁幋a在鉆探文件中??梢詫︺@頭文件進行分類,以最大程度地減少鉆頭移動時間和鉆頭更換。