PCB设计与布线基础技术 · 基础交互实验 · 重点理解

foundation-10 Schematic → PCB Lab:从逻辑连接到真实铜

在同一个简单电路中逐网追踪符号、引脚、封装、焊盘、飞线、走线和过孔,验证身份与连通关系保持一致。

学习本课前,你需要知道

如果还不熟悉,可以先回看对应基础课。

上一课得到三组端点关系。现在把同一份 Schematic(原理图) 放在左边,把板上实现放在右边。左边图形变成右边实体时,哪些东西会改变,哪些身份必须保持?

快速理解 · 位置会变,连接身份不能随便变

Symbol(原理图符号) 的 Pin(引脚) 属于指定 Net(网络)。本实验继续使用 J1 / R1 / D1 / LED / VCC / LED_A / GND(本例器件位号与网络名);连接器提供供电接入口,电阻和发光器件构成简单负载支路。

右侧 Footprint(PCB封装) 规定器件怎样落到板上,各 Pad(焊盘) 要与正确编号的逻辑引脚对应。符号和封装的形状可以不同,不能仅按左右位置猜对应关系。下一课会进一步拆开封装数据。

导入关系后,Ratsnest / Airwire(飞线/未实现连接提示) 提醒哪里尚未实现;随后 Trace(走线) 和必要的 Via(过孔) 才形成真实铜连接。模型中线条从细虚线变为粗实线,表示实现状态变化,不是网络名称改变。

操作方法:先点“下一步”走完九步;从第3步起,选择供电网、中间网或地网,观察左右对应对象如何同时高亮。再回到第6步,对照第9步说出“飞线”和“铜”分别是什么。

连接实验:从符号到铜,身份保持一致
1 / 9 · 符号
选择网络,同时追踪逻辑端与焊盘

到第3步后可逐网追踪。

逻辑视图:同一组端点板上视图:逐步实现J1R1D1安装关系尚未显示改变图形位置,不应改变引脚属于哪个网络。原创教学示意;器件、尺寸和走线不构成生产规范。逻辑视图:同一组端点板上视图:逐步实现J1R1D1121212安装关系尚未显示改变图形位置,不应改变引脚属于哪个网络。原创教学示意;器件、尺寸和走线不构成生产规范。逻辑视图:同一组端点板上视图:逐步实现J1R1D1121212VCCLED_AGND安装关系尚未显示改变图形位置,不应改变引脚属于哪个网络。原创教学示意;器件、尺寸和走线不构成生产规范。逻辑视图:同一组端点板上视图:逐步实现J1R1D1121212VCCLED_AGNDJ1R1D1改变图形位置,不应改变引脚属于哪个网络。原创教学示意;器件、尺寸和走线不构成生产规范。逻辑视图:同一组端点板上视图:逐步实现J1R1D1121212VCCLED_AGNDJ1R1D1121212改变图形位置,不应改变引脚属于哪个网络。原创教学示意;器件、尺寸和走线不构成生产规范。逻辑视图:同一组端点板上视图:逐步实现J1R1D1121212VCCLED_AGNDJ1R1D1121212细虚线是待实现的连接提示,不是实体铜。原创教学示意;器件、尺寸和走线不构成生产规范。逻辑视图:同一组端点板上视图:逐步实现J1R1D1121212VCCLED_AGNDJ1R1D1121212两组顶层铜已连接;地网仍然需要处理。原创教学示意;器件、尺寸和走线不构成生产规范。逻辑视图:同一组端点板上视图:逐步实现J1R1D1121212VCCLED_AGNDJ1R1D1过孔底层铜投影121212蓝色实线为地网;下方一段表示底层铜投影。原创教学示意;器件、尺寸和走线不构成生产规范。逻辑视图:同一组端点板上视图:逐步实现J1R1D1121212VCCLED_AGNDJ1R1D1过孔底层铜投影121212蓝色实线为地网;下方一段表示底层铜投影。原创教学示意;器件、尺寸和走线不构成生产规范。

先认识同一电路的J1连接器、R1电阻和D1发光器件。左图的符号只是逻辑表达,尺寸不代表实际器件外形。

为什么?深入理解 · 这一条链不能跳过编号和连通检查

第一段:从逻辑端点到安装位置

第1~3步只建立符号、编号和网络。第4~5步把器件对应到封装,把逻辑引脚对应到封装中正确编号的焊盘。右侧器件位置与左侧不同,仍然必须保持J1.1连R1.1、R1.2连D1.1、D1.2连J1.2。

本教学器件D1的1脚作为阳极、2脚作为阴极;这是案例定义,不可推广到所有实际发光器件。实际封装编号、极性与器件资料必须一致。

第二段:从连接提示到真实导体

第6步的细虚线不是铜,也不是唯一推荐路径。第7步只完成前两组顶层连接;地网还保留飞线,因此不能说整板已连通。

第8步把地网从表面焊盘经顶层铜接到过孔,再用底层铜接回J1的金属化焊盘。这个连接器焊盘有导电孔壁,能与底层铜相接;不是所有焊盘都天然能跨层。图上底层铜为了观察而投影显示,不能按顶视图误判为与顶层其他铜相碰。

第三段:连接完成仍然要检查

第9步只说明这个简化模型的三组关系已用铜实现。它没有计算线宽、载流、制造公差或软件设计规则,也不是可下载投产的板文件。真实设计还要检查约束、工艺和功能要求,飞线消失不能代替这些检查。

工程应用 · 用同一方法检查自己的板
  1. 先按位号与引脚编号写出一组网络端点,不从视觉距离猜连接。
  2. 在板上找对应器件和焊盘编号,确认形状不同也没有错配。
  3. 分清待连接提示与已存在的铜;软件的颜色、线型可能不同,要看对象身份。
  4. 沿走线到过孔,再确认目标层上的下一段铜和最终焊盘。
  5. 逐网核对有没有误接、漏接和不该合并的网络,再进入设计规则及制造检查。

这个流程不要求先学完软件操作。第2阶段深入网络与对象,第6阶段制作封装,第8阶段进行真实布线。本实验训练的是从逻辑到实体的追踪,不规定唯一走线路径。

第7步前两组网络已经变成实线,但地网仍是细虚线,能否说三组关系已全部实现?
提示

逐网追踪,不用“已经有铜了”代表所有网络都完成。

资料依据与示意边界

依据用户提供《印制电路板(PCB)设计基础》(Christopher T. Robertson著、刘雷波译)印刷第5~8、54~57、108~118页作原创解释。图示不按比例,不是软件截图;教材历史工艺数值不作为本课制造规则。

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00入门未学习
基础PCB设计与布线基础技术未学习
01PCB 基础未学习
02PCB 连接未学习
03层叠未学习
04阻抗未学习
05Allegro未学习
06封装未学习
07布局未学习
08布线未学习
09高速未学习
  • 9-15Allegro 17.4高速实操:从约束到布线、调整与检查待开放
  • 9-16Stage 9综合练习:为一版高速Layout作出有依据的判断待开放
10DFM待开放

课程准备中,开放后会显示在这里。

11项目实战待开放

课程准备中,开放后会显示在这里。

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