PCB设计人员通常使用电子设计自动化来生成布局。 EDA程序存储设计信息,便于编辑设计,还可以自动执行重复的设计任务。
第一步是将电路原理图转换为网表。
网络列表在概念上是组件引脚和电路节点或每个引脚连接到的网络的列表。通常,由电路设计工程师操作的原理图捕获EDA程序负责网表的生成,并将网表导入到PCB布局程序中。
下一步是确定每个设备的位置。
执行此操作的简单方法是指定设备应放在的字母行和编号列的网格。然后,计算机将物料清单中每个设备的引脚1分配到网格位置。通常,操作员可以通过指定应放置某些组件组的房间或电路板的特定区域来辅助自动放置程序。例如,与电源子电路关联的零件可能分配给电源输入连接器附近的区域。在其他情况下,可以手动放置设备,以优化电路的电气性能,或者根据系统机械设计的要求放置组件,例如旋钮,开关和连接器。
然后,计算机通过使用与每种类型的设备关联的封装库中的模板,将设备列表分解为电路板的完整引脚列表。每个占用空间都是设备引脚图,通常会为每个设备建议使用焊盘和钻孔布局。该库仅允许足迹绘制一次,然后由该类型的所有设备共享。
在某些系统中,在器件库中标识了高电流焊盘,并且标记了相关的网络以供PCB设计人员注意。高电流运行需要较宽的走线,设计人员或电路设计工程师通常会确定宽度。
然后,计算机程序将网表(按引脚名称排序)与引脚列表(按引脚名称排序)合并,将引脚列表的物理坐标传输到网表。然后按网名重新排序网表。
一些系统可以通过交换零件和逻辑门的位置来减少铜走线的长度,从而优化设计。某些系统还会自动发现设备中的电源引脚,并生成到最近电源平面或导体的走线或过孔。
然后,程序尝试在信号引脚列表中路由每个网络,在可用层中找到一些连接顺序。通常将层分配给电源和接地,一层分配给垂直线,另一层分配给水平线。功率层将电路屏蔽在噪声之外。
路由问题等效于旅行商问题,因此是NP完整的,因此不适合完美的解决方案。一种实用的路由算法是选择距离电路板中心最远的引脚,然后使用贪婪算法选择信号名称相同的下一个最近引脚。
自动路由之后,通常会有一个必须手动路由的网络列表。
路由后,系统可能具有一系列策略子例程,以降低PCB的生产成本。例如,一个例程可能会删除不需要的通孔(每个通孔是一个钻孔,并且要花钱制造)。另一个可能会使导体走线的边缘变圆,并扩大或移动走线以保持安全间距。另一种策略可能是调整大的铜区域,以便它们形成网,或者大的空白区域可能会导致未连接的铜“支票”。网和支票通过延长蚀刻浴的寿命来减少污染,并通过平衡蚀刻浴中的铜浓度来加快生产速度。
一些系统提供设计规则检查,以验证设计的电气连通性和电气间隙,电路板制造,组装和测试的规则,热流和其他错误。
丝网印刷,阻焊膜和焊膏模板通常被设计为辅助层。
最后,将铜层转换为Gerber文件,这是用于光电绘图仪的数控文件格式。
从历史上看,需要一个附加的孔径文件来将Gerber文件中引用的每个数字指定的孔径与要绘制的实际形状联系起来。较新的Gerber文件将光圈信息嵌入到Gerber文件本身中。孔位置编码在钻探文件中。可以对钻头文件进行分类,以最大程度地减少钻头移动时间和钻头更换。