從原理圖到製造檔案的完整 PCB 設計流程。
一、設計階段
1. 規劃
- 確定 PCB 尺寸（依機構）
- 決定層數
- 決定 stackup
- 估算成本與製造週期
2. 元件擺放（Placement）
順序
- 連接器（依機構固定位置）
- 高功率元件（散熱考量）
- 主要 IC（MCU、SoC）
- 高速元件（緊鄰 IC）
- 電源 IC + 大電容
- 一般元件
- 測試點 + LED
原則
- 訊號流向清晰
- 高速訊號短直
- 散熱熱點分散
- 機構配合
- 維修可達
3. 走線（Routing）
順序
- 電源（粗線）
- 時鐘訊號
- 高速訊號
- 一般訊號
- 接地（plane 為主，via stitching）
工具技巧
- 先手動關鍵走線
- 自動 router 處理一般走線
- 設計規則限制（DRC）
4. 平面（Plane）
- 完整地平面
- 分區電源平面
- via stitching
5. 文字 / 標示
- silkscreen 標元件、極性、版本
- 不要被焊盤遮擋
6. 設計規則檢查（DRC）
- 線寬、線距
- 孔徑、孔距
- 阻抗
- 銅箔到外緣距離
二、Layout 規範
一般板
| 項目 | 值 |
|---|---|
| 線寬 | 6 mil（0.15 mm） |
| 線距 | 6 mil |
| Via 孔 | 0.3 mm |
| Via 環 | 0.6 mm |
| 銅到板邊 | 20 mil |
| 焊盤到孔 | 8 mil |
高密板
| 項目 | 值 |
|---|---|
| 線寬 | 3–4 mil |
| 線距 | 3–4 mil |
| Microvia | 0.1 mm |
三、特殊走線處理
高速差分
- 等長（長度匹配）
- 等距
- 緊耦合
- 換層補償
大電流
- 線寬計算
- 多層並聯
- thermal relief
敏感類比
- 屏蔽（guard ring）
- 短走線
- 隔離數位線
四、輸出製造檔案
Gerber
- 各層 .gbr 或 .gXX
- Solder Mask
- Silkscreen
- Paste（鋼板）
Drill File
Excellon 格式。
Pick & Place（XY）
元件中心座標 + 旋轉角度。
Fabrication Drawing
製造圖：層數、厚度、表面處理、特殊製程要求。
Assembly Drawing
組裝圖：每個元件位置、極性。
最終檢查清單
- [ ] Gerber 全部正確匯出
- [ ] Drill 檔案正確
- [ ] BOM 完整
- [ ] PnP 檔案正確
- [ ] 製造工藝註記完整
- [ ] 阻抗要求註明
五、與廠商溝通
報價要素
- 板數量
- 板尺寸
- 層數
- 厚度
- 銅厚
- 表面處理
- 特殊製程（HDI、阻抗、blind/buried via）
- 交期
文件交付
- Gerber + Drill
- 製造規範
- 阻抗計算
- 特殊要求
六、本章總結
✅ 您應該掌握：
- [x] PCB 設計步驟
- [x] 擺放與走線原則
- [x] 設計規則
- [x] 製造檔案輸出