第27课 原理图如何导入PCB以及常见错误

前言

一、原理图为何要导入到PCB

原理图是电路的“逻辑蓝图”，而PCB是电路的“物理实现”。将原理图导入PCB，就是将设计从逻辑世界转换到物理世界的关键一步。

下面从几个关键点详细解释为什么必须要有这个导入过程：

1. 设计与制造的分离

原理图：专注于功能。回答的是“电路应该如何工作”的问题。
PCB：专注于物理实现。它定义这些元器件的实际形状、大小、摆放位置，以及连接它们的真实铜箔走线的宽度、路径和层次。它回答的是“**如何把电路做出来”**的问题。导入，就是在这两者之间建立一一对应的桥梁。

2. 建立网络连接关系

这是导入过程最核心的技术作用。

在原理图中，元器件引脚之间的连线称为 “网络” 。例如，一个电阻的一端和芯片的某个引脚都连在一条名为 “NetR1_1” 的线上，它们就属于同一个网络。
当导入PCB时，软件（如Altium Designer, KiCad, Eagle等）会根据原理图生成一个 “网络表” 。这个表是所有电气连接关系的清单。

在PCB编辑器中，这个网络表会体现为：
飞线：在初始布局时，软件会用细线（通常叫鼠线或飞线）直观地显示具有相同网络名的焊盘之间应该连接。这是布局和布线的最核心依据。

设计规则检查：软件会时刻检查你的PCB布线是否符合从原理图继承来的网络连接关系，防止连错或漏连。

3. 同步元器件信息

导入不仅是连接关系的传递，也是元器件数据的传递：

封装映射：原理图中的每个元件符号都对应一个PCB封装（即该元件在PCB上的实际焊盘形状、尺寸和引脚排列）。导入过程确保了符号和封装的正确关联。

元器件标识符：原理图中的 “R1”、“C5”、“U3” 等标识符会同步到PCB上对应的封装，方便装配、调试和维修。

参数值：元器件的值（如10kΩ， 0.1uF）有时也会被传递到PCB，以便在丝印层显示。

4. 确保设计的一致性（单向/双向同步）

现代EDA工具支持工程变更命令。这意味着：

如果在原理图后期修改了（比如增加了一个电阻，或改变了连接），可以通过“重新导入”或“同步”功能，将变更精确地更新到PCB中（如新增一个封装和新的飞线）。
反之亦然，在PCB上对元件标识符的修改也可以反标回原理图。
这保证了原理图和PCB这两个设计文件在任何时候都是严格一致的，避免了因手动修改不同步导致的致命错误。

5. 为后续流程奠定基础

导入并完成PCB布局布线后，才能进行：

设计规则检查：检查线宽、间距、孔径等是否符合生产要求。

生成制造文件：**如Gerber文件（给PCB厂）、BOM物料清单（给采购）、贴片坐标文件（给贴片厂）。**所有这些文件都依赖于一个正确导入并实现了原理图连接的PCB设计。

总结：
将原理图导入PCB，本质上是将电路的逻辑思想和电气连接关系，转化为可制造、可装配的物理布局和布线的必要过程。

二、流程

他是在布局布线完成后吗
不，恰恰相反。“导入”发生在布局布线之前，是布局布线工作的起点。
PCB设计标准流程（核心部分）

第一步：原理图设计

在原理图编辑器中完成电路设计，为每个元器件指定正确的PCB封装。

第二步：从原理图导入到PCB

设计师点击 “Update PCB…” 或 “Import Changes to PCB” 等按钮。
执行变更—显示错误–再次重复上一次操作—报告变更–导出文件
软件执行以下操作：

根据网络表，在PCB文件中放置所有元器件的封装（通常会堆叠在PCB板框外的一个区域）。

在对应焊盘之间生成飞线（表示需要连接的电气网络）。

此时，PCB上只有一堆凌乱的封装和密密麻麻的飞线，没有任何布局和布线。

第三步：布局

设计师根据电路功能、散热、信号流向、结构要求等因素，手动或辅助自动地将那些堆叠的元器件封装，合理地摆放到PCB板框内的实际位置。这是为了给布线提供一个最优的起点。

第四步：布线

设计师根据飞线的指引，手动或使用自动布线功能，将飞线转换为实际的铜箔走线。布线完成后，飞线会消失（因为物理连接已建立）。

第五步：后续处理与检查

进行覆铜、添加丝印、进行DRC（设计规则检查）、生成生产文件等。

为什么不能先布局布线，再“导入”？
因为没有原理图，PCB设计就失去了电气连接的依据。

布局依据什么？ 布局的核心之一是按照信号的流向、电源的路径来摆放器件。如果先摆好一堆封装，再导入原理图，飞线可能会乱成一团，导致布局完全不合理（例如，输出器件摆在了输入的位置），需要全部推翻重来。

布线依据什么？ 你根本不知道哪个焊盘应该连到哪个焊盘。没有从原理图导入生成的网络表（飞线），PCB软件不知道哪些点之间需要电气连接，你无法进行正确的布线。

三、常见错误

没有封装，封装名称不匹配，管脚号不匹配