高效创建高质量 PCB 设计的利器：印刷电路板设计软件
在当今电子产品飞速发展的时代，使用印刷电路板 (PCB) 设计软件是高效、准确地创建高质量 PCB 设计的绝佳途径。 它不仅能大幅减少人为错误，还能显著提高设计效率。
如果没有专业的 PCB 设计软件，电子工程师和设计师在从零开始设计、组装、并等待设计批准的过程中，会面临诸多挑战。 传统的手动方式耗时耗力，且容易出现错误，而 PCB 设计软件的出现，极大地简化了工作流程，提高了生产效率。
面对市场上琳琅满目的 PCB 设计软件，如何选择一款最适合自己需求的软件可能让人感到困惑。 别担心，本文将为你介绍几款市面上优秀的 PCB 设计软件，帮助你做出明智的选择。
什么是 PCB？
印刷电路板 (PCB) 是一种由绝缘层和导电层层压而成的夹层结构。 它本质上是一块用于连接各种电子元件、构成电路并为电子设备供电的电路板。 几乎所有电子产品都使用 PCB 作为其构建基石。
PCB 主要有两个功能：
- 通过焊接将电子元件组装在外部层的指定位置。
- 实现元件端子之间的电气连接。
导电层通过导线设计提供电气连接。 此外，通过添加通孔来实现不同铜层之间的电气连接。
PCB 通过导电焊盘以机械方式支撑各种电子元件。 这些导电焊盘的设计使其能够接受元件端子，并通过平面、走线和其他特征实现电气连接。
什么是 PCB 设计软件？
PCB 设计是指设计 PCB 元件、组装它们，并进行布线，以便在电路板上建立电气连接，为电子电路供电。 而能够帮助你完成这些工作的软件，我们称之为 PCB 设计软件。
PCB 设计软件的一些主要特点包括：
- 原理图编辑器，用于在原理图页面上组装和编辑电气对象、组件和图形对象。
- 印刷电路板的 3D 可视化和 2D 示意图，方便查看设计外观，帮助识别错误并轻松编辑组件。
- 自动布线功能，自动连接 PCB 上的各个点，以实现电气连接。
- 设计规则检查工具，用于识别设计缺陷和违规行为，例如在电源、信号和电磁兼容性等方面可能存在的问题（基于行业或公司指南）。
- 协作功能，允许多个设计师实时处理设计、进行更改、添加评论并提供反馈。
PCB 设计通常包含以下几个步骤：
- 元件放置：将 PCM 原理图转换为有形电路板，你需要将元件放置在正确的位置。
- 布线：在 PCB 布局上的不同组件之间建立电气连接。
- 集成：集成 ECAD 和 MCAD 软件，例如 Eagle 和 Fusion 360 等，以便与机械工程师共享设计，评估其是否适合物理布局。
为什么需要 PCB 设计软件？
PCB 的机械结构可能包含复杂的部件。 因此，PCB 设计软件可以帮助你更轻松、更快速、更经济高效地完成 PCB 设计过程。 让我们详细了解一下 PCB 设计软件的优势：
节省时间
从头开始设计一切需要花费大量时间和精力。 但如果你使用 PCB 设计软件，你可以通过选择软件自带的预制设计来加快设计过程。 这将节省大量设计时间，从而加快产品交付速度。
简化流程
使用专门的软件设计 PCB，设计师可以轻松地创建高质量的设计。 他们可以充分利用软件的各种功能，而无需手动完成所有操作，从而节省大量时间和精力。
易于测试设计性能
PCB 设计完成后，还需要经过测试阶段，工程师将在此验证 PCB 设计的性能和可行性。 手动测试 PCB 设计既麻烦又耗时，而且可能出现不准确，导致严重的设计缺陷并降低最终产品质量。 使用 PCB 设计软件，你可以在虚拟环境中轻松测试设计的性能，从而快速检测设计中的问题和错误，并改进设计，制造出高质量的产品。
更好的可视化
手动方法可能无法为你的 PCB 设计提供全面的细节，可能导致遗漏某些内容或留下一些错误。 而使用 PCB 软件，你可以获得 3D 可视化等功能，从各个角度检查设计，更全面地了解设计的细节，从而轻松发现错误。
成本效益
手动创建 PCB 设计、组装零件、建立电气连接、测试设计和生产产品可能需要大量时间。 这些过程需要时间和劳动力、机器、电力和金钱。而使用 PCB 设计软件，你可以在快速周转时间内执行所有流程，同时节省资源和资金，并且在软件中快速修改设计也很容易。
PCB 设计软件的应用
PCB 设计软件可以帮助改进你的设计布局，包括走线、组件对齐和规则检查等。这些功能有助于提高 PCB 设计的质量，并实现高质量的印刷电路板制造。
PCB 设计软件被电子工程师、自由工程师、工程师企业家和电子爱好者广泛用于各种应用场景。 一些常见的应用包括：
- 3D 组件可视化：使用 PCB 设计软件，你可以捕捉干扰电路的故障组件，而这在 2D 软件中可能无法实现。
- 层结构可视化：你可以使用 PCB 设计软件来可视化 PCB 设计的层结构，从而根据需求创建单层、双层或多层印刷电路板。
接下来，我们将讨论市面上一些主流的 PCB 设计软件。
Altium Designer
Altium Designer 是一款功能强大的 PCB 设计软件，界面现代化且易于使用。它的设计环境允许工程师查看设计过程的各个方面，从概念和头脑风暴到 PCB 布局、文档和制造。工程师可以轻松使用设计工具，并在同一直观的环境中交付更高质量的产品。你可以创建一个有凝聚力的单一模型，该模型可以充当中央模型来操作模型中的数据（布局、原理图、仿真）。
Altium Designer 与其他 ECAD/MCAD 集成，如 SOLIDWORKS、Autodesk Inventor、Autodesk Fusion 360 和 PTC Creo Parametric。它是一个基于云的平台，将 MCAD、团队协作、数据管理和 PCB 设计结合在一起。
无论你身在何处，都可以随时与他人就你的设计进行实时协作，接收反馈或评论并立即解决问题。 你可以将所有重要文件存储在一个集中的位置，避免团队之间的沟通不畅，并促进成功的生产。此外，你可以在原生 3D PCB 设计中工作，通过与机械设计师在 3D 和逼真的环境中互动。通过与 MCAD 软件协作，可以简化与机械团队的合作。在一个工具中获得所有内容，让你不必在不同的软件之间交换文件。
你可以免费试用，以测试你希望在设计软件中拥有的功能。 你可以从基于年份和无限期的订阅中进行选择。
Fusion 360
Fusion 360 在一个平台上集成了工程、设计、制造和电子产品。它是一个基于云的平台，你可以在其中进行 PCB 设计、CAD、CAE、CAM 和 3D 建模。它为你提供确保产品或工具的功能、合身性、形式和主要美观性所需要的一切。
在 PCB 设计之后，可以通过生成式设计工具和仿真来确保可制造性，并检查设计影响。 使用集成的 CAD 和 CAM 软件工具编辑模型夹具和现有特征。 在使用过程中，你可以感受到软件的灵活性，让你轻松地生产出高质量的产品。
避免使用手动电子工作流程和交换文件格式； 使用 Fusion 360，你无需再为获得完整无错误的产品而努力。 功能齐全的 PCB 设计、原理图捕获和机械 CAD 为你提供了生成可靠设计所需的必要工具。 你还可以使用仿真软件检查你的产品性能，并在制造前测试你的设计。
Fusion 360 为你提供了一些 CAD 就绪的几何图形，因此你无需从头开始设计。 你可以通过提供参数、材料、制造方法和成本限制等输入来开始生成几何图形。 不必因为时区、评论和位置而延长你的制作过程。 你可以在单个数据管理软件中查看所有设计和数据。
他们有三种定价选项，从每月 42 美元的计划到 987 美元的三年计划。 你可以作为企业主或学生下载免费试用版。
西门子 PCBflow
减少设计迭代，西门子 PCBflow 是基于制造商约束的安全云 PCB DFM 工具。 它为你提供具有真实数据和详细错误报告的自动化在线 DFM，以了解更多信息并更智能地工作。 你还可以在整个过程中灵活地运行多个 DFM，而无需等待制造商。
PCBflow 由 Valor NPI 提供支持。 无论你是初创公司还是企业，所有人都可以使用 DFM。 它旨在节省资源和时间以提供高质量的产品。 通过频繁的 DFM 分析，你可以节省时间并及时获得最终产品，而不会影响质量。
你可以立即注册以进行试驾。 如果你喜欢该软件，请选择最适合你的设计需求的订阅计划。
DipTrace
DipTrace 提供直观的界面，让你专注于在指定时间范围内完成项目。 该 PCB 设计软件提供了理想的功能，例如差分布线、分层原理图、ODB++ 兼容性、STEP 3D 以及带有 DRC 检查的深入规则。
使用 Altium、OrCAD、制造工具、2D/3D CAD、PADS 和 Eagle 轻松交换你的数据。 它具有广泛的导入和导出功能，因此你可以轻松地将原理图转换为 PCB 并返回相同的。 此外，你可以使用基于形状的布线器和手动布线器来发挥你的设计能力。
你将在 PCB 布局中获得高速信号、3D 预览、Gerber 和 STEP 导出等功能。 从 DipTrace 的库中创建和导入组件，该库还提供现成的模板、IPC-7351 模式生成器和编辑工具。 它的库还包含 160,000 个封装组件和超过 1000 万个零件。
DipTrace 允许你在开发过程的任何阶段审查你的设计。 它还提供 3D 模型生成工具和 11,000 多个封装模型。
你可以从功能齐全的 30 天免费试用开始，该软件现在可在 Windows 32、Windows 64 和 macOS 中使用。 如果你喜欢它，可以购买 300 个引脚和两个信号层的付费订阅，价格为 75 美元。
Ultiboard
Ultiboard 是一款 PCB 设计软件，可通过可定制的环境提供高效的设计布线和布局。印刷电路板设计与 Multisim 集成以运行 PCB 原型开发。 你可以使用其灵活的工具进行设计，并手动精确定义关键电路板元素。
Ultiboard 的自动化功能可帮助你快速完成整个设计。 其先进的设计向导、工具箱和电子表格视图允许你轻松管理、定义和控制任何电路板布局。 此外，前向-后向注释可以帮助你更好地进行迭代管理。
你可以导出行业标准文件，例如 DXF 和 Gerber，以完成你的设计流程（从原理图到布局）。 此外，Ultiboard 提供许多电子解决方案，让你在设计和制造电子元件时不会落后。
选择你的软件版本以定义你的许可期限、期限和交付方式并购买订阅。它支持英语和 Windows 操作系统。
OrCAD
获得全面的 PCB 设计解决方案，OrCAD 提供布线技术和先进平台的 PCB 设计器。它包含图书馆员工具、信号完整性、自动布线、约束管理器、原理图捕获、PCB 编辑、布线和混合信号电路仿真等技术。
借助 OrCAD 的智能、交互式和自动蚀刻编辑和放置功能，最大限度地提高你的工作效率。 此外，通过紧密的应用程序集成和可确保数据完整性的广泛功能，加快你的设计流程，最大限度地提高产量。
此外，使用约束管理来确保你的设计满足基于区域、对、长度规则等的特定要求。你还可以在 MCAD 和 ECAD 流程之间架起一座桥梁，通过对 STEP、IDX 和 IPC-2581 的支持，根据你的需求获得完美的设计环境。 此外，你可以使用模拟、约束设计流程、混合信号和集成 SI 轻松分析你的设计，以满足你的目标。
免费获得该版本的完整版本，包括 OrCAD Capture CIS、OrCAD PSpice Designer、OrCAD Sigrity ERC 和 OrCAD PCB Designer Professional 等。
KiCAD EDA
KiCAD EDA 是一个开源且跨平台的电子设计自动化平台。KiCAD 的原理图编辑器支持基本原理图和复杂设计。 它将帮助你创建自己的符号，或从官方库中提供的数千个选项中进行选择。
完成设计后，使用电气规则检查器和集成 SPICE 仿真器进行验证。 它的 PCB 编辑器足够简单，即使你是该软件的新手，也可以轻松进行设计。 此外，它对于复杂的设计也很强大。
改进的可视化、选择工具和交互式布线器使你的布局任务更加轻松。 它的 3D 查看器还可以让你检查正确的机械配合，并允许你预览最终产品。
此外，KiCad EDA 具有内置的光线追踪器以及可自定义的照明选项，因此你可以创建逼真的图像，并与你的同事或团队共享，以展示你的工作。 该软件还支持各种操作系统，如 Ubuntu、macOS、Windows、Debian、Arch Linux、FreeBSD 和 Fedora 等。
你可以下载免费版本并开始设计。
结论
PCB 设计软件可以帮助你轻松高效地设计印刷电路板，同时节省大量时间和资源。 它还可以帮助你检查设计的性能，并在早期阶段进行修复，以便你可以只将高质量的设计发送到生产阶段。 因此，你可以制造在电气设备上性能良好的坚固可靠的印刷电路板。
请记住，新兴技术会随着时间的推移而发展，消费者的需求会经常变化，因此请从上述选项中明智地选择 PCB 设计软件。 因此，在选择 PCB 设计软件时，请预测你的设计要求和挑战，并享受设计印刷电路板的乐趣！