作为PCB工程师,你需要了解这几个设计指南
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在开始新设计时,因为将大部分时间都花在了电路设计和元件的选择上,在PCB布局布线阶段往往会因为经验不足,考虑不够周全。
如果没有为PCB布局布线阶段的设计提供充足的时间和精力,可能会导致设计从数字领域转化为物理现实的时候,在制造阶段出现问题,或者在功能方面产生缺陷。
那么设计一个在纸上和物理形式上都真实可靠的电路板的关键是什么?让我们探讨设计一个可制造,功能可靠的PCB时需要了解的前6个PCB设计指南。
PCB布局过程的元件放置阶段既是科学又是艺术,需要对电路板上可用的主要元器件进行战略性考虑。虽然这个过程可能具有挑战性,但您放置电子元件的方式将决定您的电路板的制造难易程度,以及它如何满足您的原始设计要求。
取向 - 确保将相似的元件定位在相同的方向上,这将有助于实现高效且无差错的焊接过程。
布置 - 避免将较小元件放置在较大元件的后面,这样小元件有可能受大元件焊接的影响而产生装贴问题。
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组织 - 建议将所有表面贴装(SMT)元件放置在电路板的同一侧,并将所有通孔(TH)元件放置在电路板顶部,以尽量减少组装步骤。
放置元件后,接下来可以放置电源,接地和信号走线,以确保您的信号具有干净无故障的通行路径。在布局过程的这个阶段,请记住以下一些准则:
▶ 1)定位电源和接地平面层
▶ 2)信号线走线连接
▶ 3)定义网络宽度
您可能已经体验到电源电路中的大电压和电流尖峰如何干扰您的低压电流的控制电路。要尽量减少此类干扰问题,请遵循以下准则:
隔离 - 确保每路电源都保持电源地和控制地分开。如果您必须将它们在PCB中连接在一起,请确保它尽可能地靠近电源路径的末端。
布置 - 如果您已在中间层放置了地平面,请确保放置一个小阻抗路径,以降低任何电源电路干扰的风险,并帮助保护您的控制信号。可以遵循相同的准则,以保持您的数字和模拟的分开。
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耦合 - 为了减少由于放置了大的地平面以及在其上方和下方走线的电容耦合,请尝试仅通过模拟信号线路交叉模拟地。
您是否曾因热量问题而导致电路性能的降低甚至电路板损坏?由于没有考虑散热,出现过很多问题困扰许多设计者。这里有一些指导要记住,以帮助解决散热问题:
▶ 1)识别麻烦的元件
第一步是开始考虑哪些元件会耗散电路板上的最多热量。这可以通过首先在元件的数据表中找到“热阻”等级,然后按照建议的指导方针来转移产生的热量来实现。当然,可以添加散热器和冷却风扇以保持元件温度下降,并且还要记住使关键元件远离任何高热源。
▶ 2)添加热风焊盘
许多工厂内负责制程(Process)或是SMT技术的工程师经常会碰到电路板元件发生空焊(solder empty)、假焊(de-wetting)或冷焊(cold solder)等等这类焊不上锡(non-wetting)的不良问题,不论制程条件怎么改或是回流焊的炉温再怎么调,就是有一定焊不上锡的比率。这究竟是怎么回事?
当您马不停蹄地哼哧哼哧地将所有的部分组合在一起进行制造时,很容易在设计项目结束时才发现问题,不堪重负。因此,在此阶段对您的设计工作进行双重和三重检查可能意味着制造是成功还是失败。
结 语
当您有了这个 - 我们的PCB设计师都需要知道的前5个PCB设计指南,通过遵循这些建议,您将很快就能够得心应手地设计出功能强大且可制造的电路板,并拥有真正优质的印刷电路板。
良好的PCB设计实践对于成功至关重要,这些设计规则为构建和巩固所有设计实践中持续改进的实践经验奠定了基础。
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