非常受用的PCB設計經驗
發布時間:2019-05-29 責任編輯:xueqi
【導讀】PCB就好比電子電路的骨架和神經脈絡,在電子工程項目中起著舉足輕重的作用,但很多人對PCB設計並不了解或了解不夠。其實,PCB設計的樂趣有很多,隻有去實踐,才會有深刻體會。
我在大學那時候,就對電路板設計、硬(ying)件(jian)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)特(te)別(bie)感(gan)興(xing)趣(qu),也(ye)學(xue)得(de)比(bi)較(jiao)認(ren)真(zhen)。當(dang)時(shi)覺(jiao)得(de)畢(bi)業(ye)後(hou)能(neng)找(zhao)到(dao)一(yi)份(fen)坐(zuo)在(zai)辦(ban)公(gong)室(shi)進(jin)行(xing)計(ji)算(suan)機(ji)繪(hui)圖(tu)的(de)工(gong)作(zuo)是(shi)多(duo)麼(me)好(hao)。畢(bi)業(ye)後(hou),也(ye)如(ru)願(yuan)進(jin)入(ru)了(le)東(dong)莞(guan)一(yi)家(jia)汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)公(gong)司(si),從(cong)事(shi)電(dian)子(zi)研(yan)發(fa)的(de)工(gong)作(zuo),包(bao)括(kuo)製(zhi)作(zuo)BOM表、樣機調試和PCB繪圖工作。當時2002年畢業時,還沒有PCB工程師這個工種,基本上就是什麼事情都要會一點,包括原理圖繪製、器件選型、PCB繪圖、樣板焊接、調試、BOM製作、作業指導書等,也從此走上了電子研發這條路。
01原理圖
jinguanyouliangdeyuanlitubunengbaozhenghaodebuxian,danshihaodebuxiankaishiyuyouliangdeyuanlitu。zaihuizhiyuanlitushiyaoshensishulv,bingqiebixukaolvzhenggedianludexinhaoliuxiang。ruguozaiyuanlituzhongcongzuodaoyoujuyouzhengchangwendingdexinhaoliu,namezaiPCB上也應具有同樣好的信號流。在原理圖上盡可能多給出有用的信息。
因為有時候電路設計工程師不在,客戶會要求我們幫助解決電路的問題,從事此工作的設計師、技術員和工程師都會非常感激,也包括我們。除了普通的參考標識符、功耗和誤差容限外,原理圖中還應該給出哪些信息呢?下麵給出一些建議,可以將普通的原理圖變成一流的原理圖。加入波形、有關外殼的機械信息、印製線長度、空白區;標明哪些元件需要置於PCB上麵;給出調整信息、元件取值範圍、散熱信息、控製阻抗印製線、注釋、扼要的電路動作描述……(以及其它)。
02誰都別信
如ru果guo不bu是shi你ni自zi己ji設she計ji布bu線xian,一yi定ding要yao留liu出chu充chong裕yu的de時shi間jian仔zai細xi檢jian查zha布bu線xian人ren的de設she計ji。在zai這zhe點dian上shang很hen小xiao的de預yu防fang抵di得de上shang一yi百bai倍bei的de補bu救jiu。不bu要yao指zhi望wang布bu線xian的de人ren能neng理li解jie你ni的de想xiang法fa。在zai布bu線xian設she計ji過guo程cheng的de初chu期qi你ni的de意yi見jian和he指zhi導dao是shi最zui重zhong要yao的de。你ni能neng提ti供gong的de信xin息xi越yue多duo,並bing且qie整zheng個ge布bu線xian過guo程cheng中zhong你ni介jie入ru的de越yue多duo,結jie果guo得de到dao的dePCB就會越好。給布線設計工程師設置一個暫定的完成點——按照你想要的布線進展報告快速檢查。這種“閉合環路”方法可以防止布線誤入歧途,從而將返工的可能性降至最低。
需要給布線工程師的指示包括:電路功能的簡短描述,標明輸入和輸出位置的PCB略圖,PCB層疊信息(例如,板子有多厚,有多少層,各信號層和接地平麵的詳細信息——功耗、地線、模擬信號、數字信號和RF信號);各層需要那些信號;要求重要元件的放置位置;旁路元件的確切位置;哪些印製線很重要;哪些線路需要控製阻抗印製線;哪些線路需要匹配長度;元件的尺寸;哪些印製線需要彼此遠離(或靠近);哪些線路需要彼此遠離(或靠近);哪些元器件需要彼此遠離(或靠近);哪些元器件要放在PCB的上麵,哪些放在下麵。永遠不要抱怨需要給別人的信息太多——太少嗎?是;太多嗎?不。
分享一條學習經驗:大約10年前,我設計一塊多層的表麵貼電路板——板子的兩麵都有元件。用很多螺釘將板子固定在一個鍍金的鋁製外殼中(因為有很嚴格的防震指標)。提供偏置饋通的引腳穿過板子。該引腳是通過焊接線連接到PCB上的。
這是一個很複雜的裝置。板子上的一些元件是用於測試設定(SAT)的。但是我已經明確規定了這些元件的位置。你能猜出這些元件都安裝在什麼地方嗎?對(dui)了(le),在(zai)板(ban)子(zi)的(de)下(xia)麵(mian)。當(dang)產(chan)品(pin)工(gong)程(cheng)師(shi)和(he)技(ji)術(shu)員(yuan)不(bu)得(de)不(bu)將(jiang)整(zheng)個(ge)裝(zhuang)置(zhi)拆(chai)開(kai),完(wan)成(cheng)設(she)定(ding)後(hou)再(zai)將(jiang)它(ta)們(men)重(zhong)新(xin)組(zu)裝(zhuang)的(de)時(shi)候(hou),顯(xian)得(de)很(hen)不(bu)高(gao)興(xing)。從(cong)那(na)以(yi)後(hou)我(wo)再(zai)也(ye)沒(mei)有(you)犯(fan)過(guo)這(zhe)種(zhong)錯(cuo)誤(wu)了(le)。
03位置
正像在PCB中,位置決定一切。將一個電路放在PCB上的什麼位置,將其具體的電路元件安裝在什麼位置,以及其相鄰的其它電路是什麼,這一切都非常重要。
通常,輸入、輸出和電源的位置是預先確定好的,但是它們之間的電路就需要“發揮各自的創造性”了。這就是為什麼注意布線細節將產生巨大回報的原因。從關鍵元件的位置入手,根據具體電路和整個PCB來(lai)考(kao)慮(lv)。從(cong)一(yi)開(kai)始(shi)就(jiu)規(gui)定(ding)關(guan)鍵(jian)元(yuan)件(jian)的(de)位(wei)置(zhi)以(yi)及(ji)信(xin)號(hao)的(de)路(lu)徑(jing)有(you)助(zhu)於(yu)確(que)保(bao)設(she)計(ji)達(da)到(dao)預(yu)期(qi)的(de)工(gong)作(zuo)目(mu)標(biao)。一(yi)次(ci)就(jiu)得(de)到(dao)正(zheng)確(que)的(de)設(she)計(ji)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)和(he)壓(ya)力(li)——也就縮短了開發周期。
另外,說點有意思的,PCB板上那些“特殊焊盤“
第一個,淚滴焊盤

leidishihanpanyudaoxianhuozheshidaoxianyudaokongzhijiandedizhuanglianjieguodu,shezhileididemudeshizaidianlubanshoudaojudawailidechongzhuangshi,bimiandaoxianyuhanpanhuozhedaoxianyudaokongdejiechudianduankai,lingwai,shezhileidiyekeshiPCB電路板顯得更加美觀。
teardropdezuoyongshibimianxinhaoxiankuanturanbianxiaoerzaochengfanshe,keshizouxianyuyuanjianhanpanzhijiandelianjiequyupingwenguoduhua,jiejuelehanpanyuzouxianzhijiandelianjierongyiduanliedewenti。
1、焊接上,可以保護焊盤,避免多次焊接是焊盤的脫落
2、加強連接的可靠性(生產是可以避免蝕刻不均,過孔偏位出現的裂縫等)
3、平滑阻抗,減少阻抗的急劇跳變
在zai電dian路lu板ban設she計ji中zhong,為wei了le讓rang焊han盤pan更geng堅jian固gu,防fang止zhi機ji械xie製zhi板ban時shi焊han盤pan與yu導dao線xian之zhi間jian斷duan開kai,常chang在zai焊han盤pan和he導dao線xian之zhi間jian用yong銅tong膜mo布bu置zhi一yi個ge過guo渡du區qu,形xing狀zhuang像xiang淚lei滴di,故gu常chang稱cheng做zuo補bu淚lei滴di( Teardrops )
第二個,放電齒

此物被稱之為放電齒、放電間隙或者火花間隙。采用放電間隙(Sparkgaps )放電間隙是一對指向彼此相對的銳角的三角形,指尖相距最大10mil 最小6mil 。一個三角形接地,另一個接到信號線。此三角形不是一種元件,而是由在PCB 布線過程中使用銅箔層作出來的。這些三角形需設置在PCB 板的頂層(componentside ),且不能被防焊塗料所籠蓋。
1、在開關電源浪湧測試或者ESDceshishigongmodianganliangduanjiangchanshenggaoya,chuxianfeihu。ruoyuzhouweiqijianjianjujiaojin,kenengshizhouweiqijiansunhuai。yincikezaiqishangbinglianyigefangdianguanhuoyamindianzuxianzhiqidianya,congerqidaomiehudezuoyong。fangzhifangleiqijianxiaoguohenhaodanshichengbenbijiaogao。
2、另一種辦法是在PCBshejishi,zaigongmodianganliangduanjiarufangdianchi,shidediangantongguoliangfangdianjianduanfangdian,bimiantongguoqitalujingfangdian,congershideduizhouweihehoujiqijiandeyingxiangjiandaozuixiao。
放電間隙不需要另外的成本,在畫pcb板時畫上去就可以了,但是需要特別留意的是此種形式的放電間隙為空氣形式的放電間隙,隻能在偶有ESD 產生的環境中使用。若在經常有ESD fashengdechanghezhongshiyong,zefangdianjianxijianhuiyinweichangchangdefangdianerzailianggesanjiaodianshangchanshengjitan,bingzhongjizaifangdianjianxishangzaochengduanlu,bingzaochengxinhaoxiandeyongjiuduididuanlu,congerzaochengxitongdeguzhang。
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