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、yingjiandianlushejitebieganxingqu,yexuedebijiaorenzhen。dangshijiaodebiyehounengzhaodaoyifenzuozaibangongshijinxingjisuanjihuitudegongzuoshiduomehao。biyehou,yeruyuanjinruledongguanyijiaqichedianzigongsi,congshidianziyanfadegongzuo,baokuozhizuoBOM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(de)PCB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PCBlaikaolv。congyikaishijiuguidingguanjianyuanjiandeweizhiyijixinhaodelujingyouzhuyuquebaoshejidadaoyuqidegongzuomubiao。yicijiudedaozhengquedeshejikeyijiangdichengbenheyali——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

淚(lei)滴(di)是(shi)焊(han)盤(pan)與(yu)導(dao)線(xian)或(huo)者(zhe)是(shi)導(dao)線(xian)與(yu)導(dao)孔(kong)之(zhi)間(jian)的(de)滴(di)裝(zhuang)連(lian)接(jie)過(guo)度(du),設(she)置(zhi)淚(lei)滴(di)的(de)目(mu)的(de)是(shi)在(zai)電(dian)路(lu)板(ban)受(shou)到(dao)巨(ju)大(da)外(wai)力(li)的(de)衝(chong)撞(zhuang)時(shi),避(bi)免(mian)導(dao)線(xian)與(yu)焊(han)盤(pan)或(huo)者(zhe)導(dao)線(xian)與(yu)導(dao)孔(kong)的(de)接(jie)觸(chu)點(dian)斷(duan)開(kai),另(ling)外(wai),設(she)置(zhi)淚(lei)滴(di)也(ye)可(ke)使(shi)PCB電路板顯得更加美觀。
teardrop的de作zuo用yong是shi避bi免mian信xin號hao線xian寬kuan突tu然ran變bian小xiao而er造zao成cheng反fan射she,可ke使shi走zou線xian與yu元yuan件jian焊han盤pan之zhi間jian的de連lian接jie趨qu於yu平ping穩wen過guo渡du化hua,解jie決jue了le焊han盤pan與yu走zou線xian之zhi間jian的de連lian接jie容rong易yi斷duan裂lie的de問wen題ti。
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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