PCB設計黃金十法則,永不改變!
發布時間:2013-10-23 責任編輯:xueqi
【導讀】e絡盟CadSoft業務美國辦事處總經理Edwin Robledo認為,PCB設計黃金法則永不改變。本文詳細介紹PCBshejideshitiaofaze,mingquelezhexiejibenguize,kaifarenyuanbiankelinghuoditishengqichanpindejiazhibinghuodezuidashouyi。jishishidianlubanshejixinshou,zhiyaolaojizhexiejibenguizebiannengjiakuaixuexiguocheng,zengqiangxinxin。
jinguanmuqianbandaotijichengduyuelaiyuegao,xuduoyingyongyedouyousuishikeyongdepianshangxitong,tongshixuduogongnengqiangdaqiekaixiangjiyongdekaifabanyeyuelaiyuekeqingsonghuoqu,danxuduoshiyonganlizhongdianzichanpindeyingyongrengranxuyaoshiyongdingzhiPCB。在一次性開發當中,即使一個普通的PCB都能發揮非常重要的作用。PCB是進行設計的物理平台,也是用於原始組件進行電子係統設計的最靈活部件。本文將介紹幾種PCB設計黃金法則,這些法則自25年前商用PCB設計誕生以來,大多沒有任何改變,且廣泛適用於各種PCB設計項目,無論是對年輕的電子設計工程師還是更為成熟的電路板製造商,都具有極大的指導性作用。
以下內容介紹了電子設計工程師在使用設計軟件進行PCBbujushejijishangyezhizaoshiyinglaojibingjianxingdeshitiaozuiyouxiaodeshejifaze。gongchengshiwuxuanshijianxianhouhuoxiangduizhongyaoxingyicizhixingzhexiefaze,zhixuquanbuzunxunbiankejidadigaibianchanpinsheji。
法則一:
選擇正確的網格 - 設置並始終使用能夠匹配最多元件的網格間距。雖然多重網格看似效用顯著,但工程師若在PCB布(bu)局(ju)設(she)計(ji)初(chu)期(qi)能(neng)夠(gou)多(duo)思(si)考(kao)一(yi)些(xie),便(bian)能(neng)夠(gou)避(bi)免(mian)間(jian)隔(ge)設(she)置(zhi)時(shi)遇(yu)到(dao)難(nan)題(ti)並(bing)可(ke)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)應(ying)用(yong)電(dian)路(lu)板(ban)。由(you)於(yu)許(xu)多(duo)器(qi)件(jian)都(dou)采(cai)用(yong)多(duo)種(zhong)封(feng)裝(zhuang)尺(chi)寸(cun),工(gong)程(cheng)師(shi)應(ying)使(shi)用(yong)最(zui)利(li)於(yu)自(zi)身(shen)設(she)計(ji)的(de)產(chan)品(pin)。此(ci)外(wai),多(duo)邊(bian)形(xing)對(dui)於(yu)電(dian)路(lu)板(ban)敷(fu)銅(tong)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao),多(duo)重(zhong)網(wang)格(ge)電(dian)路(lu)板(ban)在(zai)進(jin)行(xing)多(duo)邊(bian)形(xing)敷(fu)銅(tong)時(shi)一(yi)般(ban)會(hui)產(chan)生(sheng)多(duo)邊(bian)形(xing)填(tian)充(chong)偏(pian)差(cha),雖(sui)然(ran)不(bu)如(ru)基(ji)於(yu)單(dan)個(ge)網(wang)格(ge)那(na)麼(me)標(biao)準(zhun),但(dan)卻(que)可(ke)提(ti)供(gong)超(chao)越(yue)所(suo)需(xu)的(de)電(dian)路(lu)板(ban)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。
選擇正確的網格 - 設置並始終使用能夠匹配最多元件的網格間距。雖然多重網格看似效用顯著,但工程師若在PCB布(bu)局(ju)設(she)計(ji)初(chu)期(qi)能(neng)夠(gou)多(duo)思(si)考(kao)一(yi)些(xie),便(bian)能(neng)夠(gou)避(bi)免(mian)間(jian)隔(ge)設(she)置(zhi)時(shi)遇(yu)到(dao)難(nan)題(ti)並(bing)可(ke)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)應(ying)用(yong)電(dian)路(lu)板(ban)。由(you)於(yu)許(xu)多(duo)器(qi)件(jian)都(dou)采(cai)用(yong)多(duo)種(zhong)封(feng)裝(zhuang)尺(chi)寸(cun),工(gong)程(cheng)師(shi)應(ying)使(shi)用(yong)最(zui)利(li)於(yu)自(zi)身(shen)設(she)計(ji)的(de)產(chan)品(pin)。此(ci)外(wai),多(duo)邊(bian)形(xing)對(dui)於(yu)電(dian)路(lu)板(ban)敷(fu)銅(tong)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao),多(duo)重(zhong)網(wang)格(ge)電(dian)路(lu)板(ban)在(zai)進(jin)行(xing)多(duo)邊(bian)形(xing)敷(fu)銅(tong)時(shi)一(yi)般(ban)會(hui)產(chan)生(sheng)多(duo)邊(bian)形(xing)填(tian)充(chong)偏(pian)差(cha),雖(sui)然(ran)不(bu)如(ru)基(ji)於(yu)單(dan)個(ge)網(wang)格(ge)那(na)麼(me)標(biao)準(zhun),但(dan)卻(que)可(ke)提(ti)供(gong)超(chao)越(yue)所(suo)需(xu)的(de)電(dian)路(lu)板(ban)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。
法則二:
保(bao)持(chi)路(lu)徑(jing)最(zui)短(duan)最(zui)直(zhi)接(jie)。這(zhe)一(yi)點(dian)聽(ting)起(qi)來(lai)簡(jian)單(dan)尋(xun)常(chang),但(dan)應(ying)在(zai)每(mei)個(ge)階(jie)段(duan),即(ji)便(bian)意(yi)味(wei)著(zhe)要(yao)改(gai)動(dong)電(dian)路(lu)板(ban)布(bu)局(ju)以(yi)優(you)化(hua)布(bu)線(xian)長(chang)度(du),都(dou)應(ying)時(shi)刻(ke)牢(lao)記(ji)。這(zhe)一(yi)點(dian)還(hai)尤(you)其(qi)適(shi)用(yong)於(yu)係(xi)統(tong)性(xing)能(neng)總(zong)是(shi)部(bu)分(fen)受(shou)限(xian)於(yu)阻(zu)抗(kang)及(ji)寄(ji)生(sheng)效(xiao)應(ying)的(de)模(mo)擬(ni)及(ji)高(gao)速(su)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)。
保(bao)持(chi)路(lu)徑(jing)最(zui)短(duan)最(zui)直(zhi)接(jie)。這(zhe)一(yi)點(dian)聽(ting)起(qi)來(lai)簡(jian)單(dan)尋(xun)常(chang),但(dan)應(ying)在(zai)每(mei)個(ge)階(jie)段(duan),即(ji)便(bian)意(yi)味(wei)著(zhe)要(yao)改(gai)動(dong)電(dian)路(lu)板(ban)布(bu)局(ju)以(yi)優(you)化(hua)布(bu)線(xian)長(chang)度(du),都(dou)應(ying)時(shi)刻(ke)牢(lao)記(ji)。這(zhe)一(yi)點(dian)還(hai)尤(you)其(qi)適(shi)用(yong)於(yu)係(xi)統(tong)性(xing)能(neng)總(zong)是(shi)部(bu)分(fen)受(shou)限(xian)於(yu)阻(zu)抗(kang)及(ji)寄(ji)生(sheng)效(xiao)應(ying)的(de)模(mo)擬(ni)及(ji)高(gao)速(su)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)。
法則三:
盡可能利用電源層管理電源線和地線的分布。電源層敷銅對大多數PCB設(she)計(ji)軟(ruan)件(jian)來(lai)說(shuo)是(shi)較(jiao)快(kuai)也(ye)較(jiao)簡(jian)單(dan)的(de)一(yi)種(zhong)選(xuan)擇(ze)。通(tong)過(guo)將(jiang)大(da)量(liang)導(dao)線(xian)進(jin)行(xing)共(gong)用(yong)連(lian)接(jie),可(ke)保(bao)證(zheng)提(ti)供(gong)最(zui)高(gao)效(xiao)率(lv)且(qie)具(ju)最(zui)小(xiao)阻(zu)抗(kang)或(huo)壓(ya)降(jiang)的(de)電(dian)流(liu),同(tong)時(shi)提(ti)供(gong)充(chong)足(zu)的(de)接(jie)地(di)回(hui)流(liu)路(lu)徑(jing)。 可能的話,還可在電路板同一區域內運行多條供電線路,確認接地層是否覆蓋了PCB某一層的大部分層麵,這樣有利於相鄰層上運行線路之間的相互作用。
盡可能利用電源層管理電源線和地線的分布。電源層敷銅對大多數PCB設(she)計(ji)軟(ruan)件(jian)來(lai)說(shuo)是(shi)較(jiao)快(kuai)也(ye)較(jiao)簡(jian)單(dan)的(de)一(yi)種(zhong)選(xuan)擇(ze)。通(tong)過(guo)將(jiang)大(da)量(liang)導(dao)線(xian)進(jin)行(xing)共(gong)用(yong)連(lian)接(jie),可(ke)保(bao)證(zheng)提(ti)供(gong)最(zui)高(gao)效(xiao)率(lv)且(qie)具(ju)最(zui)小(xiao)阻(zu)抗(kang)或(huo)壓(ya)降(jiang)的(de)電(dian)流(liu),同(tong)時(shi)提(ti)供(gong)充(chong)足(zu)的(de)接(jie)地(di)回(hui)流(liu)路(lu)徑(jing)。 可能的話,還可在電路板同一區域內運行多條供電線路,確認接地層是否覆蓋了PCB某一層的大部分層麵,這樣有利於相鄰層上運行線路之間的相互作用。
法則四:
將相關元件與所需的測試點一起進行分組。例如:將OpAmp運yun算suan放fang大da器qi所suo需xu的de分fen立li元yuan件jian放fang置zhi在zai離li器qi件jian較jiao近jin的de部bu位wei以yi便bian旁pang路lu電dian容rong及ji電dian阻zu能neng夠gou與yu其qi同tong地di協xie作zuo,從cong而er幫bang助zhu優you化hua法fa則ze二er中zhong提ti及ji的de布bu線xian長chang度du,同tong時shi還hai使shi測ce試shi及ji故gu障zhang檢jian測ce變bian得de更geng加jia簡jian便bian。
將相關元件與所需的測試點一起進行分組。例如:將OpAmp運yun算suan放fang大da器qi所suo需xu的de分fen立li元yuan件jian放fang置zhi在zai離li器qi件jian較jiao近jin的de部bu位wei以yi便bian旁pang路lu電dian容rong及ji電dian阻zu能neng夠gou與yu其qi同tong地di協xie作zuo,從cong而er幫bang助zhu優you化hua法fa則ze二er中zhong提ti及ji的de布bu線xian長chang度du,同tong時shi還hai使shi測ce試shi及ji故gu障zhang檢jian測ce變bian得de更geng加jia簡jian便bian。
法則五:
將所需的電路板在另一個更大的電路板上重複複製多次進行PCBpinban。xuanzezuishihezhizaoshangsuoshiyongshebeidechicunyouliyujiangdiyuanxingshejijizhizaochengben。shouxianzaimianbanshangjinxingdianlubanbuju,lianxidianlubanzhizaoshanghuoqutamenmeigemianbandeshouxuanchicunguige,ranhouxiugainideshejiguige,bingjinlizaizhexiemianbanchicunneiduocizhongfujinxingnidesheji。
將所需的電路板在另一個更大的電路板上重複複製多次進行PCBpinban。xuanzezuishihezhizaoshangsuoshiyongshebeidechicunyouliyujiangdiyuanxingshejijizhizaochengben。shouxianzaimianbanshangjinxingdianlubanbuju,lianxidianlubanzhizaoshanghuoqutamenmeigemianbandeshouxuanchicunguige,ranhouxiugainideshejiguige,bingjinlizaizhexiemianbanchicunneiduocizhongfujinxingnidesheji。
法則六:
zhengheyuanjianzhi。zuoweishejishi,nihuixuanzeyixieyuanjianzhihuogaohuodi,danxiaonengyiyangdefenliyuanjian。tongguozaijiaoxiaodebiaozhunzhifanweineijinxingzhenghe,kejianhuawuliaoqingdan,bingkenengjiangdichengben。ruguoniyongyoujiyushouxuanqijianzhideyixiliePCB產品,那麼從更長遠角度來說,也更利於你做出正確的庫存管理決策。
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zhengheyuanjianzhi。zuoweishejishi,nihuixuanzeyixieyuanjianzhihuogaohuodi,danxiaonengyiyangdefenliyuanjian。tongguozaijiaoxiaodebiaozhunzhifanweineijinxingzhenghe,kejianhuawuliaoqingdan,bingkenengjiangdichengben。ruguoniyongyoujiyushouxuanqijianzhideyixiliePCB產品,那麼從更長遠角度來說,也更利於你做出正確的庫存管理決策。
法則七:
盡可能多地執行設計規則檢查(DRC)。盡管在PCB軟件上運行DRCgongnengzhixuhuafeihenduanshijian,danzaigengfuzadeshejihuanjingzhong,zhiyaonizaishejiguochengzhongshizhongzhixingjianzhabiankejieshengdaliangshijian,zheshiyigezhidebaochidehaoxiguan。meigebuxianjuedingdouhenguanjian,tongguozhixingDRC可隨時提示你那些最重要的布線。
盡可能多地執行設計規則檢查(DRC)。盡管在PCB軟件上運行DRCgongnengzhixuhuafeihenduanshijian,danzaigengfuzadeshejihuanjingzhong,zhiyaonizaishejiguochengzhongshizhongzhixingjianzhabiankejieshengdaliangshijian,zheshiyigezhidebaochidehaoxiguan。meigebuxianjuedingdouhenguanjian,tongguozhixingDRC可隨時提示你那些最重要的布線。
法則八:
靈活使用絲網印刷。絲網印刷可用於標注各種有用信息,以便電路板製造者、服務或測試工程師、anzhuangrenyuanhuoshebeitiaoshirenyuanjianglaishiyong。bujinbiaoshiqingxidegongnengheceshidianbiaoqian,haiyaojinkenengbiaoshiyuanjianhelianjieqidefangxiang,jishishijiangzhexiezhushiyinshuazaidianlubanshiyongdeyuanjianxiabiaomian(在電路板組裝後)。在電路板上下表麵充分應用絲網印刷技術能夠減少重複工作並精簡生產過程。
靈活使用絲網印刷。絲網印刷可用於標注各種有用信息,以便電路板製造者、服務或測試工程師、anzhuangrenyuanhuoshebeitiaoshirenyuanjianglaishiyong。bujinbiaoshiqingxidegongnengheceshidianbiaoqian,haiyaojinkenengbiaoshiyuanjianhelianjieqidefangxiang,jishishijiangzhexiezhushiyinshuazaidianlubanshiyongdeyuanjianxiabiaomian(在電路板組裝後)。在電路板上下表麵充分應用絲網印刷技術能夠減少重複工作並精簡生產過程。
法則九:
必選去耦電容。不要試圖通過避免解耦電源線並依據元件數據表中的極限值優化你的設計。電容器價格低廉且堅固耐用,你可以盡可能多地花時間將電容器裝配好,同時遵循法則六,使用標準值範圍以保持庫存整齊。
必選去耦電容。不要試圖通過避免解耦電源線並依據元件數據表中的極限值優化你的設計。電容器價格低廉且堅固耐用,你可以盡可能多地花時間將電容器裝配好,同時遵循法則六,使用標準值範圍以保持庫存整齊。
法則十:
生成PCB製造參數並在報送生產之前核實。雖然大多數電路板製造商很樂意直接下載並幫你核實,但你自己最好還是先輸出Gerber文wen件jian,並bing用yong免mian費fei閱yue覽lan器qi檢jian查zha是shi否fou和he預yu想xiang的de一yi樣yang,以yi避bi免mian造zao成cheng誤wu解jie。通tong過guo親qin自zi核he實shi,你ni甚shen至zhi還hai會hui發fa現xian一yi些xie疏shu忽hu大da意yi的de錯cuo誤wu,並bing因yin此ci避bi免mian按an照zhao錯cuo誤wu的de參can數shu完wan成cheng生sheng產chan造zao成cheng損sun失shi。
生成PCB製造參數並在報送生產之前核實。雖然大多數電路板製造商很樂意直接下載並幫你核實,但你自己最好還是先輸出Gerber文wen件jian,並bing用yong免mian費fei閱yue覽lan器qi檢jian查zha是shi否fou和he預yu想xiang的de一yi樣yang,以yi避bi免mian造zao成cheng誤wu解jie。通tong過guo親qin自zi核he實shi,你ni甚shen至zhi還hai會hui發fa現xian一yi些xie疏shu忽hu大da意yi的de錯cuo誤wu,並bing因yin此ci避bi免mian按an照zhao錯cuo誤wu的de參can數shu完wan成cheng生sheng產chan造zao成cheng損sun失shi。
由you於yu電dian路lu設she計ji共gong享xiang越yue來lai越yue廣guang泛fan,且qie內nei部bu團tuan隊dui越yue來lai越yue依yi靠kao參can考kao設she計ji,類lei似si以yi上shang的de基ji本ben規gui則ze將jiang仍reng是shi印yin刷shua電dian路lu板ban設she計ji的de一yi個ge特te色se,我wo們men相xiang信xin這zhe對dui於yuPCBshejishifenzhongyao。mingquelezhexiejibenguize,kaifarenyuanbiankefeichanglinghuoditishengqichanpindejiazhibingcongqizhizaodedianlubanhuodezuidashouyi。jishishidianlubanshejixinshou,zhiyaolaojizhexiejibenguizebiannengjiakuaixuexiguocheng,zengqiangxinxin。

圖1:e絡盟CadSoft業務美國辦事處總經理Edwin Robledo
Edwin Robledo簡介:
Edwin Robledo於1991獲得波多黎各理工大學電氣工程學士學位。畢業後曾就職於多家企業擔任顧問職位,尤其是通信領域公司。Edwin Robledo於1993年5月加入CadSoft團隊,多次參與開發提升CadSoft新功能,目前擔任美國辦事處總經理。 “在CadSoft團隊中,最有趣的工作內容莫過於與用戶進行溝通交流。他們的意見與鼓勵讓我們倍受感動。”
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