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
ruguobushinizijishejibuxian,yidingyaoliuchuchongyudeshijianzaixijianzhabuxianrendesheji。zaizhedianshanghenxiaodeyufangdideshangyibaibeidebujiu。buyaozhiwangbuxianderennenglijienidexiangfa。zaibuxianshejiguochengdechuqinideyijianhezhidaoshizuizhongyaode。ninengtigongdexinxiyueduo,bingqiezhenggebuxianguochengzhongnijierudeyueduo,jieguodedaodePCB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?duile,zaibanzidexiamian。dangchanpingongchengshihejishuyuanbudebujiangzhenggezhuangzhichaikai,wanchengshedinghouzaijiangtamenzhongxinzuzhuangdeshihou,xiandehenbugaoxing。congnayihouwozaiyemeiyoufanguozhezhongcuowule。
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。
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
zaidianlubanshejizhong,weileranghanpangengjiangu,fangzhijixiezhibanshihanpanyudaoxianzhijianduankai,changzaihanpanhedaoxianzhijianyongtongmobuzhiyigeguoduqu,xingzhuangxiangleidi,guchangchengzuobuleidi( 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ESD測ce試shi時shi共gong模mo電dian感gan兩liang端duan將jiang產chan生sheng高gao壓ya,出chu現xian飛fei弧hu。若ruo與yu周zhou圍wei器qi件jian間jian距ju較jiao近jin,可ke能neng使shi周zhou圍wei器qi件jian損sun壞huai。因yin此ci可ke在zai其qi上shang並bing聯lian一yi個ge放fang電dian管guan或huo壓ya敏min電dian阻zu限xian製zhi其qi電dian壓ya,從cong而er起qi到dao滅mie弧hu的de作zuo用yong。放fang置zhi防fang雷lei器qi件jian效xiao果guo很hen好hao但dan是shi成cheng本ben比bi較jiao高gao。
2、另一種辦法是在PCB設(she)計(ji)時(shi),在(zai)共(gong)模(mo)電(dian)感(gan)兩(liang)端(duan)加(jia)入(ru)放(fang)電(dian)齒(chi),使(shi)得(de)電(dian)感(gan)通(tong)過(guo)兩(liang)放(fang)電(dian)尖(jian)端(duan)放(fang)電(dian),避(bi)免(mian)通(tong)過(guo)其(qi)他(ta)路(lu)徑(jing)放(fang)電(dian),從(cong)而(er)使(shi)得(de)對(dui)周(zhou)圍(wei)和(he)後(hou)級(ji)器(qi)件(jian)的(de)影(ying)響(xiang)減(jian)到(dao)最(zui)小(xiao)。
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 發(fa)生(sheng)的(de)場(chang)合(he)中(zhong)使(shi)用(yong),則(ze)放(fang)電(dian)間(jian)隙(xi)間(jian)會(hui)因(yin)為(wei)常(chang)常(chang)的(de)放(fang)電(dian)而(er)在(zai)兩(liang)個(ge)三(san)角(jiao)點(dian)上(shang)產(chan)生(sheng)積(ji)碳(tan),並(bing)終(zhong)極(ji)在(zai)放(fang)電(dian)間(jian)隙(xi)上(shang)造(zao)成(cheng)短(duan)路(lu),並(bing)造(zao)成(cheng)信(xin)號(hao)線(xian)的(de)永(yong)久(jiu)對(dui)地(di)短(duan)路(lu),從(cong)而(er)造(zao)成(cheng)係(xi)統(tong)的(de)故(gu)障(zhang)。
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