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PCB工程师必须要了解的几个设计指南(一)

2021.3.16
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

    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。

 


微调您的元件布置

   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。

 

    虽然存在元件放置的常规通用顺序,如按顺序依次放置连接器,印刷电路板的安装器件,电源电路,精密电路,关键电路等,但也有一些具体的指导方针需要牢记,包括:
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    最后还要注意的一条PCB设计指南 - 即当使用混合技术元件(通孔和表面贴装元件)时,制造商可能需要额外的工艺来组装电路板,这将增加您的总体成本。

 

 

合适放置电源,接地和信号走线

 

    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

    始终建议将电源和接地平面层置于电路板内部,同时保持对称和居中。这有助于防止您的电路板弯曲,这也关系到您的元件是否正确定位。

    对于给IC供电,建议为每路电源使用公共通道,确保有坚固并且稳定的走线宽度,并且避免元件到元件之间的菊花链式电源连接。

 

▶ 2)信号线走线连接

    接下来,按照原理图中的设计情况连接信号线。建议在元件之间始终采取尽可能短的路径和直接的路径走线。

    如果您的元件需要毫无偏差地固定放置在水平方向,那么建议在电路板的元件出线的地方基本上水平走线,而出线之后再进行垂直走线。

    这样在焊接的时候随着焊料的迁徙,元件会固定在水平方向。如下图上半部分所示。而下图下半部分的信号走线方式,在焊接的时候随着焊料的流动,有可能会造成元件的偏转。

 

▶ 3)定义网络宽度

    您的设计可能需要不同的网络,这些网络将承载各种电流,这将决定所需的网络宽度。考虑到这一基本要求,建议为低电流模拟和数字信号提供0.010’’(10mil)宽度。当您的线路电流超过0.3安培时,它应该进行加宽。这里有一个免费的线路宽度计算器,使这个换算过程变得简单。


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