許多設(shè)計(jì)人員開始認(rèn)為電路功能和可靠性是印刷電路板(PCB)設(shè)計(jì)中需要考慮的關(guān)鍵因素。在實(shí)踐中,PCB布局是創(chuàng)建成功最終產(chǎn)品的關(guān)鍵因素,而不是許多工程師在初始設(shè)計(jì)周期中實(shí)現(xiàn)的。
布局對電子產(chǎn)品至關(guān)重要,在某些PCB設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中,設(shè)計(jì)通過專業(yè)布局技術(shù)人員,以實(shí)施最佳實(shí)踐并避免已知的放置注意事項(xiàng)。在大多數(shù)情況下,利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件來最大限度地提高效率,檢測潛在的設(shè)計(jì)問題,并警告明顯的錯(cuò)誤。
PCB布局成功的一些關(guān)鍵因素是:
- 經(jīng)驗(yàn) - 設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對簡單和復(fù)雜PCB設(shè)計(jì)的質(zhì)量結(jié)果有很大幫助。
- 工具 - 強(qiáng)大的工具集,如CAD和制造設(shè)計(jì)(DFM)計(jì)算機(jī)應(yīng)用已成為必須設(shè)計(jì)當(dāng)今復(fù)雜的PCB。
- 遵守指南和最佳實(shí)踐 - 有許多普遍接受的指南和最佳實(shí)踐可以有利于開發(fā)PCB布局,一直到制造和測試過程。
PCB布局指南
某些指導(dǎo)原則與特定類型的PCB相比更為重要,例如與柔性PCB,多層板等特定用途有關(guān)的指導(dǎo)原則。和專業(yè)技術(shù),包括高密度中間件nnect板。但是也有許多指導(dǎo)方針適用于許多學(xué)科:
一般指導(dǎo)原則
從粗略的計(jì)劃開始 - 一個(gè)通用的設(shè)計(jì),說明建議的組件和布局將產(chǎn)生良好的進(jìn)行詳細(xì)電路工程和PCB布局的工作計(jì)劃。
物理板限制 - 確定影響設(shè)計(jì)的任何因素
- 電路板尺寸 - 預(yù)定尺寸要求
- 材料 - 需要使用特定的電路板材料將推動(dòng)元件的使用
- 連接 - 電路板的安裝或安裝方式將極大地影響布局,因?yàn)檫B接點(diǎn)和方法可能會(huì)影響元件的放置
估算 - 一旦確定了電路板元件和尺寸,評估器件和必要走線的組合是否適合電路板尺寸。
圖層 - 確定是否需要多層,如何在laye之間路由連接rs,以及最終的設(shè)計(jì)是否可以由制造商制造。
平面 - 連同層設(shè)計(jì),考慮如何實(shí)現(xiàn)電源和地平面,最佳做法是將兩者分開最大限度地減少電磁干擾(EMI)并有效管理電源。避免使用部分平面以避免翹曲,層壓問題,焊接和其他制造問題。此類構(gòu)造問題可能導(dǎo)致電路板可靠性問題或完全失效。
跟蹤指南
在設(shè)計(jì)早期需要考慮跟蹤,以避免PCB問題。
跡線寬度 - 太近和太窄的跡線可能導(dǎo)致短路情況。相反,位置過寬的走線會(huì)增加電路板上所需的空間,增加尺寸,所需的層數(shù)和/或成本。
跟蹤功率容量 - 取決于要處理的電流量單個(gè)走線和電路板結(jié)構(gòu),可能需要增加走線寬度。
焊盤和孔的尺寸和比例 - 通過在初始設(shè)計(jì)期間確定焊盤/孔比和尺寸,可以計(jì)算鉆孔和其他考慮因素的公差。這可能因制造商而異,因此在此過程的早期與預(yù)期的制造商進(jìn)行協(xié)商非常有益。隨著PCB的尺寸不斷縮小,這一點(diǎn)變得更加重要,并且通孔也是至關(guān)重要的。
焊盤形狀 - 焊盤尺寸和形狀可根據(jù)要加入的元件和制造工藝而變化被利用。這將影響PCB布局。在此過程中,請盡早咨詢PCB制造商,以確保電路板設(shè)計(jì)符合制造標(biāo)準(zhǔn)。
散熱問題 - 如果電路板功能將包含重要的熱發(fā)電機(jī)組件,考慮到耗散容差或散熱器要求。
EMI/EMC考慮因素
PCB存在電磁干擾,電磁兼容性和其他不良元素等常見問題。避免此類問題以及由此產(chǎn)生的電路板缺陷需要注意接地布置和跟蹤角度的細(xì)節(jié),這些細(xì)節(jié)往往會(huì)增加EMI。
緊密靠近的并行走線會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_,從而產(chǎn)生電路板性能或故障問題。在實(shí)際必須穿過跡線的地方,最小化電容和感應(yīng)問題的最佳做法是使它們以直角交叉。
解決PCB布局問題的方法
許多PCB布局挑戰(zhàn)可能是通過遵守基本準(zhǔn)則來避免,但經(jīng)驗(yàn)仍然是一個(gè)不能過分強(qiáng)調(diào)的屬性。經(jīng)驗(yàn)豐富的PCB布局技術(shù)人員,配備先進(jìn)的最新設(shè)計(jì)軟件,是開發(fā)PCB的最佳方案,可以按設(shè)計(jì)運(yùn)行,也可以轉(zhuǎn)換為高效制造。
軟件程序現(xiàn)在可用 - 有些成本很低或沒有成本 - 為PCB工程師提供簡單的設(shè)計(jì)和布局功能。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造(CAD/CAM)系統(tǒng)如今被認(rèn)為是開發(fā)更復(fù)雜和技術(shù)電路設(shè)計(jì)和制造的重要組成部分。
制造設(shè)計(jì)(DFM)工具是實(shí)際PCB之前的下一步生產(chǎn),驗(yàn)證設(shè)計(jì)和檢測可能在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生問題的區(qū)域。
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