每个PCB设计师都需要了解的5大PCB设计指南

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每个PCB设计师都需要了解的5大PCB设计指南

良好的%&&&&&%设计实践

在纸上和物理形式上设计一个真实的电路板的关键是什么?让我们探讨设计下一个可制造,功能可靠的PCB时需要了解的前5个设计指南。

 

 

工程师的5大PCB设计指南

在开始新设计时,您可以轻松地将PCB设计指南作为事后的想法,因为您将大部分时间都花在了电路设计和元件选择上。但最终,如果没有为PCB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,最终可能会让制造商制造麻烦。那么设计一个在纸上和物理形态上都是真实的电路板的关键是什么?让我们探讨设计下一个可制造,功能可靠的PCB时需要了解的前5个PCB设计指南。

#1 – 微调您的元件放置

PCB布局过程的元件放置阶段既是艺术又是科学,需要对电路板上可用的主要不动产进行战略性考虑。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容易程度,以及它如何满足您的原始设计要求。

虽然存在将组件放置在连接器,印刷电路板类型,电源电路,精密电路,关键电路等基本顺序中的一般准则,但也有几个具体的指导方针需要牢记,包括:

  • 取向。确保将相似的组件定向在相同的方向上,这样有助于实现高效,无差错的焊接过程。

  • 放置。避免将元件放置在电路板的焊接面上,该电路板将放置在电镀通孔元件后面。

  • 组织。建议将所有表面贴装(SMT)元件放置在电路板的同一侧,并将所有通孔(TH)元件放置在电路板顶部,以尽量减少组装步骤。

最后要考虑的最终PCB设计指南 – 当使用混合技术组件(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。

芯片布局在%&&&&&%设计中

良好的芯片元件方向(左)和  不良的 芯片元件方向(右)

良好的元件放置(左)和  不良 元件放置(右)

#2 – 放置电源,接地和信号迹线

放置组件后,现在可以布置电源,接地和信号走线,以确保您的信号具有干净无故障的行程路径。以下是布局过程的这个阶段要记住的一些准则:

定位电源和地面平面

始终建议将电源和接地层置于电路板内部,同时保持对称和居中。这有助于防止您的电路板弯曲,这也会影响您的组件是否正确定位。为了给IC供电,建议为每个电源使用共用电压轨,确保您具有坚固而宽的走线,并避免将电源线从一个部件连接到另一个部件。

 

连接信号轨迹

接下来,连接信号迹线以符合原理图指南。建议始终在组件之间尽可能短且直接放置迹线。如果元件放置强制电路板一侧的水平走线布线,则始终在另一侧垂直放置走线。

 

定义净宽度

您的设计可能需要不同的网络,这些网络将承载各种电流,这将决定所需的净宽度。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“宽度。当你的痕迹超过0.3安培时,它应该更宽。这是一个免费的跟踪宽度计算器,使这个过程变得简单。

  

%&&&&&%设计的首选路由示例
首选路由(箭头表示焊接迁移)
%&&&&&%设计的非首选路由示例
非首选路由(箭头表示焊接迁移)

 

#3 – 保持分开

您可能已经体验过电源电路中的大电压和电流尖峰如何干扰您的低压和电流控制电路。要尽量减少此干扰问题,请遵循以下准则:

  • 分离。确保每个电源级都保持电源接地和控制接地分开。如果您必须将它们连接在PCB中,请确保它在供应路径的末端。

  • 放置。如果您已将接地层放置在中间层,请确保放置一个小阻抗路径,以降低任何电源电路干扰的风险,并帮助保护您的控制信号。可以遵循相同的准则,以保持您的数字和模拟地分开。

  • 耦合。为了减少由于放置大地平面以及在其上方和下方布线的电容耦合,请尝试仅通过模拟线路进行模拟接地。

 

 

#4 – 解决供暖问题

由于发热问题,您的电路性能是否会降低甚至是电路板损坏?当不考虑散热时,这个问题困扰许多设计者。这里有一些指导要记住,以帮助解决供暖问题:

 

识别麻烦的组件

第一步是开始考虑哪些组件会耗散电路板上的最多热量。这可以通过首先在组件的数据表中找到“热阻”等级,然后按照建议的指导方针来转移产生的热量来实现。当然,可以添加散热器和冷却风扇以保持组件温度下降,并且还要记住使关键组件远离任何高热源。

添加热浮雕

添加热释放对于生产可制造的电路板非常有用,它们对于高铜含量组件和多层电路板上的波峰焊接应用至关重要。由于维持工艺温度可能很困难,因此始终建议在通孔元件上使用热释放装置,以便通过减慢通过元件板的散热速率,使焊接过程尽可能简单。

作为一般准则,对于连接到地面或电源平面的任何通孔或孔,始终使用热释放图案。除了热浮雕外,您还可以在迹线连接垫的位置添加泪珠,以提供额外的铜箔/金属支撑。这将有助于减少机械应力和热应力。

 

 

#5 – 检查你的工作

当您争先恐后地将剩下的部分组合在一起进行制造时,很容易在设计项目结束时不堪重负。但是,在此阶段对任何错误进行双重和三重检查可能意味着制造成功或失败之间的差异。

为了帮助完成质量控制过程,我们始终建议您从电气规则检查(ERC)和设计规则检查(DRC)开始,以验证您是否已满足所有已建立的约束。使用这两个系统,您可以轻松实施间隙宽度,迹线宽度,常见制造设置,高速要求和短路。

当您的ERC和DRC产生无差错结果时,建议您检查每个信号的路由,并通过一次运行原理图一条线确认您没有遗漏任何信息。当然,使用您的设计工具的探测和屏蔽功能,确保您的PCB布局材料与您的原理图相匹配。

 

%&&&&&%设计指南仔细检查工作
仔细检查您的设计,PCB和约束规则

 

四舍五入

你有它 – 我们的前5个PCB设计指南,每个PCB设计师都需要知道。通过遵循这一小小的建议,您将很快就能够立即设计出功能强大且可制造的电路板,并获得真正高质量的印刷电路板

良好的PCB设计实践对于成功至关重要,这些设计规则为构建和巩固所有设计实践中持续改进的实践奠定了基础。

By | 2018-12-29T16:25:19+00:00 十二月 29th, 2018|PCB设计知识, 电子百科|每个PCB设计师都需要了解的5大PCB设计指南已关闭评论