作為一個電子工程師設計電路是一項必備的硬功夫,但是原理設計再完美,如果電路板設計不合理性能將大打折扣,嚴重時甚至不能正常工作。根據(jù)我的經(jīng)驗,我總結出以下一些 PCB 設計中應該注意的地方,希望能對您有所啟示。
不管用什么軟件, PCB 設計有個大致的程序,按順序來會省時省力,因此我將按制作流程來介紹一下。(由于protel界面風格與windows視窗接近,操作習慣也相近,且有強大的仿真功能,使用的人比較多,將以此軟件作說明。)
原理圖設計是前期準備工作,經(jīng)常見到初學者為了省事直接就去畫 PCB 板了,這樣將得不償失,對簡單的板子,如果熟練流程,不妨可以跳過。但是對于初學者一定要按流程來,這樣一方面可以養(yǎng)成良好的習慣,另一方面對復雜的電路也只有這樣才能避免出錯。
在畫原理圖時,層次設計時要注意各個文件最后要連接為一個整體,這同樣對以后的工作有重要意義。由于,軟件的差別有些軟件會出現(xiàn)看似相連實際未連(電氣性 能上)的情況。如果不用相關檢測工具檢測,萬一出了問題,等板子做好了才發(fā)現(xiàn)就晚了。因此一再強調按順序來做的重要性,希望引起大家的注意。
原理圖是根據(jù)設計的項目來的,只要電性連接正確沒什么好說的。下面我們重點討論一下具體的制板程序中的問題。
1.制作物理邊框
封閉的物理邊框對以后的元件布局、走線來說是個基本平臺,也對自動布局起著約束作用,否則,從原理圖過來的元件會不知所措的。但這里一定要注意精確,否則 以后出現(xiàn)安裝問題麻煩可就大了。還有就是拐角地方最好用圓弧,一方面可以避免尖角劃傷工人,同時又可以減輕應力作用。以前我的一個產(chǎn)品老是在運輸過程中有 個別機器出現(xiàn)面殼 PCB 板斷裂的情況,改用圓弧后就好了。
2.元件和網(wǎng)絡的引入
把元件和網(wǎng)絡引人畫好的邊框中應該很簡單,但是這里往往會出問題,一定要細心地按提示的錯誤逐個解決,不然后面要費更大的力氣。這里的問題一般來說有以下一些:
元件的封裝形式找不到,元件網(wǎng)絡問題,有未使用的元件或管腳,對照提示這些問題可以很快搞定的。
3.元件的布局
元件的布局與走線對產(chǎn)品的壽命、穩(wěn)定性、電磁兼容都有很大的影響,是應該特別注意的地方。一般來說應該有以下一些原則:
(1)放置順序
先放置與結構有關的固定位置的元器件,如電源插座、指示燈、開關、連接件之類,這些器件放置好后用軟件的LOCK功能將其鎖定,使之以后不會被誤移動。再放置線路上的特殊元件和大的元器件,如發(fā)熱元件、變壓器、IC等。最后放置小器件。
(2)注意散熱
元件布局還要特別注意散熱問題。對于大功率電路,應該將那些發(fā)熱元件如功率管、變壓器等盡量靠邊分散布局放置,便于熱量散發(fā),不要集中在一個地方,也不要高電容太近以免使電解液過早老化。
4.布線
布線原則
走線的學問是非常高深的,每人都會有自己的體會,但還是有些通行的原則的。
◆高頻數(shù)字電路走線細一些、短一些好
◆大電流信號、高電壓信號與小信號之間應該注意隔離(隔離距離與要承受的耐壓有關,通常情況下在2KV時板上要距離2mm,在此之上以比例算還要加大,例 如若要承受3KV的耐壓測試,則高低壓線路之間的距離應在3.5mm以上,許多情況下為避免爬電,還在印制線路板上的高低壓之間開槽。)
◆兩面板布線時,兩面的導線宜相互垂直、斜交、或彎曲走線,避免相互平行,以減小寄生耦合;作為電路的輸人及輸出用的印制導線應盡量避兔相鄰平行,以免發(fā)生回授,在這些導線之間最好加接地線。
◆走線拐角盡可能大于90度,杜絕90度以下的拐角,也盡量少用90度拐角
◆同是地址線或者數(shù)據(jù)線,走線長度差異不要太大,否則短線部分要人為走彎線作補償
◆走線盡量走在焊接面,特別是通孔工藝的 PCB
◆盡量少用過孔、跳線
◆單面板焊盤必須要大,焊盤相連的線一定要粗,能放淚滴就放淚滴,一般的單面板廠家質量不會很好,否則對焊接和RE-WORK都會有問題
◆大面積敷銅要用網(wǎng)格狀的,以防止波焊時板子產(chǎn)生氣泡和因為熱應力作用而彎曲,但在特殊場合下要考慮GND的流向,大小,不能簡單的用銅箔填充了事,而是需要去走線
◆元器件和走線不能太靠邊放,一般的單面板多為紙質板,受力后容易斷裂,如果在邊緣連線或放元器件就會受到影響
◆必須考慮生產(chǎn)、調試、維修的方便性
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