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關(guān)于PCB設(shè)計(jì)的11個(gè)建議
PCB設(shè)計(jì)建議
印刷電路板（PCB）多年來一直是電子產(chǎn)品不可或缺的一部分。多年來，電子設(shè)備變得越來越小，越來越復(fù)雜，以有效方式連接組件所需的PCB也越來越多。以下是有關(guān)PCB設(shè)計(jì)的11個(gè)建議：
1.原理圖完成不是結(jié)束
從電路原理圖上看PCB的布局似乎是一個(gè)簡(jiǎn)單的兩步過程：放置所需的組件，并將導(dǎo)線/走線連接到組件上的適當(dāng)點(diǎn)。但是，從原理圖到適合原型或生產(chǎn)的成品PCB設(shè)計(jì)時(shí)，仍然必須考慮許多因素。其中一些因素包括物理設(shè)計(jì)限制（零件的尺寸和位置，零件在PCB另一側(cè)的方向），信號(hào)之間的電氣交互，散熱以及通過導(dǎo)線/走線的信號(hào)損失。所有這些以及更多內(nèi)容仍然需要工程學(xué)的知識(shí)才能完成可行的設(shè)計(jì)。
2.原型設(shè)計(jì)和生產(chǎn)設(shè)計(jì)是不同的
根據(jù)你的設(shè)計(jì)意圖，可能會(huì)在要使用的組件類型上做出很大不同的選擇。對(duì)于原型或概念驗(yàn)證設(shè)計(jì)，你可以為盡可能選擇通孔零件，因?yàn)樗鼈兿鄬?duì)便宜，易于焊接到你的PCB。但是，在生產(chǎn)設(shè)計(jì)中，你要避免使用通孔零件，而要使用表面安裝零件（SMT零件）。通孔零件的組裝成本很高，并且由于電路板尺寸，層數(shù)，組件可用性延遲等原因而導(dǎo)致的生產(chǎn)成本急劇上升。另外，減少材料清單（BOM）上單一零件的數(shù)量是另一種方法使生產(chǎn)成本最小化。
3.原理圖和PCB設(shè)計(jì)模塊化
與原理圖類似，根據(jù)模塊規(guī)劃PCB布局是一種更有效的布局設(shè)計(jì)方法。原理圖中緊靠的元件也應(yīng)該緊靠布局。大多數(shù)設(shè)計(jì)師喜歡從模塊的角度來考慮設(shè)計(jì)。
4.電源是PCB布局關(guān)鍵點(diǎn)
功率傳輸對(duì)任何電路的性能都至關(guān)重要。一些零件比其他零件需要更多的功率和更好的調(diào)節(jié)功率。在設(shè)計(jì)的早期就必須考慮到這一點(diǎn)，否則電路性能會(huì)受到影響。
可以通過幾種方式為PCB上的所有組件供電。但是，無論采用哪種方法，都需要進(jìn)行提前規(guī)劃，以便形成串聯(lián)（通孔放置不充分的平面會(huì)限制電流）。
5.標(biāo)準(zhǔn)DRC設(shè)置適用于所有設(shè)計(jì)。
與PCB制版廠及貼片廠溝通，根據(jù)需求調(diào)整PCB設(shè)計(jì)工具的檢查規(guī)則（DRC）。這樣可以很大程度的提高PCB設(shè)計(jì)的成功率，達(dá)到節(jié)省時(shí)間的目的。僅僅因?yàn)槟憧梢栽O(shè)計(jì)它，并不意味著每個(gè)PCB制造商都可以制造它。
節(jié)省項(xiàng)目時(shí)間和不必要成本的另一種工具是制造商在制造之前對(duì)你完成的設(shè)計(jì)進(jìn)行可制造性設(shè)計(jì)（DFM）分析。如果你的PCB制造商提出了改進(jìn)建議，那么可能需要付出一些努力來稍微改變一下設(shè)計(jì)，以便生產(chǎn)出更可靠，更具成本效益的產(chǎn)品。你甚至可能想要停止當(dāng)前的生產(chǎn)周期并重新設(shè)計(jì)，然后再繼續(xù)。由于設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的制造缺陷而在現(xiàn)場(chǎng)造成故障的引起的返工是災(zāi)難。
6.確保庫(kù)中元件都可以放置在版面上
并非所有零件庫(kù)都是一樣的。組件封裝和技術(shù)數(shù)據(jù)表之間通常存在差異。有時(shí)，這取決于大小，引腳分配或方向。在布局階段，一切可能看起來都不錯(cuò)，但是當(dāng)物理部分無法放入占位面積時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)延遲和旋轉(zhuǎn)修訂。花額外的時(shí)間來驗(yàn)證零件與數(shù)據(jù)表匹配。
7.相似零件進(jìn)行分組
盡量將PCB的相似部分組合到一個(gè)公共區(qū)域中，這是對(duì)空間的很好利用，但是正如我們上面所討論的，這些部分應(yīng)位于原理圖中相對(duì)于其空間相對(duì)較近的位置，從而限制了信號(hào)必須經(jīng)過的距離并消除了板上不必要的布線。對(duì)于微控制器及其電容而言尤其如此。
最小化從CPU到電容的走線長(zhǎng)度，可將噪聲從電源耦合到地面，從而產(chǎn)生更好的結(jié)果。不要將原理圖上所有去耦電容器在同一頁(yè)上，將去偶電容放到元件周圍，布線中同樣如此。
8.慎用自動(dòng)布線。
盡管自動(dòng)路由器的目的就是這樣做，但是算法的執(zhí)行并不是100％可靠的。通常，完全自動(dòng)布線的電路板的結(jié)果可能會(huì)連接所有必要的點(diǎn)，但是從電氣和可制造性的角度來看，這可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)不佳。布線時(shí)鐘，布線電源/接地，布線任何關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)；然后，如果需要，請(qǐng)運(yùn)行自動(dòng)布線。自動(dòng)布線完成后，請(qǐng)返回并查看是否可以清除路由不良的網(wǎng)絡(luò)。
9.注意負(fù)載電路線寬
高速線路有時(shí)具有阻抗要求，這些要求將決定這些走線的走線寬度。確保在路由它們時(shí)考慮了這些要求。同樣，在布線之前應(yīng)考慮電網(wǎng)的當(dāng)前負(fù)載。具有高電流負(fù)載的走線的尺寸必須足夠大，以承載該電流而不會(huì)過熱。使用互聯(lián)網(wǎng)上容易獲得的走線寬度計(jì)算器可以大大簡(jiǎn)化此計(jì)算。
10.不能完全信賴DRC
甚至功能強(qiáng)大的DRC工具在設(shè)計(jì)規(guī)則范圍方面也有局限性。他們根本無法替代良好的工程實(shí)踐。一個(gè)例子是返回地面的路徑。DRC可以驗(yàn)證它們是否存在，但不一定確定大小，路徑長(zhǎng)度和走線幾何形狀即可獲得好的電氣效果。
11.檢查Gerber文件缺陷
不幸的是，大多數(shù)工具的Gerber提取過程存在陷阱，有可能導(dǎo)致PCB制造商看到一件事，而你又在設(shè)計(jì)工具中看到另一件事。在提交要生成的文件之前，請(qǐng)驗(yàn)證你的輸出（Gerber）文件。
總結(jié)：意識(shí)到布局缺陷并進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，減少設(shè)計(jì)工作量以及進(jìn)行更多的故障排除和工程評(píng)估，就可以縮短產(chǎn)品上市時(shí)間和項(xiàng)目成本。