從零開始的PCB設(shè)計注意事項

喜歡技術(shù)，但是不確定您的第一個PCB項目從哪里開始？本文適合您。在本文中，我們將逐步進行從頭開始PCB項目的早期設(shè)計注意事項。

您要建立什么？

如果您是專業(yè)的電氣工程師，那么您很可能已經(jīng)熟悉了通常在任何產(chǎn)品開發(fā)項目開始時進行的需求收集。但是對于那些沒有經(jīng)驗的人，這里是您可以問自己的一個快速問題列表：

l你在做什么？項目要求將根據(jù)您所構(gòu)建的內(nèi)容以及是否要解決的特定問題而有所不同。自主機器人的規(guī)格與制造可穿戴健身手表的要求不同。

l您需要什么傳感器？從熱敏電阻，麥克風，按鈕，遙控器和照相機，您的PCB與環(huán)境互動的方式有很多，這只是尋找合適的傳感器來解決的。

l你的預算是多少？了解預算可以幫助您做出設(shè)計決策，例如材料和組件的選擇以及電路板上可以具有的層數(shù)。

l誰來使用它？您需要滿足某些標準嗎？如果您的企業(yè)正在為NASA制作板，則需要空間有限的零件。如果這是海上應用，則需要具有抗鹽霧性。根據(jù)行業(yè)的不同，還可能需要遵守“軍用規(guī)格”，ISO文檔和其他標準。通常，您可能希望根據(jù)業(yè)務的目標市場選擇零件。諸如首選連接器（例如航空航天用安費諾）之類的東西或價格適中的東西。

l您打算生產(chǎn)多少種產(chǎn)品？這是一個個人項目，一個有限的小批量發(fā)布，還是最終將要大量生產(chǎn)的東西？您的布局，互連的選擇，材料的選擇以及層數(shù)均受最終設(shè)計的可制造性影響。

您的答案越詳細，開發(fā)過程的其余部分就越容易。其他常見注意事項包括熟悉某些PCB設(shè)計軟件以及與您可以利用的零件供應商之間的現(xiàn)有關(guān)系。

創(chuàng)建原理圖

一旦您對項目的打算有了更清晰的了解，就可以在紙上或使用您喜歡的PCB設(shè)計軟件將其草繪出來了。在此階段您正在尋找的是簡單的電路圖（又稱接線圖），它是組件和電氣連接的基本布局。

例如，如果您想建立自己的耳機放大器電路，則可能會列出諸如低音炮或揚聲器，音頻插孔和音頻放大器電路（例如LM386 IC）之類的部件。然后，您將應用基爾霍夫（Kirchoff）的電壓定律等電氣工程101概念，以使電路正常工作，并添加使其工作所需的所有電阻器和電容器。

即使您更喜歡使用設(shè)計軟件，在設(shè)計電路板時也可以先用筆和紙草繪草圖，或者在試驗板上使用跳線和跨接電纜。

易于制造

可制造性很容易推遲到設(shè)計過程的后期。實際上，在開始為電路板選擇組件和材料之前，這應該成為您的需求收集過程的一部分。

成本優(yōu)化，例如使用銅代替高電導率的銀，或者選擇引腳代替高速互連，應該預先確定。

拼板化涉及將多個板作為陣列構(gòu)建，可以簡化產(chǎn)品測試，并使您的板更易于批量生產(chǎn)。在投入大量時間進行電路板布局之前，最好考慮一下本地制造廠的標準化PCB面板尺寸。

了解您的制造需求可以幫助您選擇材料以及在何處放置組件，走線和過孔。

物理PCB布局

一旦知道了要進行的電氣工作，就該考慮如何在3維空間中布置該電路了。您希望PCB大小是多少？您想在冬季休息的復古手持游戲機上將音頻插孔放置在哪里？

這是在設(shè)計電路板布局時需要考慮的一些常見功能：

l布線功能，例如連接器，過孔和走線。

l板上組件的物理布局。請?zhí)貏e注意EMI / EMC和散熱注意事項。

l根據(jù)您要構(gòu)建的內(nèi)容，您將需要通過考慮不同的形狀因素來優(yōu)化布局：多層？軟硬結(jié)合？有機電子？

在布置電路板時，必須注意兩件事：

lEMI / EMC噪聲會干擾電路性能，并給附近的電子設(shè)備帶來問題。多層板可以幫助您分配電流，并防止意外天線和噪聲箱的形成。您還可以在產(chǎn)生大量噪聲的IC周圍采用屏蔽。

l熱量產(chǎn)生是在筆記本電腦的GPU等高信號電路中出現(xiàn)的問題。如果您的PCB將放置在較小的外殼中，并且其組件易于發(fā)熱，則您可能還需要考慮增加散熱功能，例如冷卻線，風扇和散熱器。通常使用外殼或底盤作為散熱介質(zhì)。

結(jié)論

PCB設(shè)計中的所有內(nèi)容都是相互聯(lián)系的，這就是為什么PCB設(shè)計軟件對于現(xiàn)代電路板設(shè)計必不可少的原因。隨著市場需求越來越小，越來越快的電路，軟件已成為PCB設(shè)計人員工具包不可或缺的一部分。