PCB設(shè)計(jì)時(shí)高深的設(shè)計(jì)隱患
PCB電路設(shè)計(jì)者需要根據(jù)電路原理圖,在PCB電路設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)所需要的功能。PCB電路設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很復(fù)雜、技術(shù)性很強(qiáng)的工作,通常pcb電路設(shè)計(jì)初學(xué)者都會(huì)遇到非常多問(wèn)題。
本文列舉了PCB電路設(shè)計(jì)中的技術(shù)規(guī)范內(nèi)容和一些高深的設(shè)計(jì)失誤。
希望pcb電路設(shè)計(jì)者們通過(guò)不斷的學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)積累,能夠在一次次的電路設(shè)計(jì)中不斷提升,達(dá)到優(yōu)良的電路性能和散熱性能,有效的節(jié)約生產(chǎn)成本。
PCB技術(shù)規(guī)范內(nèi)容:
1、PCB布線與布局
PCB布線與布局隔離準(zhǔn)則:強(qiáng)弱電流隔離、大小電壓隔離,高低頻率隔離、輸入輸出隔離、數(shù)字模擬隔離、輸入輸出隔離,分界標(biāo)準(zhǔn)為相差一個(gè)數(shù)量級(jí)。隔離方法包括:空間遠(yuǎn)離、地線隔開。
讓模擬和數(shù)字電路分別擁有自己的電源和地線通路,在可能的情況下,應(yīng)盡量加寬這兩部分電路的電源與地線或采用分開的電源層與接地層,以便減小電源與地線回路的阻抗,減小任何可能在電源與地線回路中的干擾電壓
多層印制板設(shè)計(jì)時(shí)把數(shù)字電路和模擬電路分開,有條件時(shí)將數(shù)字電路和模擬電路安排在不同層內(nèi)。如果一定要安排在同層,可采用開溝、加接地線條、分隔等方法補(bǔ)救。模擬的和數(shù)字的地、電源都要分開,不能混用
2、電路設(shè)計(jì)
信號(hào)濾波腿耦:對(duì)每個(gè)模擬放大器電源,必需在最接近電路的連接處到放大器之間加去耦電容器。對(duì)數(shù)字集成電路,分組加去耦電容器。在馬達(dá)與發(fā)電機(jī)的電刷上安裝電容器旁路,在每個(gè)繞組支路上串聯(lián)R-C濾波器,在電源入口處加低通濾波等措施抑制干擾。安裝濾波器應(yīng)盡量靠近被濾波的設(shè)備,用短的,加屏蔽的引線作耦合媒介。所有濾波器都須加屏蔽,輸入引線與輸出引線之間應(yīng)隔離。
信號(hào)端接:高頻電路源與目的之間的阻抗匹配非常重要,錯(cuò)誤的匹配會(huì)帶來(lái)信號(hào)反饋和阻尼振蕩。過(guò)量地射頻能量則會(huì)導(dǎo)致EMI問(wèn)題。此時(shí),需要考慮采用信號(hào)端接。信號(hào)端接有以下幾種:串聯(lián)/源端接、并聯(lián)端接、RC端接、Thevenin端接、二極管端接。
3、機(jī)殼
屏蔽體的接縫數(shù)最少;屏蔽體的接縫處,多接點(diǎn)彈簧壓頂接觸法具有較好的電連續(xù)性;通風(fēng)孔D<3mm,這個(gè)孔徑能有效避免較大的電磁泄露或進(jìn)入;
屏蔽開口處(如通風(fēng)口)用細(xì)銅網(wǎng)或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料封堵;通風(fēng)孔金屬網(wǎng)如須經(jīng)常取下,可用螺釘或螺栓沿孔口四周固定,但螺釘間距<25mm以保持連續(xù)線接觸。
4、器件選型
電容器盡量選擇貼片電容,引線電感小。穩(wěn)定電源的供電旁路電容,選擇電解電容,交流耦合及電荷存儲(chǔ)用電容器選擇聚四氟乙烯電容器或其它聚脂型(聚丙烯、聚苯乙烯等)電容器。
電容選擇的標(biāo)準(zhǔn)是:盡可能低的ESR電容;盡可能高的電容的諧振頻率值。
選用濾波器連接器時(shí),除了要選用普通連接器時(shí)要考慮的因素外,還應(yīng)考慮濾波器的截止頻率。當(dāng)連接器中各芯線上傳輸?shù)男盘?hào)頻率不同時(shí),要以頻率最高的信號(hào)為基準(zhǔn)來(lái)確定截止頻率。
除了以上的PCB設(shè)計(jì)規(guī)范外,還有一些問(wèn)題往往由于PCB工程師的大意而埋下的高級(jí)地雷。
以下列舉了PCB電路工作者常見的一些高級(jí)地雷:
1.?根據(jù)器件規(guī)格書制作四邊腳封裝時(shí)兩個(gè)邊邊腳距離過(guò)近,但由于規(guī)格書時(shí)這樣的,手一滑,忽略掉了,在后期加工是可能短路的。

2.在設(shè)計(jì)階段時(shí),運(yùn)行DRC檢查安全間距。另外在阻焊層開窗有沒有涉及到不相關(guān)的線,如果有,焊上屏蔽罩后可以造成與屏蔽罩地的短路。

2.在設(shè)計(jì)階段時(shí),運(yùn)行DRC檢查安全間距。另外在阻焊層開窗有沒有涉及到不相關(guān)的線,如果有,焊上屏蔽罩后可以造成與屏蔽罩地的短路。

4.具有電氣屬性的網(wǎng)絡(luò)距離螺絲孔過(guò)近,多次裝拆板子,存在磨掉綠(lan)油后,容易造成對(duì)螺絲短路。為了防止這種潛伏的隱患,在螺絲孔上繪制禁止區(qū)域,設(shè)計(jì)時(shí)避讓開距離。

5.在輸出文件時(shí),電氣層是否存在2D線,文本,導(dǎo)致CAM文件上2D線,文本等成為有電氣屬性的“網(wǎng)絡(luò)”

6.板卡設(shè)計(jì)時(shí),插入機(jī)箱的邊緣要做拉手條,板內(nèi)的地禁止灌入板邊(具體多少看實(shí)際情況),多次摩擦后磨掉綠(lan)油后,容易造成板內(nèi)地與機(jī)殼地短路。

那么有沒有辦法在設(shè)計(jì)階段避免和檢查這類設(shè)計(jì)問(wèn)題和埋雷呢?
這里筆者分享一款自用的PCB可制造性設(shè)計(jì)分析軟件:華秋DFM。這款軟件可以在設(shè)計(jì)階段支持一鍵導(dǎo)入PCB設(shè)計(jì)文件進(jìn)行設(shè)計(jì)分析,檢查PCB設(shè)計(jì)規(guī)范是否滿足DFM要求,可以精準(zhǔn)定位設(shè)計(jì)隱患,還支持一鍵輸出gerber(Altium Designer、Protel、PADS、Allegro都不用話下),bom,坐標(biāo)文件等。



執(zhí)行DFM分析,軟件會(huì)列出不符合設(shè)計(jì)的問(wèn)題點(diǎn),最貼心的是還可以將DFM規(guī)范用圖文+數(shù)據(jù)的方式告訴設(shè)計(jì)師,在分析的同時(shí)還能學(xué)習(xí)到知識(shí),真的是太贊了

還有一個(gè)神功能,那就是BOM分析,這個(gè)功能也是我經(jīng)常用到的??梢詫OM文件加載進(jìn)來(lái)后,一鍵進(jìn)行分析,配料,還有BOM的價(jià)格就一目了然了。

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