每個(gè)PCB設(shè)計(jì)人員都應(yīng)了解的高級(jí)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

當(dāng)開始新的研發(fā)時(shí)，應(yīng)該將大部分時(shí)間都花在電路設(shè)計(jì)和元件選擇上，因此PCB設(shè)計(jì)往往像一個(gè)附加組件。但是，最后時(shí)間的缺乏和對(duì)PCB設(shè)計(jì)的關(guān)注可能導(dǎo)致從數(shù)字領(lǐng)域在物理上無法完全實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，造成降低PCB可制造性低的情況。那么，設(shè)計(jì)在理論上和物理上都可行的電路板的關(guān)鍵是什么？設(shè)計(jì)擁有可制造性和性能良好的PCB需要了解一下五個(gè)準(zhǔn)則。

＃1-微調(diào)元件放置

PCB布局過程中的元件放置階段既是藝術(shù)又是科學(xué)。您應(yīng)該從策略上考慮如何分配板上的可用空間。盡管這可能是一個(gè)困難的過程，但是組件放置決定了電路板的制造容易程度以及其滿足原始設(shè)計(jì)要求的程度。

雖然有一些通用的準(zhǔn)則可以按基本順序放置組件，例如連接器，電源電路，精密電路和關(guān)鍵電路，但也有一些特定的準(zhǔn)則，例如：

·方向：將相似的組件放置在相同的方向上。它簡化了焊接過程并防止了錯(cuò)誤。

·放置：請(qǐng)勿將這些組件放置在板的焊接側(cè)上，鍍通孔組件之后。

·結(jié)構(gòu)：建議將所有表面安裝（SMT）組件放在板的同一側(cè)，并將所有通孔（TH）組件放在板的頂側(cè)。我們可以把安裝的工程減少到最小。

需要記住的一點(diǎn)是，使用不同技術(shù)的組件（通孔和表面貼裝元器件），會(huì)增加整體成本，因?yàn)樗谥圃鞎r(shí)，制造商需要額外的過程。

＃2-放置電源，GND和信號(hào)走線

組件就位后，對(duì)電源，GND和信號(hào)走線進(jìn)行布線，以使信號(hào)流經(jīng)障礙物和良好的路徑。這是在布局過程的此階段要記住的一些準(zhǔn)則：

電源層和GND層

始終建議將電源和GND平面放置在電路板內(nèi)部，并且對(duì)稱且居中放置。這有助于防止板彎曲并影響正確的組件放置。為IC供電時(shí)，為每個(gè)電源使用共軌，以確保走線牢固，寬闊。另外，請(qǐng)勿以菊花鏈方式連接組件之間的電源線。

信號(hào)走線連接

接著，為了符合電路圖的指引——連接信號(hào)軌跡。建議經(jīng)常在組件之間盡可能短地直線排列。另外，如果元件放置迫使您在電路板的一側(cè)走水平走線，請(qǐng)確保將走線垂直放在另一側(cè)。

凈寬定義

該設(shè)計(jì)可能需要不同的網(wǎng)絡(luò)來承載不同范圍的電流，從而影響所需的網(wǎng)絡(luò)寬度。鑒于此基本要求，對(duì)于低電流模擬和數(shù)字信號(hào)，建議寬度為0.010英寸。承載大于0.3Amp的走線應(yīng)加寬。自由走線寬度計(jì)算器使此過程變得容易。

＃3-分開

可能經(jīng)歷過電源電路和大電流尖峰電壓如何影響低壓和低電流控制電路。請(qǐng)遵循以下準(zhǔn)則以最大程度地減少此干擾問題：

·分離：確保在每個(gè)電源階段將電源GND分開并控制GND。如果需要將它們與PCB連接，請(qǐng)確保其指向電源路徑的末端?！し胖茫喝绻麑ND平面放置在中間層，請(qǐng)放置低阻抗路徑，以降低電源電路干擾的風(fēng)險(xiǎn)并保護(hù)控制信號(hào)。按照相同的準(zhǔn)則，數(shù)字GND和模擬GND可以分開。

·結(jié)合：為了減少由于放置大GND平面以及在其上方和下方布線的線路而引起的電容耦合，請(qǐng)僅使模擬GND與模擬線交叉。

＃4-應(yīng)對(duì)發(fā)燒問題

過去，您是否曾經(jīng)遇到過導(dǎo)致電路退化或損壞電路板的散熱問題？如果沒有散熱，這個(gè)問題可能會(huì)困擾許多設(shè)計(jì)人員。處理發(fā)燒問題時(shí)，請(qǐng)牢記以下準(zhǔn)則：

找出有問題的組件

第一步是考慮哪個(gè)組件在板上發(fā)熱最大。通過首先在組件的數(shù)據(jù)表中找到“熱阻”額定值，然后遵循建議的準(zhǔn)則，可以轉(zhuǎn)移產(chǎn)生的熱量。當(dāng)然，您可以添加散熱器或冷卻風(fēng)扇來冷卻組件。另外，重要的部件要遠(yuǎn)離高溫源。

增加散熱

散熱的增加對(duì)于制造可制造的板非常有用，并且對(duì)于在高銅含量的組件和多層板上使用波峰焊接非常重要。保持過程溫度可能很困難，因此始終建議對(duì)通孔組件使用散熱裝置，以減慢通過組件板的散熱器的速度，從而使焊接過程盡可能容易。

通常，對(duì)于連接到GND或電源層的過孔或孔，請(qǐng)始終使用散熱圖案。除了散熱以外，還可以添加淚珠，以在走線與焊盤接合時(shí)支持銅/金屬的添加。這有助于減少機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力。

＃5-工作確認(rèn)

在設(shè)計(jì)項(xiàng)目快要結(jié)束時(shí)，很容易急于完成剩余的制造工作。但是，在此階段對(duì)工作進(jìn)行兩次和三次檢查是否存在錯(cuò)誤代表了制造成功與失敗之間的分界線。

為了支持此質(zhì)量控制過程，始終建議從電氣規(guī)則檢查（?ERC?）和設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（?DRC?）開始，以確保滿足所有規(guī)則。使用這兩個(gè)系統(tǒng)，可以很容易的確定間隙寬度、跡線寬度、通用制造設(shè)置、高速要求和短路。

如果沒有誤差的結(jié)果ERC和DRC，建議檢查所有信號(hào)的布線，逐條檢查，以確保你沒有什么遺漏。當(dāng)然，您還應(yīng)該使用設(shè)計(jì)工具的探測和屏蔽功能來確保PCB布局與電路圖一致。

寫在最后
我認(rèn)為，作為PCB設(shè)計(jì)人員，如果能吃透這五條準(zhǔn)則并嚴(yán)格遵循它，你或許能夠很快設(shè)計(jì)出擁有高度可制造性且性能良好的PCB電路板。而使用華秋DFM，能讓你快速掌握PCB的設(shè)計(jì)規(guī)則，精確定位設(shè)計(jì)隱患、一鍵分析設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。更有PCB設(shè)計(jì)錯(cuò)誤案例分析，幫你規(guī)范設(shè)計(jì)規(guī)則，新手小白秒變行業(yè)大咖。