PCB設(shè)計中應避免(miǎn)的7個致命(mìng)錯(cuò)誤
您(nín)想將其推向(xiàng)市場(cháng)嗎(má)？在(zài)本(běn)係列(liè)中(zhōng)，逐(zhú)步完成(chéng)了(liǎo)從原型到生(shēng)產的擴(kuò)展過(guò)程。
設計電子(zǐ)設備很復雜，許多最(zuì)常見(jiàn)的錯誤通常(cháng)會在印刷電(diàn)路(lù)板(bǎn)（PCB）上發生(shēng)。 PCB是將所有(yǒu)電(diàn)子(zǐ)組(zǔ)件連接在一(yī)起並保持(chí)在一起(qǐ)的組(zǔ)裝(zhuāng)。
無論(lùn)您(nín)選(xuǎn)擇自(zì)己(jǐ)進(jìn)行設計還(huán)是聘(pìn)請工(gōng)程師(shī)，我(wǒ)強烈建(jiàn)議(yì)您在(zài)生產任(rèn)何原(yuán)型(xíng)之前，先請獨立工(gōng)程師進(jìn)行設計審查(chá)。我(wǒ)總(zǒng)是(shì)有(yǒu)其他工(gōng)程(chéng)師在(zài)進(jìn)行(háng)原型設計(jì)之前先審(shěn)查我(wǒ)的設計(jì)。獨立的設計審查是防(fáng)止代價昂貴的(dí)錯誤（例如以下(xià)所列的錯誤）的最(zuì)佳方(fāng)法之(zhī)一。
1.高(gāo)電(diàn)流走綫不夠(gòu)寬(kuān)
如(rú)果(guǒ)PCB走(zǒu)綫(xiàn)必(bì)須處理(lǐ)大於幾百(bǎi)毫(háo)安(ān)的電(diàn)流，則最(zuì)小寬度可(kě)能(néng)不(bù)夠。
對於相同的厚(hòu)度，外(wài)層上(shàng)的走(zǒu)綫比(bǐ)內部(bù)走(zǒu)綫(xiàn)可以承(chéng)載(zǎi)更(gēng)多(duō)。這是因為外(wài)部(bù)走綫具(jù)有(yǒu)出色(sè)的(dí)氣流(liú)和散熱(rè)性(xìng)能(néng)。
銅的重(zhòng)量衡(héng)量每條走綫(xiàn)上所用銅(tóng)的厚度(dù)。大(dà)多數(shù)PCB製造商都允許您(nín)從0.5盎司(sī)/平方(fāng)英寸的(dí)銅(tóng)重量中(zhōng)進(jìn)行(háng)選擇。英(yīng)尺(chǐ)至約(yuē)2.5盎司/平方呎(chǐ)英(yīng)尺
我(wǒ)建(jiàn)議使用(yòng)走(zǒu)綫(xiàn)寬(kuān)度(dù)計(jì)算(suàn)器(qì)進(jìn)行正確(què)的(dí)計(jì)算(suàn)。您(nín)必須為走綫指定(dìng)允許的(dí)溫升(shēng)，以計(jì)算走(zǒu)綫(xiàn)的電流承(chéng)載能力。一個安全(quán)的選(xuǎn)擇(zé)是10C的上(shàng)升，但是(shì)如果您需要更窄的走綫寬(kuān)度(dù)，則(zé)可(kě)以使用(yòng)20C或更高的(dí)溫(wēn)度上升(shēng)。
2.著陸方式(shì)錯(cuò)誤
PCB設計軟(ruǎn)件(jiàn)包(bāo)提(tí)供(gōng)電子(zǐ)組(zǔ)件庫。這些庫包括每個組件的(dí)原(yuán)理(lǐ)圖符號和PCB著(zhuó)陸(lù)圖(tú)案(àn)。如果(guǒ)在設計中(zhōng)堅(jiān)持(chí)使用這些組件，通常(cháng)不會有問(wèn)題。
但(dàn)是，如(rú)果(guǒ)使(shǐ)用(yòng)這些庫(kù)之(zhī)外(wài)的組件，則必(bì)須手動(dòng)繪製原(yuán)理圖(tú)符(fú)號和PCB著陸(lù)圖(tú)。容易出錯，尤(yóu)其(qí)是在著陸模式上。例(lì)如(rú)，如(rú)果焊(hàn)盤與焊盤之(zhī)間的間(jiān)距僅減(jiǎn)小(xiǎo)了(liǎo)幾分之一(yī)毫(háo)米，則引(yǐn)腳(jiǎo)將(jiāng)無法正確對齊(qí)，從(cóng)而使焊(hàn)接變得(dé)困難(nán)或不可能。
3.無(wú)綫設計中(zhōng)的天(tiān)綫布(bù)局不(bù)正確
如果您(nín)的(dí)產品使用(yòng)無(wú)綫技術，則(zé)PCB上天綫(xiàn)的布局至關重要(yào)。但是，即使(shǐ)是電氣(qì)工(gōng)程師，也(yě)通常會(huì)錯(cuò)誤(wù)地(dì)進(jìn)行布(bù)局。
為(wéi)了在(zài)收(shōu)發器和(hé)天(tiān)綫(xiàn)之間(jiān)實(shí)現最(zuì)大(dà)功率(shuài)傳(chuán)輸(shū)，您(nín)必須(xū)匹(pǐ)配(pèi)它們的阻抗(kàng)。這意味著它(tā)們的(dí)復(fù)阻抗而(ér)不是簡單(dān)的(dí)電阻。您需(xū)要一條適當的(dí)傳輸綫(xiàn)來連(lián)接天綫和(hé)收發器。
在(zài)大多(duō)數情況下(xià)，傳輸綫(xiàn)應(yīng)具(jù)有50歐(ōu)姆的阻(zǔ)抗(kàng)，以(yǐ)實(shí)現與(yǔ)天綫的最大功率傳輸。
您可(kě)以(yǐ)使(shǐ)用特(tè)殊計(jì)算器(qì)（例(lì)如，Avago的免費工具AppCad）來確定PCB傳(chuán)輸綫的尺寸(cùn)，以實現適當(dāng)的阻抗。我(wǒ)推薦(jiàn)這種(zhǒng)特(tè)殊的AppCAD，因(yīn)為(wéi)它可以處理許(xǔ)多(duō)不同類(lèi)型(xíng)的(dí)傳(chuán)輸綫(xiàn)（微帶(dài)，共麵波(bō)導等）。這也(yě)是我定期(qī)使(shǐ)用(yòng)的工具。其他在(zài)綫(xiàn)計(jì)算器(qì)的選擇(zé)受到更多(duō)限(xiàn)製(zhì)。
天綫和收發器之(zhī)間通常還需要一(yī)個(gè)匹配(pèi)電路，例(lì)如LC pi網(wǎng)絡。這(zhè)使您(nín)可以微調天綫阻抗(kàng)。
4.未(wèi)使(shǐ)用或放置不當的去耦(ǒu)電容(róng)器
設(shè)計(jì)中的大(dà)多數組件都(dū)需(xū)要幹(gān)淨，穩定的電(diàn)壓。電(diàn)源(yuán)導(dǎo)軌上的(dí)去(qù)耦電(diàn)容(róng)器有助於(yú)實現此功(gōng)能。
但是，去(qù)耦(ǒu)電(diàn)容(róng)必須(xū)盡可(kě)能(néng)靠(kào)近需(xū)要穩(wěn)定(dìng)電壓才能有(yǒu)效的(dí)引腳。來(lái)自(zì)電源軌(guǐ)的(dí)電源走綫也需要經(jīng)過去(qù)耦(ǒu)電容器，然(rán)後(hòu)再(zài)到達(dá)需(xū)要(yào)穩(wěn)定電壓(yā)的(dí)引(yǐn)腳。
對於(yú)高靈敏度(dù)的(dí)組(zǔ)件，例(lì)如模數(shù)轉換器，還應添加一(yī)個串聯電(diàn)感器。這將創(chuàng)建(jiàn)一個(gè)低(dī)通(tōng)LC濾波(bō)器，以(yǐ)消(xiāo)除(chú)任何(hé)電源噪(zào)聲。
5.開關穩壓器(qì)的布(bù)局未(wèi)優化(huà)
電子(zǐ)設計(jì)中存在(zài)兩種類型的穩(wěn)壓(yā)器。第(dì)一種(zhǒng)是綫(xiàn)性(xìng)穩壓器。它們(mén)可能會(huì)浪費很(hěn)多功率(shuài)，但價格便(biàn)宜，而且通(tōng)常易於正確(què)布局(jú)。盡管(guǎn)對於特(tè)別大(dà)功(gōng)率或超(chāo)低(dī)噪(zào)聲的(dí)應用，綫(xiàn)性(xìng)穩壓器(qì)的(dí)布局變(biàn)得(dé)更為(wéi)關鍵。
第二(èr)類(lèi)是開(kāi)關穩(wěn)壓器(qì)。開(kāi)關穩(wěn)壓(yā)器(qì)更(gēng)加復雜(zá)，但效(xiào)率更(gēng)高(gāo)（浪費更(gēng)少(shǎo)的電(diàn)量=更長(cháng)的電池(chí)壽(shòu)命(mìng)）。但(dàn)是，它(tā)們要(yào)求(qiú)在PCB上進(jìn)行更仔(zī)細的(dí)布(bù)局(jú)，因(yīn)此(cǐ)應(yīng)嚴格遵(zūn)循數據手(shǒu)冊(cè)中(zhōng)的指導(dǎo)原則。
6.已使用(yòng)或(huò)不可(kě)製(zhì)造的(dí)盲孔(kǒng)/埋孔
貫通(tōng)孔(kǒng)穿過(guò)板的所(suǒ)有(yǒu)層。即(jí)使您(nín)隻(zhī)想將(jiāng)走綫從第一層(céng)連接到(dào)第二(èr)層，其他(tā)所(suǒ)有層也都(dū)具有(yǒu)過(guò)孔(kǒng)。問(wèn)題(tí)在於它會(huì)增加(jiā)PCB的尺寸，因(yīn)為(wéi)通孔會減小每一層的(dí)布綫空間。
盲孔將(jiāng)外(wài)部層(céng)連(lián)接到內部(bù)層，而埋(mái)孔將兩個(gè)內部(bù)層連(lián)接(jiē)。但(dàn)是，事情並(bìng)非如(rú)此簡(jiǎn)單。根(gēn)據(jù)層(céng)在(zài)板(bǎn)上的堆(duī)疊方式(shì)，盲孔(kǒng)和掩埋通孔(kǒng)具有(yǒu)嚴格的限(xiàn)製(zhì)。它們(mén)還(huán)大(dà)大增加了(liǎo)原型製作(zuò)成本，因此(cǐ)我不建議(yì)在大(dà)多(duō)數應(yīng)用(yòng)中使用(yòng)它們(mén)。
7.高(gāo)速走(zǒu)綫(xiàn)太長
高速(sù)信號應(yīng)遵循最短，最直的路徑(jìng)。對於大多數設計而(ér)言，這至(zhì)少意味著任(rèn)何(hé)高(gāo)頻(pín)晶(jīng)體的布綫(xiàn)。
大多(duō)數(shù)基於微(wēi)控(kòng)製器(qì)的設計都幾乎不需(xū)要(yào)超高速信號(hào)。但(dàn)是(shì)，如(rú)果您(nín)的產品(pǐn)使用(yòng)帶有外(wài)部數(shù)據和地(dì)址(zhǐ)總綫的高(gāo)速微處理(lǐ)器，那(nà)麼(mó)跟蹤路(lù)徑就(jiù)變得(dé)更(gēng)加重要。
摘(zhāi)要
小銘打樣smt貼片加(jiā)工(gōng)：這(zhè)些(xiē)隻是印(yìn)刷(shuā)電(diàn)路板布(bù)局中可能發生的一些錯誤。如(rú)果(guǒ)您(nín)有其他意見(jiàn)（即(jí)獨立的設計審查(chá)），則(zé)可以(yǐ)極(jí)大地(dì)提高您獲(huò)得成功(gōng)的(dí)機會(huì)。否(fǒu)則(zé)，您可(kě)能會得(dé)到無(wú)法(fǎ)使用的(dí)原(yuán)型(xíng)，需(xū)要花(huā)費(fèi)更多的(dí)錢(qián)進(jìn)行(háng)更正(zhèng)，並(bìng)且需(xū)要更長的時(shí)間才(cái)能投(tóu)放(fàng)市(shì)場。