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如果您是第一次设计PCB,您将获得7个有关如何设计PCB的技巧
EDA365 | 2023-03-08 17:40:55    阅读:86   发布文章

您在原型板上完成了多少个项目,并希望设计PCB?印刷电路板是项目的最后阶段,对我们测试原型并发布产品至关重要。
  但是,许多人发现如何设计PCB很难。在本文中,我们想为您提供有关如何设计PCB的七个技巧。

  首先,在组装电路之后,我们必须从Protoboard的原型开始,执行所有可能的测试,并确保其能够按预期工作。随后,我们必须从电子示意图的图纸进入设计PCB的阶段。
  1—设计电子原理图
  项目的电子原理图是基本步骤。在这一步中,我们将使用软件设计原型板电子方案,以设计PCB。在各种软件中,我们建议使用Kicad软件。它是免费软件,具有庞大的社区,并具有3D可视化,以便于最终原型的可视化。
  通过此软件,请注意电子图的设计,并避免在绘制电子图的阶段出现任何错误。如果在此步骤中发生错误,则将影响PCB布局的设计,因为布局取决于整个电子图设计。
  为了避免布局中的错误,请从构建的布局中执行组装过程
  首先,拆卸整个电路,使用电子软件图并执行组装。如果项目可行,则表示布局设计正确。
  此外,请确保布局结构中的组织良好。务必用相应的名称和值指示组件,使用观察说明,并通过功能块组织电子方案的区域。
  这将帮助您了解每个模块的功能,并概述您的项目组织。
  永远记住,电子图布局的组织对于PCB设计阶段至关重要。
  因此,您应该考虑的事情之一就是在项目中使用网格。
  2-在项目中使用网格
  网格是具有多个使用点或正方形的划分的网格。许多初学者并不重视,但在项目开发中至关重要,因为它有助于在原理图设计和PCB项目设计中电子组件的定向和组织。
  下面是使用网格的两个示例。首先,在电子图的图纸中有网格。

图1-电子原理图中的网格。

  请注意,所有元素均以相等的距离排列并完全垂直对齐。这有助于分析和可视化电路。
  接下来,我们将网格应用于设计PCB的构造中。

图2-PCB设计布局中的网格。

  如果您分析上面的电路板,则大多数组件都是对齐且对称的,因为网格允许我们通过网格组织和对齐它们。
  该过程的结果如下所示。

  图3-PCB设计结果。

  请注意,这两个电容器和LED对准并且它们之间的距离实际上相等。此外,CHIP与LED对齐,电阻器组位于对称区域。
  最后,我们有一个USB连接。注意,它以电子板结构为中心。
  因此,网格是一种组织工具,其诞生是为了简化组织并提高设计PCB的质量。
  3—计算PCB的设计走线宽度
  轨道就像电线。它们是允许电流在您的电子电路中流动的元素。众所周知,电流值越高,导体的截面积就必须越大,以便导体可以传导电流。
  在设计PCB时,它以相同的原理工作,因此,我们必须正确计算走线宽度。
  为此,我们将使用有助于确定路径尺寸的软件。
  您可以访问Digikey网站上的链接,并输入项目的电流和温度参数。稍后,网站将告知您的足迹宽度的理想值。重要的是要强调站点是安全的,并使用IPC-2221标准的方程式来计算轨道的宽度:访问链接并计算轨道的宽度
  当您访问该网站时,它将显示在下面显示的以下窗口中。

 图4-迹线宽度计算。

  对于此计算,您必须输入轨道的当前值,铜的厚度,温度以及最后的轨道长度。后者的信息可以从项目软件环境中的跟踪信息中获得。
  由此,该软件将通知两种宽度类型:内部轨道(多层)和外部轨道(单层和双层,如下所示)。

  图5-迹线宽度的结果。

  此外,您还将了解沿路径的电阻,电压降和功率损耗。
  因此,通过此应用程序,您将可以安全地确定项目轨道的宽度和其他属性。
  4—PCB设计中的自动布线和自动放置
  这是许多初学者广泛使用的两个工具:自动布线器和自动放置。但是,请非常小心。在项目中使用它们不是很理想。
  自动路由是一个过程,其中软件会为您路由所有轨道。
  有几种软件具有Auto路由器,但是在使用过程中,使用此工具时,我们注意到轨道上的混乱情况。尽管该软件具有出色的跟踪路由系统,但我们意识到,为此使用它是有风险的。
  除了具有风险外,许多设计人员也不建议也不使用它,因为该软件本身不了解操作特征,信号电平,电子组件规格以及其他影响路径组织的特征。
  如我们所知,通过某些信号的某些路径不可能是封闭的,因此必须格外小心地构建。因此,我们建议您始终执行手动路由过程。这有助于避免错误,干扰,并有助于改善PCB设计。
  通过手动过程,我们能够分析每个路径的结构,根据其信号执行单独的路由,并确保项目路径的结构更好地组织和安全。
  除自动布线器外,许多还使用自动布局。此功能是您的PCB项目中可能发生的另一个问题。不建议使用它,因为我们再次引用:放置的目的是自动组织其组件,这可能会导致严重问题。
  使用此功能时,某些组件可能会遇到重大问题,例如,某些组件会散发大量热量,而另一些组件则对热量敏感。
  分析这些组件后,放置位置无法理解,并且可能使它们彼此靠近,从而对电路的敏感组件造成损坏。以及产生其他设计问题。

  因此,请避免使用自动放置和自动布线器。始终优先考虑手动执行工作,您将最大程度地控制电子组件和PCB项目的轨迹。

  5—PCB设计上的散热
  几个电子组件在电路中运行时会散发大量热量。在这些设备中,我们重点介绍例如稳压器,电阻器和驱动器。
  为避免此问题,我们可以在IC下使用会散发高温值的矩形铜区域。这样,您可以降低温度并保证CI的使用寿命。如下图所示。

图6-库珀填充区域的示例。

  如您所见,在Ci内有一个红色矩形。这个矩形是一个充满铜的区域,可以帮助散发IC的热量。此外,我从来没有离开过散发大量热量的设备,这些设备不应放置在同一区域。使它们尽可能远。
  对温度更敏感的设备应远离高温设备,因此应将它们放置在印刷电路板的较冷区域,以确保印刷电路板设计的安全性。
  在PCB的丝印层上打印信息
  丝网印刷层旨在打印信息以及您的公司徽标。该层旨在在PCB设计的底部和顶部表面上打印信息。
  因此,丝网印刷层具有一些目标,例如:-电路板的连接和元素信息;-协助进行手动组装和维护过程;-美学和设计。

  参见,例如,下面显示的标志。

图7-PCB设计中的丝网印刷示例。

  如您所见,该电子板的蓝色区域上有一层文本,符号和图像。所有这些元素都印在丝印层上。

  所有这些文字都将有助于组件的焊接,因为它们都带有必须在印刷电路板上的特定位置焊接的元素名称(R1,R2,C1,U1)。此外,它还有助于维护过程,因为将来,新用户可以访问PCB上的此信息,并通过丝网印刷层的信息获得每个组件的价值。

  因此,请始终尝试使用丝网印刷层。它将在组织项目信息和组装过程中为您提供帮助。
  为您的项目构建第一个原型
  开发印刷电路板的第一批原型。许多人认为开发印刷电路板是一项高价值的服务,但是借助制造公司的服务,您可以以5美元的价格生产您的前10个电路板。
  这些是低成本的电路板,可让您评估原型的性能。

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