喜歡技術(shù),但是不確定您的第一個(gè)PCB項(xiàng)目從哪里開始?本文適合您。在本文中,我們將逐步進(jìn)行從頭開始PCB項(xiàng)目的早期設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。
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(xiàng)目開始時(shí)進(jìn)行的需求收集。但是對于那些沒有經(jīng)驗(yàn)的人,這里是您可以問自己的一個(gè)快速問題列表:
l你在做什么?項(xiàng)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(jī)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(fēng),按鈕,遙控器和照相機(jī),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(yù)算是多少?了解預(yù)算可以幫助您做出設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)。通常,您可能希望根據(jù)業(yè)務(wù)的目標(biāo)市場選擇零件。諸如首選連接器(例如航空航天用安費(fèi)諾)之類的東西或價(jià)格適中的東西。
l您打算生產(chǎn)多少種產(chǎn)品?這是一個(gè)個(gè)人項(xiàng)目,一個(gè)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(jì)的可制造性影響。
您的答案越詳細(xì),開發(fā)過程的其余部分就越容易。其他常見注意事項(xiàng)包括熟悉某些PCB設(shè)計(jì)軟件以及與您可以利用的零件供應(yīng)商之間的現(xiàn)有關(guān)系。
創(chuàng)建原理圖
一旦您對項(xiàng)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(jì)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(jī)放大器電路,則可能會列出諸如低音炮或揚(yáng)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(yīng)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(jì)軟件,在設(shè)計(jì)電路板時(shí)也可以先用筆和紙草繪草圖,或者在試驗(yàn)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(jì)過程的后期。實(shí)際上,在開始為電路板選擇組件和材料之前,這應(yīng)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(dǎo)率的銀,或者選擇引腳代替高速互連,應(yīng)該預(yù)先確定。
拼板化涉及將多個(gè)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(shí)間進(jìn)行電路板布局之前,最好考慮一下本地制造廠的標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(fù)古手持游戲機(jī)上將音頻插孔放置在哪里?
這是在設(shè)計(jì)電路板布局時(shí)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(xiàng)。
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(jī)電子?
在布置電路板時(shí),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(fēng)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(jì)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(jì)軟件對于現(xiàn)代電路板設(shè)計(jì)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(jì)人員工具包不可或缺的一部分。
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