喜歡技術,但是不確定您的第一個PCB項目從哪里開始?本文適合您。在本文中,我們將逐步進行從頭開始PCB項目的早期設計注意事項。
您要建立什么?
如果您是專業的電氣工程師,那么您很可能已經熟悉了通常在任何產品開發項目開始時進行的需求收集。但是對于那些沒有經驗的人,這里是您可以問自己的一個快速問題列表:
l你在做什么?項目要求將根據您所構建的內容以及是否要解決的特定問題而有所不同。自主機器人的規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,按鈕,遙控器和照相機,您的PCB與環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你的預算是多少?了解預算可以幫助您做出設計決策,例如材料和組件的選擇以及電路板上可以具有的層數。
l誰來使用它?您需要滿足某些標準嗎?如果您的企業正在為NASA制作板,則需要空間有限的零件。如果這是海上應用,則需要具有抗鹽霧性。根據行業的不同,還可能需要遵守“軍用規格”,ISO文檔和其他標準。通常,您可能希望根據業務的目標市場選擇零件。諸如首選連接器(例如航空航天用安費諾)之類的東西或價格適中的東西。
l您打算生產多少種產品?這是一個個人項目,一個有限的小批量發布,還是最終將要大量生產的東西?您的布局,互連的選擇,材料的選擇以及層數均受最終設計的可制造性影響。
您的答案越詳細,開發過程的其余部分就越容易。其他常見注意事項包括熟悉某些PCB設計軟件以及與您可以利用的零件供應商之間的現有關系。
創建原理圖
一旦您對項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設計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放大器電路,則可能會列出諸如低音炮或揚聲器,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計軟件,在設計電路板時也可以先用筆和紙草繪草圖,或者在試驗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計過程的后期。實際上,在開始為電路板選擇組件和材料之前,這應該成為您的需求收集過程的一部分。
成本優化,例如使用銅代替高電導率的銀,或者選擇引腳代替高速互連,應該預先確定。
拼板化涉及將多個板作為陣列構建,可以簡化產品測試,并使您的板更易于批量生產。在投入大量時間進行電路板布局之前,最好考慮一下本地制造廠的標準化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古手持游戲機上將音頻插孔放置在哪里?
這是在設計電路板布局時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。請特別注意EMI / EMC和散熱注意事項。
l根據您要構建的內容,您將需要通過考慮不同的形狀因素來優化布局:多層?軟硬結合?有機電子?
在布置電路板時,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。您還可以在產生大量噪聲的IC周圍采用屏蔽。
l熱量產生是在筆記本電腦的GPU等高信號電路中出現的問題。如果您的PCB將放置在較小的外殼中,并且其組件易于發熱,則您可能還需要考慮增加散熱功能,例如冷卻線,風扇和散熱器。通常使用外殼或底盤作為散熱介質。
結論
PCB設計中的所有內容都是相互聯系的,這就是為什么PCB設計軟件對于現代電路板設計必不可少的原因。隨著市場需求越來越小,越來越快的電路,軟件已成為PCB設計人員工具包不可或缺的一部分。
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