避免PCB设计的陷阱——给你支几招

Cinderella0922

      对于一个电子工程师来说，电路设计是一门基本的功夫。但是即使电路原理图再完美，如果在转化为PCB电路板的过程中，不对常见的问题和挑战有所了解和防范，能整个系统仍然会大打折扣，严重时根本不能工作。为了避免工程设计的变更，提高效率、减少成本，那么今天笔者将就最容易出现问题的地方一一进行说明。最后将展示给大家DesignSparkPCB,在DesignSpark网站上能下载到该软件，并且提供大量免费的资源库，必将给你的PCB设计带来非凡的体验。

　　一、元件选择与布局

　　每个元件的规格都不一样,即使同一产品不同厂商生产的元件特性也可能不一样,所以在设计时对于元器件的选择,必须要与供应商联系以了解元件的特性,并且知道这些特性对设计的影响。

- y$ N: Z) x, r; ]3 F' ~　　在现今，选择合适的内存对于电子产品设计来说也是件非常重要的事情，由于DRAM和Flash存储器不断的更新，PCB的设计者要想新的设计不受外界不断变化的内存市场对其的影响是一个很大的挑战。现在DDR3占领当前DRAM市场的85%-90%,但是在2014年预计DDR4将从12%上升至56%。所以设计者必须瞄紧内存市场，与制造商保持紧密的联系。

: a/ j: A. v2 X8 J- }3 \　　元器件过热烧毁

　　另外对于一些散热量大的元器件必须进行必要的计算,他们的布局也需要特别考虑,大量的元器件在一起时能产生更多的热量,从而引起阻焊层变形分离,甚至引燃整个板子。所以设计和布局工程师必须一起工作，保证元件有合适的布局。

( i, b- v% B) q% K1 f2 r　　布局时首先要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后，再确定特殊元件的位置。最后，根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。
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5 h) \/ L7 _- d& G5 E　　二、散热系统
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: o% j/ i/ X; k& k. R; H" O1 x　　散热系统的设计包括冷却方法和散热元器件选择，以及对冷膨胀系数的考虑。目前PCB散热采用的主要有通过PCB板本身散热，加散热器和导热板等。
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, R$ ?: C& }2 x' F　　传统PCB板设计中，由于板材多采用覆铜／环氧玻璃布基材或酚醛树脂玻璃布基材，还有少量使用的纸基覆铜板材，这些材料电气性能和加工性能良好，但是导热性能很差。由于现在的设计中QFP、BGA等表面安装元件大量使用，元器件产生的热量大量地传给PCB板，因此，解决散热的最好方法是提高与发热元件直接接触的PCB自身的散热能力，通过PCB板传导出去或散发出去。
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　　当PCB中有少数器件发热量比较大时，可在发热器件上加散热器或导热管，当温度还不能降下来时，可采用带风扇的散热器。当发热器件量较多时，可采用大的散热罩，将散热罩整体扣在元件面上，与每个元件接触而散热。对于用于视频和动画制作的专业计算机，甚至需要采用水冷的方式进行降温。

　　三、湿敏等级MSL
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5 @$ f) L$ K' E. E+ |+ S( E　　MSL：MoisureSensitiveLevel，即湿度敏感等级，在防潮包装袋外的标签上有说明，分为：1、2、2a、3、4、5、5a、6八个等级。对湿度有特殊要求或包装上有湿敏元件标记的元件必须进行有效的管理，以提供物料储存和制造环境的温湿度管制范围，从而确保温湿度敏感元器件性能的可靠性。在烘烤时，BGA、QFP、MEM、BIOS等要求真空包装完善，耐高温和不耐高温的元器件分别在不同的温度下烘烤，注意烘烤的时间。PCB烘烤要求首先参照PCB包装要求或客户要求。烘烤后的湿敏元件与PCB在常温下不可超过12H，未使用或未使用完在常温下未超过12H的湿敏元件或PCB必须用真空包装封好或放入干燥箱内存放。
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　　四、可测性设计

" }2 G4 L$ u! t( n　　PCB可测试性的关键技术包括：可测试性的度量、可测试性机制的设计与优化和测试信息的处理与故障诊断。PCB的可测试性设计实际上就是将某种能够方便测试进行的可测试性方法引入到PCB中，提供获取被测对象内部测试信息的信息通道。因此，合理有效地设计可测试性机制是成功地提高PCB可测试性水平的保障。高产品质量和可靠性，降低产品全寿命周期费用，要求可测试性设计技术能够方便快捷地获取测试时的反馈信息，能够很容易地根据反馈信息做出故障诊断。在PCB设计中，要保证DFT等探测头的探测位置和进入的路径不会受到影响，

　　随着电子产品的小型化，元器件的节距越来越小，安装密度也会越来越大。可供测试的电路节点越来越少，因而对印制板组装件的在线测试难度也越来越大，所以设计时应充分考虑印制板可测试性的电气条件和物理、机械条件，采用适当的机械电子设备进行测试。
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