PCB很重要？

Ber_thaw99

多年来，PCB似乎在电子工程领域被“降级”，成了只在幕后默默付出的无名英雄，经理们认为PCB布线是微不足道的制造问题，并非设计工程师需要关心的；但随着数字电路变得越来越快，以及RF电路也被放进PCB，电路板在很多设计中变成了限制因素，计算机辅助设计(CAD)工具虽然能帮助工程师设计电路板，但CAD的自动绕线功能通常会带来更多问题…2 k5 k- J; b4 Z1 z* i7 z& j. v3 l
, K; P6 Y; i. G5 _

就像所有的新技术一样，工程师当初花了好一段时间才接受并推广印刷电路板(PCB)。在1960年代，美国老牌电子业者Zeneth总爱标榜他们使用点对点接线(point-to-point wiring)，如图1；而现在，几乎所有电子产品都是以PCB打造。


但多年来，PCB似乎在电子工程领域被“降级”，成了只在幕后默默付出的无名英雄，经理们认为PCB布线是微不足道的制造问题，并非设计工程师需要关心的；但随着数字电路变得越来越快，以及RF电路也被放进PCB，电路板在很多设计中变成了限制因素，计算机辅助设计(CAD)工具虽然能帮助工程师设计电路板，但CAD的自动绕线功能通常会带来更多问题。2 g8 J: }. o6 [4 R9 L

) L( A% j# J! \/ [7 A' [/ G+ C
图2 F-16战斗机的雷达干扰装置PCB，在所有的零组件下方有一个铝制散热器；千万别让机械工程师为了散热器设计而自作主张布局PCB，以免牺牲电子功能。1 D0 e( Z) T" ]; O# O

1 Z9 g1 R& p  c4 f0 ^: a0 x' _7 N* |( A$ y4 U3 w
一个关于电源供应器的故事. Q; x% B4 `8 [" a
我在1998年为HP担任顾问时，曾在设计中用了一颗凌力尔特(Linear)的SEPIC转换器芯片LT1513IR；我看了产品规格表，还跟与我接洽的Linear应用工程师Jon Dutra说，他们公司规格表里面的布线图有错。好啦…别笑了，我那时候还年轻、有点蠢。" j4 x- N# [6 R2 N/ Q
# w! }7 d4 T$ ~  s

4 @' ?( X3 I6 M3 d% f. s' Q现在已经转到微软(Microsoft)工作的Dutra很有耐心地看了规格表里的应用实例部分，并解释为何他们建议用那样的方式来布署转换器。我有几个好朋友是从Linear退休的，他们都对我保证，很多客户都是该公司组件的忠实爱用者，因为他们的应用工程支持能帮客户把错的设计变成对的；而我用Linear建议的方式布署那颗SEPIC，第一次绕线就成功(如图3)。" ^5 J8 v. a% E! F: G( X- O: X

' ?1 B4 u' n" t图4 这片掌上电脑的12层电路板原型看起来很厉害，但是因为自动布线器搞砸了PCI总线的时序，根本无法运作。

7 T& x( J& ?% R  V- _6 w9 F5 d* N5 `4 E6 H; z: i
一个关于消费性DVD播放器的故事
# n+ l0 t+ |; R# B3 s& l8 Y我在某家半导体公司任职时，做的是驱动PC用DVD刻录机内雷射头的芯片；我看了一眼某客户设计的软性电路板原型，就知道他们缺乏高速或散热设计方面的经验，毕竟他们之前做的CD刻录机数据速率比较低，而且用的芯片不会产生太多热度。而我们花了大半年的时间教客户该怎么设计他们的PCB(图5)。5 q5 O* q& e5 v9 n/ d5 q$ B
& c1 q4 @* P, _  R

图5 DVD刻录机的雷射驱动器软性电路，需要具备PC主板或是其他高速、对温度敏感之设计的专业经验。* t7 D; c6 z! b) g  ~5 a
0 V8 d- a: m6 ^0 q9 D* r. N+ k$ ^' I; w1 w7 m( U2 v

你可以寻求帮助！) b4 e, e- t' O
* }% x2 M1 Z% }$ L8 P5 J0 |% p( S6 J不要轻忽你的PCB设计，要非常注意组件规格表的建议；半导体厂商的应用工程师能给你很多帮助。但要注意的是，半导体厂商的应用工程师是IC专家，不是系统工程师，因此他们今天可能会告诉你，把模拟与数字接地面分开，再以模拟数字转换器(ADC)芯片来链接；但他们不会告诉你如果板子上有5颗ADC该怎么办。


要进一步了解PCB设计诀窍，有很多训练课程、技术研讨会可以参加，专业的资深工程师会教你如何妥善利用零组件布置与绕线规则，让你的设计避免产生噪声或是对噪声敏感；你也可以透过学习确保你的设计有良好的信号与电源完整性。" p; E, q8 T- w
' M/ C. B7 H3 W& V) {5 \& h" I: B1 B' r3 ]

如果你不希望你的产品设计是七零八落或是问题重重，绝对需要去学习所有关于PCB设计与制造的知识，那是你的产品设计基础，就像是房子的地基一样，没有人希望它摇摇晃晃！